向心力 说课稿 教案

向心力

【教学目标】

1．知识与技能

（1）知道什么是向心力，理解它是一种效果力。

（2）理解向心力公式的确切含义，并能用来进行简单的计算。

（3）知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力，知道合外力的作用效果。

2．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。并掌握处理问题的一般方法：提出问题，分析问题，解决问题。

（2）在验证向心力的表达式的过程中，体会控制变量法在解决问题中的作用。

（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。并学会用运动和力的观点分析、解决问题。

3．情感态度与价值观

（1）经历从特殊到一般的研究过程，培养学生分析问题、解决问题的能力。

（2）实例、实验紧密联系生活，拉近科学与学生的距离，使学生感到科学就在身边，调动学生学习的积极性，培养学生的学习兴趣。

【重点难点】

1．教学重点

（1）理解向心力的概念和公式的建立。

（2）理解向心力的公式，并能用来进行计算。

（3）理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。

2．教学难点

（1）理解向心力的概念和公式的建立。

（2）理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。

【课前准备】

1．实验仪器：带细绳的钢球（两人一个），铁架台，钢球一个，细绳一条，刻度尺，圆形瓶盖，秒表，物块，圆形瓶盖。

2．视频：自行车转弯，公园的转椅。

3．制作PPT。

【教学过程】

一、引入新课

演示实验：让物块在旋转的平台上尽可能做匀速圆周运动。

教师：物块为什么可以做匀速圆周运动？这节课我们就来研究这个

问题。

（设计意图：从实验引入，激发学生的好奇心，活跃课堂气氛。）

二、新课教学

（一）向心力

1．向心力的概念

学生：在教师引导下对物块进行受力分析：物块受到重力、摩擦力与支持力。

教师：物块所受到的合力是什么？

学生：重力与支持力相互抵消，合力就是摩擦力。

教师：这个合力具有怎样的特点？

学生：思考并回答：方向指向圆周运动的圆心。

教师：得出向心力的定义：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力。

（做好新旧知识的衔接，使概念的得出自然、流畅。）

2．感受向心力

学生：学生手拉着细绳的一端，使带细绳的钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动。

教师：钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动，什么力使钢球做圆周运动？

学生：对钢球进行受力分析，发现拉力使钢球做圆周运动。

（设计意图：利用常见的小实验，让学生亲身体验，增强学生对向心力的感性认识。）教师：也就是说，钢球受到的拉力充当圆周运动的向心力。大家动手实验并猜想：拉力的大小与什么因素有关？

学生：动手体验并猜想：拉力的大小可能与钢球的质量m、线速度的v、角速度、周期T，半径r有关。

教师：那么我们如何研究向心力与m、v、、T、r之间的关系呢？

学生：思考、讨论并回答：采用控制变量法，保持m、v、、T、r中的四个量不变，

研究与剩下的一个量之间的关系。

教师：如果保持钢球的质量m、线速度的v、角速度、周期T不变，半径r可以变化吗？

学生：在教师引导下根据各个物理量之间的关系思考并回答：半径r不能变化。

教师：那么我们怎样研究这几个物理量之间的关系呢？

学生：思考、讨论并回答：由于做匀速圆周运动的物体，v、、T，r这四个物理量中，

只要有两个量确定了，其他两个量也就跟着确定了。所以只需要研究向心力与m，v、、T、r这四个物理量中两个物理量的关系。

教师：引导学生采用控制变量法做实验，体验向心力的大小。

学生：采用控制变量法做实验，体验向心力的大小。

教师：大家体验后，感觉向心力与哪些物理量有什么样的关系？

学生：根据自己的体验并回答：

质量m、半径r一定，线速度v越大，向心力越大；

质量m、线速度v一定，半径r越大，向心力越大；

质量m、半径r一定，周期T越大，向心力越小……

（设计意图：积极引导学生猜想，并渗透实验方法：控制变量法的教学。）

3．推导向心力的表达式

教师：这是向心力与各个物理量之间可能存在的定性关系。那大家能不能根据所学的知识，从理论上推导向心力的表达式。

教师：在教师引导下根据向心加速度的表达式和牛顿第二定律推导：

因为,所以=

教师：理论推导证明：

（设计意图：培养学生的数学推理能力，体验探究的过程。）

4．粗略验证

演示实验：细线下面悬挂一个钢球，细线上端固定在铁架台上。

将圆形瓶盖置于水平桌面上，使钢球静止于瓶盖的圆心。用手带动钢球，让钢球获得初速度，使它沿圆形瓶盖边缘做圆周运动。

教师：钢球在做匀速圆周运动，那是什么力提供向心力？

学生：动手画图，对钢球进行受力分析，并在教师引导下

找出提供向心力的合力。

教师：哪几个力提供向心力？向心力的大小如何？

学生：绳子的拉力和钢球的重力提供向心力。向心力的大小为。

教师：我们要验证向心力的表达式是否正确，那么需要测量向心力的大小，

如何测量呢？

学生：讨论并回答：

小球质量可以用天平测量，再乘以重力加速度，就是mg；

小球重力mg可以用弹簧秤测量；

可以用圆周运动的半径与小球距悬点的竖直高度的比值算出。

教师：我们已经求出了向心力的大小，那如何求？或的大小？这三个关系式里，哪一条比较容易测量？

学生：思考并回答：。

教师：在这条表达式里，只需要测量周期T，我们有秒表，那么周期是测钢球圆周运动一圈的时间还是多圈的时间？

学生：测量多圈的时间，之后算出周期。