6向心力PPT课件
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新人教版高中物理必修二：5.6 向心力 课件(共25张PPT)
例2.小球做圆锥摆时，细绳长L，与竖直方向成θ角
，求小球做匀速圆周运动的角速度ω。 O′
解析：小球的向心力由FT和G的合力提供
F 向 心 Fm gtan
小球做圆周运动的半径 R L sin
由牛顿第二定律： F ma m 2 R
θL FT
O RF
即：m gtanm 2L sin
mg
g
L cos
做变速圆周运动的物体所受的力
Ft
Ft ——切向分力，它产生切向
F
加速度，改变速度的大小。
Fn
Fn ——向心分力，它产生向心
加速度，改变速度的方向。
结论：同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动 就是变速圆周运动 ，匀速圆周运动切向加速度为零。
处理一般曲线运动的方法 把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可
以看作一小段圆弧，而这些圆弧的弯曲程度不一样 ，表明它们具有不同的曲率半径。在注意到这点区 别之后，分析质点经过曲线上某位置的运动时，就 可以采用圆周运动的分析方法对一般曲线运动进行 处理了。
r2 r1
1.向心力的方向： 指向圆心 2.向心力的作用效果： 改变速度的方向 3.向心力的大小
Fn=m
v2 r
Fn=m rω2
Fn =m 4Tπ22r
4.变速圆周运动中的合力并非向心力
在匀速圆周运动中合力充当向心力
1.下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的 说法中，正确的是（ B ） A．物体除受到其他的力外还要受到一个向心力 B．物体所受的合外力提供向心力 C．向心力是一个恒力 D．向心力的大小一直在变化
三、向心力的大小:
向心力Fn与物体质量m、圆周半径r和角速度ω都有 关系： Fn＝mrω2
新人教版物理必修二：5.6《向心力》ppt课件
21.3.17Wednesday, March 17, 2021
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。17:20:3117:20:3117:203/17/2021 5:20:31 PM
11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。21.3.1717:20:3117:20Mar-2117-Mar-21
预习导学 课堂讲义
预习导学
6 向心力
想一想 在对物体进行受力分析时，能否说物体除了受其他 力之外还受一个向心力的作用？ 答案 不能．向心力是根据力的效果命名的，不是性质 力．在分析物体受力时，不能说物体还受一个向心力的作 用，向心力可以是某一种性质力，也可以是几个性质力的合 力或某一性质力的分力．
图5－6－4
预习导学 课堂讲义
预习导学
6 向心力
答案 (1)
gtan θ
mg
r＋Lsin θ (2)cos θ
解析 (1)对座椅受力分析，如图所示．转盘转动
的角速度为ω时，钢绳与竖直方向的夹角为θ，
则座椅到转轴的距离即座椅做圆周运动的半径为
R＝r＋Lsin θ
①
根据牛顿第二定律：
mgtan θ＝mω2R
(1)匀速圆周运动，向心力的大小始终不变． (2)非匀速圆周运动，向心力的大小随速率v的变化而变 化，公式表述的只是瞬时值．
2．方向：无论是否为匀速圆周运动，其向心力总是沿半径指 向圆心，方向时刻改变，故向心力是变力．
3．作用效果：由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动 方向始终垂直，故向心力只改变线速度的方向，不改 变其大小．
②
由①②得：ω＝
gtan θ r＋Lsin θ
(2)设钢绳的拉力为 FT，由力的三角形知：FT＝cmosgθ
向心力课件ppt
自行车轮的向心力分析
总结词
稳定与控制
详细描述
自行车轮高速旋转时，车轮外侧的点具有较 大的速度，因此受到较大的向心力。而车轮 内侧的点速度较小，受到的向心力也较小。 这使得车轮在旋转过程中趋于稳定，不会被 离心力所破坏。同时，通过控制车轮的旋转 速度和半径，可以控制自行车行驶的稳定性 和平衡性。
汽车过弯的向心力考虑
03
天体运动的向心力分析
总结词
天体运动受到向心力的影响，使它们沿着圆形或椭圆形的轨 道运动。
详细描述
天体运动受到的向心力是万有引力与速度平方的乘积，这个 力将天体束缚在圆形或椭圆形的轨道上。通过分析天体运动 的向心力，我们可以了解天体运动的规律和特点。
地球的向心力分析
总结词
地球上不同位置的物体受到的向心力大 小不同，导致地球上物体的重量和重力 加速度也不同。
太空旅游
向心力的研究也为太空旅游提供了可能性，未来人们可能会利用向心力 在太空中进行更远距离的旅行。
向心力与未来娱乐
虚拟现实游戏
向心力可以用于开发更逼真的虚 拟现实游戏，让玩家感受到真实 的失重或超重体验，增强游戏的
娱乐性和吸引力。
主题公园体验
向心力原理也可以被用于设计更 刺激的主题公园项目，例如旋转 式过山车或者模拟飞行体验，让 游客体验到前所未有的刺激感。
单位与量纲
• 向心力的单位是牛顿(N)，量纲是力的单位。在计算向心力时，需要使用物体的质量和速度的平方以及半径进行计算。
向心力的产生原因
• 向心力是由于物体在圆周运动中不断改变速度的方向而产生 的。由于速度是矢量量纲，因此物体在圆周运动中不仅有切 向速度，还有法向速度。切向速度使物体的速度大小发生变 化，而法向速度使物体的速度方向发生变化。因此，在圆周 运动中，物体受到一个指向圆心的法向加速度，这个加速度 不断改变物体的速度方向，从而产生了向心力。
人教版高中物理必修二 5.6向心力(共28张PPT)
7、向心力的大小
根据牛顿第二定律： F ma
n
n
Fn
m v2 r
m 2 r
mvFn
m
4
T
2 2
r
例1.用细线拴一球做匀速圆周运动，下列说法中正 确的是
