6.2 向心力 课件 (共42张PPT) 2024-2025学年高中物理人教版（2019）必修第二册.pptxVIP

第二节向心力第六章圆周运动

目录素养目标01课程导入02新课讲解03总结归纳04课堂练习05

素养目标1.理解向心力的概念，知道向心力大小与哪些因素有关2.通过对匀速圆周运动中向心力来源分析，提高分析和解决问题的能力3.通过实验“感受向心力”、“探究向心力大小的表达式”，使学生在提出问题、实验方案设计、器材选取、数据处理、发现物理规律、得出结论、分析改进等方面得到锻炼4.通过圆周运动的实验，使学生养成良好的思维表达习惯和科学的价值观，体会实验的意义，激发学习物理的兴趣

游乐场里有各种有趣的游戏项目，空中飞椅因其刺激性而深受很多年轻人的喜爱。飞椅与人一起做匀速圆周运动的过程中，受到了哪些力？所受合力的方向有什么特点？

做圆周运动的物体，其运动状态在不断变化，说明物体一定受到了力的作用。那么迫使物体做圆周运动的力的方向有何特点？

新课讲解

一个小球在细线的牵引下，绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动，小球受到哪几个力作用？用剪刀将细线剪断，观察小球的运动。你认为使小球做圆周运动的力指向何方？

GFNF小球受力分析：O合力FN与G平衡，所以小球所受的合力为细线的拉力F，剪断细线，小球将不再做圆周运动，可知拉力即为使小球做圆周运动的力，其方向指向圆心。小球受到重力，桌面支持力和细线的拉力作用大量的实例都表明：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心。这个指向圆心的合力就叫作向心力。

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。符号：Fn①方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向垂直）②向心力的作用：只改变线速度的方向不改变速度大小③向心力是根据力的作用效果来命名的，它可以是某一个力，或者是几个力的合力来提供。受力分析时，不能多出一个向心力一、向心力

向心力Fn由绳子斜向上方的拉力F和重力G的合力提供。FnGF飞椅和人一起做匀速圆周运动，什么力提供向心力呢？思考向心力来源

OmgFNFf提供向心力受力分析静摩擦力Ff提供向心力OmgFN向心力来源重力mg和支持力FN提供向心力

向心力来源OωGFNFf

向心力来源lmAωθGFTθF合

θωθmOrmgFNF合OORθωmmgFNF合F向=F合＝mgtanθ向心力来源

结论：⑴向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质的力。⑵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。向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用，只能说某个力或某几个力提供了向心力。

感受向心力

实验器材二、向心力的大小

实验原理匀速转动手柄，使变速塔轮以及长槽和短槽和槽内的小球随之匀速转动，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺。根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。二、向心力的大小

（1）向心力与质量关系（2）向心力与半径关系在运动半径及角速度相同时，向心力的大小与质量成正比（3）向心力与角速度关系在质量及角速度相同时，向心力的大小与半径成正比在质量及半径相同时，向心力的大小与角速度的平方成正比点击播放视频点击播放视频点击播放视频

探究：（1）向心力与质量关系点击返回

探究：（2）向心力与半径关系点击返回

探究：（3）向心力与角速度关系点击返回

ωr一定，ma=2mbmω一定，ra=2rbmr一定，2ωa=ωb实验条件实验现象实验结论数据收集及分析Fa=2FbF∝mFa=2FbF∝r4Fa=FbF∝ω2

（传动）（轴动）精确的实验表明，向心力的大小可以表示为：通过角速度与线速度关系v=wr通过角速度与周期的关系

匀速圆周运动所受的合力提供向心力，方向始终指向圆心；如果一个沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，物体做变速圆周运动。OOFn?F合vFn?vF合速度增大的圆周运动速度减小的圆周运动1.变速圆周运动的特点与分析方法三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点?

当物体做圆周运动的线速度逐渐减小时，物体所受合力的方向与速度方向的夹角是大于90°还是小于90°呢？FFnFtv0大于90°Ft与物体运动的速度反向，使得物体的速度越来越小；Fn指向圆心，提供物体做圆周运动所需的向心力，改变物体速度的方向。思考与讨论

处理方法：把一般曲线分割为许多很短的小段，每一段都可以看作圆周的一部分.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进行处理了.r1r22.一般的曲线运动（1）