向心力演示仪教学内容
向心力演示器
向心力演示器作者:陈渝德来源:《中国科技教育》2009年第10期一、项目背景高一物理(人教版)第一册第五章“圆周运动”是教学的重点和难点之一。
在进行向心力教学时,现行的实验器材只能定性的研究不能定量的研究。
于是笔者自己制作了一个向心力演示器,它能够比较准确的算出向心力大小。
二、作品原理本作品是根据F=mu2/r公式测向心力大小。
测量工具是家用电子秤,其分度值为10g,笔者用F=mg的公式换算为牛顿。
三、作品结构首先构建一个整体框架:有上下两条水平支架,下支架上安装电动机,电动机上安装钻夹头,夹头上安装一个铝片,用螺丝固定,铝片一端套上圆环,圆环用细绳固定,细绳另一端通过轴承连接其上端支架上固定的电子秤,通过电子秤读绳子拉力大小,即向心力大小。
接通电源时,电机旋转,通过改变半径,验证相同转速下向心力的变化。
本作品有以下几个优点:(1)形象、直观。
学生可以直接通过仪器读数。
(2)操作简便。
本教具在课堂教学中不需要重新组装,只要接上普通电源即可进行讲解、观察。
(3)可以通过实验验证向心力公式,从而加深学生对公式的理解和记忆。
该演示器适用于中学物理向心力教学演示。
四、制作方法1. 材料装备电动机1个,钻夹头1个,圆弧形不锈钢1块,长方形不锈钢3米,电子秤1个,传感器1个,学生电源1个。
2. 制作安装(1)将不锈钢管焊接成边长 40cm的正方形框架,在框架下端焊接圆弧形脚架;(2)在下端支架上打孔安装电动机,钻夹头和铝条以及轴承,连接好电路;(3)在铝条上安装圆环,圆环用细绳通过轴承与电子秤相连;(4)在支架上安装传感器,用于测量转速。
五、数据处理误差完全符合教学仪器误差在5%以内的行业标准(见表1)。
评委点评本项目是针对中学物理实验中的难点,一直不易进行准确量化研究的内容而设计的,该装置设计巧妙,便于操作,直观性好,精确度较高。
由于解决了长期以来定量研究的困难,其结构简单,演示直观,精确度较高,所以具有很好的实用性和推广价值。
向心力演示
(2)验证向心力与线速度的关系:
将皮带挂在两变速轮的中轮上,使主动轮与从动轮的 转速比为1:2,再在臂长相等处放入两质量相等的铝球, 此时两球运动线速率将满足1:2。 摇动转动手柄,使球做匀速旋转,由标尺比较两 球向心力的大小。
(3)验证向心力与半径R的关系:
调节向心力演示仪,放入质量相等的铝球,使得两球 半径不同,线速度相同。(思考一下,该如何放置?) 摇动转动手柄,使球做匀速旋转,由标尺比较两 球向心力的大小。
大小: F=mrω2 由上式可知:向 Nhomakorabea力与物体的质量、运动半径和运 动角速度有关。
三、实验内容:
1、实验仪器: 1、转动手柄 2、3变速塔轮 4、长槽 5、短槽 6、横臂 7、测力套筒 向心力演示仪 8、标尺
2、实验步骤: (1)验证向心力与质量的关系:
将皮带挂在两变速轮的上轮上,使主动轮与从动轮的 转速相等,再在短槽的尽头和长槽的中间放上铝球和钢 球,此时臂长相等。 摇动转动手柄,使球做匀速旋转,由标尺比较两球向 心力的大小。
注意事项:
(1)将横臂紧固螺钉旋紧,以防小球和其他部 件飞出而造成事故。 (2)摇动手柄时应力求缓慢加速,注意观察其中一 个测力计的格数。达到预定格数时,即保持转速均匀 恒定。
四、数据处理:
控制变量 r、 v一定 、 一定 m、r一定 、 一定 m、 v一定 、 一定 关 系 m1=2m2 v1= 2v2 r1=2r2 结 论
一、实验目的:
1、学会使用向心力演示器。 2、通过实验验证向心力与质量、线速度 和半径的关系。
二、实验原理:
做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心 的合外力,叫向心力。 方向: 沿半径指向圆心。
向心力指向圆心,而物体运动的方向沿切线方向,所以向心 力的方向总与物体运动的方向垂直.物体在运动方向上不受 力,在这个方向上没有加速度,速度大小不会改变,所以向 心力的作用只是改变速度的方向。
向心力教案
向心力教案一、教学目标1.了解向心力的概念和特点;2.掌握向心力的计算方法;3.理解向心力与离心力的关系;4.能够应用向心力的知识解决实际问题。
二、教学内容1.向心力的概念和特点;2.向心力的计算方法;3.向心力与离心力的关系;4.应用向心力的知识解决实际问题。
三、教学重难点1.向心力的计算方法;2.向心力与离心力的关系。