A 在线速度一定情况下，线越长越易断
B 在线速度一定情况下，线越短越易断 C 在角速度一定情况下，线越长越易断
D 在角速度一定情况下，线越短越易断
向心力
【思维引导】 由牛顿运动定律知：物体做圆周运动，必然要 受到外力的作用。
那么，是怎样的力使物体做圆周运动呢？
【实验探究】 在下列圆周运动中，感受……
一、向心力
1、定义： 做匀速圆周运动的物体一定受到一 个指向圆心的合力，这个合力叫做向心力。
2、方向：总是沿着半径指向圆心.方向时刻改变, 因此向心力是变力。
②滚筒洗衣机衣服跟着滚筒转动。
物块做匀速圆周运动时，
ω
Ff
合力提供向心力，即桶对
物块的支持力。
FN G
F向= F合= FN
③小球在水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)
θ
T
F
图2
G
小球重力和绳拉力的合力提供向心力
分
析 ④物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动
向
心
力
ω FN
的
来
源
O Ff
F向= F合= Ff
3、作用：只改变速度方向，不改变速度大小。
物体做匀速圆周运动的条件：物体做圆周运 动，合力大小不变，方向始终指向圆心。
4、匀速圆周运动的实例分析—向心力来源
下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别 由什么力提供？
①人造地球卫星绕地球运动时；
高中物理必修二课件：5.6 向心力 (共16张PPT)
v
Ft F
Fn
Ft 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小. Fn 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向.
2、处理一般曲线运动的方法： 把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看
作为一小段圆弧，而这些圆弧的弯曲程度不一样，表明 它们具有不同的曲率半径。在注意到这点区别之后，分 析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运 动的分析方法对一般曲线运动进行处理了。
5、6 向 心 力
复习回顾：
（1）做匀速圆周运动的物体的加速 度有什么特点？写出向心加速度的公 式。
anvr2rω 24T π2 2rvω
（2）做匀速圆周运动的物体的受力有 什么特点？
观察与思考：
小球受到哪些力作用？
N F
G
做匀速圆周运动的物体所受的力或合外力指向圆心。
一、向心力
1、定义： 做匀速圆周运动的物体受到的合外力指
A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力； B、向心力不改变速度的大小； C、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的； D、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的 一种新的力
随堂练习
2、甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为 1∶2,转动半径之比为1∶2,在相同时间内甲转过4
周，乙转过3周.则它们的向心力之比为（ C）
G
分析得出: 向心力由拉力F和重力G的合力 提供。
FFmtgan
观察与讨论：实验所需要测量的物理量
θ
F
h
r F合 O
G
学生思考讨论、回答
❖1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 ❖2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 ❖3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 ❖4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 ❖5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
向心力-优秀ppt课件
用
圆 从运动的角度求得Fn ；
锥 从受力的角度求得F合 ；
摆 粗
将Fn 和F合 进行比较。
略
验 2、实验需要的器材？
O 小球所需
向心力
θ
l
Fn=m
v2 r
FT
h
r F合 O'
证
向 钢球、细线、画有同心圆的 心 木板、秒表、直尺
G F合＝mg tanθ
力
的 3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？
表
达
把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段
一 都可以看作一小段圆弧.这些圆弧的弯曲程度不一
般 样，表明它们具有不同的曲率半径（可以这样理解：就是 把那一段曲线尽可能的微分，直到最后近似一个圆弧，这个圆弧对应的半径即
曲 曲线上这个点的曲率半径.）.注意到这点区别之后，在分析
线 质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆
运 1、变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？
动 变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？ 和 一 2、怎么分析研究一般的曲线运动？
般
曲
线
运
动 .
做变速圆周运动的物体所受的力
V
Ft
F
Fn
v
·
·O
F
Ft 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小. Fn 法向分力，它产生向心加速度，改变速度的方向.
.
处
理
第六节： 向心力
.
