高中物理2.2向心力学案1(粤教版必修2)
高中物理必修二粤教课件：第二章第二节向心力
(3)当线速度一定时，向心加速度与运动半径成反比．
【典例 2】 在男女双人花样滑冰运动中，男运动员
以自身为转动轴拉着女运动员做匀速圆周运动．若运动 员的转速为 30 r/min，女运动员触地冰鞋的线速度为 4.8 m/s，求女运动员做圆周运动的角速度、触地冰鞋做圆周 运动的半径及向心加速度大小．
解析：男女运动员的转速、角速度是相同的， 由 ω＝2πn 得 ω＝2×3.14×3600 rad/s＝3.14 rad/s. 由 v＝ωr 得 r＝ωv＝34..184 m≈1.53 m. 由 a＝ω2r 得 a＝3.142×1.53 m/s2≈15.1 m/s2. 答案：3.14 rad/s 1.53 m 15.1 m/s2
A．绳的拉力 B．重力和绳拉力的合力 C．重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力 D．绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力
解析：对小球进行受力分析，它受重力和绳子拉力的 作用，向心力是指向圆心方向的合力．因此，可以说是小 球所受合力沿绳方向的分力，也可以说是各力沿绳方向的 分力的合力，选 C、D.
答案：CD
小试身手
1. (多选)如图所示，用细绳拴一小球在光滑桌面上绕 一铁钉(系一绳套)做匀速圆周运动，关于小球的受力，下 列说法正确的是( )
A．重力、支持力、绳子拉力 B．重力、支持力、绳子拉力和向心力 C．重力、支持力、向心力 D．绳子拉力充当向心力
解析：小球受重力、支持力、绳子拉力三个力的作用， A 正确，B、C 错误；重力和支持力是一对平衡力，绳子 的拉力充当向心力，D 正确．
第二章 圆周运动
第二节 向心力
学习目标
1.认识向心力，通过实例 认识向心力的作用及向心 力的来源. 2.通过实验探究向心力与 哪些因素有关， 掌握向心 力的公式. 3.知道向心加速度，掌握 向心加速度的公式. 4.能用牛顿第二定律知识 分析匀速圆周运动的向心 力.
物理粤教版高一年级必修2第二章第2节向心力教学教学设计1
必修（2）第二章第二节《向心力》教学设计教材分析教材先讲向心力，后讲向心加速度，回避了用矢量推导向心加速度这个难点，通过实例给出向心力概念，再通过探究性实验给出向心力公式，之后直接应用牛顿第二定律得出向心加速度的表达式，顺理成章，便于学生接受．接着介绍了火车转弯和汽车过拱桥等实际问题，开拓学生的思维，使学生理解向心力的产生原因，能对日常生活中的有关问题有正确的理解和判断，从而对力与运动的关系有进一步的认识。
学生分析1、学生对物体进行受力分析和运动状态的判断已有一定基础，也学习了牛顿三大运动定律，初步具备了以加速度为桥梁的运动和力关系的知识体系。
2、在第一节的教学中，学生已经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，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，但这只是表面的知道，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？学生带着这些问题进入本节课的学习。
三维目标：1．知识与技能：①理解向心力和向心加速度的概念。
②知道向心力的大小与什么因素有关，理解向心力、向心加速度公式的确切含义，并能应用公式进行计算。
③能运用向心力和向心加速度的公式解答有关问题。
2．过程和方法：①通过对向心力概念的形成过程，培养学生的观察、概括、推理能力。
②通过实验探究，发展学生的实验能力。
3．情趣、态度与价值观：①通过生活中的例子，使学生领略自然的奇妙和谐，激发学生的好奇心和求和欲，体验探索自然规律的情趣。
②通过向心力的探究实验，培养学生参与活动的热情和与他人合作的精神。
③通过知识的探索过程，使学生感受成功的快乐。
教学重点1、理解向心力和向心加速度的概念。
2、知道向心力、向心加速度的大小，并能用来进行计算。
教学难点1、建立向心力的概念。
2、对向心力和向心加速度的正确理解和认识。
教学方法：实验法、讲授法、归纳法首先引导学生对做周围运动的物体进行受力情况分析，并让学生清楚地认识到求出物体沿半径方向受到的合外力，就是提供给物体做圆周运动的向心力．从中引导启发学生认识到：做圆周运动的物体都必须受到指向圆心的力的作用，由此引入向心力的概念。
高中物理必修二教案-2.2向心力1-粤教版
生活中的向心力学习目标核心提炼1.理解向心力和向心加速度的概念。
2 个概念——向心力和2.知道向心力的大小与哪些因素有关，并能用来进行计算。
向心加速度3.知道向心加速度和线速度、角速度的关系，能够用向心加 2 个公式——向心加速速度公式求解有关问题。
度和向心力公式一、向心力 1.向心力：使物体做圆周运动的指向圆心的合力。
2.作用效果：不改变质点速度的大小，只改变速度的方向3.向心力大小：F＝ma＝mvr2＝mω2r＝m2Tπ2r。
4.向心力的方向 无论是否为匀速圆周运动，其向心力总是沿着半径指向圆心，方向时刻改变，故 向心力是变力。
5.向心力的作用效果——改变线速度的方向。
由于向心力始终指向圆心，其方向 与物体运动方向始终垂直，故向心力不改变线速度的大小 (1)向心力是效果力，受力分析时不考虑向心力，向心力可以是某一种性质力，也 可以是几个性质力的合力或某一性质力的分力。
(2)向心力的方向始终指向圆心。
二、向心加速度 1.定义：由向心力产生的指向圆心方向的加速度。
2.大小：a＝ω2r，a＝vr2。
3.方向：与向心力方向一致，始终指向圆心，时刻在改变。