四、教学方法1.讲授法:通过讲解向心力的概念、特点和计算方法,让学生掌握向心力的基本知识;2.实验法:通过实验观察向心力的作用,加深学生对向心力的理解;3.讨论法:通过讨论向心力与离心力的关系,激发学生的思考和探究精神。
五、教学过程1. 导入环节向学生介绍向心力的概念和特点,引导学生思考向心力的作用。
2. 讲授环节1.向心力的概念和特点:向学生讲解向心力的概念和特点,让学生了解向心力的基本知识;2.向心力的计算方法:向学生讲解向心力的计算方法,让学生掌握向心力的计算技巧;3.向心力与离心力的关系:向学生讲解向心力与离心力的关系,让学生理解向心力与离心力的相互作用。
3. 实验环节通过实验观察向心力的作用,让学生加深对向心力的理解。
4. 讨论环节通过讨论向心力与离心力的关系,激发学生的思考和探究精神。
5. 总结环节对本节课所学内容进行总结,让学生掌握向心力的基本知识和计算方法。
六、教学评价1.学生能够正确理解向心力的概念和特点;2.学生能够掌握向心力的计算方法;3.学生能够理解向心力与离心力的关系;4.学生能够应用向心力的知识解决实际问题。
七、教学反思本节课采用了讲授法、实验法和讨论法相结合的教学方法,使学生在听、看、做、思考中全面掌握向心力的知识。
但是,本节课的实验环节可能存在安全隐患,需要加强实验安全管理。
同时,本节课的讨论环节需要引导学生深入思考,避免流于表面。
向心力大小验证演示器教案1
向心力大小验证演示器(教案)黎平第一民族中学物理组 蒋 勇物体做曲线运动是自然界最普遍的运动,而任何一个曲线运动都可以看作是若干小段的圆周运动,因此圆周运动知识是高中物理教材编排的重点内容之一,学习和掌握圆周运动规律是高中学生应具备的基本素质。
物体做怎样的圆周运动跟需要多大的向心力有关,但是教材是直接给出向心力加速度公式r a n /2ν=或r a n 2ω= ,再根据牛顿第二定律,得到向心力公式r m F n /2ν=或r m F n 2ω=,这样学生对公式的来源和正确性持有疑虑,公式缺乏可信度,掌握和验证向心力大小公式成为必要。
原来的向心力演示器有的只能定性的得到向心力大小跟物体的质量、圆周半径、线速度(或转速)有关,没有定量测定或验证向心力大小,有一些向心力演示器虽然能够验证向心力大小公式,但成在仪器结构复杂,学生操作困难,用手转动难以控制好均匀的转速,误差较大等缺点,基于这些向心力演示器的弊端,本人在认真研究向心力大小演示装置的基础上,设计和改进了向心力大小验证演示器,该演示器有如下特点:1、 设计原理思路清晰,学生易懂,设计方法独特;2、 设计结构简单合理,仪器材料可拆拼,实验以电机带动转动,保证物体做圆周运动均匀稳定,而且转速、物体质量均可增减调节,能验证向心力大小公式具有普遍性;3、 实验过程易于操作,读数准确,能定量测出向心力大小与物体质量、转动半径、转速的关系,误差较小,对向心力公式r m F n /2ν=或r m F n 2ω=得到很好的验证。
实验仪器装置示意图如下:① 铁板底座 ② 中心轴 ③铁杆支架 ④ 铁片连杆 ⑤ 小电动机 ⑥电动机调速旋钮 ⑦ 电机转轴 ⑧ 皮带 ⑨ 大皮带轮 ⑩ 转动板○11 弹簧 ○12 弹簧指针 ○13 细线 ○14 滑槽 ○15 带滑轮载物筒 ○16 载物筒指针 ○17 标尺 ○18 橡皮条 ○19 白纸 ○20 夹子实验原理及过程:实验时,启动电机⑤,调节电机调速旋钮⑥,让电机转动轴⑦通过皮带⑧带动大皮带轮⑨旋转起来,根据需要可调节电机旋钮改变转动的快慢,固定在大皮带轮上的木板⑩通过大皮带轮转动,装在滑槽○14的载物筒○15跟着转动,做圆周运动,载物筒通过细线○13跟弹簧○11相连,木板匀速转动时,处于载物筒重心之上的载物筒指针○16可以指示物体做匀速圆周运动的半径,处于弹簧前端的弹簧指针○12可以指示向心力大小,为了能清楚的指示匀速圆周运动的半径和向心力大小,将卡在中心轴②和铁杆支架③槽中的标尺○17用两根橡皮条挂住,①⑦ ⑧⑩○17○18标尺后面用两夹子○20夹住白纸条○19,让白纸条露出标尺下面少许,当木板匀速转动稳定后,用双手将标尺按下,涂有墨水的载物筒指针和弹簧指针在露出的白纸中划有痕迹,从痕迹处可以很方便地读出圆周运动半径r 的大小以及向心力F 大小。
《向心力》教学设计(精选2篇)
《向心力》教学设计(精选2篇)《向心力》篇1一、教学内容分析向心力是物体做匀速圆周运动时所受到的合外力,它是本章圆周运动的重点。