拉住绳子一端，使小球在 光滑水平面上做匀速圆周运动。
观察与思考： 1 .做圆周运动的小球，为什么不沿直线运动？ 2 .小球受到哪些力作用？合外力是哪个力？ 这个力的方向有什么特点？这个力起什么作用？ 3 .一旦线断或松手，结果如何？
向心力优秀课件(精选)共63页PPT
向心力优秀课件（精选）
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法的。——伯克
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
向心力课件ppt
向心力与半径的关系
总结词
向心力与半径成反比
详细描述
公式F=m*v^2/r中的r代表半径，当 半径增大时，向心力会减小，因此， 向心力与半径成反比关系。
THANKS
感谢观看
向心力的公式
总结词
向心力的公式是 F = mω²r 或 F = mv²/r，其中 m 是物体的质量，ω 是角速度，v 是线速度，r 是半径。
详细描述
向心力的公式有多种表达形式。其中一种是 F = mω²r，其中 m 是物体的质量，ω 是角速度，r 是半径。 这个公式适用于匀速圆周运动的情况。另一种是 F = mv²/r，其中 m 是物体的质量，v 是线速度，r 是半 径。这个公式适用于变速圆周运动的情况。
详细描述
在天体运动中，天体之间的引力充当向心力，使天体能够沿椭圆轨道运动。地球与月球、太阳之间的引力关系是 相互的，地球对月球的引力提供月球绕地球运动的向心力，同时地球也受到太阳的引力作用。
卫星轨道的稳定性
总结词
分析卫星轨道稳定性的原因，讨论卫星 轨道变化对卫星运行的影响。
VS
详细描述
卫星轨道的稳定性取决于多种因素，包括 地球引力、太阳辐射压和其他天体引力的 影响。地球引力是维持卫星轨道稳定的主 要因素，而太阳辐射压和其他天体的引力 可能导致轨道变化。卫星轨道的变化可能 导致卫星运行不稳定，甚至坠毁。
向心力课件
目录
• 向心力简介 • 向心力在生活中的应用 • 向心力在科学实验中的应用 • 向心力在物理问题中的应用 • 向心力与其他物理量的关系
01
向心力简介
向心力的定义
总结词
向心力是指物体受到的力，使其沿着圆周或曲线的中心点向 外运动。
详细描述
《向心力课件》课件
理解和掌握
互动方式选择
问答互动：通过提问和回答 的方式，引导学生思考和回 答问题
游戏互动：通过设计有趣的游 戏，让学生在游戏中学习知识
讨论互动：通过小组讨论，让 学生分享自己的观点和想法
实验互动：通过实验操作，让 学生在实践中学习和掌握知识
互动内容安排
问答环节：设置问题，让学生回答，提高参与度 讨论环节：分组讨论，让学生分享观点，增强团队协作能力 游戏环节：设计小游戏，让学生在游戏中学习，增加趣味性 实践环节：让学生实际操作，加深对知识的理解
向心力应用
向心力在物理学中的定义和 应用
向心力在生活中的应用，如 汽车转弯、飞机飞行等
向心力在工程学中的应用， 如桥梁设计、建筑结构等
向心力在宇宙学中的应用， 如天体运动、星系形成等
向心力实例
地球绕太阳公转：地球受到太阳的引力，产生向心力，使地球绕太阳公转 卫星绕地球运动：卫星受到地球的引力，产生向心力，使卫星绕地球运动 汽车转弯：汽车转弯时，受到地面的摩擦力，产生向心力，使汽车转弯 抛物线运动：物体做抛物线运动时，受到重力的作用，产生向心力，使物体做抛物线运动
强调色：红色，代表热情、 活力和动力
背景色：白色，代表简洁、 清晰和专注
互动环节设计
提问环节：提 出与课件内容 相关的问题， 鼓励学生思考
并回答
讨论环节：组 织学生进行小 组讨论，分享 各自的观点和
看法
游戏环节：设 计一些与课件 内容相关的小 游戏，增加趣 味性和互动性
实践环节：让 学生动手操作 或实践，加深 对课件内容的
课件布局
封面：标题、作者、日期等信息
正文：详细讲解向心力的定义、公式、 应用实例等
目录：列出所有章节和子章节
互动方式选择
问答互动：通过提问和回答 的方式，引导学生思考和回 答问题
游戏互动：通过设计有趣的游 戏，让学生在游戏中学习知识
讨论互动：通过小组讨论，让 学生分享自己的观点和想法
实验互动：通过实验操作，让 学生在实践中学习和掌握知识
互动内容安排
问答环节：设置问题，让学生回答，提高参与度 讨论环节：分组讨论，让学生分享观点，增强团队协作能力 游戏环节：设计小游戏，让学生在游戏中学习，增加趣味性 实践环节：让学生实际操作，加深对知识的理解
向心力应用
向心力在物理学中的定义和 应用
向心力在生活中的应用，如 汽车转弯、飞机飞行等
向心力在工程学中的应用， 如桥梁设计、建筑结构等
向心力在宇宙学中的应用， 如天体运动、星系形成等
向心力实例
地球绕太阳公转：地球受到太阳的引力，产生向心力，使地球绕太阳公转 卫星绕地球运动：卫星受到地球的引力，产生向心力，使卫星绕地球运动 汽车转弯：汽车转弯时，受到地面的摩擦力，产生向心力，使汽车转弯 抛物线运动：物体做抛物线运动时，受到重力的作用，产生向心力，使物体做抛物线运动
强调色：红色，代表热情、 活力和动力
背景色：白色，代表简洁、 清晰和专注
互动环节设计
提问环节：提 出与课件内容 相关的问题， 鼓励学生思考
并回答
讨论环节：组 织学生进行小 组讨论，分享 各自的观点和
看法
游戏环节：设 计一些与课件 内容相关的小 游戏，增加趣 味性和互动性
实践环节：让 学生动手操作 或实践，加深 对课件内容的
课件布局
封面：标题、作者、日期等信息
正文：详细讲解向心力的定义、公式、 应用实例等
目录：列出所有章节和子章节
高中物理必2课件：5.6 向心力
