高中物理《向心力 》课件
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做一小段 □14 圆弧 。这样，在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来处理了。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
判一判 (1)做匀速圆周运动的物体所受合力不变。( × ) (2)随水平圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向心力作用。( × ) (3)可以用公式 a＝vr2求变速圆周运动中的加速度。( × )
02课堂探究评价
03课后课时作业
提示
2．什么情况下质点做速度越来越大的圆周运动，什么情况下质点做速度 越来越小的圆周运动？
提示：当合力与速度的夹角为锐角时，质点的速度越来越大；当合力与 速度的夹角为钝角时，质点的速度越来越小。
01课前自主学习
02课堂探究评价
ห้องสมุดไป่ตู้
03课后课时作业
提示
02课堂探究评价
提升训练
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
提示：(1)做匀速圆周运动的物体合力指向圆心，方向时刻改变。 (2)向心力是效果力，物体受重力、支持力、圆盘给它的静摩擦力，静摩 擦力充当向心力。 (3)变速圆周运动中，向心加速度 an＝vr2，而加速度为向心加速度 an 与切 向加速度 at 的矢量和。
□01 圆心 的合力，这个合力叫做向心力。 (2)方向：始终沿着 □02 半径 指向 □03 圆心 ，与 □04 线速度 方向垂
直。
(3)表达式：①Fn＝ □05 mvr2 ；②Fn＝ □06 mω2r 。 (4)向心力是根据力的 □07 作用效果 来命名的，凡是产生向心加速度的
力，不管属于哪种性质，都是向心力。
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02课堂探究评价
03课后课时作业
⑤向心力的来源：向心力是根据力的作用效果命名的，凡是产生向心加 速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力。它可以是重力、弹力、摩擦力 等各种性质的力，也可以是它们的合力，也可以是合力的分力，甚至是某一 个力的分力。注意向心力绝对不是一个新的性质的力，受力分析中不能有向 心力。
⑥向心力与物体所受合力的关系：a.当物体做匀速圆周运动时所受的合 力提供向心力；b.当物体做变速圆周运动时，物体所受的合力沿半径方向的 分力提供向心力，合力沿圆周切线方向的分力产生切向加速度，改变速度大 小。
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(2)匀速圆周运动 ①向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合力 合力的大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心。匀速圆周运动 是仅速度的方向变化而速度大小不变的运动，所以只存在向心加速度，因此 向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合力。 ②匀速圆周运动的三个特点 a．线速度大小不变，方向时刻改变，始终沿切线方向； b．角速度、周期、频率都恒定不变； c．向心加速度和向心力的大小都恒定不变，但方向时刻改变，始终指向 圆心。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
提示
活动 5：讨论、交流、展示，得出结论。 (1)对向心力的理解 ①向心力：使物体做圆周运动的指向圆心的合力。 ②向心力的大小：Fn＝man＝mvr2＝mω2r＝m2Tπ2r＝mωv。 ③向心力的方向：总是沿着半径指向圆心，始终与线速度方向垂直，方 向时刻改变，所以向心力是变力。 ④向心力的作用效果：只改变线速度的方向，不改变线速度的大小。
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提示
想一想 1. 荡秋千是小朋友很喜欢的游戏，当秋千向下荡时，请思考：
(1)此时小朋友做的是匀速圆周运动还是变速圆周运动？ (2)绳子拉力与重力的合力指向悬挂点吗？运动过程中，公式 Fn＝mvr2＝ mω2r 还适用吗？
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对点训练
课堂任务 向心力和匀速圆周运动 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
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活动 1：图片 A 中有几个力提供向心力？ 提示：只有一个力提供向心力，就是太阳对地球的引力。
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03课后课时作业
提示
活动 2：图片 B、F 的向心力由什么提供，有什么共同点？
提示：都受两个力，都可以由这两个力的合力提供向心力而做匀速圆周 运动，C 中的支持力相当于 D 中线的拉力。