三、生活中的向心力 1.向心力的来源：向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些 力中某几个力的合力或者是某一个力的分力。
向心力不是物体受到的另外一种力， 只是根据效果命名的力。
在分析物体受力情况时，要分清谁对物体施加力，切不可在重力、弹力、摩擦力等性质力之外再添加一个向心力。
类型 1..汽车在水平公路上转弯问题：车轮与路面间的静摩擦力 f 提供向心力，即 f＝mvR2。
类型 2.汽车在倾斜的路面上转弯问题：若重力和路面的支持力的合力完全提供向 心力，则有 mgtan θ＝mvR2。
由此可知：车速越快，弯道半径越小，汽车需要的向 心力越大，倾斜的角度也越大。
分析路面种类 汽车在水平路面上转弯汽车在内低外高的路面上转弯受力分析向心力来源静摩擦力 f向心力关系式f＝mvR2解决圆周运动的一般步骤：(1)定圆心找半径(2)受力分析找合力(3) 列供需方程重力和支持力的合力 mgtan θ＝mvR2[试题案例]例 1:汽车通过半径为 R 的圆形弯道，弯道的路面是水平的，路面能产生的最大静摩擦力是车重的 1/10，(1)要使汽车不滑出圆弯道，求汽车通过时的最大速度 v (2)汽车以上题中的最大速度通过，若路面不提供摩擦力，则路面必须倾斜，求倾 斜角θ的正切值2.火车在倾斜路面上转弯时，铁路路面为什么要设计成倾斜的(内外轨道有高度差)？ 解析：由牛顿第二定律 F 合＝mvr2，解得 F 合＝mgtan θ，此时火 车受重力和铁路轨道的支持力作用，如图所示， Ncos θ＝mg，则 N＝cmosgθ， v0 gr tan练习 1：火车转弯处，如果外轨和内轨一样高，火车能匀速通过弯道做圆周运动，下列说法中正确的是 ()A.通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力,所以外轨容易磨损B.通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力,所以内轨容易磨损C.通过弯道向心力的来源是轨道的摩擦力,所以两边轨道都磨损D.以上三种说法都是错误的类型 3.飞机转弯（盘旋）问题mg tan m v2 r类型 4.汽车通过拱桥顶部时：桥面对汽车的支持力 N 与汽车的重力 mg 的合力提供向心力，即 mg－N＝mvR2。
高中物理必修二教案-2.2向心力2-粤教版
第2节向心力第3课时生活中的圆周运动一、教学任务分析本节内容选自粤教版高中物理必修二第二章第二节的第三课时《生活中的圆周运动》。
课程标准对本部分的要求是：能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力，关注圆周运动的规律与日常生活的联系。
二、学生学情分析学生在此之前学习了牛顿运动定律及圆周运动的基本知识，并通过实验演示及分析对匀速圆周运动的规律已经掌握。
但对于向心力及向心加速度的理解任然需要提高认识和理解。
对于生活中有关圆周运动的知识还缺乏较深的理解。
三、教学目标（一）知识与技能1.能定性分析火车外轨比内轨高的原因；2.能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题；3.会在具体问题中分析向心力的来源；4.会用牛顿第二定律解决生活中较简单的圆周运动问题；5.知道离心运动及其产生的条件，了解离心运动的应用和防止。
（二）过程与方法1.通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高分析和解决问题的能力；2.通过对离心现象的实例分析，提高综合应用知识解决问题的能力；（三）情感、态度与价值观运用生活中的事例，激发学生学习兴趣和探索动机，树立具体问题具体分析的科学观念。
四、教学重点1.掌握处理圆周运动问题的一般步骤；2.知道离心运动及其产生的条件，了解离心运动的应用和防止。
五、教学难点火车轮缘与轨道的受力关系、离心运动。
六、教学流程（一）学生上台表演，复习回顾教师让学生上台弹唱自己作词作曲的《听我说圆周运动》【设计意图】创造一种轻松的课堂氛围，把物理知识融入歌曲里，激发学生学习兴趣，拓宽了学生眼界。
（二）回归生活，积极探索【环节一】火车转弯问题1.提出问题，做好铺垫教师：播放火车转弯的视频，同时展示火车车轮与轨道的构造，介绍火车内轮、外轮、内轨、外轨。
【设计意图】1.引导学生产生对火车问题的探究欲望，为接下来对火车转弯的探究做铺垫。
2.教师顺势提出今天研究的第一个问题火车的转弯问题——水平面内的圆周运动。
粤教版高中物理必修2教案2.2向心力1
第二节 向心力[自主学习互动]1._________是改变物体运动状态的原因. 答案：力2.匀速圆周运动是速度_________不变而_________时刻改变的变速运动. 答案：大小 方向3.物体做曲线运动的条件是什么？答案：物体所受合外力方向与速度方向不在同一直线上.知识链接从力和运动的关系分析提出向心力的概念，在此基础上进行研究得出向心力和向心加速度的公式.●规律总结1.对向心力的理解要注意的几个问题：(1)向心力是按力的作用效果命名的力，而不是物体受到的另外一种性质的力，它可以是重力、弹力、摩檫力等各种性质的力，也可以是它们的合力或者是某个力的分力.(2)在匀速圆周运动中，向心力是物体所受到的合外力，在变速圆周运动中，向心力的大小等于物体所受到的沿着圆周半径方向指向圆心的合外力.(3)向心力垂直于速度方向，因其方向时刻改变，故向心力不是恒力，而是变力.(4)向心力与圆周运动的因果关系：不是因为物体做圆周运动才产生向心力，而是物体受向心力作用，使物体不断改变速度方向而做圆周运动.2.对向心加速度的理解要注意的问题：(1)向心加速度与线速度方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小.