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匀速圆周运动半径—— 刻度尺
问题讨论
1、本实验是否一定要测量小球质量与圆 周半径？
2、如何测出悬点与球心的竖直高度？
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3.实验过程
• 分组讨论
• 简要叙述本实验的步 骤
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实验体会---做一做 感受向心力F与m、
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匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的 来源？
小球受力分析：
FN OO F
G
向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子 的拉力的合力提供。
F向= F合= F
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小结
匀速圆周运动：
F向
F合
m
v2 r
mw 2r
向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力
等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还
可以是某个力的分力。
物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。
变速圆周运动： F向 F合 ，合力在指向圆心
方向上的分力提供向心力。
F向是F合的指向圆心方向的分力Fn。
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实验
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1.实验原理
θ
F
F合 =Fnm=gmtωan2rθ
问题讨论
r F合O G
1、如何测量tanθ? 2、如何测量ω？ 3、如何测量半径？
匀速圆周运动半径—— 刻度尺
问题讨论
1、本实验是否一定要测量小球质量与圆 周半径？
2、如何测出悬点与球心的竖直高度？
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3.实验过程
• 分组讨论
• 简要叙述本实验的步 骤
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实验体会---做一做 感受向心力F与m、
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匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的 来源？
小球受力分析：
FN OO F
G
向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子 的拉力的合力提供。
F向= F合= F
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小结
匀速圆周运动：
F向
F合
m
v2 r
mw 2r
向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力
等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还
可以是某个力的分力。
物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。
变速圆周运动： F向 F合 ，合力在指向圆心
方向上的分力提供向心力。
F向是F合的指向圆心方向的分力Fn。
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实验
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1.实验原理
θ
F
F合 =Fnm=gmtωan2rθ
问题讨论
r F合O G
1、如何测量tanθ? 2、如何测量ω？ 3、如何测量半径？
向心力 课件
列车控制系统
高速列车的控制系统也需要考虑向心力。列车控制系统应能够根据列车的速度、弯道半径 和列车的重量等信息，自动调整列车的运行状态，以确保列车安全、稳定地运行。
航天器轨道
卫星轨道
航天器在地球或其他天体周围运行时，需要承受来自天体的向心力。为了保持航天器的稳定运行，需要精确计算和控 制航天器的轨道参数，以确保航天器能够稳定地运行。
向心力的物理意义
总结词
向心力是描述物体做圆周运动时所受 约束的力，它体现了物体运动轨迹改 变的趋势。
详细描述和大小，它与物 体的质量和速度的平方成正比，与半 径成反比。
向心力公式
总结词
向心力公式是用来计算向心力的数学表达式，它由物体的质量、速度和半径决 定。
03
向心力在科学实验中的应用
Chapter
碰撞实验
总结词
通过观察物体碰撞的过程，可以研究向心力在物体运动中的 作用。
详细描述
在碰撞实验中，两个物体在相互碰撞时会发生速度和方向的 改变，这种改变与向心力有关。通过测量碰撞前后的速度和 角度，可以计算出向心力的大小，进一步理解向心力的作用 机制。
离心分离器
详细描述
