2019-2020年高中物理《向心力》教案1 新人教版必修2

2019-2020年高中物理《向心力》教案1 新人教版必修2
时间：xx年3月
6.7 向心力（第1课时）
教学目标:
知识与技能
1、理解向心力的概念。

2、知道向心力与哪些因素有关，理解公式的确切含义并能用来计算。

3、会根据向心力知识分析和讨论与圆周运动相关的物理现象。

过程与方法
1、根据牛顿第二定律得出匀速圆周运动的物体所受合外力的方向和大小，即向心力的大小和方向。

2、通过锥摆实验粗略验证向心力的表达式。

3、讨论变速圆周运动和一般曲线运动。

（第二课时上）
情感态度价值观
1、经历科学探究的过程，领略实验是解决物理问题的一种基本途径，培养学生实事求是的科学态度。

2、使用生活中的常见物品做实验，拉近科学与学生的距离，使学生感到科学就在自己身边，对科学产生亲切感。

3、通过探究活动，使学生获得成功的喜悦，提高他们学习物理的兴趣和自信心。

教学仪器：铁架台、秒表、钢球、离心轨道、CAI课件、实物投影仪等
教学重点：1、体会牛顿第二定律在向心力上的应用。

2、明确向心力的意义、作用、公式及其变形。

教学难点：
1、圆锥摆实验及有关物理量的测量。

2、如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。

教学过程：
1、演示小“杂技”—“水流星”实验
2、图片演示：过山车实验。

引入新课题，并版书：§5.7向心力
3、实验：感知向心力，引入新课。

一、向心力
做圆周运动的物体为什么不沿直线飞去而是沿着一个圆周运动？那是因为它受到了力的作用。

用手抡着一个被绳着的物体，使它使圆周运动，是绳子的力在拉着它。

地球绕着太阳转动，是太阳对地球的引力在“拉”着它。

做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，根据牛顿第二定律，这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的合力。

这个合力就叫做向心力，即：
1、向心力：做匀速圆周运动的物体，会受到指向圆心的合力，这个合力叫做向心力。

⑴向心力总是指向圆心，始终与线速度垂直，只改变速度的方向而不改变大小。

⑵向心力是根据力的作用效果命名，可认定各种性质的力，也可以是它们的合力，还可以是某个力的分力。

⑶如果物体做匀速圆周运动，向心力就是物体受到的合外力；如果物体做非匀速圆周运动（线速度大小时刻改变），向心力并非是物体受到的合外力。

（下节课）
如图，在线的一端系一个小球，
另一端牵在手里，将手举过头顶，
使小球在水平面内做圆周运动，感受球运动时对手的拉力；改变小球转动的快慢、线的长度或小球的质量，感受向心力的变化跟那些因素有关。

承着小球质量变大、角速度变大、转动半径变大，小球对手的拉力也变大，说明小球受的向心力变大。

那么它们的定量关系怎样呢？
把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律，可得：
2、向心力的大小：
二、向心力大小的粗略验证
分析课本实验，加深对向心力的理解：
1、用刻度尺测出悬点距圆心高度h，
用秒表记录钢球运动n周的时间t，并没计出数据表格。

2、用公式计算出：∑F =mgtgθ=mg·r/h
F向= mrω2 =
3、比较g/h与4π2n2/t2大小。

4、比较两种方法得到的力对实验可靠性作出评估。

三、变速圆周运动和一般曲线运动（第二课时）
物体做加速圆周运动时，合外力方向与速度方向夹角小于90°，此时把F分解为两个互相垂直的分力：跟圆相切的F切和指向圆心的F向，如图所示，其中F切只改变υ的大小，F向只改变υ的方向，F向产生的加速度就是向心加速度。

同理，F与υ夹角大于90°时，F t使υ减速，F n改变υ方向。

综小：
1、同进具有向心加速度和切向加速度的圆周运动就是变速圆周运动。

链球运动员用力抢起链球时，是什么力使它加速的？小物体放在圆台上随圆台一起加速转动时，小物体受的摩擦力指向圆心吗？使物体加速的力是什么力？
2、一般曲线运动
运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，称为一般的曲线运动。

一般的曲线运动可以把曲线分割成许多小段，每一小段看成一小段圆弧，然后当作许多半径不同的圆周处理，再应用圆周运动的分析方法处理。

四、课堂总结、练习和作业
1、课堂总结：见课件
2、练习：见课件
3、作业：P22第1~4题。

五、板书设计：
①定义：匀速圆周运动过程中，始终指向圆心的
合外力，且与V垂直。

②方向：指向圆心，与V垂直大小。

F向=ma F向= mrω2 =
③特性：产生向心加速，只改变V方向，
不改变V大小。

④来源：物体所受合外力（匀速圆周）
特体所受合外力的部分（非匀速圆周）
F向：产生a向
变迼圆周运动∑ F
F切：产生a切
一般曲线运动：分割成不同的圆周运动，再应用圆周运动分析方法处理。