(2)向心加速度的方向指向圆心，方向时刻在改变，是一个变化的加速度，所以，匀速圆周运动不是匀变速运动.(3)在圆周运动中，向心加速度是描述线速度方向改变快慢的物理量. 3.解有关向心力和向心加速度问题的一般步骤： (1)认清物体运动的基本情况，确定研究的对象；(2)对研究对象进行受力分析，认清物体做圆周运动时向心力的来源，切记一切做圆周运动的物体，其向心力都来自于物体所受到的合外力，即合外力提供向心力；(3)根据向心力或向心加速度的公式列方程； (4)代入已知条件，得出要求解的量.●合作讨论假如把地球当作一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径R (R 约为6400 km).地球表面有一条南北走向的高速公路.地面上有一辆汽车，其重力为G ，地面对它的支持力为N .汽车沿这条高速公路行驶，不断加速.请同学们根据所学知识展开丰富的想象，把实际问题抽象为物理模型，共同讨论下述问题：(1)随着汽车速度的增大，地面对它的支持力会发生怎样的变化？(2)会不会发生这样的情况：当汽车速度达到一定程度时，地面对汽车的支持力为零，这时驾驶员与座椅之间的作用力是多少？他这时可能会有什么感觉？我的思路：(1)由于汽车在行驶时，沿地球表面做圆周运动，而做圆周运动的物体需要外力提供向心力，向心力的来源是汽车的重力G 和地面对它的支持力N ，这两个力的合力提供汽车运动的向心力.根据物体做圆周运动所需向心力的公式F =m Rv 2，容易知道当汽车速度增加时，地面对它的支持力的变化情况.(2)我们要时刻牢记物体做圆周运动需要外力提供向心力，地面对汽车的支持力为0，这就意味着此时汽车所需的向心力只由汽车自身的重力来提供.根据向心力的计算公式F =m rv 2容易算出汽车的速度.同学们对结果展开讨论，看理论上计算的结果在现实条件下能否实现.对驾驶员与座椅之间的作用力和他可能有的感觉的问题，同学们可以展开丰富的想象，进行讨论.●思维过程【例1】 从公式a =Rv 2来看，向心加速度与圆周运动的半径成反比；但是从公式a =ω2r 来看，向心加速度与半径成正比，这两个结论是否矛盾？怎样理解这两个公式？思路：对这两个公式的理解，的确是初学者的一个很大的疑点，理解起来有一定的困难.其实我们可以结合初中学过的两个公式来理解，如电功率的两个表达式P =I 2R 和P =U 2/R ，在理解类似问题时我们要紧紧扣住一点，即当一个表达式有多个物理量，说某个物理量和另一个物理量的关系时，我们必须明确其他量是否被控制(即不变)，只有这样我们才能确定这两个量之间的关系.解析：为了帮助同学们更好地理解这两个公式，下面我们结合两个具体的问题来解决. (1)在y =kx 这个关系式中，我们说y 与x 成正比，前提条件是k 是一个恒量；(2)如图2－5自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不同，它们的边缘有三个点A 、B 、C ，其中哪两点向心加速度的关系适用于“向心加速度与圆周运动的半径成反比”？哪两点向心加速度的关系适用于“向心加速度与圆周运动的半径成正比”？图2－5显然，A 、B 两点是同一链条传动，线速度v 相同.从公式a =Rv 2看，向心加速度与圆周运动的半径成反比；B 、C 两点所在的齿轮同轴转动,角速度ω相同，故从公式a =ω2r 来看，向心加速度与半径成正比.●新题解答【例2】 地球的最北极生活着爱斯基摩人，狗是他们最好的朋友，狗拉雪橇是他们最常用的交通工具.若狗拉雪橇沿位于水平面的圆弧形轨道匀速率行驶，如图2－6为四个关于雪橇的牵引力F 和摩擦力f 的示意图(O 为圆心)，其中符合题意的是f Ff CAB CD图2－6答案：C解析：根据题目意思，狗拉雪橇在水平面内做匀速圆周运动，根据物体做匀速圆周运动的条件：物体所受一切外力的合力方向指向圆心，这个合力提供雪橇做圆周运动的向心力.由于A 图合力显然没有指向圆心，故A 不对；B 图摩擦力指向不对，而且合力也不指向圆心，故B 不对；D 图摩擦力方向有误，故D 不对；只有C 图摩擦力及合力符合圆周运动的条件.点评：本题从问题情境立意，要求学生理解物体做匀速圆周运动的条件，会对物体进行正确的受力分析，而且学会根据题目意思，从图中获取有用的信息.所以本题能启发学生理解物理规律，提高学生综合应用物理知识和数学图象灵活解决问题的能力.【例3】 计算机上常用的“3.5英寸、1.44 ＭＢ”软磁盘的磁道和扇区如图2－7所示.磁盘上共有80个磁道(即80个不同半径的同心圆)，每个磁道分成18个扇区(每扇区为181圆周)，每个扇区可记录512个字节.电动机使磁盘以300 r/min 匀速转动.磁头在读、写数据时是不动的.磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道.区道(1)一个扇区通过磁头所用的时间是多少？(2)不计磁头转移磁道的时间，计算机每秒内可从软盘上最多读取多少个字节？ (3)在距离圆心3 cm 的扇区，该扇区受到的向心加速度是多大？ 解析：(1)因电动机使磁盘以300 r/min 匀速转动,角速度ω=300×2π/60 rad/s=314 rad/s ，所以电动机转动周期T =2π/ω=0.02 s.由于每个扇区为181圆周，故一个扇区通过磁头所用的时间是：t =T ×181=1.1×10－3 s. (2)因每个扇区可记录512个字节，所以计算机每秒内可从软盘上最多读取字节数为：N =3101.1512-⨯=4.65×105(个) (3)根据向心加速度的公式： a =ω2r =3142×0.03 m/s 2=2.96×103 m/s 2. 