向心力高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第六章

圆周运动第2节

向心力问题：空中飞椅深受年轻人的喜爱。飞椅与人一起做匀速圆周运动的过程中，受到哪些力？所受合力的方向有什么特点？1.理解向心力的概念及其表达式的确切含义。2.感受影响向心力大小的因素，通过实验探究它们之间的关系。3.掌握向心力的表达式，能够计算简单情境中的向心力。4.知道变速圆周运动和一般曲线运动的分析方法。大小相等方向不断变化线速度匀速圆周运动变速运动一定有加速度合外力不为零vvvO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。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合力做匀速圆周运动的物体合力始终指向圆心，与速度v垂直。这就是我们今天要学的第一个问题——向心力。2.方向：总是沿着半径指向圆心。方向时刻改变,因此向心力是变力。3.作用：只改变速度方向，不改变速度大小。

物体做匀速圆周运动的条件：合力大小不变，方向始终指向圆心。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。知识点一：向心力思考：空中飞椅游戏中飞椅与人的向心力来源？θθmg

F合空中飞椅游戏中飞椅与人的向心力是合力二、匀速圆周运动向心力来源实例分析OθO'FTmgF合1.圆锥摆如何理解向心力的来源？理解一：拉力和重力的合力理解二：拉力在水平方向的分力思考：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块向心力的来源?GFfFNω2.滚筒洗衣机中物体随滚筒一起匀速转动F合＝FN

=

Fn

物体所受重力、摩擦力和支持力的合力充当向心力。(桶对物块的支持力提供向心力。)地球对月球的引力使地球做匀速圆周运动思考：月球绕地球公转的向心力来源？vF4.向心力的来源：向心力可以是重力、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。5.关于向心力的几点说明（1）向心力是根据作用效果命名的，并不是一种新的性质的力。（2）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。受力分析时绝对不能出现向心力。做一做实验器材：绳子、小沙袋向心力的大小与ω(v)、m、r有关猜想在绳子的一端拴一个小沙袋，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。沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。三、向心力的大小感受向心力猜想：向心力大小可能与_______________________________有关物体质量、轨道半径、运动快慢探究向心力大小的表达式1、体验向心力的大小2、演示实验：用向心力演示器演示3、实验器材：向心力演示器匀速转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽匀速转动，槽内的小球也就随之做匀速圆周运动。挡板对小球的作用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力。同时，小球挤压挡板的力使挡板另一端压缩测力套筒的弹簧，压缩量可从标尺上读出，该读数即显示了向心力的大小。4、结构及原理5.实验方法:控制变量法（1）F与m的关系保持r、ω一定（3）F与ω的关系保持m、r一定（2）F与r的关系保持ω

、m一定6.实验结论:物体做圆周运动需要的向心力与物体质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。

1.明确研究对象2.运动分析——确定轨道面、圆心、半径3.受力分析——明确向心力的来源4.利用牛顿第二定律列方程解题步骤运动员抛出链球的过程中，使链球越转越快，在链球速度比较大的时候，抛出链球，使链球运动的更远。链球做变速圆周运动。链球受力情况如何呢？四、变速圆周运动OOFn

F合vFn

vF合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。速度增大的圆周运动速度减小的圆周运动向心分力Fn

，产生向心加速度an，只改变线速度方向。切向分力Fτ，产生切向加速度aτ，改变线速度的大小。OOFn

F合vFn

vF合匀速圆周运动：合外力全部用来提供向心力变速圆周运动：合外力部分用来提供向心力从向心力的来源看物体做变速圆周运动时：当合外力与速度夹锐角时，物体线速度增加

当合外力与速度夹钝角时，物体线速度减小

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。r1r2研究方法：把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作一小段圆弧。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。在分析质点经过曲线上某位置的运动时可以采用圆周运动的分析方法进行处理。1.用细线拴柱一球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（

）A.在线速度一定情况下，线越长越易断B.在线速度一定情况下，线越短越易断C.在角速度一定情况下，线越长越易断D.在角速度一定情况下，线越短越易断BC2.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C3．如图所示，用长为L的细线拴住一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，关于小球的受力情况，下列说法正确的是（）A．小球受到重力、细线的拉力和向心力三个力B．向心力由细线对小球