【物理】向心力 课件+-2024+-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第2节向心力第六章

圆周运动高中物理人教版（2019）必修第二册运动员松手链球就会飞出去观察链球飞出的方向，有什么特点？沿着切线飞出链球在旋转的过程中速度不断改变链球在此过程中受到了力的作用才会旋转向心力[学习目标]理解向心力的概念，会分析向心力的来源．01知道向心力大小与哪些因素有关，并能利用向心力表达式进行计算．02理解在变速圆周运动中向心力为合力沿半径方向的分力．03PART01向心力的概念做匀速圆周运动的物体，其线速度方向在不断变化，说明物体一定受到了力的作用。1．向心力的定义这个力称为向心力（Fn）2．几种常见模型模型一：用细线拴住小球在光滑水平面内做匀速圆周运动线的拉力提供向心力F向＝FT2．几种常见模型重力和细线的拉力的合力提供向心力，F向＝F合模型二：F向＝FT水平分力或2．几种常见模型模型三：用细线拴住的小球在竖直面内转动至最高点时绳子的拉力和重力的合力提供向心力，F向＝F＋G2．几种常见模型模型四：转盘对物体的静摩擦力提供向心力，F向＝Ff物体随转盘做匀速圆周运动，且相对转盘静止3．向心力的特点①向心力一定指向圆心思考：向心力是恒力还是变力？由几种模型可以看出3．向心力的特点由于向心力方向一直指向圆心，一直在变化②向心力一定是变力在这个模型中，拉力和重力的合力提供物体做匀速圆周运动向心力。向心力是由某个力或者某几个力的合力或者某个力的分力提供的。O'ωOθlmmgF合FT3．向心力的特点③向心力是效果力受力分析时,不能多出一个向心力。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。所以在这个模型小球只受两个力：重力和绳的拉力。mgT向心力不是物体真实受到的一个力如果没有足够的向心力，物体速度方向就不会改变，它就不会做圆周运动。2．向心力的特点向心力一定指向圆心向心力一定是变力向心力是效果力概念判断(1)向心力可以由重力或弹力等来充当，是效果力 (2)做匀速圆周运动的物体所受的向心力是恒力．

(3)向心力和重力、弹力一样，是性质力．××√OFFFVVOV4．向心力的理解匀速圆周运动的线速度一定沿着切线方向向心力一定指向圆心所以向心力和线速度一定垂直向心力只改变速度方向！PART02向心力的计算探究向心力大小的表达式1、实验器材：向心力演示器、两个质量相同的钢球和一个质量小的铝球。向心力演示器124358762、向心力演示器的构造：匀速转动手柄1、变速塔轮2和3、长槽4和短槽5、横臂6、弹簧测力套筒7、标尺8。向心力的大小实验方法：控制变量法当m、r、ω相同Fn相同当m、ω一定Fn与r成正比当r、ω一定Fn与m成正比当m、r一定Fn与ω成正比1．向心力的大小大小（用Fn表示）：

根据实验表明

大小（用Fn表示）：

1．向心力的大小练习1.（多选）关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力，下列说法正确的是()A．因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力B．因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以它不能改变线速度的大小C．它是物体所受的合外力D．向心力和向心加速度的方向都是不变的BC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（）A、1∶4

B、2∶3C、4∶9

D、9∶16C练习3．有一个惊险的杂技节目叫“飞车走壁”，杂技演员骑摩托车先在如图所示的大型圆筒底部做速度较小、半径较小的圆周运动，通过逐步加速，圆周运动半径逐步增大，最后能以较大的速度在竖直的壁上做匀速圆周运动，这时使车子和人整体做匀速圆周运动的向心力是()A．圆筒壁对车的静摩擦力B．筒壁对车的弹力C．摩托车本身的动力D．重力和摩擦力的合力BPART03变速圆周运动1.变速圆周运动的概念线速度大小，方向不断变化的圆周运动向心力会影响线速度的大小吗？不会FFnFt2.切向加速度如果所受合力不指向圆心，则合力会在沿线速度方向有分力，此力提供切向加速度切向加速度只改变线速度大小合力的方向与速度方向的夹角的关系：加速圆周：夹角小于90°匀速圆周：夹角等于90°，合力等于向心力减速圆周：夹角大于90°根据曲线运动的知识可知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。r1r2

处理一般曲线运动的方法：练习1(多选)如图所示，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做圆周运动，运动中小球所需的向心力是(

)A．绳的拉力B．重力和绳拉力的合力C．重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力D．绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力CD练习2．如图所示，某物体沿1/4光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点的过程中，物体的速率逐渐增大，则(

)A．物体的合力为零B．物体的合力大小不变，方向始终指向圆心OC．物体的合力就是向心力D．物体的合力方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外)D练习3．(多选)关于物体所受合外力的方向，下列说法正确的是(

)A．物体做速率逐渐增加的直线运动时，其所受合外力的方向一定与速度方向相同B．物体做变速率曲线运动时，其所受合外力的方向一定改变C．物体做变速率圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心D．物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直AD练习4质量为m的小球，用