点评：该题从学生的生活情景和科技应用出发，使得学生真切地认识到生活中充满了物理知识，帮助学生进一步掌握有关圆周运动的有关概念，如线速度、角速度、周期、频率、向心力、向心加速度等物理概念，并在理解概念的基础上，应用圆周运动的规律解决实际问题.同时能激发学生学习物理的热情和获得克服困难的勇气和信心.[典型例题探究] 【例1】如图2－2－4所示压路机前后轮半径之比是1∶3，A 、B 分别是前后轮边缘上的点，C 为后轮上的一点，它到后轮轴心的距离是后轮半径的一半，则当压路机运动后三点A 、B 、C 的角速度之比为_______，向心加速度之比为_______. 解析：因压路机前后轮在相等时间内都滚过相同的距离，则前、后轮边缘上的A 、B 线速度大小相等，而同一轮上的B 、C 点具有相同的角速度，即有v A =v B ωB =ωC根据v =ω·r可得：ωA ∶ωB =A A r v ∶B B r v =A r 1∶B r 1=3∶1规律发现压路机在地面上行驶，不打滑时，两轮边缘的线速度大小相等，这里的地面好像是连接两轮的皮带.所以ωA ∶ωB ∶ωC =3∶1∶1 根据a =ω2·r 可得a A =ωA 2·r A a B =ωB 2r B a C =ωC 2r C a A ∶a B ∶a C=（3ωC ）2r A ∶（ωC 2·3ｒA ）∶（ωC 2·23r A ） =9∶3∶23=6∶2∶1. 【例2】汽车沿半径为R 的圆形跑道行驶，设跑道的路面是水平的，路面作用于汽车的摩擦力的最大值是车重的k 倍，要使汽车不致冲出跑道，车速最大不能超过多少?解析:汽车做圆周运动的向心力，是由它与地面之间的静摩擦力提供的，如图2－2－5所示.汽车在做圆周运动时会产生一个沿圆弧半径方向远离圆心的运动趋势，因此会使汽车受到一个指向圆心的静摩擦力，用以提供转弯时所需的向心力，根据F 向=m rv 2可知，汽车的速度越大，转弯时所需的向心力越大，当汽车所需的向心力等于汽车和地面之间的最大静摩擦力时，汽车的速度达到最大值（如果速度超过此值，汽车就不能再做圆周运动了）.假设车速最大不能超过v m 则:mv m 2/R =kmg v m =kgR车速最大不能超过kgR .【例3】绳系着装有水的小木桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量m =0.5 kg ，绳长L =40 cm.求:（1）桶在最高点而使水不流出的最小速度;（2）水在最高点速度v =3 m/s 时，水对桶底的压力.解析:在最高点，水受两个力:一是重力，二是桶底对水的压力（向下），二者均向下.所以:F 向=F +G =mv 2/L由F =mv 2/r 可知，r 一定时，v 越大，所需的向心力就越大，即路面对汽车的静摩擦力就越大，但静摩擦力是有限度的，不可能无限增大，当静摩擦力增大到最大静摩擦力时，如果仍继续增大速度，则不可能满足圆周运动的需要，不能正常进行圆周运动.虽然向心力公式是由匀速圆周运动推出来的，但它仍适用于非匀速圆周运动.在最高点，水受桶的压力，方向竖直向下，向心力由重力和压力的合力提供.无穷地探索未知v 变大时，F 变大当F 为最小，即F =0时 v min =gL =4.010 m/s=2 m/s桶在最高点时而使水不流出的最小速率为2 m/s 当v =3 m/s 时， F =mv 2/L －mg =0.5×（4.09－10）N =6.25 N根据牛顿第三定律可知，水对桶底的压力为6.25 N ，方向竖直向上.。
粤教版高中物理必修2第二章第二节《向心力》word导学案
第二节 向心力课前自主预习 1．向心力：（1）做匀速圆周运动的物体，会遇到指向 的合外力作用 ，这个协力叫做向心力。
（2）向心力老是指向 ，一直与线速度垂直，只改变速度的方向而不改变 。
（3）向心力是依据力的命名，能够是各样性质的力，也能够是它们的，还可以是某个力的分力。
（4）假如物体做匀速圆周运动，向心力就是物体遇到的；假如物体做非匀速圆周运动（线速度大小时辰改变），向心力并不是是物体遇到的合外力。
（5）向心力的公式 或 。
2．向心加快度：（1）定义 : 做匀速圆周运动的物体 , 在向心力作用下必定产生一个, 这个加快度的方向与向心力的方向同样 , 我们称之为向心加快度。
（2）向心加快度的大小： a = 或 = 。
（3）方向：指向 ，匀速圆周运动是向心加快方向不停改变的 。
3．（单项选择）对于向心力的说法中正确的选项是（ ） A ．物体因为做圆周运动而产生向心力B ．向心力不改变圆周运动物体的速度的大小C ．做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的D ．做圆周运动的物体所遇到的合外力必定是向心力4．（单项选择）对于向心加快度的意义，以下说法正确的选项是 ( ) A ．它描绘的是线速度大小变化的快慢 B ．它描绘的是线速度方向变化的快慢 C ．它描绘的是向心力变化的快慢 D ．它描绘的是角速度变化的快慢课前自主预习答案：1. （ 1）圆心 . （ 2）圆心，大小 . （ 3）成效，协力 . （ 4）合外力 . （ 5） Fm v 2 ，2r .rF m2. （ 1）加快度 . （2）v 2，2r . （ 3）圆心，变加快曲线运动 .r3． B ．4．B 讲堂互动研究知识点 1：向心力的理解 新知研究在图 2－ 2－ 1 的圆周运动中，感觉 ,,(1) 小球做圆周运动时，你牵绳的手感觉到。
(2) 假如忽然放手，将会发生的现象是。
(3) 在小球质量 和旋转半径 r 不变的条件下，角速度ω 越大，手的拉力；m(4 在小球质量 m 和角速度 ω 不变的条件下，旋转半径 r 越大，手的拉力； (5) 在旋转半径 r 和角速度 ω 不变的条件下，小球质量越大，手的拉力 ；m图 2－2－1答案： (1) 遇到绳的拉力；(2) 球沿切线飞出去；(3) 越大； (4) 越大； (5) 越大。