由于这一节内容比较多,可分为两个课时,第一课时讲述有关向心力的概念,第二课时是生活中向心力的应用实例,而本--是第一课时有关向心力的概念。
本节课的教学重点和难点是学生如何建立向心力的概念,为了使学生容易接受,教材采取以实验为基础加上必要的简单的理论分析的方法,在这里,编者增加了一个演示实验,就是借助向心力演示器进行实验,把学生的实验结论逐一验证,从而验证了向心力公式,更有力说明了实验的科学性和重要性。
课本35页中的“讨论与交流”这一点学生往往觉得抽象,只是理论来分析,这里编者把它改成实验探究,这样学生通过实验亲身感受,定性分析,这比理论分析更具有说服力。
二、教学对象分析在前面的教学中,学生已经学习了匀速圆周运动,对匀速圆周运动有了一定的理解。
知道描述匀速圆周运动快慢的物理量有线速度、角速度、周期、转速等,并理解线速度、角速度、周期、半径之间的关系。
学生知道在转动装置中,共轴的轮子上各点的角速度相等;皮带转动(不打滑)中,凡和皮带接触的点,线速度的大小相等。
这些都为本节课的学习奠定了基础。
学生知道匀速圆周运动是一种变速运动,因为它的线速度方向时刻在变,但只是表面的知道,更深一步来分析,为什么线速度的方向时刻在变?是什么力来改变物体的这种运动状态,这个力有何特点?学生带着这些疑问来进入本节课的学习。
三、--思想及策略在以往的教学中,课堂教学实施往往过于注重知识传授倾向,老师满堂灌,学生被动的接受,很难从多方面培养学生的综合素质。
而新课程强调“将学习的重心从过分强调知识的传承和积累向获取知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的精神”。
为此本--和教学实施就是采用学生实验探究和教师演示实验相结合的实验探究教学法。
向心力公开课教案教学设计
向心力公开课教案教学设计第一章:向心力概念的引入1.1 教学目标让学生了解向心力的定义和作用。
让学生理解向心力与物体质量和速度的关系。
让学生掌握向心力与向心加速度的关系。
1.2 教学内容向心力的定义和作用。
向心力与物体质量和速度的关系。
向心力与向心加速度的关系。
1.3 教学方法使用实例和动画来展示向心力的概念。
通过实验和观察,让学生感受向心力的存在和作用。
分组讨论和问题解答,引导学生深入理解向心力。
1.4 教学评估通过课堂提问和小组讨论,评估学生对向心力的理解程度。
通过实验报告和问题解答,评估学生对向心力实验操作和应用能力。
第二章:向心力的计算2.1 教学目标让学生掌握向心力的计算公式和应用。
让学生了解不同情况下向心力的计算方法。
2.2 教学内容向心力的计算公式和应用。
不同情况下向心力的计算方法。
2.3 教学方法使用公式和示例来讲解向心力的计算方法。
通过练习题和小组讨论,让学生应用向心力的计算公式。
2.4 教学评估通过练习题和小组讨论,评估学生对向心力计算公式的掌握程度。
通过问题解答和应用题,评估学生对不同情况下向心力计算方法的运用能力。
第三章:向心力实验3.1 教学目标让学生通过实验观察和测量向心力的大小。
让学生了解实验原理和实验操作。
3.2 教学内容实验原理和实验操作。
实验观察和测量向心力的大小。
3.3 教学方法讲解实验原理和实验操作。
分组进行实验,让学生亲自操作和观察向心力的大小。
3.4 教学评估通过实验报告和小组讨论,评估学生对实验原理和实验操作的理解程度。
通过实验观察和测量结果,评估学生对向心力实验的观察和测量能力。
第四章:向心力与物体的运动4.1 教学目标让学生了解向心力对物体运动的影响。
让学生掌握向心力与物体速度和半径的关系。
4.2 教学内容向心力对物体运动的影响。
向心力与物体速度和半径的关系。
4.3 教学方法使用动画和实例来展示向心力对物体运动的影响。
通过实验和观察,让学生感受向心力与物体速度和半径的关系。
电子秤式向心力演示仪
实验教学电子秤式向心力演示仪江苏省高邮市第一中学(225600)于淼圆周运动是曲线运动中一种典型的运动,是咼中物理教学中比较重要的内容,为了使学生对圆周运动更好地理解和运用,可以通过一些创新实验来帮助学生学习。
本文就巧妙地利用电子秤设计的 实验进行了向心力大小的定量研究。
1感受向心力及其影响因素实验器材:弹簧测力计、不锈钢铁球、细线、旋 转平台(电动机是步进电机,可以定速旋转)、PVC 管、热熔枪和热熔胶、定滑轮、电源、导线等。
