更新时间：作者：小小条
本节是圆周运动研究的核心和转折点，从运动学描述深入到动力学原因。学生在学*了描述圆周运动的物理量（线速度、角速度等）后，自然会产生疑问：“是什么力使物体做圆周运动？”本节正是要回答这个问题。向心力概念是理解和分析一切圆周运动现象（包括后面的天体运动、带电粒子在磁场中的运动等）的基石。本节承上（圆周运动描述）启下（向心加速度、生活中的圆周运动），是培养学生运动与相互作用观念的关键环节。
教材内容遵循“现象→猜想→实验探究→理论分析→应用”的科学探究逻辑：
引入向心力概念： 通过实例（细绳拉小球、转盘上的物块、圆锥摆）分析，归纳出做匀速圆周运动的物体所受合力指向圆心，从而建立向心力的概念，强调其效果力属性。探究向心力大小： 通过“感受向心力”的体验活动和“探究向心力大小的表达式”的定量实验，得出向心力公式 F_n = m \omega^2 r 或 F_n = m \frac{v^2}{r}。分析向心力来源： 通过具体实例（如“空中飞椅”），训练学生分析具体情境中向心力的来源，即“找”向心力，而不是“画”向心力。拓展（选讲/略讲）： 简要介绍变速圆周运动和一般曲线运动的分析方法，体现从特殊到一般的科学思想。采用实验探究法、问题驱动法和实例分析法。第一课时以概念建立和实验探究为主，通过“感受向心力”活动和向心力演示器实验，定性感受和定量探究向心力大小。第二课时以分析向心力来源和解决实际问题为主，通过典型例题的分析，训练学生受力分析和应用牛顿第二定律的能力。
教师：向心力演示器、细绳、小球、沙袋、多媒体课件（包含向心力来源分析的动画或图片）。 学生：笔记本、作图工具。
(一) 复*设疑，引入新课（5分钟）
复*提问：“匀速圆周运动是匀速运动吗？为什么？”（否，速度方向改变，是变速运动）“根据牛顿第二定律，物体做变速运动的原因是什么？”（受力，合力不为零）提出问题（核心问题）：“那么，使物体做匀速圆周运动的力有什么特点？这个力的大小跟哪些因素有关呢？”引出课题： 今天我们就来研究这个指向圆心的力——向心力。(二) 建立向心力概念（15分钟）
实例分析（教材图6-3）：情境1（细绳拉小球）： 小球受重力、支持力（平衡）、绳的拉力。拉力方向指向圆心，提供向心力。情境2（转盘上的物块）： 物块受重力、支持力（平衡）、静摩擦力。静摩擦力方向指向圆心，提供向心力。情境3（圆锥摆）： 小球受重力和绳拉力。这两个力的合力指向圆心，提供向心力。归纳总结：向心力的方向： 总是沿半径指向圆心，与速度方向垂直。向心力的作用： 只改变速度方向，不改变速度大小。向心力的性质： 是按效果命名的力（效果力）。强调： 它不是一种新的性质的力，它可以由重力、弹力、摩擦力或其合力来提供。关键： 要先作受力分析，从中“找”出向心力，而不能在受力分析中凭空多画一个“向心力”。概念巩固（讨论）： 分析“空中飞椅”项目中，向心力的来源（重力和绳子拉力的合力）。(三) 探究向心力的大小（20分钟）
定性感受——“感受向心力”活动：活动： 手拉绳端，让沙袋在水平面内做圆周运动。感受并思考：保持半径和角速度大致不变，换用更重的沙袋，手感觉拉力如何变？（变大）保持质量和半径大致不变，加快转动速度，手感觉拉力如何变？（变大）保持质量和角速度大致不变，增大转动半径，手感觉拉力如何变？（变大）初步结论（猜想）： 向心力Fn可能与质量m、角速度ω（或线速度v）、半径r有关。定量探究——向心力演示器实验：介绍仪器： 讲解向心力演示器的结构和工作原理（控制变量法）。实验探究：控制 r, ω 不变，探究 Fn 与 m 的关系。 （用铝球和铁球，结论：F ∝ m）控制 m, r 不变，探究 Fn 与 ω 的关系。 （改变塔轮，结论：F ∝ ω²）控制 m, ω 不变，探究 Fn 与 r 的关系。 （改变小球位置，结论：F ∝ r）得出结论： 综合上述结果，得出向心力公式 F_n = m \omega^2 r 。公式变换： 由 v = \omega r ，代入得 F_n = m \frac{v^2}{r} 。强调公式理解： 明确各物理量的意义及单位。(四) 课堂小结与布置作业（5分钟）
