高中物理第二章圆周运动第二节第3课时生活中的向心力粤教版必修2

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高中物理第二章圆周运动第2节向心力课件粤教版必修2.ppt

作业：课后练习
复习提问
1 、力的分类(效果命名、性质命名) 2、物体做曲线运动的条件？ 3、匀速圆周运动的几个公式？
水流星
人造卫星
观察并思考： 1、小球的受力情况？ 2、线的拉力方向有何特点？ 3、一旦线断或松手，结果如何？
一、向心力
⑴定义：做匀速圆周运动的物体，受到的沿半径指向圆心的力，这个力叫向心力
4、如图，线段OA=2AB，A、B两球质量相等，当它们绕O点在光滑的水平桌面上以相同的角速度转动时，两线段
TAB与TOA的拉力之比为多少？
o A. .B
5、天车上用长为2m的钢丝吊运一个1.0×103kg的钢块，天车以2m/s 的速度匀速运动，当天车突然停止
钢丝绳受到的拉力是多大?g=10m/s2
2、两轮用皮带传动，皮带不打滑。图中有A、 B、C三点，这三点所在处半径ra>rb=rc,则
这三点的向心加速度关系是（）
A、aA=aB=aC
A .
..Co1
B.
B、 aC> aA> aB
.o2
C、 aC< aA <aB
D、 aC= aB> aA
3、地球在自转的过程中，站在赤道上的人A和站在北纬450位置的人 B，随地球一起转动，A和B随地球转动的角速度之比为----------，A和 B随地球转动的线速度之比为-------。
匀速圆周运动所需的向心力大小为
F=mω2r
ห้องสมุดไป่ตู้
①
由 v=ωr F=mv2/r
②
ω =2π/T F=m4π2r/T2 ③
注意单位：
F→N ω→rad/s r→m v→m/s T →s

高中物理第2章圆周运动第2节向心力课件粤教版必修2

向心加速度
[先填空] 1．定义做匀速圆周运动的物体，其加速度 a 的方向一定指向圆心，所以也叫向心加速度． 2．大小 a＝ω2r，a＝vr2.
3．方向与向心力 F 的方向一致，沿半径指向圆心，与速度方向垂直，其方向时刻改变．
[再判断] 1．做圆周运动的物体，线速度越大，向心加速度就越大．(×) 2．向心加速度的方向指向圆心，与线速度垂直．(√) 3．匀速圆周运动的向心加速度大小不变，方向时刻变化．(√)
都有关
向心力与合外力判断方法 1．向心力是按力的作用效果来命名的，它不是某种确定性质的力，可以由某个力来提供，也可以由某个力的分力或几个力的合力来提供． 2．对于匀速圆周运动，合外力提供物体做圆周运动的向心力；对于非匀速圆周运动，其合外力不指向圆心，它既要改变线速度大小，又要改变线速度方向，向心力是合外力的一个分力． 3．无论是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动，物体所受各力沿半径方向分量的矢量和为向心力．
竖直平面内圆周运动的分析方法物体在竖直平面内做圆周运动时： 1．明确运动的模型，是轻绳模型还是轻杆模型． 2．明确物体的临界状态，即在最高点时物体具有最小速度时的受力特点． 3．分析物体在最高点及最低点的受力情况，根据牛顿第二定律列式求解．
实验目的
探究影响向心力大小的因素
实验方法
控制变量法
探究过程
m、ω 不变改变半径 r，则 r 越大，向心力 F 就越大 m、r 不变改变角速度 ω，则 ω 越大，向心力 F 就越大 ω、r 不变改变质量 m，则 m 越大，向心力 F 就越大
物体做圆周运动需要Байду номын сангаас向心力与物体的质量、半径、角速度结论
向心加速度的特点 1．向心加速度只描述线速度方向变化的快慢，沿切线方向的加速度描述线速度大小变化的快慢． 2．向心加速度的方向始终与速度方向垂直，且方向在不断改变．

高中物理第二章圆周运动第二节向心力课件粤教版必修2

方向时刻在改变．
4.大小
(1)向心力大小与物体__质__量____、__角__速__度__和___半__径___有关，且物体___质__量___越大，__角__速__度__越大，___半__径___越大，所需的向
心力越大．
v2
(2)公式：F＝__m_ω__2r___＝__m_r___．
(1)匀速圆周运动的向心力是恒力．( ) (2)匀速圆周运动的合力就是向心力．( ) (3)向心力可由重力或弹力等来充当，是效果力．( )
力，即 mgtan θ＝mvR2(R 为弯道半径，θ为倾斜的角度)．
2．某人驾车正在平直公路上前进，突然前方出现了一堵很长的墙，此人要想不撞墙，是拐弯好呢还是急刹车好？提示：急刹车好.
1.向心力公式
对向心力的理解
由向心力公式 F＝ma＝mvr2＝mω2r 可知，物体做匀速圆周运动
的向心力与物体的质量、线速度、角速度、半径有关系．当线
[答案] C
2.关于向心加速度，下列说法正确的是( ) A．它描述的是线速度方向变化的快慢 B．它描述的是线速度大小变化的快慢 C．由 a＝vr2知 a 与 r 成反比 D．由 a＝rω2 知 a 与 r 成正比解析：选 A.向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量，因为对线速度来说，向心加速度只能改变线速度的方向而不能改变线速度的大小．当线速度一定时，向心加速度与半径成反比，当角速度一定时，向心加速度与半径成正比，所以 C、D 都错．
在一般圆周运动中，合加速度通常有两个分量：切向加速度和向心加速度．切向加速度表示速度大小变化的快慢；向心加速度表示速度方向变化的快慢． (1)物体做匀速圆周运动时，向心加速度就是物体的合加速度． (2)如图所示的变速圆周运动，到达 C 点时，小球受绳水平拉力 T 和重力 mg，合力斜向右下方，即小球的合加速度斜向右下方．它沿 T 方向(径向)的加速度即为向心加速度．