向心力公式为 F = m * v^2 / r，其中 F 是向心力，m 是物体的质量，v 是物体 的速度，r 是物体做圆周运动的半径。根据这个公式，我们可以计算出物体在圆 周运动中所受的向心力大小。
02
向心力在生活中的应用
Chapter
车辆转弯
车辆在水平路面上转弯时，受到向心力的作用，使车辆 能够顺利完成转弯动作。
径对向心力大小的影响。
THANKS
感谢观看
车辆的向心力是由轮胎与路面之间的摩擦力提供的，摩 擦力的大小与车速和转弯半径有关。
高速列车的控制系统也需要考虑向心力。列车控制系统应能够根据列车的速度、弯道半径 和列车的重量等信息，自动调整列车的运行状态，以确保列车安全、稳定地运行。
航天器轨道
卫星轨道
航天器在地球或其他天体周围运行时，需要承受来自天体的向心力。为了保持航天器的稳定运行，需要精确计算和控 制航天器的轨道参数，以确保航天器能够稳定地运行。
向心力的物理意义
总结词
向心力是描述物体做圆周运动时所受 约束的力，它体现了物体运动轨迹改 变的趋势。
详细描述和大小，它与物 体的质量和速度的平方成正比，与半 径成反比。
向心力公式
总结词
向心力公式是用来计算向心力的数学表达式，它由物体的质量、速度和半径决 定。
03
向心力在科学实验中的应用
Chapter
碰撞实验
总结词
通过观察物体碰撞的过程，可以研究向心力在物体运动中的 作用。
详细描述
在碰撞实验中，两个物体在相互碰撞时会发生速度和方向的 改变，这种改变与向心力有关。通过测量碰撞前后的速度和 角度，可以计算出向心力的大小，进一步理解向心力的作用 机制。
离心分离器
详细描述
向心力公式为 F = m * v^2 / r，其中 F 是向心力，m 是物体的质量，v 是物体 的速度，r 是物体做圆周运动的半径。根据这个公式，我们可以计算出物体在圆 周运动中所受的向心力大小。
02
向心力在生活中的应用
Chapter
车辆转弯
车辆在水平路面上转弯时，受到向心力的作用，使车辆 能够顺利完成转弯动作。
径对向心力大小的影响。
THANKS
感谢观看
车辆的向心力是由轮胎与路面之间的摩擦力提供的，摩 擦力的大小与车速和转弯半径有关。
《向心力》课件
Fn 改变速度的方向 Ft改变速度的大小
F O
v0 F
t
Fn F
2、一般的曲线运动
（1）定义：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为 一般的曲线运动。 （2）研究方法：采用圆周运动的分析方法来处理
v 在研究时，可以把这条曲线分割为许多很
r2
短的小段，质点在每小段的运动都可以看
r1
作圆周运动的一部分。
（1）.m、r一定
序号
1
2
3
4
5
6
F向 ω
ω2
（2）.m、ω一定
序号
1
2
3
4
5
6
F向 r
（3）.r、ω一定
序号
1
2
3
4
5
6
F向 r
（4）.分别作出F向-ω2、F向-r、F向-m的图像。 6.实验结论: (1)在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度的平方成 正比。 (2)在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成正比。
6.2 向心力
ห้องสมุดไป่ตู้
学习目标
1.知道什么是向心力，知道向心力的作用，知道它是根据力的作用效 果命名的. 2.会分析向心力的来源，掌握向心力的表达式，并能用来进行计算. 3.体验向心力的存在，会设计相关实验，探究向心力与物体的质量、 速度和轨道半径的关系，体会控制变量法在研究多个物理量关系 中的应用. 4.知道变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点.
对沙袋的拉力。 2、设沙袋转动的速度为V，绳的长度为L，沙袋的质量为m
（1）保持V和L不变，改变m，感受向心力的变化。 （2）保持L和m不变，改变V，感受向心力的变化。 （3）保持m和V不变，改变L，感受向心力的变化。
F O
v0 F
t
Fn F
2、一般的曲线运动
（1）定义：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为 一般的曲线运动。 （2）研究方法：采用圆周运动的分析方法来处理
v 在研究时，可以把这条曲线分割为许多很
r2
短的小段，质点在每小段的运动都可以看
r1
作圆周运动的一部分。
（1）.m、r一定
序号
1
2
3
4
5
6
F向 ω
ω2
（2）.m、ω一定
序号
1
2
3
4
5
6
F向 r
（3）.r、ω一定
序号
1
2
3
4
5
6
F向 r
（4）.分别作出F向-ω2、F向-r、F向-m的图像。 6.实验结论: (1)在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度的平方成 正比。 (2)在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成正比。
6.2 向心力
ห้องสมุดไป่ตู้
学习目标
1.知道什么是向心力，知道向心力的作用，知道它是根据力的作用效 果命名的. 2.会分析向心力的来源，掌握向心力的表达式，并能用来进行计算. 3.体验向心力的存在，会设计相关实验，探究向心力与物体的质量、 速度和轨道半径的关系，体会控制变量法在研究多个物理量关系 中的应用. 4.知道变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点.