向心力-粤教版必修二教案
向心力-粤教版必修二教案一、教学目标知识目标1.了解向心力的概念和性质；2.掌握牛顿第二定律在圆周运动中的应用；3.了解圆周运动的基本概念和计算方法。
技能目标1.能够分析圆周运动中物体受到的力和加速度；2.能够根据已知条件计算圆周运动的速度、角速度和半径等。
情感目标1.培养学生对科学研究的兴趣和探究精神；2.增强学生的观察、分析和解决问题的能力；3.提高学生的自我学习和合作学习能力。
二、课前准备1.教师准备讲义、PPT等教学资料；2.确保教室设备齐全，演示板、投影仪、电脑等设备正常运转；3.准备实验器材和场地，为学生提供实际操作的机会；4.提前复习教材内容，为教学做好准备。
三、教学过程1.导入环节（5分钟）•教师简单介绍本课教学内容的重点和难点，激发学生的学习兴趣；•通过提问引导学生回顾上一节课的知识点，并与本节课的内容做铺垫。
2.讲授与实验（40分钟）2.1 向心力•讲授向心力的概念和性质，介绍圆周运动中物体所受的向心力和摩擦力等；•通过示意图和视频等形式，生动形象地展示向心力的作用过程和散力的作用过程；•引导学生通过实验，探究向心力的作用规律和影响因素。
2.2 牛顿第二定律在圆周运动中的应用•讲授牛顿第二定律在圆周运动中的应用，介绍如何根据向心力计算物体的加速度；•同时，介绍如何通过运动方程求解圆周运动中的速度、角速度、半径等相关参数；•指导学生通过练习题和实验等方式，巩固和拓展知识点。
3.课堂练习与交流（10分钟）•教师出示一些练习题，引导学生进行课堂练习；•学生进行讨论和解答，共同分享思考和解题方法；•教师指导学生掌握知识点，并点评解题思路和答案，检验学生的学习效果。
4.课堂总结（5分钟）•教师总结本节课的重点和难点；•回顾课堂内容和思考，帮助学生梳理和巩固所学知识；•为下一节课作好铺垫，提醒学生预习相关内容。
四、教学反思本节课教学以基础知识讲授为主，结合实验的方式进行了知识点的巩固和拓展，并通过练习题和课堂讨论加深了学生对相关知识点的理解和应用。
高中物理粤教版必修2第二单元第2课《向心力》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案
高中物理粤教版必修2第二单元第2课《向心力》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案【标题】高中物理粤教版必修2第二单元第2课《向心力》优质课公开课教案【正文】教案目标：1. 理解什么是向心力的概念；2. 认识向心力与物体运动的关系；3. 能够灵活运用向心力的公式进行计算。
一、教学准备1. 教学工具：PPT、黑板、投影仪；2. 教学材料：《高中物理粤教版必修2》教材、练习册。
二、教学过程1. 导入（10分钟）（通过引入问题激发学生的思考）教师：同学们，你们知道什么是向心力吗？它与物体的运动有什么关系呢？学生：（作答）2. 概念解释（15分钟）教师：向心力是指物体在做曲线运动时，指向曲线中心的力。
请你们翻开教材的第二单元第二课《向心力》的内容，找到相关的定义并发表出来。
3. 实例解析（30分钟）教师：将学生分成小组，每组选择一个实例，分析实例中所涉及的向心力及其影响。
然后请各组小组长进行汇报，让全班同学进行讨论。
4. 公式运用（25分钟）教师：向心力的计算可以通过公式来解决。
请大家翻到教材第2课的4页，找出与向心力相关的公式。
5. 小结与展望（10分钟）教师：同学们，在今天的课堂上，我们学习了向心力的概念、与物体运动的关系以及公式的运用。
希望大家能够通过练习巩固所学的知识，并在以后的学习中能够更好地运用。
三、教学反思在本节课中，我采用了多种教学方法以培养学生的主动性和合作性。
通过让学生参与实例分析和讨论，能够更好地理解向心力的概念。
但是，在分组讨论时，学生的参与并不均匀，需要在今后的教学中进一步加强学生的团队意识。
同时，为了提高学生的学习兴趣和课堂效果，我会在教学中使用一些富有创意的教学工具和活动。
高中物理必修二教案-2.2向心力4-粤教版
§5.6向心力二、新课引入视频播放《世锦赛女子链球张文秀王铮顺利晋级决赛》思考：视频中链球做什么运动？运动中的链球受什么力？链球的加速度是不是向心加速度？向心加速度的方向如何？链球的合外力方向又是什么样子的呢？学生回答，老师给与适当的指导。
师生合作实验：感知向心力以小球为研究对象，如图所示，使小球做圆周运动。
将绳子穿过一个空心笔杆，绳子的一端系小球，另一端系一个弹簧测力计。
注意观察弹簧测力计的示数。
问题1：在实验中小球做什么运动？问题2：小球受到哪些力的作用，沿什么方向？问题3：在小球运动过程中，弹簧测力计的示数有何变化?过渡：由此可看出做匀速圆周运动的物体在指向圆心方向上存在力的作用。
引出本节课要学习的内容。
观看视频，感受圆周运动中的力的作用，思考向心力的方向与作用学生参与活动，观察并感受向心力的存在，思考、分析、交流、总结。
视频演示，激发学生的学习兴趣，让大家在热爱生活和运动的同时，会科学的去思考和认识周围的事物。
以小车在弹簧测力计拉力作用下在水平面内做匀速圆周运动的情景引入新课，激发学生学习兴趣和求知欲。
以问题组的形式引发学生思考：1、通过观察小球做匀速圆周运动时弹簧测力计上的示数，并让学生感受向心力的存在，其方向指向圆心。
2、通过这一现象让学生感受到拉力是小球做圆周运动的原因，并且认识到运动半径变化，弹簧测力计示数也会发生变化。
回归到学生熟悉的牛顿第二定律。
三、新课教学（一）向心力通过前面的学习已经知道，做匀速圆周运动的物体具有始终指向圆心的加速度—向心加速度，根据牛顿第二定律，产生向心加速度的原因一定是物体受到了指向圆心的合力，这个合力叫做向心力。
