游樂場里有各種有趣的游戲項目。空中飛椅因其刺激性而深受很多年輕人的喜愛。飛椅與人一起做勻速圓周運動的過程中，受到了哪些力？所受合力的方向有什么特點？[新課導入]第2節

向心力[新課導入]大量實例都表明：做勻速圓周運動的物體所受的合力總指向圓心。這個指向圓心的力就叫作向心力（centripetalforce）。mgTN1.定義：做勻速圓周運動的物體所受到的指向圓心的合外力，叫向心力方向始終指向圓心，并與v垂直方向時刻發生變化是變力注意：1.向心力通常由重力、彈力、摩擦力中的某一個力，或者是某個力的分力，或幾個力的在半徑方向分力的合力所提供2.向心力是根據力的作用效果來命名的，受力分析時不要把向心力當作一個獨立的力FFFvvvO2.特點：恒力?學習任務一

對向心力的理解為什么?3.作用效果:

因為在運動方向(切線方向)上所受的合外力為0，這個方向上的加速度也為0，所以速度大小不變，只改變速度方向。只改變v的方向,不改變v的大小,向心力不做功vFFFvvO例1(多選)[2023·山東青島二中月考]關于勻速圓周運動的向心力,下列說法正確的是(

)A.向心力是使物體做圓周運動的力,是根據力的作用效果命名的B.向心力可以是多個力的合力,也可以是其中一個力或一個力的分力C.對于穩定的圓周運動,向心力是一個恒力D.向心力的效果是改變物體的線速度大小學習任務一[解析]向心力是物體做勻速圓周運動所需要的指向圓心的合力,它是根據力的作用效果命名的,故A正確;向心力可以由一個力提供,也可以由幾個力的合力提供,還可以由一個力的分力提供,故B正確;向心力是指向圓心的合力,方向時刻改變,所以它不是一個恒力,故C錯誤;由于向心力指向圓心,與線速度方向始終垂直,所以它的效果只是改變線速度方向,不會改變線速度大小,故D錯誤.AB對向心力的理解要注意以下四點:(1)向心力的作用效果是只改變速度的方向,不改變速度的大小.(2)向心力不是作為具有某種性質的力來命名的,而是根據力的作用效果命名的,它可以由某個力或幾個力的合力提供.(3)向心力的方向指向圓心,與線速度方向垂直,方向時刻在改變,故向心力為變力.(4)不是質點做圓周運動才產生向心力,而是由于向心力存在才使質點不斷改變其速度方向而做圓周運動.學習任務一感受向心力如圖所示，在繩子的一端拴一個小沙袋（或其他小物體），另一端握在手中。將手舉過頭頂，使沙袋在水平面內做圓周運動。此時，沙袋所受的向心力近似等于手通過繩對沙袋的拉力。換用不同質量的沙袋，并改變沙袋轉動的速度和繩的長度，感受向心力的變化。猜測：向心力大小可能與哪些因素有關？向心力大小:小球質量、轉動速度、轉動半徑（1）保持沙袋轉動的速度和繩的長度不變，改變沙袋的質量，感受向心力的變化。（2）保持繩的長度和沙袋的質量不變，改變沙袋轉動的速度，感受向心力的變化。（3）保持沙袋的質量和沙袋轉動的速度不變，改變繩的長度，感受向心力的變化。學習任務二

探究向心力的表達式實驗器材：向心力演示器

勻速轉動手柄，可使塔輪、長槽和短槽勻速轉動，槽內的小球也就隨之做勻速圓周運動。擋板對小球的作用力提供了小球做勻速圓周運動的向心力。同時，小球擠壓擋板的力使擋板另一端壓縮測力套筒的彈簧，壓縮量可從標尺上讀出，該讀數即顯示了向心力的大小。結構及原理學習任務二實驗:探究向心力的大小與半徑、角速度、質量的關系學習任務二1.當物體的質量、角速度相同時，探究向心力大小與圓周運動半徑的關系：學習任務二實驗:探究向心力的大小與半徑、角速度、質量的關系2.當物體的角速度、圓周運動的半徑相同時，向心力大小與物體的質量的關系：學習任務二實驗:探究向心力的大小與半徑、角速度、質量的關系

學習任務二實驗:探究向心力的大小與半徑、角速度、質量的關系結論:

物體做圓周運動

需要的向心力與物體質量成正比，與半徑成正比，與角速度的二次方成正比。

根據推導向心力的另一表達式：公式：Fn＝mrω2Fn=m

v2rFn=m

ω2rFn

=m

r

4π2T2Fn=m

ω

v（2）向心力與線速度的關系：（1）向心力與角速度的關系：（3）向心力與線速度、角速度的關系：（4）向心力與周期的關系：

學習任務三勻速圓周運動的向心力大小及解題方法學習任務三向心力公式的推導[科學思維]勻速圓周運動問題的解題步驟學習任務三勻速圓周運動的向心力大小及解題方法學習任務三物體相對轉盤靜止，隨盤做勻速圓周運動F向=F合=Ff由小球受到的重力、支持力、靜摩擦力三個力的合力提供。即圓盤對木塊的靜摩擦力Ff