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提示
活动 4：图片 D、E 的向心力有什么共同点？有什么不同点？
提示：D、E 的向心力都由重力和绳子的拉力提供。但是 D 是水平面内 的圆周运动，重力和绳子的拉力可以全部充当向心力而做匀速圆周运动。E 是竖直面内的圆周运动，不可能做匀速圆周运动，重力和拉力的合力只有一 部分充当向心力，还有一部分在改变圆周运动的速度。
03课后课时作业
提示：(1)秋千荡下时，速度越来越大，做的是变速圆周运动。(2)小朋友 荡到最低点时，绳子拉力与重力的合力指向悬挂点，在其他位置，由于秋千 做变速圆周运动，合外力既有指向圆心的分力，又有沿切向的分力，所以合 力不指向悬挂点。公式 Fn＝mvr2＝mω2r 仍然适用。
01课前自主学习
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2．变速圆周运动和一般的曲线运动
(1)变速圆周运动：变速圆周运动所受合外力产生两个方面的效果，如图 所示。
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03课后课时作业
①跟圆周相切的分力 Ft：此分力产生 □08 切向 加速度 at，此加速度
描述
□09 线速度大小
向心力
1．理解向心力的概念，知道它是根据力的作用效果命名的。 2．体验向心力的存在，会分析向心力的来源。 3．掌握向心力的表达式，并能用来进行计算。 4．理解在变速圆周运动中向心力为合外力沿半径方向的分力，知道合外 力的作用效果。
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01课前自主学习
1.向心力 (1)定义：做匀速圆周运动的物体产生向心加速度的原因是它受到了指向
变化的快慢。
②指向圆心的分力 Fn：此分力产生 □10 向心 加速度 an，此加速度只改 变速度的 □11 方向 。
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(2)一般的曲线运动的处理方法
①一般的曲线运动：运动轨迹既不是 □12 直线 也不是 □13 圆周 的曲线
运动。
②一般的曲线运动，可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看
提示：如果都做匀速圆周运动，它们受到的合外力提供向心力。对于 B， 重力和支持力平衡；对于 F，重力和静摩擦力平衡；故也可以说都是一个力 提供向心力，B 是摩擦力提供向心力，F 是壁的弹力提供向心力。
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提示
活动 3：图片 C、D 的向心力有什么共同点？
采用圆周运动的分析方法来处理了。
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判一判 (1)做匀速圆周运动的物体所受合力不变。( × ) (2)随水平圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向心力作用。( × ) (3)可以用公式 a＝vr2求变速圆周运动中的加速度。( × )
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提示
2．什么情况下质点做速度越来越大的圆周运动，什么情况下质点做速度 越来越小的圆周运动？
提示：当合力与速度的夹角为锐角时，质点的速度越来越大；当合力与 速度的夹角为钝角时，质点的速度越来越小。
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提示
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提示：(1)做匀速圆周运动的物体合力指向圆心，方向时刻改变。 (2)向心力是效果力，物体受重力、支持力、圆盘给它的静摩擦力，静摩 擦力充当向心力。 (3)变速圆周运动中，向心加速度 an＝vr2，而加速度为向心加速度 an 与切 向加速度 at 的矢量和。
□01 圆心 的合力，这个合力叫做向心力。 (2)方向：始终沿着 □02 半径 指向 □03 圆心 ，与 □04 线速度 方向垂
直。
(3)表达式：①Fn＝ □05 mvr2 ；②Fn＝ □06 mω2r 。 (4)向心力是根据力的 □07 作用效果 来命名的，凡是产生向心加速度的
力，不管属于哪种性质，都是向心力。
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⑤向心力的来源：向心力是根据力的作用效果命名的，凡是产生向心加 速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力。它可以是重力、弹力、摩擦力 等各种性质的力，也可以是它们的合力，也可以是合力的分力，甚至是某一 个力的分力。注意向心力绝对不是一个新的性质的力，受力分析中不能有向 心力。
⑥向心力与物体所受合力的关系：a.当物体做匀速圆周运动时所受的合 力提供向心力；b.当物体做变速圆周运动时，物体所受的合力沿半径方向的 分力提供向心力，合力沿圆周切线方向的分力产生切向加速度，改变速度大 小。