如图1所示,用热熔胶将定滑轮和PVC 管固定在旋转平台上,用细线将不锈钢铁球连接到弹簧测力计上,并将电动机接到电源上,接通电源后铁球随着平台一起旋转做圆周运动,可以看到弹簧测力计上的读数,该读数等于铁球所受的向心力大小(不锈钢铁球与平台的摩擦力非常小,可以忽略)。
探究向心力的影响因素:①保持平台转速、铁球与定滑轮之间线的长度(圆周半径)不变, 改变铁球的质量,发现铁球质量越大,弹簧测力计的读数越大,说明向心力与质量有关;②保持 转速和铁球质量不变,改变铁球与定滑轮之间线 的长度(圆周半径),发现圆周半径越大,弹簧测力计的读数越大,说明向心力与圆周半径有关;③保持铁球质量、铁球与定滑轮之间线的长度(圆周半径)不变,改变平台转速,发现平台转速越大,弹簧测力计的读数越大,说明向心力与平 台转速有关。
即向心力与质量、转速和圆周半径有关,通过实验2可以得到它们的定量关系。
2定量研究向心力与质量、圆周半径和转速的关系实验器材:迷你电子秤、不锈钢铁球、旋转平台(电机是步进电机,可以定速旋转)、微型摄像头、木板、PVC 线槽、热熔枪和热熔胶、电源、导线等。
如图2所示,将微型电子秤固定在木片上,取一小段PVC 线槽靠近电子秤并固定在板上(PVC 线槽比较光滑,铁球和PVC 线槽间的摩擦力非常小),把铁球放到PVC 线槽中,将无线摄像头固定在木板上(可以记录电子秤上的读数),通过螺丝将该整体固定在平台上(在平台上打了不同半径的孔,可以改变铁球做圆周运动的半径),在平台上对称的另一侧放上与电子秤等整体质量相等的配重。
《向心力》教案模版
《向心力》教案模版一、教学目标:1. 让学生理解向心力的概念,知道向心力是使物体做圆周运动的必要条件。
2. 让学生掌握向心力的计算公式,能够运用向心力解释实际问题。
3. 培养学生的实验操作能力,通过实验观察和分析物体做圆周运动时的向心力。
二、教学内容:1. 向心力的定义2. 向心力的计算公式3. 向心力与圆周运动的关系4. 实验操作与数据分析三、教学重点与难点:1. 教学重点:向心力的概念、计算公式及应用。
2. 教学难点:向心力在实际问题中的运用。
四、教学方法:1. 采用问题导入法,激发学生的学习兴趣。
2. 利用多媒体课件,形象直观地展示向心力概念和圆周运动。
3. 开展实验活动,让学生亲身体验和观察向心力现象。
4. 案例分析,引导学生运用向心力解决实际问题。
五、教学过程:1. 导入新课:通过提问,引导学生回顾力学基础知识,为新课学习做铺垫。
2. 讲解向心力概念:讲解向心力的定义,让学生理解向心力是使物体做圆周运动的必要条件。
3. 公式讲解与应用:介绍向心力的计算公式,并通过例题讲解其应用。
4. 实验演示与分析:组织学生进行实验,观察和记录物体做圆周运动时的向心力现象,引导学生分析实验结果。
5. 课堂小结:总结本节课所学内容,强调向心力在圆周运动中的重要作用。
6. 布置作业:设计相关练习题,巩固学生对向心力的理解和应用。
7. 课后反思:对本节课的教学效果进行总结,针对学生的掌握情况调整教学策略。
六、教学评价:1. 评价学生对向心力概念的理解程度,通过课堂提问和作业批改进行评估。
2. 评价学生对向心力计算公式的掌握情况,通过布置相关练习题进行评估。
3. 评价学生实验操作能力和数据分析能力,通过实验报告和数据分析进行评估。
七、教学资源:1. 多媒体课件:用于展示向心力概念和圆周运动的图像和动画。
2. 实验器材:用于开展实验活动,让学生观察和体验向心力现象。
3. 练习题:用于巩固学生对向心力的理解和应用。
第四章 实验六 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系-2025高三总复习 物理(新高考)
实验六探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系一、实验目的1.学会使用向心力演示器。
2.会用控制变量法探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。
二、实验原理与器材1.探究方法:控制变量法。
2.实验设计思路(1)定性感知实验:如图所示,细线穿在圆珠笔的杆中,一端拴住小物体,另一端用一只手牵住,另一只手抓住圆珠笔杆并用力转动,使小物体做圆周运动,可近似地认为作用在小物体上的细线的拉力提供了小物体做圆周运动所需的向心力,而细线的拉力可用牵住细线的手的感觉来判断。
(2)定量分析实验①控制小物体质量和做圆周运动的半径不变,探究向心力与角速度的关系。