对沙袋的拉力。 2、设沙袋转动的速度为V，绳的长度为L，沙袋的质量为m
（1）保持V和L不变，改变m，感受向心力的变化。 （2）保持L和m不变，改变V，感受向心力的变化。 （3）保持m和V不变，改变L，感受向心力的变化。
向心力 课件-高一物理人教版(2019)必修第二册
B．运动周期TA>TB
C．它们受到的摩擦力fA>fB
G
D．筒壁对它们的弹力NA>NB
牛二：确定圆心/半径→受力分析→（分解）→x轴/y轴列式
拓展：增大转速，f 和 N 如何改变？
二、牛二应用
4．(多选)如图所示，物块在水平圆盘上，与圆盘一起绕固定轴匀速运动．下列说法
中正确的是( ) A．物块处于平衡状态 B．物块受三个力作用
mg
方法：对象→圆（水平、竖直）→圆心→受力分析
一、课前练习
2、如图所示，质量相等的A、B两物体(可视为质点)放在圆盘上，到圆心的距离之比 是3：2，圆盘绕圆心做匀速圆周运动，两物体相对圆盘静止．则A、B两物体做圆周 运动的向心力之比为( ) A.1：1 B. 3：2 C. 2：3 D. 4：9 要点：寻找合适的公式 方法：控制变量法
(1)物块做平抛运动的初速度大小v0； (2)物块与转台间的动摩擦因数μ. 牛二：确定圆心/半径→受力分析→（分解）→x轴/y轴列式
二、牛二应用
5、质量为m的小球做圆锥摆时，细绳长 L，与竖直方向成 θ 角，求小球做匀速圆周
运动的拉力大小和角速度 ω 。
结论：圆锥摆角速度仅与摆球距离绳子结点的高度h有关
X轴：
G
三、课堂练习
5、图甲为游乐场中一种叫“魔盘”的娱乐设施，游客坐在转动的魔盘上，当魔盘转
速增大到一定值时，游客就会滑向盘边缘，其装置可以简化为图乙．若魔盘转速缓
慢增大，则游客在滑动之前
()
A．游客受到魔盘的摩擦力缓慢增大
B．游客始终处于平衡状态
C．游客受到魔盘的支持力缓慢增大
D．游客受到的合外力大小不变
平衡状态：匀速直线和静止 运动分析，牛二列式
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17
18
19
三.向心力的大小:向心力F与物体质量m、圆周半
径r和角速度ω都有关系：
F＝mrω2 根据 v 推导出向心力的另一表达式：
r
F m v2 r
20
21
对力与运动的理解
①力与速度同一直线时，力只改变速度大小，不改变 速度方向。 ②力与速度垂直时，力只改变速度方向，不改变速度 大小。 ③力与速度成其他任意角度时，根据力的分解与合成 将力分解到速度所在直线和与速度垂直的直线上，则 力既改变速度大小，同时也改变速度方向。
Fsinmg Fcos F向
F
Fcos F向
G
15
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1.实验器材有哪些？ 2.简述实验原理（怎样达到验证的目的） 3.实验过程中要注意什么？需测量哪些物理量（记录哪 些数据）？ 4.实验过程中产生误差的原因主要有哪些？
16
m(kg) d1(m) d2(m) d=d1-d2(m) T(s) r(m) Fn=4mπ2r/T2 F合=mgtanθ 注：d1指悬挂点到纸面的距离,d2指球心到纸面的距离， d指悬挂点到球心的距离。
6 向心力
1
1.知道什么是向心力，理解它是一种效果力。 2.知道向心力大小与哪些因素有关。理解公式的确切含 义，并能用来进行计算。 3.结合向心力,理解向心加速度。 4.理解变速圆周运动中，合外力与向心力的关系。
2
3
4
什么是匀速圆周运动？“匀速”的含义是什么？ 匀速圆周运动是_变__速曲线运动
9
②光滑桌面上有一个小球，由于细绳的牵引，绕桌面上 的图钉做匀速圆周运动。你可以分析小球受到的力吗？
小球受重力、支持力、绳子的拉力。合力是绳子的拉力， 方向沿绳子指向圆心。
N F
G
10
11
③使转台匀速转动，转台上的物体也随 之做匀速圆周运动，转台与物体间没有 相对滑动。你可以分析物体受到的力吗？
物体受重力、支持力、静摩擦力。合 外力为静摩擦力，方向指向圆心。
N f
G
12
如图，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，小球受到 T
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？为什么？
mg
不可以说小球受到重力、绳的拉力和向心力三个力的
作用。
因为向心力是根据力的作用效果来命名的一种力，通常 由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或几个力的合力 所提供。所以小球只受两个力：重力和绳的拉力。
24
1.下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，
正确的是（
）B
A．物体除受到其他的力外还要受到一个向心力
B．物体所受的合外力提供向心力
C．向心力是一个恒力
D．向心力的大小一直在变化
25
2.做匀速圆周运动的物体，其加速度的数值必定（D ） A．跟其角速度的平方成正比 B. 跟其线速度的平方成正比 C．跟其运动的半径成反比 D．跟其运动的线速度和角速度的乘积成正比
26
3.在光滑的水平桌面上，用细线系一个小球，球在桌面上 做匀速圆周运动，当系球的线突然断了，关于球的运动， 下列说法中正确的是（ C） A．向圆心运动 B．背离圆心沿半径向外运动 C．沿切线方向匀速运动 D．做半径逐渐变大的曲线运动