粤教版高中物理必修2《向心力》ppt课件5

m( T ) r
牛顿第二定律：
F合＝ma
mv
向心加速度：
v a＝ r
2
2 2 r ( ) r T
2
v
三、向心加速度
总结：
一、向心力： 1.大小： v2
F向心＝m r 或F向心＝m 2 r
二、向心加速度： 1.大小： v2
a＝ r
或a＝ 2 r
2.方向：沿半径指向圆心，是变力。 3. 特点： F⊥ v , 方向不断变化。 4.作用：改变线速度方向。 5.来源：来源于其他性质力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。
第二章圆周运动
第二节向心力
第二节向心力
赵宏博
申雪
一、认识向心力
思考：
1.从物理学的角度来看，申雪做的是什么运动？ —— 匀速圆周运动
2.如果赵宏博把手松开，会有什么样的后果？
一、认识向心力
结论：
做匀速圆周运动的物体需要力的作用，力的方向指向圆心。 ——向心力
一、认ห้องสมุดไป่ตู้向心力
f
拉力提供向心力
2.如右图，在光滑水平面上，用长为 L 的细绳拴一质量为 m 的小球做匀速圆周运动，则（） A. m、v不变，线越长越容易断； B. m、ω不变，线越长越容易断； C. m不变， L 减半且角速度ω 加倍时，线的拉力不变； D. m不变， L 加倍且线速度 v 加倍时，线的拉力不变。
课堂练习
3.有一个质量为 m 的小木块，由碗边滑向碗底，碗内表面是半径为 R 的圆弧，由于摩擦力的作用，木块运动的速率不变，则 ( )
2.方向：沿半径指向圆心，是变加速度，
匀速圆周运动是变加速曲线运动。
3. 特点： a⊥ v , 方向不断变化。 4.作用：改变线速度方向。 5.物理意义：描述速度方向变化的快慢。

粤教版高一物理必修二课件：2.2向心力

需向心力 D．限制火车向外脱轨
车辆转弯
在开车转弯时，有向外滑出的趋势，地面对车有指向内侧的静摩擦力F1，这个静摩擦力提供车转弯时所需的向心力。
根据向心力公式有
F
F1
m
v2 r
二、拱形桥
例2、质量为m 的汽车以恒定的速率 v 通过半径为r的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压力是多大？
例、质量为m 的汽车以恒定的速率v通过半径为r
G
重力G与支持力FN的合力F合是使火车转弯的向心力
➢若火车转弯时实际速度 V> Rgtanα
或者 V＜ Rg情ta况nα又如何？
V> Rgtanα 外轨对外轮缘有弹力，速度越大，弹力越大 V＜ Rgtanα 内轨对内轮缘有弹力，速度越小，弹力越大
0
生活中的圆周运动
巩固练习
例1. 在水平铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，这是为( ) AC．D减轻火车轮子挤压外轨 B．减轻火车轮子挤压内轨 C．使火车车身倾斜，利用重力和支持力的合力提供转弯所
（4）利用提供量等于需求量列方程求解
凹形桥
泸定桥
汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹型桥面，如图所示，求汽车在最低点时对桥面的压力是多大？
解：汽车通过底部时，受力情况如图：由牛顿第二定律：
FN r
h
G
FN’ 注意：汽车过凹形桥的速度不宜过大,否则FN’过大, 汽车可能压坏凹型桥或者爆胎。
小结：
说明：物体做离心运动的根本原因是“惯性”
2、离心运动的应用与防止
离
离
心
心
甩
脱
干
水
制作棉花糖的原理：内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状到达温度较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。

高中物理必修二教案-2.2向心力2-粤教版

第2节向心力第3课时生活中的圆周运动一、教学任务分析本节内容选自粤教版高中物理必修二第二章第二节的第三课时《生活中的圆周运动》。

课程标准对本部分的要求是：能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力，关注圆周运动的规律与日常生活的联系。

二、学生学情分析学生在此之前学习了牛顿运动定律及圆周运动的基本知识，并通过实验演示及分析对匀速圆周运动的规律已经掌握。

但对于向心力及向心加速度的理解任然需要提高认识和理解。

对于生活中有关圆周运动的知识还缺乏较深的理解。

三、教学目标（一）知识与技能1.能定性分析火车外轨比内轨高的原因；2.能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题；3.会在具体问题中分析向心力的来源；4.会用牛顿第二定律解决生活中较简单的圆周运动问题；5.知道离心运动及其产生的条件，了解离心运动的应用和防止。

（二）过程与方法1.通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高分析和解决问题的能力；2.通过对离心现象的实例分析，提高综合应用知识解决问题的能力；（三）情感、态度与价值观运用生活中的事例，激发学生学习兴趣和探索动机，树立具体问题具体分析的科学观念。

四、教学重点1.掌握处理圆周运动问题的一般步骤；2.知道离心运动及其产生的条件，了解离心运动的应用和防止。

五、教学难点火车轮缘与轨道的受力关系、离心运动。

六、教学流程（一）学生上台表演，复习回顾教师让学生上台弹唱自己作词作曲的《听我说圆周运动》【设计意图】创造一种轻松的课堂氛围，把物理知识融入歌曲里，激发学生学习兴趣，拓宽了学生眼界。