②控制小物体质量和角速度不变,探究向心力与半径的关系。
③控制小物体做圆周运动的半径和角速度不变,探究向心力与质量的关系。
3.实验器材:质量不同的小物体若干、空心圆珠笔杆、细线(长约60cm)、向心力演示器。
三、实验步骤与操作1.定性感知影响向心力大小的因素(1)在小物体的质量和做圆周运动的半径不变的条件下,改变小物体的角速度进行实验。
(2)在小物体的质量和角速度不变的条件下,改变小物体做圆周运动的半径进行实验。
(3)在角速度和做圆周运动的半径不变的条件下,换用不同质量的小物体进行实验。
2.定量分析向心力与质量、角速度、半径的关系(1)分别将两个质量相等的小球放在实验仪器的两个小槽中,且小球到转轴(即圆心)距离相同即圆周运动半径相同。
将皮带放置在适当位置使两转盘转动,记录不同角速度下的向心力大小(格数)。
(2)分别将两个质量相等的小球放在实验仪器的长槽和短槽两个小槽中,将皮带放置在适当位置使两转盘转动角速度相等,小球到转轴(即圆心)距离不同即圆周运动半径不等,记录不同半径的向心力大小(格数)。
(3)分别将两个质量不相等的小球放在实验仪器的两个小槽中,且小球到转轴(即圆心)距离相同即圆周运动半径相等,将皮带放置在适当位置使两转盘转动角速度相等,记录不同质量下的向心力大小(格数)。
向心力定量探究演示仪简短说明
向心力定量探究演示仪简短说明在高中物理教学中关于向心力公式的得出是个难点,该公式的理论推导过程对学生来说过于抽象,不易理解。
历年来的高中物理教材所选用的向心力演示仪也仅是半定量的。
本教具完全解决了传统向心力演示仪不足的问题,不仅可以作为验证向心力公式的实验使用,还可以用来定量探究向心力的公式,即:F = m v2/R = mω2 R= m(2πn)2 R= m 4π2 n 2 R。
不仅能使学生进一步加深对该公式的理解,而且其探究过程还可以培养学生实验能力和探究能力。
向心力定量探究演示仪利用可调速电机带动橡皮筋一端的小物体做竖直面的圆周运动,在转轴上有一块小磁铁,转轴旁边固定一只与计数器相连干簧管,转轴每转一圈,小磁铁使干簧管吸合一次记一个数,这样可以准确测量转过的圈数。
在该装置的竖直面板上有用橡胶膜制成的半径测量器,它可以在水平方向自由调节,当小物体恰好通过半径测量器时就可以准确读出半径来。
小物体的质量可由天平测量。
当关闭电源,小物体停止转动时,用弹簧测力计把与橡皮筋相连的物体拉到半径测量器的位置,这样就可在确定物体做圆周运动时的向心力大小。
定量探究向心力公式的步骤:1.在质量m、转速n一定时,探究向心力F与半径r的关系。
用两根同样规格的橡皮筋(一长一短),在两端拴上同样形状和质量的物体,使它们在同一转轴上转动。
调节转速,当两个物体转动稳定时,分别用半径测量器测量出半径。
关闭电源,当两物体停止转动时,再用弹簧测力器分别测出两个物体在做圆周运动时的向心力大小。
比较两个物体的向心力与半径的关系,重复以上步骤,可以确定在质量m、转速n一定时,向心力F与半径r成正比。
2.在质量m、半径r一定时,探究向心力F与转速n的关系。
选规若干格不同的橡皮筋(粗细不同),先后拴同一个物体,每次都在电机的带动下做圆周运动。
记录第一根橡皮筋实验时的半径,其后每一次用不同橡皮筋实验时,通过调节转速让小物体都经过第一次的位置,这样就保证了几次实验的半径相等,由于每一次用的是同一物体,所以几次实验的质量m和半径r是一定的,再把每一次实验的向心力和转速都记录下来,通过分析就可确定向心力F与转速n成正比。
向心力(上课用)
w=
g R
N cos = mg
mg tan = m( R sin )w 2
cos =
N sin = mw 2 R sin
g g tan = R sin R
= arccos
2.如图,一光滑圆锥体固定在水平面上, OC┴AB,∠AOC=30o,一条不计质量、长为L的 绳(L<OA)一端固定在顶点O,另一端拴一质量 为m的质点,质点以速度v绕圆锥体的轴线OC在 水平面内作匀速圆周运动。
解析:小球受力分析如图。 可知小球做圆周运动的向 心力Fn为是重力G和支持 力F的合力,有: F
Fn=mg tanα =
mrω2
mg
α
解得:r 圆筒绕竖直中心轴转动,小橡皮块紧
帖在圆筒内壁上,它与圆筒的摩擦因数为μ,现要使小橡 皮不落下,则圆筒的角速度至少多大?
力的合力。向心力的作用效果是只改变速度 的 方向, 不改变速度的 大小。
【问题】:匀速圆周运动的合力有何特点?
