高中物理必修25.6 向心力

课题 5.6 向心力设计者：王彦平

教材分析

课标分析：能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。

教材地位：《向心力》一节是普通高中课程标准试验教科书必修2第六章曲线运动的重点、难点，具有承前启后的作用。它既是本章知识的一个拐点，又是本章内容拓展的重要基础；通过学习，既能使学生从对圆周运动的表面认识上升到理论分析，又能让学生从生活中的圆周运动分析提高到对天体运动及带电粒子在电磁场中的运动的分析及推演。同时，《向心力》一节能够充分体现力和运动的在物理学中的重要性，是运动与力关系学习的好素材。

学情分析

学生通过前面的学习，理解了质量、力与加速度的关系，了解了描述圆周运动的各个物理量及其关系，认识了匀速圆周运动指向圆心的向心加速度，并且学生已经经历了同学之间相互协作、相互讨论、相互交流及最后的成果展示的学习过程，具备了处理问题的一般思路方法：提出问题—分析问题—解决问题。

教学目标（一）知识与技能

1．了解向心力概念，知道向心力是根据力的效果命名的一种力。

2．知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行简单的情景计算。

3．知道在变速圆周运动中，合外力的法向分力提供了向心力，切向分力用于加速。

4．知道一般曲线运动的处理方法。

（二）过程与方法

1．通过对向心力概念的探究体验，让学生理解其概念的内涵。并熟悉处理问题的一般方法：提出问题、分析问题、解决问题

2．在验证向心力表达式的过程中，体会物理实验在处理问题中的作用。

3．经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程，让学生领会解决问题从特殊到一般的思维方法。并学会用力和运动的观点来分析、解决问题。

（三）情感态度价值观

1．经历从自己提出问题到自己解决问题的过程，培养学生的问题意识及思维能力。

2．经历从特殊到一般的研究过程，培养学生分析问题、解决问题的能

教学重难点

重点：理解向心力的概念、公式及匀速圆周运动中供求关系，并能用来进行简单的判断计算，会分析向心力的来源。

难点：理解向心力是一个效果力，会分析向心力的来源，理解匀速圆周运动中供求关系。

教学方法

本节课主要是让学生通过视频和动手实验以及利用贴近学生生活的实例，达到获得知识的乐趣突破重难点的目的。

课型新授课教学用具

实物、电脑、

多媒体课件

教学过程

教学思路及教学流程备注（一）、引入新课：

复习提问：匀速圆周运动的物体的加速度——向心加速度，它

的方向和大小有何特点呢？

学生回答后进一步引导：那做匀速圆周运动物体的受力有什么

特点呢？是什么力使物体做圆周运动而不沿直线飞出？请同

学们先阅读教材

（二）、新课教学；

问题一：观察下列现象，说出人或物体的向心加速度的方向如

何？是什么力产生的？它们的合力的大小和方向有什么特

点？

大屏幕：提供物理情景

①花样滑冰女选手绕男选手的匀速旋转（视频）

②过山车（视频）

③卫星绕地球运动（图片）

④绳拉小球在桌面上圆周运动（演示）

学生说出这4种情景下的向心加速度方向、受力情况和合力的

特点。

教师引导总结：做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心

方向的合力，即向心力定义。

向心力的方向：总是沿半径指向圆心，与线速度方向垂直，方向不断变化。

向心力作用效果：改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。学生推导向心力的大小

学生分组做教材中的“做一做”，体验向心力大小，具体环节如下：

问题二：阅读教材p25，分组实验，体会向心力大小的影响因素,回答下列问题：

1.实验中采取了怎样的实验方法？

2.通过实验你得到了什么结论？

3.手所受到的力是向心力的大小吗？学生通过合作体验加深了对向心力大小、来源、影响因素的理解。

(可以使用向心力演示仪进一

步加深理解)

问题三：实验：用圆锥摆粗

略验证向心力的表达式

同学们阅读教材“实验”部分，

思考下面的问题：

（1）实验器材有哪些?

（2）简述实验原理．

（3）实验过程中要注意什么?测量哪些物理量(记录哪些数据)?

以上问题由学生回答，教师补充，然后让两个同学上前演示实验，边演示边讲解：

1、用秒表记录钢球运动若干周的时间，再通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的半径r ，算出钢球的线速

度。

2、用天平测出钢球的质量。

3、用公式计算钢球所需的向心力F 。

4、钢球在水面做匀速圆周运动时，受到重力和拉力的作用，他们的合力为F. F，=mgtan 。测出小球距悬点的竖直高度h，得tan =r/h。代入即得F，值

5、比较F 和F，的大小，得出结论

此过程要求下面的同学注意观察、思考，一会儿给实验者提问、评价。（如操作中的不规范、改进等）

教师对不完善的地方做出指正。

教师追问：向心力是按性质还是按效果命名的？是一种新的性质的力吗？在做物体受力分析时，能否说物体受了其他力之外还受一个向心力的作用？

教师引导学生总结体会：

1．向心力是根据效果命名的力

2．向心力的来源：可以是各种性质的单个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。

3．匀速圆周运动物体合外力提供向心力

问题四：

分析教材25页问题与练习第2题中，几种圆周运动的物体受几个力，分别是什么性质的力？是哪个力提供所需的向心力？总结判断向心力来源的步骤。