（二）回归生活，积极探索【环节一】火车转弯问题1.提出问题，做好铺垫教师：播放火车转弯的视频，同时展示火车车轮与轨道的构造，介绍火车内轮、外轮、内轨、外轨。

【设计意图】1.引导学生产生对火车问题的探究欲望，为接下来对火车转弯的探究做铺垫。

2.教师顺势提出今天研究的第一个问题火车的转弯问题——水平面内的圆周运动。

高中物理必修二课件-2.2向心力3-粤教版

产生切向加速度，改变速度的大小
v Ft
Ft
v
Fn
F合
F合 Fn
加速产圆生周向运心动加速度，改变减速速度圆的周方运向动
变速圆周运动合外力的分力提供所需的向心力
四、变速圆周运动和一般曲线运动
四、变速圆周运动和一般曲线运动
v2
r2 r1
v1
F1

mv12 r1
F2
mv22 r2
六、课后作业
角速度w满足什么条件时，物块能保持相对静止做匀速圆周运动？
r
已知：m，g，u，r
已知：m，g，u，r
谢谢
G
mg tan
mv 2
L sin
三、向心力F大N 小的验证
F
1 2
G
1 2
三、向心力大小的验证
Fn m 2r
实验方法：控制变量法
1 2
1 2
➢w、r一定，Fn与m的关系 m Fn ➢m、w一定，Fn与r的关系 r Fn ➢m、r一定，Fn与w的关系 w Fn
四、变速圆周运动和一般曲线运动
第02节向心力
知识回顾
匀（
向
➢作用：改变速度的方向
速变圆速周运运动
心加速度
➢大小：an
v2 r
2r
动）
➢方向：时刻指向圆心
(即a⊥v)
一、向心力
1、定义: 产生向心加速度所需的力，称向心力
2、作用: 改变速度的方向
3、大小:
Fn
v2 m
r
m 2r
4、方向: 始终指向圆心(即Fn⊥v)
二、向心力的来源
系于绳一端的小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动
FN

高中物理粤教版第二章圆周运动第二章第二节向心力

第二章圆周运动第二节向心力A级抓基础1．关于向心加速度，以下说法中正确的是() A．它描述了角速度变化的快慢B．它描述了线速度大小变化的快慢C．它描述了线速度方向变化的快慢D．公式a＝v2r只适用于匀速圆周运动解析：由于向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小，所以向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量，故C正确，A、B错；公式a＝v2r不仅适用于匀速圆周运动，也适用于变速圆周运动，故D错误．答案：C2．在水平冰面上，马拉着雪橇做匀速圆周运动，O点为圆心．能正确表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力F f的图是()解析：由于雪橇在冰面上滑动，其滑动摩擦力方向必与运动方向相反，即沿圆的切线方向；因雪橇做匀速圆周运动，合力一定指向圆心．由此可知C正确．答案：C3.如图所示，玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动(若忽略摩擦)，这时球受到的力是()A．重力和向心力B．重力和支持力C．重力、支持力和向心力D．重力解析：玻璃球沿碗内壁做匀速圆周运动的向心力由重力和支持力的合力提供，向心力不是物体受的力，故B正确．答案：B4.(多选)在地球表面处取这样几个点：北极点A、赤道上一点B、AB弧的中点C、过C点的纬线上取一点D，如图所示，则()A．B、C、D三点的角速度相同B．C、D两点的线速度大小相等C．B、C两点的向心加速度大小相等D．C、D两点的向心加速度大小相等解析：地球表面各点(南北两极点除外)的角速度都相同，A对；由v＝ωr知，v C ＝v D，B对；由a＝ω2r知，a B>a C，a C＝a D，C错，D对．答案：ABD5.(多选)如图所示为摩擦传动装置，B轮转动时带动A轮跟着转动，已知转动过程中轮缘间无打滑现象，下述说法中正确的是()A ．A 、B 两轮转动的方向相同 B ．A 与B 转动方向相反C ．A 、B 转动的角速度之比为1∶3D ．A 、B 轮缘上点的向心加速度之比为3∶1解析：A 、B 两轮属齿轮传动，A 、B 两轮的转动方向相反，A 错，B 对．A 、B 两轮边缘的线速度大小相等，由ω＝v r 知，ω1 ω2＝r 2r 1＝13，C 对．根据a ＝v 2r 得，a 1a 2＝r 2r 1＝13，D 错．答案：BC6．质量为m 的木块从半球形的碗口下滑到碗底的过程中，如果由于摩擦力的作用，使得木块的速率不变，那么( )A ．下滑过程中木块的加速度为零B ．下滑过程中木块所受合力大小不变C ．下滑过程中木块所受合力为零D ．下滑过程中木块所受的合力越来越大解析：因木块做匀速圆周运动，故木块受到的合外力即向心力大小不变，向心加速度大小不变，故选项B 正确．答案：B7.如图所示，在光滑的轨道上，小球滑下经过圆弧部分的最高点A 时，恰好不脱离轨道，此时小球受到的作用力有( )A ．重力、弹力和向心力B ．重力和弹力C ．重力和向心力D ．重力解析：因为小球恰好通过最高点，此时靠重力提供向心力，小球仅受重力作用．故D 正确，A 、B 、C 错误．答案：DB 级提能力8.如图所示为质点P 、Q 做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的图线，表示质点P 的图线是双曲线，表示质点Q 的图线是过原点的一条直线．由图线可知( )A ．质点P 的线速度不变B ．质点P 的角速度不变C ．质点Q 的角速度不变D ．质点Q 的线速度不变解析：质点P 的a －r 图线是双曲线的一支，即a 与r 成反比，由a ＝v 2r 知质点P的线速度v 的大小是定值，但方向变化，A 错误；根据ω＝vr 知角速度ω是变量，所以B 错误；质点Q 的a －r 图线是一条直线，表示a ∝r ，由a ＝rω2知角速度ω是定值，C 正确；根据v ＝ωr ，线速度v 是变量，所以D 错误．答案：C9．一小球被细绳拴着，在水平面内做半径为R 的匀速圆周运动，向心加速度为a n ，那么( )A ．角速度ω＝a nRB．时间t内通过的路程为s＝t a n RC．周期T＝R a nD．可能发生的最大位移为2πR解析：由a n＝ω2r，得ω＝a nr＝a nR，A错误；由a n＝v2r，得线速度v＝a n r＝a n R，所以时间t内通过的路程为s＝v t＝t a n R，B正确；由a n＝ω2r＝4π2rT2，得T＝2πra n＝2πRa n，C错误；对于做圆周运动的物体而言，位移大小即为圆周上两点间的距离，最大值为2R，D错误．答案：B10．(多选)如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上．小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)．现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出)，两次金属块Q都保持在桌面上静止．则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是()A．Q受到桌面的支持力变大B．Q受到桌面的静摩擦力变大C．小球P运动的角速度变大D．小球P运动的周期变大解析：根据小球做圆周运动的特点，设绳与竖直方向的夹角为θ，故F T＝mgcos θ，对物体受力分析，由平衡条件F f＝F T sin θ＝mg tan θ，F N＝F T cos θ＋Mg＝mg＋Mg，故在θ增大时，Q受到的支持力不变，静摩擦力变大，A选项错误，B选项正确；由mg tan θ＝mω2L sin θ，得ω＝gL cos θ，故角速度变大，周期变小，故C选项正确，D选项错误．答案：BC11．有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘．转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ.不计钢绳的重力，求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系．解析：设转盘角速度为ω，钢绳与竖直方向夹角为θ，座椅到中心轴的距离：R ＝r＋L sin θ，对座椅分析有：F n＝mg tan θ＝mRω2，联立两式得ω＝g tan θr＋L sin θ.答案：ω＝g tan θr＋L sin θ12．如图所示，轻质棒一端固定有质量为m的小球，棒长为R，今以棒的另一端O为圆心，使之在竖直平面内做圆周运动，那么当球至最高点，求：(1)ω等于多少时，小球对棒的作用力为零； (2)ω等于多少时，小球对棒的压力为12mg ；(3)ω等于多少时，小球对棒的拉力为12mg .解析：(1)在最高点，如果小球对棒作用力为零．小球做圆周运动的向心力由重力充当mg ＝mω21R ，ω1＝gR. (2)在最高点小球对棒压力为12mg 时，小球向心力为mg －12mg ＝mω22R ，ω2＝g 2R. (3)在最高点小球对棒拉力为12mg 时，小球向心力为mg ＋12mg ＝mω23R ，ω3＝3g 2R. 答案：(1)gR(2) g2R(3) 3g 2R。