定义：做圆周运动的物体受到的指向圆心的合力。
方向：总是指向圆心，与速度方向垂直问题1：请同学们观看圆锥摆动画回答：（1）小球做匀速圆周运动的过程中受学生先独立观察、思考、分析通过让学生观察几种匀速圆周运动情景，以问题引导学生思考、讨论、进行受力分析，经过交流合作判断出几种情景中向心力的来源，进一步分析得出匀速圆周运动的物体的受力特点。
高中物理粤教版必修2第二单元第2课《向心力》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案
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高中物理粤教版必修2第二单元第2课《向心力》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案
1教学目标
1.知识与技能
1.能定量分析汽车转弯时的向心力由谁提供。
2.能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。
3.会用牛顿第二定律分析生活中较简单的圆周运动问题。
2.过程与方法
通过对圆周运动的实例分析,渗透理论联系实际的观点,提高分析和解决问题的能力。
3.情感、态度与价值观
养成应用实践能力和思维创新意识;运用生活中的几个事例,激发学习兴趣、求知欲和探索动机;通过对实例的分析,建立具体问题具体分析的科学观念。
2学情分析
学生已经学习过了圆周运动以及向心力的基本知识,并且生活中有很多圆周运动,学生在生活经验中已具备一些有关圆周运动的感性认识,但他们还不是很清楚物体做圆周运动的向心力应该由谁来充当,,也不能理性的分析和解释各种实际的圆周运动的情况。
教学中要充分利用学生已有知识经验,使学生积极主动地参与教学过程。
3重点难点
会用牛顿第二定律分析生活中较简单的圆周运动问题
4教学过程
4.1.3教学活动
活动1【导入】引入新课
向同学们提出以下问题:1.物体做圆周运动受到的合外力是否为0?
2.向心力它是恒力还是变力以及向心力的公式?
3.生活中有哪些运动是圆周运动?引出本节课《圆周运动实例分析》活动2【讲授】讲授新课。
第2章 第2节 向心力与向心加速度—2020-2021学年新教材粤教版高中物理必修第二册讲义学案
第二节 向心力与向心加速度学习目标：1.[物理观念]认识向心力，通过实例认识向心力的作用及向心力的来源。
2.[物理观念]理解向心加速度的表达式，会根据问题情景选择合适的向心加速度的表达式。
3.[科学探究]通过实验理解向心力的大小与哪些因素有关，会设计方案，验证规律、得出关系。
能运用向心力的公式进行计算。
一、感受向心力 1．向心力的定义物体做匀速圆周运动时所受 的方向始终指向轨迹的圆心，这个合外力称为向心力。
2．向心力的作用效果(1)只改变线速度的 ，不改变线速度的 。
(2)向心力是根据 来命名的，它可以由不同性质的力提供，也可以由_____________ 或 提供。
二、探究影响向心力大小的因素 1．实验与探究 实验目的 探究影响向心力大小的因素实验方法 控制变量法探究过程 m 、r 不变 改变角速度ω，则ω越大，向心力F 就 m 、ω不变 改变半径r ，则r 越大，向心力F 就 ω、r 不变改变质量m ，则m 越大，向心力F 就结论物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量、半径、角速度都有关做匀速圆周运动的物体，所受向心力的大小为F ＝ ，而ω＝v r ，则F ＝ 。
三、向心加速度1．定义做匀速圆周运动的物体，其加速度a的方向一定指向，所以也叫向心加速度。
2．大小a＝，a＝。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)向心力可以是合力，也可以是某个力的分力。
()(2)向心力既改变物体做圆周运动的速度大小，也改变速度的方向。
()(3)角速度越大，半径越大，向心力就越大。
()(4)做圆周运动的物体，线速度越大，向心加速度就越大。
()2．(多选)对于做匀速圆周运动的物体，下列判断正确的是()A．合力的大小不变，方向一定指向圆心B．合力的大小不变，方向也不变C．合力产生的效果既改变速度的方向，又改变速度的大小D．合力产生的效果只改变速度的方向，不改变速度的大小3．下列关于向心加速度的说法中正确的是()A．向心加速度的方向始终指向圆心B．向心加速度的方向保持不变C．在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的D．在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不断变化向心力的来源和计算飞机在空中水平面内做匀速圆周运动；在光滑漏斗内壁上，小球做匀速圆周运动。
2024-2025学年高中物理第二章圆周运动第2节向心力教案粤教版必修2
学生通过本节课的学习，对物理学科的核心素养有了更深入的理解。他们能够将物理知识与现实世界联系起来，用科学的方法解释自然现象，并展现出对物理学的兴趣和热情。
9. 学习兴趣的激发：
通过生动的案例、实验操作和小组讨论，学生的学习兴趣得到了极大的激发。他们对圆周运动和向心力的好奇心被充分调动，愿意主动探索物理学的未知领域。
在课堂展示环节，我发现学生们在表达能力上还有很大的提升空间。有些学生在台上展示时显得紧张，语言表达不够清晰。为了改善这一状况，我打算在课后组织一些口语表达训练，帮助学生提高自信，增强语言组织能力。
实验环节中，虽然学生们对实验操作表现出很高的热情，但我也注意到他们在实验数据记录和处理方面还不够严谨。今后，我会在实验前加强对实验步骤和注意事项的讲解，引导学生更加关注实验数据的准确性。
6. 实际问题解决能力的提高：