ωOGFNFf小球向心力的來源?勻速圓周運動實例分析——向心力的來源

靜摩擦力方向的判別：為什么指向圓心呢？原因：隨圓盤轉動的物體具有相對于圓心被甩出去的趨勢，而靜摩擦力方向與相對運動趨勢相反，所以靜摩擦力的方向是時時刻刻指向圓心的。GFfFNω討論：物塊隨著圓桶一起勻速轉動時，物塊的受力？物塊向心力的來源?物塊做勻速圓周運動時，合力提供向心力，即桶對物塊的支持力。勻速圓周運動實例分析——向心力的來源θO'ORωθωθmmOrmgFNF合mgFNF合F合＝mgtanθ豎直方向:FNcosθ＝mg水平方向:F合=mω2r豎直方向：FNcosθ＝mg水平方向：F合=mω2Rsinθ沿光滑漏斗或碗內壁做圓周運動的小球F合＝mgtanθ重力和支持力的合力提供向心力F合＝mgtanθ投擲過程中為什么鏈球速度越來越大？問題探究思考：⑴變速圓周運動的合外力也指向圓心嗎？變速圓周運動的速度大小是怎么改變的？⑵怎么分析研究一般的曲線運動？學習任務四變速圓周運動和一般曲線運動OOFnF合vFnFtvF合當做圓周運動的物體所受的合力不指向圓心時，物體做變速圓周運動。切向力Ft

：垂直半徑方向的合力向心力Fn：沿著半徑（或指向圓心）的合力Ft速度增大的圓周運動速度減小的圓周運動改變速度的大小改變速度的方向①合外力的方向與速度方向夾角小于90°，如圖甲所示，其中Ft只改變v的大小，使速度增加，Fn產生向心加速度，改變速度方向．②F與v夾角大于90°時，Ft使v減小，Fn改變速度方向，如圖乙所示．結論：同時具有向心加速度和切向加速度的圓周運動就是變速圓周運動，勻速圓周運動切向加速度為零。把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作為一小段圓弧，而這些圓弧的彎曲程度不一樣，表明它們具有不同的曲率半徑。在注意到這點區別之后，分析質點經過曲線上某位置的運動時，就可以采用圓周運動的分析方法對一般曲線運動進行處理了。r1r2處理一般曲線運動的方法：例4(多選)[2023·湖北荊州中學月考]如圖所示,物塊P置于水平轉盤上隨轉盤一起運動,圖中c方向沿半徑指向圓心,a方向與c方向垂直.現轉盤逆時針轉動,下列說法正確的是(

)A.當轉盤勻速轉動時,P所受摩擦力方向為cB.當轉盤勻速轉動時,P不受轉盤的摩擦力C.當轉盤加速轉動時,P所受摩擦力方向可能為aD.當轉盤減速轉動時,P所受摩擦力方向可能為d學習任務四AD學習任務四[解析]轉盤勻速轉動時,物塊P所受的重力和支持力平衡,摩擦力提供其做勻速圓周運動的向心力,故摩擦力方向指向圓心O點,A正確,B錯誤;當轉盤加速轉動時,物塊P做加速圓周運動,不僅有沿c方向指向圓心的向心力,還有指向a方向的切向力,使線速度增大,兩方向的合力即摩擦力可能沿b方向,C錯誤;當轉盤減速轉動時,物塊P做減速圓周運動,不僅有沿c方向指向圓心的向心力,還有與a方向相反的切向力,使線速度減小,兩方向的合力即摩擦力可能沿d方向,D正確.勻速圓周運動中,合力提供向心力;變速圓周運動中,合力不指向圓心,合力沿半徑方向的分力充當向心力.學習任務四課堂小

結課后習題1.地球質量為6.0×1024kg，地球與太陽的距離為1.5×1011m。地球繞太陽的運動可以看作勻速圓周運動。太陽對地球的引力是多少？2.把一個小球放在玻璃漏斗中，晃動漏斗，可以使小球在短時間內沿光滑的漏斗壁在某一水平面內做勻速圓周運動（圖6.2-7）。小球的向心力是由什么力提供的？

課后習題課后習題3.如圖6.2-8所示，一個圓盤在水平面內勻速轉動，角速度是4rad/s。盤面上距圓盤中心0.10m的位置有一個質量為0.10kg的小物體在隨圓盤一起做勻速圓周運動。（1）求小物體所受向心力的大小。（2）關于小物體所受的向心力，甲、乙兩人有不同意見：甲認為該向心力等于圓盤對小物體的靜摩擦力，指向圓心；乙認為小物體有向前運動的趨勢，靜摩擦力方向和相對運動趨勢方向相反，即向后，而不是和運動方向垂直，因此向心力不可能由靜摩擦力提供。你的意