粤教版高一年级物理必修二第二章第二节向心力(21张PPT)

N
F合 α
α mg
N Ny
α
Nx
fy
fx f
α mg
Ny
N
α
Nx
α mg
②当：
原来的Nx不够提供现在所需的向心力，汽车有
离心的趋势，形成沿侧
Ny
N
向向下的静摩擦力。
f fy α
Nx
fx
N也会增大
α mg
①当：
Ruanwenchao
汽车恰好不受侧向静摩擦力
③当：原来的Nx超过现在所需的向心力，汽车有近心的趋势，形成沿侧向向上的静摩擦力。
1、光滑水平面上小球在细绳拉力作用下的圆周运动
做匀速圆周运动的物体合力一定指向圆心，合力提供向心力。
Or
m
v
①重力由支持力来平衡：
②拉力F提供向心力：
如果绳子的最大承受拉力为Fm，小球的速度能不能太大？
N OF
mg
vm即为小球速度的上限。
2、水平匀速转动的圆盘上的物体
①重力由支持力来平衡： ②摩擦力 f 提供向心力：
（1）此时车对桥顶的压力是多大？（2）汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力作用而腾空？
解：
Ruanwenchao
Ruanwenchao
2、如图所示，用长为L 的轻杆连着质量为m 的小球在竖直平面内做圆
周运动，则下列说法中正确的是 ( B ) A.小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力
B.小球在最高点时轻杆受到作用力可能为零 C.小球过最低点轻杆对小球的拉力可能等于小球的重力 D.若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为
N
B
F合 N
mg