【牢记】:匀速圆周运动的合力大小不变, 方向沿半径指向圆心,方向时刻变化,是一 变力。
向心力的实验验证:
方法1:向心力演示器 (1)、结构及原理 (2) 、实验方法
F = mw R
2
控制变量法
四、巩固练习
1.在匀速圆周运动中,下列物理量不变的是( D ) A.向心加速度 B.线速度 C.向心力 D.角速度 2.下列关于向心力的说法中正确的是( CD) A.物体受到向心力的作用才可能做圆周运动 B.向心力是指向圆心的合力,是根据力的作用效果命名的,但受力分析时应该画出 C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力,也可以是其中某一种力或某几 种力的合力 D.向心力只改变物体运动的方向,不改变物体运动的快慢 3、下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中,正确的是( A.物体除其他的力外还要受到一个向心力 B.物体所受的合外力提供向心力 C.向心力是一个恒力 D.向心力的大小一直在变化
向心力演示
向心力演示
制作者:杭州市艮山中学高中科技组
指导者:陈欢庆
材料:
透明有机塑料管(直径为50mm,长度1000mm左右)1根、颜色相同的乒乓球2个、转台1个、底座、皮带。
实验原理:
1. 因为当转台上的支架快速转动时,其中较重的物体受到的向心力
也大,即内有铅丸的乒乓球受到的向心力比单位体积的液体受到的向必力大,因此,乒乓球就会向外端运动。
2. 相反,当转速不变时,空心乒乓球受到的向心力比单位体积液体所受到的向心力要小,因此该乒乓球向旋转中心运动。
注意事项:
1. 保证透明有机长塑料管在灌水后严格密封。
2. 保证透明有机长塑料管内部只有两个乒乓球,而不能有空气泡。
实验步骤:
1. 将其中1个乒乓球内的放上铅丸,另一只仍是空心。
2. 将两个乒乓球分别放入装满水的透明有机长塑料管,并密封好。
3. 在底座安装好转台,并把透明有机长塑料管固定在转台上。
4. 旋转转台,就可以看到两个乒乓球向里外不同的方向移动。
实验六 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
1.把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽上,使它们的转动半径相同.调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度不同.注意向心力的大小与角速度的关系.
2.保持两个小球质量不变,增大长槽上小球的转动半径.调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度相同.注意向心力的大小与转动半径的关系.
3.换成质量不同的球,分别使两球的转动半径相同.调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度也相同.注意向心力的大小与小球质量的关系.
4.重复几次以上实验.
五、数据处理
分别作出 、 、 的图像,分析向心力大小与角速度、半径、质量之间的关系,并得出结论.
(1)在质量和轨道半径一定的情况下,向心力的大小与角速度的平方成正比.
(2)在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与轨道半径成正比.
(3)在轨道半径和角速度一定的情况下,向心力的大小与质量成正比.
A.质量 B.角速度 C.半径
B
[解析] 两个钢球的质量相等,转动的半径相同,此时可研究向心力的大小与角速度 的关系,A、C错误,B正确.
(3)在(2)的实验中,某同学匀速转动手柄时,左边标尺露出1格,右边标尺露出4格,则皮带连接的左、右塔轮半径之比为_____;
[解析] 由 可知,两球的向心力之比为 ,两球的质量相等,转动半径相同,则有转动的角速度之比为 ,因用皮带连接的左、右塔轮,轮缘的线速度大小相等,由 可知,左、右塔轮半径之比为 .
(3)若放在长槽和短槽的三个小球均为质量相同的钢球,皮带所在塔轮的半径之比为 ,逐渐加大转速,左右标尺露出的红色、白色等分标记之比会 ______(选填“变大”“变小”“不变”或“无法确定”);当小明以 的转速转动手柄时,左右标尺露出的红色、白色等分标记之比是 _____.
《向心力》说课稿
《向心力》说课稿(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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向心力高中物理公开课教案设计
向心力高中物理公开课教案设计一、教学目标1. 让学生理解向心力的概念,知道向心力是物体在做圆周运动时所需的指向圆心的力。
2. 让学生掌握向心力的计算公式,能够运用向心力公式分析实际问题。
3. 培养学生运用物理学知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 向心力的定义2. 向心力的计算公式3. 向心力在实际问题中的应用三、教学重点与难点1. 重点:向心力的定义,向心力的计算公式。