学生能够将向心力的知识应用于实际问题中，如分析过山车的设计、自行车转弯时的力学原理等。他们能够提出解决问题的方案，并进行合理的论证。
7. 团队合作与交流能力的培养：
在小组讨论和课堂展示中，学生的团队合作和交流能力得到了提升。他们能够有效地与小组成员沟通，共同完成任务，并在班级中进行清晰、有逻辑的展示。
- 收集并向学生展示一些生活中圆周运动的实例图片，如旋转木马、自行车轮等，以便学生将理论联系实际。
- 制作并向学生提供向心力与线速度、半径关系的图表，帮助学生观察、分析并总结规律。
- 准备一些典型例题和练习题，涵盖不同难度层次，以便进行课堂练习和课后巩固。
3. 实验器材：
- 准备实验所需的器材，如小车、绳子、质量块、滑轮、尺子、计时器、圆周运动轨道等，确保器材的完整性和安全性。
例题4：
高中物理必修二教案-2.2向心力3-粤教版
§2.2 向心力● 教材分析1、作为本章的重点和难点，这节课从动力学的角度研究匀速圆周运动，是学好圆周运动关键，为后面“天体运动”和“带电粒子在匀强磁场中的运动”做好基本的知识储备。
2、在前一节《向心加速度》中，学生已经从一般性的结论入手，利用矢量运算，得出物体做匀速圆周运动时，其加速度方向指向圆心的结论，并且得到了向心加速度的大小r rv a n 22ω==。
故结合牛顿第二定律即可得到物体做匀速圆周运动时，物体受到的合外力方向和大小，即所需向心力的大小和方向。
3、由于错误的经验或者说是思维定势，学生往往认为向心力是一种新的力，因此“向心力不是一种新的力，而是根据作用效果命名的力”（即向心力的来源）对学生来说，将是个难点。
所以，授课教师在本节课引导上的表达是否科学恰当，显得非常的至关重要。
4、本节中又讨论了变速圆周运动和一般的曲线运动。
这样安排的目的是从生活实际出发，在更广阔的背景下让学生认识到什么情况下物体将做匀速圆周运动，什么情况下会做变速圆周运动，以及知道如何处理一般曲线运动的方法。
● 教学目标【知识与技能】1、能够用自己的语言归纳向心力公式的确切含义，并能用来进行简单的计算；2、能结合实例分析，知道向心力是一种效果力以及方向；3、知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力，能够描述合外力的作用效果。
【过程与方法】1、通过对向心力概念的探究体验，能够用自己的语言说出其概念；2、引导学生进行“实验”——“用向心力演示仪定性验证向心力的表达式”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，领会解决问题从特殊到一般的思维方法。
【情感态度与价值观】实例、实验紧密联系生活，拉近与科学的距离，感受到科学就在身边，发展自己对学习的积极性和学习兴趣。
● 教学重难点【重点】向心力的概念、公式的建立，对公式理解以及相应的计算【难点】分析向心力的来源● 教学用具多媒体、向心力演示仪、自制转盘、自制转筒等● 教学过程教学环节教学内容及设计 备注说明新课导入利用自制转盘来展示圆周运动的实验现象，给学生留下疑问“为什么远离转轴的物块先离开转盘呢？”1、利用风扇改装成的转盘演示圆周运动实验，让学生提出猜想，充分提高学生参与课堂的兴趣和积极性；2、调动学生对于物理现象的思考，并使学生带着疑问、好奇进入新课的学习。
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2.2 向心力学案1（粤教版必修2）
【学习目标】
【知识和技能】
（1）经历向心力的实验探究过程，体验什么力是向心力及向心力与哪些因素有关，知道向心力的两种表达式和其物理意义，
（2）理解向心加速度的两种表达式和其物理意义，会判断向心加速度在什么情况下与半径成正比，什么情况下与半径成反比。
（3）会根据向心力和牛顿第二定律的知识分析和讨论与圆周运动相关的物理现象。
【过程和方法】
（1）通过向心力和向心力加速度概念的学习，知道从不同角度研究问题的方法。
（2）体会物理规律在探索自然规律中的作用及其运用。
【情感、态度和价值观】
（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，培养实事求是的科学态度。
（2）通过探究活动，获得成功的喜悦，提高学习物理的兴趣和自信心。
（3）通过向心力和向心加速度概念的学习，认识实验对物理学研究的作用，体会物理规律与生活的联系。
【学习重点】
向心力和向心加速度的理解和应用
【知识要点】
1.向心力
利用本节教科书中图2-2-1，认真做好该实验，回答手有什么感觉？如果增大或减少转的速度，手的感觉又如何？如果松手，将会发生什么现象？
2.向心加速度
直接用牛顿第二定律推导出向心加速度的表达式
3.生活中的向心力
（1）汽车转弯——利用书中内容即可。
而后讨论和分析转盘上用细线栓着的小球的匀速圆周运动的向心力、转盘上木块的匀速圆周运动的向心力是如何提供的，摩托车赛车手转弯时向里倾斜的向心力是如何提供的。
（2）荡秋千通过最低点，人对底座的压力、汽车通过拱形桥顶，对桥面是压力、游乐园中的翻滚过山车通过最高点时，人不掉下来的最小速度是多大等等
（3）圆锥摆
【问题探究】
问题 1 假如把地球当作一个巨大的拱型桥，桥面的半径就是地球的半径R（R约为6400km）。
地球表面有一条南北走向的高速公路。
地面上有一辆汽车，其重力为G，地面对它的支持力为N。
汽车沿这条高速公路行驶，不断加速。
请同学们根据所学知识展开丰富的想象，把实际问题抽象出物理模型，共同讨论下述问题：
（1）随着汽车速度的增大，地面对它的支持力会发生怎样的变化？
（2）会不会发生这样的情况：当汽车速度达到一定的程度时，地面对汽车的支持力为0，这时驾驶员与座椅之间的作用力是多少？他这时可能会有什么感觉？