27
4.一个小球在竖直放置的光滑圆环的内侧槽内做圆周运动， 如图所示，则关于小球加速度的方向的说法中正确的 是（ c ） A．一定指向圆心 B．一定不指向圆心 C．只有在最高点和最低点时指向圆心 D．不能确定是否指向圆心
运动状态改变
所受合外力_一__定__不__等__于___零
一定具有__加__速__度__ ◇ 那么物体所受的合外力有何特点？ ◇ 加速度又怎样呢？
5
通过以上两个实例回忆： 匀速圆周运动的加速度有什么特点？ 大小：av2或a2R或av
R
方向：总是与速度方向垂直，始终指向圆心。 所以：我们把匀速圆周运动的加速度又称作向心加 速度。
13
向心力是不是像重力、弹力、摩擦力那样是按性 质来命名的？ 如果是，那么它的施力物体是什么？ 如果不是，那么它是按什么来命名的？
二.向心力的性质:向心力是效果力，不是按性质命
名的新的类型的力。它不是指物体又受到一个力的作用， 而是由一个力或几个力的合力或是一个力的分力来提供 或充当的。
14
例1.分析下面各种匀速圆周运动中向心力是由哪些力 提供的？ 圆锥摆运动：细线下面悬挂一钢球， 细线上端固定，设法使小球在水平面 上做圆周运动。 重力、绳子的拉力。向心力为这两个 力的合力，指向圆心。
6
问题：匀速圆周运动的合外力有什么特点？
根据牛顿第二定律有：F ma
大小： Fmamv2或 m2R或 mv
R
方向：总是与速度方向垂直，始终指向圆心。
一.向心力：我们把做匀速圆周运动的物体所受
的指向圆心的合外力称作向心力。
7
地球围绕太阳转
8
体会思考:做匀速圆周运动的物体所受的合外力真 的指向圆心吗？ ①地球绕太阳的运动可以近似地看成匀速圆周运动， 试分析做匀速圆周运动的物体（地球）所受的合外力 的特点。 地球只受到太阳对它的吸引力，合力即为吸引力。该 吸引力指向太阳做匀速圆周运动的圆心即日心。
28
5.长度为L=0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=3.0kg
的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆
周运动，通过最高点时小球的速率是2.0m/s，g取10m/s2，
则此时细杆OA受到（ B ）
A．6.0N的拉力
B．6.0N的压力
C．24N的拉力
D．24N的压力
A
29
6.设地球质量为M＝6.0×1024kg，公转周期T＝365天，地 球中心到太阳中心的距离为r＝1.5×1011m，试根据以上数 据计算地球绕太阳做匀速圆周运动的向心加速度和所需的 向心力。 答案：2.99×104m/s2
2
A
325223
FB向
mBrB
2
B
11655 4
答：3:4。
23
变速圆周运动
改变速度的大小
Ft
F F 改变速度的方向
n
O
因为法向分力的作用效果不改变速度大小，只改变速度方 向，这是物体做圆周运动的原因，我们把这个力也叫做向 心力，它产生的加速度也叫做向心加速度。切向分力产生 的加速度叫做切向加速度。
22
例2.A、B两球都做匀速圆周运动，A球质量为B球质量的3倍，
A球在半径为25cm的圆周上运动，B球在半径为16cm的圆周上
运动，A球转速为30r/min，B球转速为75r/min，求A球所受
向心力与B球所受向心力之比。
解：
2
1
A B
TA
2
TB TA
nB 1
nA nB
2 5
TB
nA
FAቤተ መጻሕፍቲ ባይዱmArA
18
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三.向心力的大小:向心力F与物体质量m、圆周半
径r和角速度ω都有关系：
F＝mrω2 根据 v 推导出向心力的另一表达式：
r
F m v2 r
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21
对力与运动的理解
①力与速度同一直线时，力只改变速度大小，不改变 速度方向。 ②力与速度垂直时，力只改变速度方向，不改变速度 大小。 ③力与速度成其他任意角度时，根据力的分解与合成 将力分解到速度所在直线和与速度垂直的直线上，则 力既改变速度大小，同时也改变速度方向。
Fsinmg Fcos F向
F
Fcos F向
G
15
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1.实验器材有哪些？ 2.简述实验原理（怎样达到验证的目的） 3.实验过程中要注意什么？需测量哪些物理量（记录哪 些数据）？ 4.实验过程中产生误差的原因主要有哪些？
16
m(kg) d1(m) d2(m) d=d1-d2(m) T(s) r(m) Fn=4mπ2r/T2 F合=mgtanθ 注：d1指悬挂点到纸面的距离,d2指球心到纸面的距离， d指悬挂点到球心的距离。
6 向心力
1
1.知道什么是向心力，理解它是一种效果力。 2.知道向心力大小与哪些因素有关。理解公式的确切含 义，并能用来进行计算。 3.结合向心力,理解向心加速度。 4.理解变速圆周运动中，合外力与向心力的关系。
2
3
4
什么是匀速圆周运动？“匀速”的含义是什么？ 匀速圆周运动是_变__速曲线运动
9
②光滑桌面上有一个小球，由于细绳的牵引，绕桌面上 的图钉做匀速圆周运动。你可以分析小球受到的力吗？
小球受重力、支持力、绳子的拉力。合力是绳子的拉力， 方向沿绳子指向圆心。
N F
G
10
11
