竖直方向圆周运动中的向心力教案

竖直圆周运动中的向心力

一、教学目标

（一）知识与技能

1、知道什么是向心力，理解它是一种效果力

2、理解竖直圆周运动中合外力与向心力的关系。

3、结合牛顿第二定律能够推导出向心力的公式，并且能够运用公式去解决现实生活中的相关问题

（二）过程与方法

1、从受力分析来理解向心力，通过牛顿第二定律得出向心力的公式，加深对牛顿第二定律的理解。

2、经历从匀速圆周运动到变速圆周运动研究过程，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、运用生活中同学们亲身经历的物理现象去研究问题，增强学生的积极性。

（三）情感态度与价值观

1、通过探究生活中的物理现象，物理紧密联系生活，培养学生参与

物理活动的兴趣，调动学生学习的积极性。

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

能力。

二、教学重点

1.理解竖直圆周运动中的向心力。

2.理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。

3.运用向心力的有关知识解释生活中的有关物理现象。

三、教学难点

1.理解向心力的概念、竖直圆周运动中哪些力提供向心力。

2.运用向心力的有关知识解释有关现象。

四、教学过程

1、引入

用过山车的英文视频引入新课，让同学们思考为什么运动到最高点的时候掉不下来，让学生带着问题开始这节课的新课。

复习提问：什么是Uniform Circular Motion？

什么是constantspeed？

在圆周运动中velocity变不变？

为什么改变了velocity？引入新课向心力

centripetal force

2、向心力概念的建立

建立模型，受力分析，得出向心力的概念

小球受重力、支持力、绳子的拉力。合力是绳子的拉力，方向沿绳子指向圆心（图钉）

【强调】：向心力是效果力，按力的实际作用效果命名的。

3、竖直方向圆周运动的研究（过山车模型）（水桶模型），得出哪些力提供向心力。

建立过山车模型，受力分析，画出free body digram，得出不同情况下，哪些力提供了向心力。

模型一：

利用现实生活中的模型重点分析竖直圆周运动（非匀速圆周运动），加深对向心力的概念的理解与运用，能够解决生活中的物理问题。模型二：

再次建立模型，让学生小组内自由讨论，进行受力分析，得出哪些力提供向心力，各小组主动发言，再次加深对竖直圆周运动中向心力的理解。

3.运用牛顿第二定律推导向心力的公式

向心力R m F R

v m F 22ω==或 4. 课堂练习：通过联系，巩固本节课学习的内容。

5. 课堂小结

本节课我们提出了向心力的概念，并根据牛顿第二定律和向心加速度表达式推导出了向心力表达式，通过分析现实生活中的物理现象过山车等模型，使同学们重点掌握竖直圆周运动中哪些力提供向心力，利用所学知识解决生活中的物理问题。