2019-2020年高中物理《向心力》教案10 新人教版必修2
教学目标
知识与技能
1．理解向心力的概念及其表达式的确切含义及其特点
2．知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算．
3．知道向心力不是物体受到的一种力，它是以力的效果命名的，由其他性质的力来提供，是物体受到的合外力
4．了解圆锥摆的圆周运动情况，在凹面上的圆周运动的情况。

过程与方法
1．通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并具体“做一做”来理解公式的含义．
2．进一步体会力是产生加速度的原因，并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动、
变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点．
情感、态度与价值观
1．在实验中，培养学生动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力．
2．感受成功的快乐．体会实验的意义，激发学习物理的兴趣．
教学重难点
教学重点
1．体会牛顿第二定律在向心力上的应用．
2．明确向心力的意义、作用、公式及其变形．
教学难点
1．圆锥摆实验及有关物理量的测量．
2．如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象．
教学方法：探究、讲授、逻辑推理、实验
教学建议：在向心加速度确实掌握后，再上向心力，因为上了向心力就意味着与受力分析，力的合成与分解结合，难度会增大
教学设计：
[新课导入]
牢牢的以前一节的向心加速度为突破口，结合牛顿第二定律，追究加速度的来由，从而引出向心力，再而分析向心力的特点，应该说这节是向心加速度和向心力融合的一节，用向心加速度带向心力，以此作为本节的线索，可使本节显得连贯，紧凑。

[新课教学]
根据牛顿第二定律，有向心加速度，必有合外力，即F合 = M a
F合=mrω2 或F合= m v2 /r 而F合 = M a是矢量式，还包含了方向关系，合外力的方向就是加速度的方向，既然加速度始终指向圆心，那么合外力也始终指向圆心，所以可以以其特殊的效果给做圆周运动的物体所受的合外力命名——向心力
向心力方向：总是指向圆心（变力），与速度方向垂直则其效果：（趁热打铁）只改变速度的方向，不改变速度的大小。

（向心力指向圆心，而物体的运动方向沿圆周上该处的切线方向，两者相互垂直，物体在运动方向上所受的合外力为零，在这个方向上无加速度，速度大小不会改变．所以向心力只改变速度的方向）。

进一步强调向心力不是物体所受到的一个力，而是由其他性质的力来提供的。

举例，以最简单的在光滑水平桌面上的小球，在轻绳的作用下做匀速圆周运动，试分析小球的受力情况，重力与支持力平衡，绳子的拉力即合外力，其方向始终指向圆心，得到向心力。

再将示例加深，以圆锥摆为例，这一例子可以进一步理解向心力的来由，也是一个学生自己动手体验的例子，可以双管齐下。

探究活动：感受向心力
在一根结实的细绳的一端拴一个橡皮塞或其他小物体，抡动细绳，使小物体做圆锥摆运动。

先理论分析，对物体受力分析，物体受到的重力与拉力的合力提供向心力；再让学生阅读书本上的“实验”，动手进行实验验证一下向心力的表达式；
再抡动细绳，使小物体做圆周运动．依次改变转动的角速度、半径和小物体的质量。

让学生体验一下手拉细绳的力（使小球运动的向心力），在下述几种情况下，大小有什么不同：使橡皮塞的角速度增大或减小，向心力是变大，还是变小；改变半径r尽量使角速度保持不变，向心力怎样变化；换个橡皮塞，即改变橡皮塞的质量m，而保持半径r和角速度不变，向心力又怎样变化．
做这个实验的时候，要注意不要让做圆周运动的橡皮塞甩出去，碰到人或其他物体再而可以体验书本上的“做一做”，让学生体验需要向心力的大小与哪些因素有关，进而提出控制变量，进行比较的方法。

经过两个例子的巩固，在学生的脑海中留下了对向心力的初步理解，再通过视频，向学生展示我们生活中的圆周运动，并请同学进行分析。

为增长学生的物理见识，课件中还拓展到在球面内的圆周运动，并进行了分析。

最后通过板书在对向心力进行小结。

[布置作业]
完成P55“问题与练习”中的l～5题．
板书设计
7．向心力
一、向心力
1．向心力的概念
2．向心力的表达式
3．向心力的特点（方向、效果）
二、向心力的实验验证
1．圆锥摆的实验
2．向心力公式的实验验证
3．感受做圆周运动的物体必须受到力的大小的影响因素：控制变量。