向心力高一下学期物理人教版（2019）必修2

6.2向心力一、课前回顾1.根据牛顿第一定律，如果物体不受力，它会做什么运动？匀速直线运动或静止2.匀速圆周运动的实质是什么？变速曲线运动3.变速运动意味着什么？加速度a或合外力F不为0引出问题：那么做匀速圆周运动的物体所受的合力有何特点？vF要保证合力不能改变v的大小，F必须时刻垂直V，即F要指向圆心二、向心力1.在如图的运动中，地球所受的合力可能沿什么方向?可能是什么力提供合力?2.在如图的平面中，小球受到几个力的作用?这几个力的合力方向?应该受到指向太阳的引力作用小球受到重力、支持力和绳子的拉力三个力的作用，其合力即为绳子的拉力，其方向指向圆心观看视频女运动员受到几个力的作用？这几个力的合力沿什么方向？二、向心力（自行预习并回答）1.请同学们阅读课本27页向心力部分，回答以下问题：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向心力特点：（1）向心力方向时刻

，（但始终指向

，且与速度方向

）（2）向心力作用：（3）力是矢量，根据向心力方向的特点得出，向心力为

（恒力或变力）（4）向心力是根据

来命名的，它可以是某一个力或是几个力的合力来提供发生变化圆心垂直改变线速度的方向，但不改变线速度大小变力力的作用效果二、向心力的产生回答下列问题：以下图片中的向心力是由什么力产生的？它是物体受到的吗？二、向心力的来源具体分析请尝试求出上述三幅图中向心力的大小：随堂练1：1.(多选)下面关于向心力的叙述中，正确的是（）A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力B.做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用力外，还一定受到一个向心力的作用C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力D.向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小ACD随堂练1：B2.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体，物体随圆筒一起转动，物体所需的向心力由下面哪个力来提供()A.重力B.弹力C.静摩擦力D.滑动摩擦力随堂练1：BC3.（多选）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，则以下正确的是()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mgtanθD.摆球做匀速圆周运动的周期为Lsin三、向心力大小1.我们已经知道向心力的方向，来源及特点。请观看实验视频，并回答向心力的大小与哪些物理量有关？三、向心力大小实验结论：ω，R一定，F与ｍ成正比m，Ｒ一定，F与ω成正比m，ω一定，F与Ｒ成正比通过实验表明，向心力的大小可以表示为：三、向心力大小根据所学内容，试推导出其他向心力的公式提示：随堂练2：D1.如下图所示，半径为r的圆筒，绕竖直中心轴旋转，小物块a靠在圆筒的内壁上，它与圆筒内壁间的动摩擦因数为。假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，要使a不下落，则圆筒转动的角速度至少为

()

随堂练2：B2.如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒，其轴线垂直于水平面，圆锥筒固定在水平地面不动。有两个质量均为m的小球A和小球B紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，小球B所在的高度为小球A所在的高度一半。下列说法正确的是()A.小球A、B所受的支持力大小之比为2：1B.小球A、B所受的支持力大小之比为1：1C.小球A、B的角速度之比为：1D.小球A、B的线速度之比为2：1随堂练2：D3.如图是利用圆锥摆粗略验证向心力表达式的实验装置图．已知小球质量为m，小球距悬点的竖直高度为h，小球在水平面内做圆周运动的半径为r，用秒表测得小球运动n圈的时间为t，则下列说法正确的是（）A.小球受到重力、拉力、向心力B.在转速一定时，小球的质量越大，细线与竖直方向的夹角越小C.小球的线速度的表达式D.小球所受的合外力为随堂练2：4.长为L的细线，拴一质量为m的小球，细线上端固定，让小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，当细线与竖直方向成θ角时，求：(重力加速度为g)(1)细线中的拉力大小；(2)小球运动的线速度的大小.四、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点观察图片，看看链球加速运动时，绳子的拉力与链球的运动方向是否垂直？用绳子拉着沙袋做变速圆周运动，绳子拉力与沙袋运动方向是否应该垂直？并用理论知识进行解释当做变速圆周运动时，绳子的拉力与链球运动方向、与沙袋运动方向都都不垂直，因为此时的合力并不指向圆心四、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点1.请同学们阅读课本29-30页，回答以下问题：变速圆周运动的受力特点：

所受合力可分解为两个相互垂直的力，一个指向圆心，一个沿速度方向一般曲线运动的定义：

运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动分析思路：思考与讨论：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？原因？课堂小结：本节内容：不懂之处：重难点：向心力的来源、方向分析、向心力的性质、大小计算、变速圆周运动和一般圆周运动的受力特点向心力的方向、向心力的计算、向心力的作用效果1.如图所示，在室内自行车比赛中，运动员以速度v在倾角为的赛道上做匀速圆周运动．已知运动员的质量为m，做圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.运动员做圆周运动的角速度为vRB.如果运动员减速，运动员将做离心运动C.运动员做匀速圆周运动的向心力大小是D.将运动员和自行车看成一个整体，则整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用课堂检测：C课堂检测：2.如图所示，一圆柱形容器绕其轴线匀速转动，内部有A、B两个物体，均与容器的接触面间始终保持相对静止。当转速增大后A、B与容器接触面间仍相对静止，下列说法正确的是()A.两物体受到的摩擦力都增大B.两物体受到的摩擦力大小都不变C.物体A受到的摩擦力增大，物体B受到的摩擦力大小不变D.物体A到的摩擦力大小不变，物体B受到的摩擦力增大D课堂检测：3.内表面为半球型且光滑的碗固定在水平桌面上，球半径为R，球心为O，现让可视为质点的小球在碗内的某一水平面上做匀速圆周运动，小球与球心O的连线与竖直线的夹角为，重力加速度为g，则()A.小球的加速度为B.碗内壁对小球的支持力为C.小球运动的速度为D.小球的运动周期为D课堂检测：B4.如图，完全相同的可视为质点的甲、乙两个金属小球，在置于水平地面的内壁光滑的碗形容器内，先后沿着不同半径在水平面内做匀速圆周运动．则（）A.甲运动时所需向心力大，甲运动时碗对地面的压力会大于乙运动时碗对地面的压力B.甲运动时所需向心力大，两种情况下碗对地面的压力一样大C.两种情况下所需向心力一样大，甲运动时碗对地面的压力小于乙运动时碗对地面的压力D.两种情况下甲、乙所需向心力一样大，两种情况下碗对地面的压力一样大课堂检测：5.用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1:2:1，回答以下问题：（1）在该实验中，主要利用了_____来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系；A.理想实验法

B.微元法

C.控制变量法

D.等效替代法C（2）探究向心力与角速度之间的关系时，应让质量相同的小球分别放在_____处，同时选择半径_____（填“相同”或“不同”）的两个塔轮；A.挡板A与挡板B

B.挡板A与挡板C

C.挡板B与挡板CB相同课堂检测：7.为验证向心力公式，某探究小组的同学设计了如图所示的演示实验，在米尺的一端钻一个小孔，使小孔恰能穿过一根细线，线下端挂一质量为m、直径为d的小钢球，将米尺固定在水平桌面上。测量出悬点到钢球的细线长度l，使钢球在水平面内做匀速圆周运动，圆心为O。待钢球的运动稳定后，用眼睛从米尺上方垂直于米尺往下看，读出钢球外侧到O点的距离r，并用秒表测量出钢球运动n圈用的时间t。求：（1）小钢球做圆周运动的周期T。（2）小钢球做圆