2019年粤教版物理必修二第2章第2节向心力

第二节向心力感受向心力[先填空]1．定义做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力叫做向心力．2．作用不改变质点速度的大小，只改变速度的方向，使物体始终维持在圆周轨道上．3．特点方向总沿半径指向圆心，和质点运动的方向垂直，且方向时刻改变．4．实验与探究做匀速圆周运动的物体，所受向心力的大小为F ＝mω2r ，而ω＝vr ，则F ＝m v 2r .[再判断]1．向心力可以是合力，也可以是某个力的分力．(√)2．向心力既改变物体做圆周运动的速度大小，也改变速度的方向．(×) 3．角速度越大，半径越大，向心力就越大．(×) [后思考]如图2-2-1所示，滑冰运动员转弯时为什么要向转弯处的内侧倾斜身体？图2-2-1【提示】倾斜身体是为了获得冰面对运动员向内侧的静摩擦力，从而获得做圆周运动所需要的向心力．[合作探讨]如图2-2-2所示，汽车正在匀速率转弯，小球正在绳子拉力作用下做匀速圆周运动，请思考：图2-2-2探讨1：它们的向心力分别是由什么力提供的？【提示】汽车转弯时的向心力由地面的静摩擦力提供，小球的向心力由重力和绳子拉力的合力提供．探讨2：物体做匀速圆周运动时，它所受的向心力的大小、方向有什么特点？【提示】大小不变，方向时刻改变． [核心点击]1．向心力大小的计算F n ＝m v 2r ＝mrω2＝mωv ＝m 4π2T 2r ，在匀速圆周运动中，向心力大小不变；在非匀速圆周运动中，其大小随速率v 的变化而变化．2．向心力来源的分析物体做圆周运动时，向心力由物体所受力中沿半径方向的力提供．可以由一个力充当向心力；也可以由几个力的合力充当向心力；还可以是某个力的分力充当向心力.1．(多选)对于做匀速圆周运动的物体，下列判断正确的是( )A．合力的大小不变，方向一定指向圆心B．合力的大小不变，方向也不变C．合力产生的效果既改变速度的方向，又改变速度的大小D．合力产生的效果只改变速度的方向，不改变速度的大小【解析】匀速圆周运动的合力等于向心力，由于线速度v的大小不变，故F合只能时刻与v的方向垂直，即指向圆心，故A对、B错；由合力F合的方向时刻与速度的方向垂直而沿切线方向无分力，故该力只改变速度的方向，不改变速度的大小，C错、D对．【答案】AD2．(多选)用细绳拴着小球做圆锥摆运动，如图2-2-3所示，下列说法正确的是()图2-2-3A．小球受到重力、绳子的拉力和向心力的作用B．小球做圆周运动的向心力是重力和绳子的拉力的合力C．向心力的大小可以表示为F＝mrω2，也可以表示为F＝mg tan θD．以上说法都正确【解析】小球受两个力的作用：重力和绳子的拉力，两个力的合力提供向心力，因此有F＝mg tan θ＝mrω2.所以正确答案为B、C.【答案】BC3．(多选)在光滑的水平面上，用长为l的细线拴一质量为m的小球，使小球以角速度ω做匀速圆周运动．下列说法中正确的是()A．l、ω不变，m越大线越易被拉断B．m、ω不变，l越小线越易被拉断C ．m 、l 不变，ω越大线越易被拉断D ．m 不变，l 减半且角速度加倍时，线的拉力不变【解析】在光滑的水平面上，细线对小球的拉力提供小球做圆周运动的向心力．由F ＝mrω2知，在角速度ω不变时，F 与小球的质量m 、半径l 都成正比，A 正确，B 错误；在质量m 不变时，F 与l 、ω2成正比，C 正确，D 错误．【答案】 AC向心力与合外力判断方法1．向心力是按力的作用效果来命名的，它不是某种确定性质的力，可以由某个力来提供，也可以由某个力的分力或几个力的合力来提供．2．对于匀速圆周运动，合外力提供物体做圆周运动的向心力；对于非匀速圆周运动，其合外力不指向圆心，它既要改变线速度大小，又要改变线速度方向，向心力是合外力的一个分力．3．无论是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动，物体所受各力沿半径方向分量的矢量和为向心力．向心加速度[先填空] 1．定义做匀速圆周运动的物体，其加速度a 的方向一定指向圆心，所以也叫向心加速度．2．大小 a ＝ω2r ，a ＝v 2r .3．方向与向心力F的方向一致，沿半径指向圆心，与速度方向垂直，其方向时刻改变．[再判断]1．做圆周运动的物体，线速度越大，向心加速度就越大．(×)2．向心加速度的方向指向圆心，与线速度垂直．(√)3．匀速圆周运动的向心加速度大小不变，方向时刻变化．(√)[后思考]图2-2-4如图2-2-4所示，地球在不停地公转和自转，关于地球的自转，思考以下问题：(1)地球上各地的角速度大小、线速度大小是否相同？(2)地球上各地的向心加速度大小是否相同？【提示】(1)地球上各地自转的周期都是24 h，所以地球上各地的角速度大小相同，但由于各地自转的半径不同，根据v＝ωr可知各地的线速度大小不同．(2)地球上各地自转的角速度相同，半径不同，根据a n＝ω2r可知，各地的向心加速度大小因自转半径的不同而不同．[合作探讨]如图2-2-5所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样，A、B、C是它们边缘上的三个点，请思考：图2-2-5探讨1：哪两个点的向心加速度与半径成正比？【提示】 B 、C 两点的向心加速度与半径成正比．探讨2：哪两个点的向心加速度与半径成反比？【提示】 A 、B 两点的向心加速度与半径成反比． [核心点击]1．向心加速度的物理意义向心加速度是描述速度方向改变快慢的物理量．向心加速度由于速度的方向改变而产生，线速度的方向变化的快慢决定了向心加速度的大小．2．向心加速度的几种表达式3．向心加速度与半径的关系(1)若ω为常数，根据a n ＝ω2r 可知，向心加速度与r 成正比，如图2-2-6甲所示．(2)若v 为常数，根据a n ＝v 2r 可知，向心加速度与r 成反比，如图2-2-6乙所示．甲乙图2-2-6(3)若无特定条件，则不能说向心加速度与r 是成正比还是成反比． 4．变速圆周运动的向心加速度做变速圆周运动的物体，加速度一般情况下不指向圆心，该加速度有两个分量：一是向心加速度，二是切向加速度．向心加速度表示速度方向变化的快慢，切向加速度表示速度大小变化的快慢．所以变速圆周运动中，向心加速度的方向也总是指向圆心．4．下列关于向心加速度的说法中正确的是()A．向心加速度的方向始终指向圆心B．向心加速度的方向保持不变C．在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的D．在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不断变化【解析】向心加速度的方向时刻指向圆心，A正确；向心加速度的大小不变，方向时刻指向圆心，不断变化，故B、C、D错误．【答案】 A5.如图2-2-7所示，质量为m的木块从半径为R的半球形碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使木块的速率不变，那么()图2-2-7A．加速度为零B．加速度恒定C．加速度大小不变，方向时刻改变，但不一定指向圆心D．加速度大小不变，方向时刻指向圆心【解析】由题意知，木块做匀速圆周运动，木块的加速度大小不变，方向时刻指向圆心，D正确，A、B、C错误．【答案】 D6．如图所示，细绳的一端固定，另一端系一小球，让小球在光滑水平面内做匀速圆周运动，关于小球运动到P点时的加速度方向，下列图中可能的是()【导学号：35390026】【解析】做匀速圆周运动的物体的加速度就是向心加速度，其方向指向圆心，B 正确．【答案】 B向心加速度的特点1．向心加速度只描述线速度方向变化的快慢，沿切线方向的加速度描述线速度大小变化的快慢．2．向心加速度的方向始终与速度方向垂直，且方向在不断改变．生活中的向心力[先填空]1．汽车在水平公路上转弯车轮与路面间的静摩擦力f 提供向心力，即f ＝m v 2R . 2．汽车在外高内低的路面上转弯汽车向内侧倾斜，若汽车恰好以某一速度v 行驶时，重力mg 和地面支持力N 的合力充当向心力，即mg tan θ＝m v 2R (R 为弯道半径，θ为倾斜的角度)，则v ＝gR tan θ.[再判断]1．汽车在水平路面上转弯时，摩擦力提供向心力．(√)2．汽车过拱形桥时，速度越大，在桥顶对桥面的压力就越大．(×) 3．汽车过凹形桥底部时，对桥面的压力大于重力．(√) [后思考]图2-2-8如图2-2-8所示，小球绕O′在水平面内做匀速圆周运动，可以说小球受重力、绳的拉力和指向O′的向心力吗？【提示】向心力是按效果命名的力，物体实际受到的沿半径方向的合力即为向心力，不是另外受到的某一个力．[合作探讨]图2-2-9如图2-2-9所示，过山车的质量为m，轨道半径为r，过山车经过轨道最高点时的速度为v.探讨1：过山车能通过轨道最高点的临界速度是多少？【提示】临界条件为mg＝m v2r，故临界速度v＝gr.探讨2：当过山车通过轨道最高点的速度大于临界速度时，过山车对轨道的压力怎样计算？【提示】根据F N＋mg＝m v2r，可得F N＝m v2r－mg.[核心点击]1．汽车过桥问题的分析(1)汽车过凸形桥：汽车在桥上运动，经过最高点时，汽车的重力与桥对汽车支持力的合力提供向心力．如图2-2-10甲所示．图2-2-10由牛顿第二定律得：G －F N ＝m v 2r ，则F N ＝G －m v 2r .汽车对桥的压力与桥对汽车的支持力是一对相互作用力，即F N ′＝F N ＝G －m v 2r ，因此，汽车对桥的压力小于重力，而且车速越大，压力越小．①当0≤v <gr 时，0<F N ≤G .②当v ≥gr 时，F N ＝0.汽车做平抛运动飞离桥面，发生危险．(2)汽车过凹形桥：如图2-2-10乙所示，汽车经过凹形桥面最低点时，受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，两个力的合力提供向心力，则F N －G ＝m v 2r ，故F N ＝G ＋m v 2r .由牛顿第三定律得：汽车对凹形桥面的压力F N ′＝G ＋m v 2r ，大于汽车的重力．2．过山车问题分析：如图2-2-11所示，设过山车与坐在上面的人的质量为m ，轨道半径为r ，过山车经过顶部时的速度为v ，以人和车作为一个整体，在顶部时所受向心力是由重力和轨道对车的弹力的合力提供的。