③使转台匀速转动，转台上的物体也随 之做匀速圆周运动，转台与物体间没有 相对滑动。你可以分析物体受到的力吗？
物体受重力、支持力、静摩擦力。合 外力为静摩擦力，方向指向圆心。
N f
G
12
如图，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，小球受到 T
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？为什么？
mg
不可以说小球受到重力、绳的拉力和向心力三个力的
作用。
因为向心力是根据力的作用效果来命名的一种力，通常 由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或几个力的合力 所提供。所以小球只受两个力：重力和绳的拉力。
24
1.下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，
正确的是（
）B
A．物体除受到其他的力外还要受到一个向心力
B．物体所受的合外力提供向心力
C．向心力是一个恒力
D．向心力的大小一直在变化
25
2.做匀速圆周运动的物体，其加速度的数值必定（D ） A．跟其角速度的平方成正比 B. 跟其线速度的平方成正比 C．跟其运动的半径成反比 D．跟其运动的线速度和角速度的乘积成正比
26
3.在光滑的水平桌面上，用细线系一个小球，球在桌面上 做匀速圆周运动，当系球的线突然断了，关于球的运动， 下列说法中正确的是（ C） A．向圆心运动 B．背离圆心沿半径向外运动 C．沿切线方向匀速运动 D．做半径逐渐变大的曲线运动
27
4.一个小球在竖直放置的光滑圆环的内侧槽内做圆周运动， 如图所示，则关于小球加速度的方向的说法中正确的 是（ c ） A．一定指向圆心 B．一定不指向圆心 C．只有在最高点和最低点时指向圆心 D．不能确定是否指向圆心
运动状态改变
所受合外力_一__定__不__等__于___零
一定具有__加__速__度__ ◇ 那么物体所受的合外力有何特点？ ◇ 加速度又怎样呢？
5
通过以上两个实例回忆： 匀速圆周运动的加速度有什么特点？ 大小：av2或a2R或av
R
方向：总是与速度方向垂直，始终指向圆心。 所以：我们把匀速圆周运动的加速度又称作向心加 速度。
13
向心力是不是像重力、弹力、摩擦力那样是按性 质来命名的？ 如果是，那么它的施力物体是什么？ 如果不是，那么它是按什么来命名的？
二.向心力的性质:向心力是效果力，不是按性质命
名的新的类型的力。它不是指物体又受到一个力的作用， 而是由一个力或几个力的合力或是一个力的分力来提供 或充当的。
14
例1.分析下面各种匀速圆周运动中向心力是由哪些力 提供的？ 圆锥摆运动：细线下面悬挂一钢球， 细线上端固定，设法使小球在水平面 上做圆周运动。 重力、绳子的拉力。向心力为这两个 力的合力，指向圆心。
6
问题：匀速圆周运动的合外力有什么特点？
根据牛顿第二定律有：F ma
大小： Fmamv2或 m2R或 mv
R
方向：总是与速度方向垂直，始终指向圆心。
一.向心力：我们把做匀速圆周运动的物体所受
的指向圆心的合外力称作向心力。
7
地球围绕太阳转
8
体会思考:做匀速圆周运动的物体所受的合外力真 的指向圆心吗？ ①地球绕太阳的运动可以近似地看成匀速圆周运动， 试分析做匀速圆周运动的物体（地球）所受的合外力 的特点。 地球只受到太阳对它的吸引力，合力即为吸引力。该 吸引力指向太阳做匀速圆周运动的圆心即日心。
28
5.长度为L=0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=3.0kg
的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆
周运动，通过最高点时小球的速率是2.0m/s，g取10m/s2，
则此时细杆OA受到（ B ）
A．6.0N的拉力
B．6.0N的压力
C．24N的拉力
D．24N的压力
A
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6.设地球质量为M＝6.0×1024kg，公转周期T＝365天，地 球中心到太阳中心的距离为r＝1.5×1011m，试根据以上数 据计算地球绕太阳做匀速圆周运动的向心加速度和所需的 向心力。 答案：2.99×104m/s2
2
A
325223
FB向
mBrB
2
B
11655 4
答：3:4。
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变速圆周运动
改变速度的大小
Ft
F F 改变速度的方向
n
O
因为法向分力的作用效果不改变速度大小，只改变速度方 向，这是物体做圆周运动的原因，我们把这个力也叫做向 心力，它产生的加速度也叫做向心加速度。切向分力产生 的加速度叫做切向加速度。
22
例2.A、B两球都做匀速圆周运动，A球质量为B球质量的3倍，
A球在半径为25cm的圆周上运动，B球在半径为16cm的圆周上
运动，A球转速为30r/min，B球转速为75r/min，求A球所受
向心力与B球所受向心力之比。
解：
2
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A B
TA
2
TB TA
nB 1
nA nB
2 5
TB
nA
FAቤተ መጻሕፍቲ ባይዱmArA