2. 难点:向心力在实际问题中的应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究向心力的概念和计算公式。
2. 用实例分析法,让学生通过具体例子理解向心力在实际问题中的应用。
3. 采用小组讨论法,培养学生合作学习的能力。
五、教学过程1. 导入:通过一个自行车转弯的实例,引导学生思考转弯时所需的力。
2. 新课导入:介绍向心力的概念,让学生了解向心力是物体在做圆周运动时所需的指向圆心的力。
3. 知识讲解:讲解向心力的计算公式,让学生掌握向心力的计算方法。
4. 实例分析:分析一些实际问题,让学生学会运用向心力公式解决问题。
5. 小组讨论:让学生分组讨论,分享各自解决问题的方法和解题思路。
6. 总结提升:总结本节课的主要内容,强调向心力在实际问题中的应用。
7. 课后作业:布置一些有关向心力的练习题,巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂提问:通过提问了解学生对向心力概念和计算公式的掌握情况。
2. 小组讨论:观察学生在讨论过程中的表现,了解学生对向心力应用的理解程度。
3. 课后作业:检查学生完成作业的质量,评估学生对课堂所学知识的掌握情况。
七、教学反思1. 反思教学方法:根据学生的反馈,调整教学方法,提高教学效果。
2. 反思教学内容:根据学生的掌握情况,适当调整教学内容,确保学生能够扎实掌握向心力知识。
3. 反思教学过程:总结课堂教学中的优点和不足,改进教学过程,提高教学质量。
八、教学拓展1. 向心力与角速度、线速度的关系:引导学生深入研究向心力与角速度、线速度之间的关系,提高学生的物理学素养。
《向心力》教案模版
一、教案概述本教案旨在通过理论讲解、实验演示和小组讨论等教学方法,让学生了解并掌握向心力的概念、产生条件和应用。
通过本节课的学习,学生应能理解物体在做圆周运动时,向心力是如何产生的,以及向心力与物体质量、速度、半径之间的关系。
二、教学目标1. 知识与技能:(1)了解向心力的定义;(2)掌握向心力的产生条件;(3)掌握向心力与物体质量、速度、半径之间的关系;(4)能够运用向心力解释实际问题。
2. 过程与方法:(1)通过实验观察物体在做圆周运动时向心力的表现;(2)通过小组讨论,探讨向心力与物体质量、速度、半径之间的关系;(3)运用数学方法计算向心力。
3. 情感态度价值观:(1)培养学生对物理现象的好奇心和探究精神;(2)培养学生合作学习的意识;(3)培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
三、教学重点与难点1. 教学重点:(1)向心力的定义及其产生条件;(2)向心力与物体质量、速度、半径之间的关系;(3)运用向心力解释实际问题。
2. 教学难点:(1)向心力与物体质量、速度、半径之间的数学关系;(2)如何引导学生运用向心力解决实际问题。
四、教学过程1. 导入新课:(1)通过展示物体做圆周运动的视频,引导学生关注向心力;(2)提问:“什么是向心力?它是如何产生的?”2. 理论讲解:(1)讲解向心力的定义;(2)讲解向心力的产生条件;(3)讲解向心力与物体质量、速度、半径之间的关系。
3. 实验演示:(1)演示物体在做圆周运动时向心力的表现;(2)引导学生观察和记录实验现象。
4. 小组讨论:(1)分组讨论向心力与物体质量、速度、半径之间的关系;(2)每组汇报讨论成果;(3)师生共同总结。
5. 数学计算:(1)引导学生运用数学方法计算向心力;(2)举例说明向心力在实际中的应用。
6. 课堂小结:对本节课的内容进行总结,强调向心力的重要性。
五、课后作业1. 复习本节课所学内容,整理笔记;2. 完成课后练习题,巩固向心力相关知识;3. 选取一个实际问题,运用向心力进行解答。
向心力教案设计模板
教学目标:1. 理解向心力的概念及其在圆周运动中的作用。
2. 掌握向心力的计算方法,并能应用于实际问题。
3. 培养学生的实验操作能力,通过实验验证向心力的存在。
4. 提高学生的逻辑思维能力和分析问题的能力。
教学重难点:1. 向心力概念的理解。
2. 向心力的计算方法。
3. 实验验证向心力的存在。
教学准备:1. 向心力演示仪2. 课本、教学课件3. 学生实验报告模板4. 黑板、粉笔、多媒体设备教学过程:一、导入新课1. 通过多媒体展示生活中常见的圆周运动现象,如旋转木马、地球绕太阳公转等,激发学生的学习兴趣。
2. 引导学生思考:为什么物体在圆周运动中会产生向心力?二、新课讲授1. 介绍向心力的概念:向心力是指使物体做圆周运动的力,其方向始终指向圆心。
2. 讲解向心力的计算方法:F = m v^2 / r,其中F为向心力,m为物体质量,v为物体速度,r为圆周半径。
3. 分析向心力与圆周运动的关系,如向心力的大小与速度、半径的关系。
4. 结合实例讲解向心力在生活中的应用,如汽车转弯、卫星绕地球运动等。
三、实验验证1. 学生分组进行实验,使用向心力演示仪验证向心力的存在。
2. 学生记录实验数据,包括物体质量、速度、半径等。
3. 教师指导学生分析实验数据,验证向心力的计算公式。