小结： 回顾向心力的定义、方向、作用、性质以及大小公式。作业：整理向心力概念和公式。思考：汽车在水平弯道上转弯时，是什么力提供向心力？(一) 复*导入（5分钟）
快速问答：向心力的方向？作用？向心力公式？（写出两种形式）向心力是性质力吗？强调重点： 本节课的关键是学会分析具体问题中“谁”提供了向心力。(二) 向心力来源分析（20分钟） （采用“问题串”引导分析）
水平面内的圆周运动：例题1（汽车水平转弯）：受力分析： 重力、支持力（竖直方向平衡）、静摩擦力。问题： 向心力由哪个力提供？（静摩擦力）公式： F_f = m \frac{v^2}{r}讨论： 速度过大或路面结冰（最大静摩擦力减小）会怎样？（静摩擦力不足以提供所需向心力，汽车做离心运动，发生侧滑）竖直平面内的圆周运动（最低点分析）：例题2（荡秋千到最低点）：受力分析： 重力、绳子拉力。问题： 向心力由哪个力提供？（重力和拉力的合力，即 F_T - mg）公式： F_T - mg = m \frac{v^2}{r} → F_T = mg + m \frac{v^2}{r}结论： 在最低点，绳子拉力大于重力。斜面内的圆周运动：回顾“火车转弯”： 重力和支持力的合力提供向心力。(三) 例题讲解与巩固练*（15分钟）
【教材例题】 圆锥摆问题（计算向心力和线速度）。示范解题步骤：确定圆心和半径→受力分析→找出向心力来源（合力）→列牛顿第二定律方程（F_合 = m \frac{v^2}{r} 或 F_合 = m \omega^2 r）→求解。【典型例题】 圆筒壁问题（如“魔盘”）。例： 物体随圆筒内壁一起匀速转动，相对筒壁静止。分析受力及向心力来源。关键点： 重力与静摩擦力平衡，弹力（支持力）提供向心力。学生练*： 教材“练*与应用”第1、2、3题（地球公转向心力、漏斗中的小球、圆盘上的物块）。(四) 拓展学*（选讲，5分钟） 变速圆周运动和一般曲线运动
变速圆周运动：实例： 链球加速转动。分析： 合力F不再指向圆心。可分解为：法向分力Fn： 改变速度方向（向心力）。切向分力Fτ： 改变速度大小。一般曲线运动：处理方法（微元法）： 将曲线分割成许多极短的小段，每一小段可看作圆周运动的一部分。思想： 渗透极限思想，体现物理方法的普适性。要求： 了解即可，不要求定量计算。(五) 课堂总结与布置作业（5分钟）
总结： 强调分析圆周运动问题的“三步曲”：①确定研究对象和轨道平面、圆心；②受力分析；③指明向心力来源，列方程 F_合 = m \frac{v^2}{r} 。作业：完成教材“练*与应用”第4、5题（细绳碰钉子和汽车转弯受力分析）。预*第3节《向心加速度》。第2节 向心力
一、向心力（Fn）
定义： 做圆周运动的物体所受的指向圆心的合力。方向： 始终指向圆心（变力）。作用： 只改变速度方向，不改变速度大小。性质： 效果力（由其他性质力提供）。二、向心力的大小
公式：F_n = m \omega^2 rF_n = m \frac{v^2}{r}探究方法： 控制变量法。三、向心力的来源（分析步骤）
确定圆心和半径。受力分析（不画向心力）。找出指向圆心的合力（向心力来源）。弹力（拉力、压力、支持力）摩擦力（静摩擦力）引力（万有引力）某个力的分力几个力的合力列方程： F_合 = m \frac{v^2}{r} （或 m \omega^2 r）四、变速圆周运动
合力分解为：向心力（法向力Fn）+ 切向力（Fτ）。版权声明：本文转载于今日头条，版权归作者所有，如果侵权，请联系本站编辑删除