向心力+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）必修第二册新课引入游乐场里有各种各样有趣的游戏项目。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？问题mgTT一、向心力(1)如图甲所示，小球在细绳的牵引下在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动。请思考：小球受哪些力的作用？其合力方向如何？(2)如图乙所示，物块在水平圆盘上随圆盘做匀速圆周运动。请思考：物块受哪些力的作用？其合力方向如何？(3)如图丙所示，小球在细绳的牵引下在空中做匀速圆周运动。请思考：小球受哪些力的作用？其合力方向如何？问题一、向心力细绳的拉力GFNOF台面的静摩擦力mgNf静GTFθ小球重力和绳拉力的合力一、向心力1、向心力的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。用Fn

表示。2、向心力的特点OFFFvv（1）向心力方向时刻发生变化（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）力是矢量，向心力的方向时刻发生改变，所以向心力是变力一、向心力3.向心力的来源实力分析FNmgf

转盘物块随着圆盘一起匀速转动时,哪个力可以提供向心力？问题一、向心力下列的运动,哪个力可以提供向心力？ωGfFN3.向心力的来源实力分析问题桶对物块的支持力提供向心力F合ωθO'ORθωθmmOrmgNmgNF合Fn=F合一、向心力3.向心力的来源实力分析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。二、向心力的大小实验：感受向心力如图所示，在绳子的一端拴一个小沙袋（或其他小物体），另一端握在手中。将手举过头顶，使沙袋在水平面内做圆周运动。此时，沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。换用不同质量的沙袋，并改变沙袋转动的速度和绳的长度，感受向心力的变化。猜想：向心力的大小与质量、半径以及转动的快慢有关。二、向心力的大小实验：探究向心力大小的表达式向心力演示器如图所示。匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6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7下降，从而露出标尺8。根据标尺8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。请你用上面介绍的器材设计实验，研究向心力大小与物体的质量、速度和轨道半径等因素的关系。二、向心力的大小1、F与m的关系保持r、ω一定保持ω

、m一定3、F与ω

的关系保持m、r一定2、F与r的关系m大，F也大ω

大，F也大r大，F也大结论:二、向心力的大小向心力的大小你还能推导出其他向心力的公示么？问题常用的三个公式三、变速圆周运动和一般曲线运动观察实验，绳子拉力与速度方向是保持垂直吗？三、变速圆周运动和一般曲线运动1.变速圆周运动OvFnFtF合变速圆周运动的沙袋正在加速转动时所受的合力不指向圆心切向力Ft

：垂直半径方向的分力向心力Fn

：指向圆心的分力产生向心加速度，改变速度方向产生切向加速度，改变速度大小三、变速圆周运动和一般曲线运动2.一般曲线运动的受力特点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。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。课堂小结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

v2rFn=m

rω21、向心力的方向：指向圆心4、变速圆周运动中的合力并非向心力典例探究例1.下列关于向心力的说法中正确的是()A.

做匀速圆周运动的物体除了受到重力、弹力等力外还受到向心力的作用B.

向心力和重力、弹力一样，是性质力C.

做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力D.

做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力C典例探究例2.下列关于向心力的叙述中，错误的是()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B典例探究例3.一小球在半球形碗的光滑内表面沿某一水平面做匀速圆周运动，如图所示。关于