四、课堂小结1. 总结向心力的概念、计算方法及实验验证过程。
2. 强调向心力在圆周运动中的重要性。
五、作业布置1. 完成课后习题,巩固所学知识。
2. 查找生活中与向心力相关的实例,进行分析。
教学反思:1. 本节课通过多媒体、实验等多种教学手段,使学生对向心力有了更深入的理解。
2. 在实验过程中,学生积极参与,提高了实验操作能力。
3. 通过讲解生活中的实例,激发了学生的学习兴趣,培养了学生的实践能力。
4. 在教学过程中,要注意引导学生思考,培养学生的逻辑思维能力和分析问题的能力。
《向心力实验》PPT课件
注意事項
實驗完成後,須取下黃色之圓形物體,以避免彈簧的彈性 疲乏。
P. 16
實驗報告
一、 向心力 F 及質點質量 m 固定時,探討旋轉週期 T 與旋轉半徑 r 的關係
P. 17
二、 旋轉半徑 r 與質點質量 m 固定時,探討旋轉週期T 與向心力 F 的關係
P. 18
三、 旋轉半徑 r 與向心力 F 固定時,探討旋轉週期 T 與質點質量 m 的關係
2. 如圖5-3 所示,將旋轉平台上之方形物體轉至A 型底座之左邊調整 鈕的上方,然後調整其右邊調整鈕,直至旋轉平台不再轉動,而能靜 止如圖5-3 所示。
3. 將旋轉平台轉動90° ,如圖5-4 所示,使其平行於A 型底座的右邊, 然後調整左邊調整鈕,直至旋轉平台不再轉動,而能靜止如圖5-4 所 示。
P. 5
二、 向心力 F 及質點質量 m 固定時,探討旋轉週期 T 與旋轉半徑 r 的關係
P. 6
三、 旋轉半徑 r 與質點質量 m 固定時,探討旋轉週期T 與向心力 F 的關係
P. 7
四、 旋轉半徑 r 與向心力 F 固定時,探討旋轉週期 T 與質點質量 m 的關係
P. 8
實驗步驟
一、 裝置實驗並調整A 型底座之水平
圓孔內。繼續維持此種轉速,並記錄轉10 圈所需的時間,以測量其 週期T。 7. 此時彈簧之彈力提供為黃色圓形物體作圓周運動所需的向心力F, 而其實驗值等於先前掛鉤與砝碼之總重量Mg,且此時質點之旋轉半 徑r 為10 公分。 8. 移動圓形物體支撐架上細線的位置,以改變質點的旋轉半徑r,依 次使r 為12 公分、14 公分、16 公分、18 公分。然後重複步驟3、4、 5、6。 9. 由質量m、半徑r、週期T 及(4)式,可求得向心力F 之計算值(理論 值)。
向心力演示仪用的实验方法
向心力演示仪用的实验方法
以下是一种向心力演示仪的实验方法:
材料:
1. 向心力演示仪
2. 毛线
3. 小物体(如钱币、小石头等)
4. 计时器
步骤:
1. 将向心力演示仪放在平稳的表面上,并确保其处于静止状态。
2. 将毛线的一端系在向心力演示仪的转轴上,另一端系上小物体。
3. 启动计时器并开始记录时间。
4. 将小物体开始旋转,使其围绕向心力演示仪的中心点进行旋转。
5. 记录下小物体旋转的圈数和用时。
6. 停止计时器并计算旋转的角速度和向心力。
角速度可以通过圈数和用时的关系计算得出,即角速度= 2π×圈数/ 用时。
向心力可以通过向心力公式计算得出,即向心力= m ×(v^2 / r),其中m 为小物体的质量,v 为线速度,r 为半径。
7. 可以通过改变小物体的质量、线速度或半径等参数,重复步骤3-6来观察其对向心力的影响。
注意事项:
1. 在实验中要确保安全,尽量选用较小的小物体,防止发生意外。
2. 在实验过程中要保持向心力演示仪和小物体的转轴处于水平。
3. 实验数据的准确性可以通过多次实验并取平均值来提高。
4. 在实验过程中要保持注意力集中,以避免发生意外情况。
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向心力演示仪
向心力演示器
实验目的
掌握向心力的大小与哪些因素有关,具体关系是什么。
实验仪器
向心力演示器三个小球(半径相同,两个质量相同)
实验原理
转动手柄,可以使
两个变速塔轮以及长槽
和短槽之匀速转动,槽
内的小球就做匀速圆周
运动。
使小球做圆周运
动的向心力由横臂的挡
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是弹簧测力套筒下降,从而露出标尺,标尺上露出的红白相间等分格子可以显示出两个球所受向心力的比值。
实验用图
实验步骤
1、w相同,R相同,M不同,用质量不同的两球做实验,使两个球运动的半径r和角速度w相同。
可以看出,向心力的大小与质量有关,质量越大,所需的向心力就越大。
2、M相同,R相同,w不同,使用来呢哥哥质量相同的小球做实验,保持他们运动的半径相同,角速度不同。
可以看出,向心力的大小与转动的快慢有关,角速度越大所需的向心力也越大。
3、M相同,R不同,w相同,仍用两个质量相同的小球做实验,保持小球运动角速度w相同,运动半径r不同。
可以看出,向心力的大小与小球运动的半径有关,运动半径越大,所需的向心力就越大。
实验结论
向心力的大小跟物体的质量m,圆周半径r,角速度w都有关系。
其表达式
为:r
F2
mw
注意事项
(1)注意防止皮带打滑,尽可能的保证ω的比值不变
(2)转动速度不宜过快,以免损坏测力计弹簧
(3)注意仪器的保养,延长仪器使用寿命,并可提高实验可信度。