新粤教版高中物理必修2课件：2.2向心力

r
向心加速度： ar2或av2
学科网
r
3、物理意义：
向心力不改变速度大小，只改变速度的方向；
向心加速度描述了速度方向改变的快慢。
4、向心力是按效果命名的力，可能是一个力，也可能是几个力的合力。
一、圆周运动是如何定义的？质点运动的轨迹是圆或圆弧
二、匀速圆周运动的定义呢？质点运动的轨迹是圆或圆弧，且在相等时间内通过的弧长相等。
公路弯道
zxxk
铁路弯道
第二节向心力
【观察与思考】
在绳的一端系一小球，另一端用手提住小球在光滑的桌面上作匀速圆周运动。这是，你牵绳的手有什么感觉？如果增大或减小物体的线速度，手的感觉有什么变化？如果松手，将会发生什么现象？
【讨论与交流】从向心加速度的表达式 ar2 看，
好像a与r成正比；从
a
v2 r
看，好像a与r成反比，a
与r到底是成正比还是成反比？
课后练习第2题
三、生活中的向心力
【小结】向心力是按效果命名的力，可以是一个力，也可以是几个力的合力。
【讨论与交流】课本第36页取一条细绳，一端系一个小球，另一端用手挥动细绳，使小球做匀速圆周运动，小球受几个力的作用？可以说小球受到重力、绳的拉力和向心力三个力的作用吗？
断改变。
【猜想】向心力的大小与哪些因素有关？
11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。 12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。 13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2021/11/62021/11/6November 6, 2021 14、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。 15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。 17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2021年11月2021/11/62021/11/62021/11/611/6/2021 18 、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。 2021/11/62021/11/6