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(2)匀速圆周运动 ①向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合力 合力的大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心。匀速圆周运动 是仅速度的方向变化而速度大小不变的运动，所以只存在向心加速度，因此 向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合力。 ②匀速圆周运动的三个特点 a．线速度大小不变，方向时刻改变，始终沿切线方向； b．角速度、周期、频率都恒定不变； c．向心加速度和向心力的大小都恒定不变，但方向时刻改变，始终指向 圆心。
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提示
活动 5：讨论、交流、展示，得出结论。 (1)对向心力的理解 ①向心力：使物体做圆周运动的指向圆心的合力。 ②向心力的大小：Fn＝man＝mvr2＝mω2r＝m2Tπ2r＝mωv。 ③向心力的方向：总是沿着半径指向圆心，始终与线速度方向垂直，方 向时刻改变，所以向心力是变力。 ④向心力的作用效果：只改变线速度的方向，不改变线速度的大小。
01课前自主学习
02课堂探究评价
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提示
想一想 1. 荡秋千是小朋友很喜欢的游戏，当秋千向下荡时，请思考：
(1)此时小朋友做的是匀速圆周运动还是变速圆周运动？ (2)绳子拉力与重力的合力指向悬挂点吗？运动过程中，公式 Fn＝mvr2＝ mω2r 还适用吗？
01课前自主学习
02课堂探究评价
对点训练
课堂任务 向心力和匀速圆周运动 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
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活动 1：图片 A 中有几个力提供向心力？ 提示：只有一个力提供向心力，就是太阳对地球的引力。
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提示
活动 2：图片 B、F 的向心力由什么提供，有什么共同点？
提示：都受两个力，都可以由这两个力的合力提供向心力而做匀速圆周 运动，C 中的支持力相当于 D 中线的拉力。
01课前自主学习
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提示
活动 4：图片 D、E 的向心力有什么共同点？有什么不同点？
提示：D、E 的向心力都由重力和绳子的拉力提供。但是 D 是水平面内 的圆周运动，重力和绳子的拉力可以全部充当向心力而做匀速圆周运动。E 是竖直面内的圆周运动，不可能做匀速圆周运动，重力和拉力的合力只有一 部分充当向心力，还有一部分在改变圆周运动的速度。
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提示：(1)秋千荡下时，速度越来越大，做的是变速圆周运动。(2)小朋友 荡到最低点时，绳子拉力与重力的合力指向悬挂点，在其他位置，由于秋千 做变速圆周运动，合外力既有指向圆心的分力，又有沿切向的分力，所以合 力不指向悬挂点。公式 Fn＝mvr2＝mω2r 仍然适用。
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2．变速圆周运动和一般的曲线运动
(1)变速圆周运动：变速圆周运动所受合外力产生两个方面的效果，如图 所示。
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①跟圆周相切的分力 Ft：此分力产生 □08 切向 加速度 at，此加速度
描述
□09 线速度大小
向心力
1．理解向心力的概念，知道它是根据力的作用效果命名的。 2．体验向心力的存在，会分析向心力的来源。 3．掌握向心力的表达式，并能用来进行计算。 4．理解在变速圆周运动中向心力为合外力沿半径方向的分力，知道合外 力的作用效果。
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1.向心力 (1)定义：做匀速圆周运动的物体产生向心加速度的原因是它受到了指向
变化的快慢。
②指向圆心的分力 Fn：此分力产生 □10 向心 加速度 an，此加速度只改 变速度的 □11 方向 。
01课前自主学习
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03课后课时作业
(2)一般的曲线运动的处理方法
①一般的曲线运动：运动轨迹既不是 □12 直线 也不是 □13 圆周 的曲线
运动。
②一般的曲线运动，可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看
提示：如果都做匀速圆周运动，它们受到的合外力提供向心力。对于 B， 重力和支持力平衡；对于 F，重力和静摩擦力平衡；故也可以说都是一个力 提供向心力，B 是摩擦力提供向心力，F 是壁的弹力提供向心力。
01课前自主学习
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提示
活动 3：图片 C、D 的向心力有什么共同点？