粤教版高中物理必修二课件：第二章第二节向心力

(2)向心加速度与半径的关系．
①由 a＝rω2 可知，当 ω 一定时，a∝r，如图(a)所示；
②由a＝vr2可知，当v一定时，a∝1r，如图(b)所示．
(1)实验探究：利用如图所示的实验，采用____________探究影响向心力大小的因素．
控制变量法①保持小球的质量m和半径r不变，探究向心力F与角速度ω的关系，则当ω增大时， F________，即F∝ω.
类似于如图所示的物体随圆盘在水平面上做匀速圆周运动，受
圆心的静摩擦力的作用，摩擦力提供了向心力．
考点篇
解析
小球A在水平面内做匀速圆周运动时受到重力和拉力，两个力合力指向水
平上的圆心提供向心力．D选项正确．
答案 D
1．水平面内的匀速圆周运动．
(1)汽
栏目链接
车在水平面上转弯：静摩擦力提供向心力．汽车在水平面
物体所需的向心力是由下面哪个力来提供的(
)
A．重力
B．弹力
C．静摩擦力
D．滑动摩擦力
特别提醒：(1)在匀速圆周运动中，物体所受的合外力一定指向圆心，充当向心力，非
匀速圆周运动的合外力不指向圆心，合外力沿半径方向的分力为向心力．
(2)任何情况的圆周运动，向心力的方向一定指向圆心，向心力是做圆周运动的物体需要的一个指向圆心的力，而不是物体又受到一个新的力．
考点1 向心力的理解
1．定义：做匀速圆周运动的物体受到沿半径指向圆心的力．做匀速圆周运动的物体速度大小不变，而方向时刻改变，必受到一个只改变速度方向不改变速度大小的力，这个力与速度方向垂直且指向圆心，由于这个力指向圆心，所以叫作向心力．
2．向心力的来源：向心力是根据力作用的效果命名的，是效果力．
③保持小球的角速度ω和半径r不变，探究向心力F与增质大量m的关系，则当m增大时， F________，即F∝m.

高中物理第2章第2节向心力同步课件粤教版必修2

径成反比．如图(b)所示．
4．非匀速圆周运动中的向心(xiànɡ xīn)加速度．匀速圆周运动中的向心(xiànɡ xīn)加速度就是物体的实际加速度．而非匀速圆周运动中，向心(xiànɡ xīn)加速度是物体的加速度在指向圆心方向上的分量．特别提醒：(1)向心(xiànɡ xīn)加速度的方向时刻改变，匀速圆周运动是一种变加速运动． (2)在非匀速圆周运动中，向心(xiànɡ xīn)加速的公式仍适用，但要注意公式中各量对应同一时刻．
第十页，共50页。
三、生活中的圆周运动 1．汽车在倾斜路面上转弯． (1)向心力来源：重力mg和支持力N的合力F提供向心力，即mgtan θ＝m . v2
R
其中R为弯道半径，θ为倾斜的角度(jiǎodù)． (2)分析讨论：当弯道半径R，倾角θ一定时．
①若 v＝ gRtan θ，重力和支持力的合力 F 恰好提供向心力．
第十四页，共50页。
(1)v＝ gr 时，F＝0，物体刚好通过轨道最高点，对绳、轨道无作用力．
(2)v＞ gr 时，F＞0，物体能通过轨道最高点，对绳、轨道有拉力、压力．
(3)v＜ gr 时，物体没有达到轨道最高点便脱离了轨道．
第十五页，共50页。
2．在轻杆或管的约束下的圆周运动．如图杆和管对物体(wùtǐ)能产生拉力，也能产生支持力．当物体(wùtǐ)通过最高点时有N＋mg＝mv2 ，因为N可为正(拉力)，也可以为负(支持力)，还可以为零，故r 物体(wùtǐ)通过最高点的速度可为任意值．
第二十八页，共50页。
变式训练(xùnliàn) 3．半径为R的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一个
小物体m，如右图所示，今给小物体一个水平初速度v0＝则Rg，物体将( C)

粤教版高中物理必修2：生活中的向心力_课件1

生活中的向心力
v2
F m
r
一、汽车转弯
①在水平路面上转弯
FN
F向 = f静
G
v2 f静 =m r
汽车转弯时，要减速行驶！
v fr m
例题讲解：
在一段半径为R的圆弧形水平弯道上，已知
地面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的
倍（ 1），则汽车拐弯时的安全速度是
多少？
②在倾斜路面上转弯
外高里低
F向 = F合
v2
F合= Gtan =m r
θ
v gr tan
二、汽车过拱形桥
FN
FN
FN
mg
FN=mg
mg

FN
mg
m
v2 r
FN
mg m
FN<mg
v2 r
最小
mg
FN

mg

m
vHale Waihona Puke rFNmg
m v2 r
FN>mg
最大
例题讲解
有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为 50m的拱桥。（g=10N/kg）问：（1）汽车到达桥顶时速度为5m/s，汽车对桥的压力是多大？（2）汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空？
课堂小结
处理圆周运动问题的一般步骤
(1)明确研究对象，找出圆周运动所在平面，确定圆心和半径
(2)进行受力分析，画出受力分析图 (3)求出在半径方向的合力，即向心力
(4)在指向圆心的方向上用向心力公式列式求解
F合

m
v2 r

新粤教版高中物理必修2第2章《圆周运动》课件：2.2向心力

学法指导：阅读教材33-36页，完成以下问题，时间8分钟。
一. 向心力 1. 定义：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合外力，叫向心力。
2.特点：方向始终与线速度垂直，指向圆心。是变力（恒力、变力）
3.作用效果：只改变V的方向 ,不改变V的大小。
4.向心力大小： F=mω2r或F=mv2/r
2向个.向心力力的心的合加来力速源，度：也定可是以一义是种、某效方个果向力力、的，分它大力可小。以、即是物向某理心一力个意就力义是（？物重体力受、到弹的力合、外摩力擦。力）或几
定2.向义心: 由加向速心度力定产义生、的方加向速、度大叫小向、心物加理速意度义。？
方定向义:: 大小: 方向:
由沿沿向a半半心=径径力r指指ω产向向2生圆圆的或心心加a速=度叫向v心r2 加速度。
物大理小意: 义a: 它= 是rω表2示速或度a方=向变化v快r2 慢的物理量。
物理意义: 它是表示速度方向变化快慢的物理量。
• 9、春去春又回心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/82021/3/8Monday, March 08, 2021
它们的向心力之比为
A.1∶4 B.2∶3 C.4∶9
D.9∶16
5、质量为m的球用长为L的细绳悬于天花板的O点，并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线成θ角，则以下的错误是
A.摆球受重力、拉力和向心力的作用
B.摆球只受重力、拉力的作用
C.摆球做匀速圆周运动的向心力为mgtanθ
θ
F
D.摆球做匀速圆周运动的向心加速度为gtanθ
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/82021/3/82021/3/83/8/2021 8:10:40 AM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/82021/3/82021/3/8Mar-218-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/82021/3/82021/3/8Monday, March 08, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/82021/3/82021/3/82021/3/83/8/2021

2024-2025学年高中物理第二章圆周运动第2节向心力教案粤教版必修2

8. 物理学科核心素养的提升：
学生通过本节课的学习，对物理学科的核心素养有了更深入的理解。他们能够将物理知识与现实世界联系起来，用科学的方法解释自然现象，并展现出对物理学的兴趣和热情。
9. 学习兴趣的激发：
通过生动的案例、实验操作和小组讨论，学生的学习兴趣得到了极大的激发。他们对圆周运动和向心力的好奇心被充分调动，愿意主动探索物理学的未知领域。
在课堂展示环节，我发现学生们在表达能力上还有很大的提升空间。有些学生在台上展示时显得紧张，语言表达不够清晰。为了改善这一状况，我打算在课后组织一些口语表达训练，帮助学生提高自信，增强语言组织能力。
实验环节中，虽然学生们对实验操作表现出很高的热情，但我也注意到他们在实验数据记录和处理方面还不够严谨。今后，我会在实验前加强对实验步骤和注意事项的讲解，引导学生更加关注实验数据的准确性。
6. 实际问题解决能力的提高：
学生能够将向心力的知识应用于实际问题中，如分析过山车的设计、自行车转弯时的力学原理等。他们能够提出解决问题的方案，并进行合理的论证。
7. 团队合作与交流能力的培养：
在小组讨论和课堂展示中，学生的团队合作和交流能力得到了提升。他们能够有效地与小组成员沟通，共同完成任务，并在班级中进行清晰、有逻辑的展示。
- 收集并向学生展示一些生活中圆周运动的实例图片，如旋转木马、自行车轮等，以便学生将理论联系实际。
- 制作并向学生提供向心力与线速度、半径关系的图表，帮助学生观察、分析并总结规律。
- 准备一些典型例题和练习题，涵盖不同难度层次，以便进行课堂练习和课后巩固。
3. 实验器材：
- 准备实验所需的器材，如小车、绳子、质量块、滑轮、尺子、计时器、圆周运动轨道等，确保器材的完整性和安全性。
例题4：

高中物理必修二教案-2.2向心力3-粤教版

§2.2 向心力● 教材分析1、作为本章的重点和难点，这节课从动力学的角度研究匀速圆周运动，是学好圆周运动关键，为后面“天体运动”和“带电粒子在匀强磁场中的运动”做好基本的知识储备。

2、在前一节《向心加速度》中，学生已经从一般性的结论入手，利用矢量运算，得出物体做匀速圆周运动时，其加速度方向指向圆心的结论，并且得到了向心加速度的大小r rv a n 22ω==。

故结合牛顿第二定律即可得到物体做匀速圆周运动时，物体受到的合外力方向和大小，即所需向心力的大小和方向。

3、由于错误的经验或者说是思维定势，学生往往认为向心力是一种新的力，因此“向心力不是一种新的力，而是根据作用效果命名的力”（即向心力的来源）对学生来说，将是个难点。

所以，授课教师在本节课引导上的表达是否科学恰当，显得非常的至关重要。

4、本节中又讨论了变速圆周运动和一般的曲线运动。

这样安排的目的是从生活实际出发，在更广阔的背景下让学生认识到什么情况下物体将做匀速圆周运动，什么情况下会做变速圆周运动，以及知道如何处理一般曲线运动的方法。

● 教学目标【知识与技能】1、能够用自己的语言归纳向心力公式的确切含义，并能用来进行简单的计算；2、能结合实例分析，知道向心力是一种效果力以及方向；3、知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力，能够描述合外力的作用效果。

【过程与方法】1、通过对向心力概念的探究体验，能够用自己的语言说出其概念；2、引导学生进行“实验”——“用向心力演示仪定性验证向心力的表达式”3、经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程，领会解决问题从特殊到一般的思维方法。

【情感态度与价值观】实例、实验紧密联系生活，拉近与科学的距离，感受到科学就在身边，发展自己对学习的积极性和学习兴趣。

● 教学重难点【重点】向心力的概念、公式的建立，对公式理解以及相应的计算【难点】分析向心力的来源● 教学用具多媒体、向心力演示仪、自制转盘、自制转筒等● 教学过程教学环节教学内容及设计备注说明新课导入利用自制转盘来展示圆周运动的实验现象，给学生留下疑问“为什么远离转轴的物块先离开转盘呢？”1、利用风扇改装成的转盘演示圆周运动实验，让学生提出猜想，充分提高学生参与课堂的兴趣和积极性；2、调动学生对于物理现象的思考，并使学生带着疑问、好奇进入新课的学习。