探究思路（1）由于汽车在行驶时，沿地球表面作圆周运动，而作圆周运动的物体需要
外力提供向心力，向心力的来源是汽车的重力G 和地面对它的支持力N ，这两个力的合力
提供汽车运动的向心力，根据物体作圆周运动所需向心力的公式R
v m F 2
=，容易知道当汽车速度增加时，地面对它的支持力的变化情况。
（2）我们时刻要牢记物体作圆周运动需要外力提供向心力，地面对汽车的支持力为0，这就意味着此时汽车所需的向心力只由汽车自身的重力来提供。
根据向心力的计算公式
R
v m F 2
=，容易算出汽车的速度。
同学们对结果展开讨论，看理论上计算的结果在现实条件下能否实现？对驾驶员与座椅之间的作用力和他可能有的感觉的问题，同学们可以展开丰富的想象，进行讨论。
【典型例题】
例1： 如图5—1所示水平转盘上放有质量为m 的物快，当物块到转轴的距离为r 时,若物块始终相对转盘静止，物块和转盘间最大静摩擦力是正压力的μ倍，求转盘转动的最大角速度是多大？
拓展：如o 点与物块连接一细线，求当①ω1=r g 2μ时，细线的拉力T 1 ②ω2=r g 23μ时，细线的拉力T 2
注：分析物体恰能做圆周运动的受力特点是关键
答案： m ω拓展:○1T 1 =0 ○2T 2=2
mg μ
例2．长度为L=0.50m 的轻质细杆OA ，A 端有一质量为m=3.0kg 的小球，如图5—4所示，小球以O 点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是 2.0m/s ，（g=10m/s 2）则此时细杆OA 受的（ ）
A. 6.0N 的拉力
B. 6.0N 的压力
C.24N 的压力
D. 24N 的拉力
图5—4
答案： B
【规律总结】
【当堂反馈】
1． 汽车与路面的动摩擦因数为μ，公路某转弯处半径为R （设最大静摩擦力等于滑动摩擦
力）问：若路面水平，汽车转弯不发生侧滑，汽车最大速度应为多少？
2． 长为L 的细绳，一端系一质量为m 的小球,另一端固定于某点，当绳竖直时小球静止，
现给小球一水平初速度v 0，使小球在竖直平面内做圆周运动，并且刚好过最高点，则下列说法中正确的是：（ ）
A. 小球过最高点时速度为零
B. 小球开始运动时绳对小球的拉力为m L v 20
C. 小球过最高点时绳对小的拉力mg
D. 小球过最高点时速度大小为gL
3.如图5—5所示，细杆的一端与小球相连，可绕过O 点的水平轴自由转动，先给小球一初速度，使它做圆周运动。
图中 a 、b 分别表示小球轨道的最低点和最高点,则杆对小球的作用力可能是：（ ）
A ．a 处为拉力 b 处为拉力
B. a 处为拉力 b 处为推力
C. a 处为推力 b 处为拉力
D. a 处为推力 b 处为拉力
A
图5—4．以下说法中正确的是：（ ）
A.在光滑的水平冰面上，汽车可以转弯
B.火车转弯速率小于规定的数值时，内轨将会受压力作用
C.飞机在空中沿半径为R 的水平圆周盘旋时，飞机的翅膀一定处于倾斜状态
D.汽车转弯时需要的向心力由司机转动方向盘所提供的力
【参考答案】
1.V m
2.D
3.AB
4.BC
【达标训练】
1.如图5—6所示A 、B 、C 三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为μ，A 的质量为2m ，
B、C质量均为m，A、B离轴为R,C离轴为2R，则当圆台旋转时，（设A、B、C都没有滑动）：（）
A.C物的向心加速度最大
B.B物的静摩擦力最小
C.当圆台转速增加时，C比A先滑动
D. 当圆台转速增加时，B比A先滑动
2．如图5—7所示，物体与圆筒壁的动摩擦因数为μ，圆筒的半径为R，若要物体不滑下，圆筒的角速度至少为：（）
A.
R
gμ
R
g
图5—7 图5—8
3.把盛水的水桶拴在长为L的绳子一端，使这水桶在竖直平面做圆周运动，要使水桶转到最高点时不从桶里流出来，这时水桶的线速度至少应该是：（）
A.gL
B.
2
gL
C.gL
2 D.2gL E. 0
4．如图5—8 所示，小球在光华圆环内滚动，且刚好通过最高点，则求在最低点的速率为：（）
A.4gr
B.2gr
C.2gr
D.gr
5
5．汽车在倾斜的弯道上拐弯，弯道的倾角为θ，半径为r，则汽车完全不靠摩擦力转弯的速率是：（）
A.θ
sin
gr B.θ
cos
gr C.θ
tan
gr D.θ
cot
gr
6．如图5—9所示，长为L的轻杆一端固定一个小球，另一端固定在光滑水平轴上，使小球在竖直平面内做圆周运动，关于小球在过最高点的速度υ,下列叙述中正确的是：（）
A.υ的极小值为gL
B. υ由零逐渐增大，向心力也逐渐增大
C.当υ由gL值逐渐增大时，杆对小球的弹力也逐渐增大
D.当υ由gL值逐渐减小时，杆对小球的弹力也逐渐增大
7．如图5—10所示，质量为m的物体随水平传送带一起匀速运动,A为传送带的终端皮带轮，皮带轮半径为r，要使物体通过终端时，能水平抛出，皮带轮的转速至少为：（）
A.
π2
1
r
g
B.
r
g
C.gr
D.
π2
gr
8．用绝缘细线拴住一带正电的小球，在方向竖直向上的匀强电场中的竖直平面内做圆周运动，则正确的说法是：（）
A.当小球运动到最高点a时，线的张力一定最小
B.当小球运动到最低点b时，小球的速度一定最大
C. 小球可能做匀速圆周运动
D.
图5—9 图5—10 图5—11
9．童非，江西人，中国著名体操运动员，首次在单杠项目实现了“单臂大回环”，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动，假设童非质量为65kg ，那么，在完成“单臂大回环”的过程中，童非的单臂至少要能够承受多大的力？(g=10m/s 2)
10．如图5—11所示，质量为m=100g 的小物块，从距地面h=2.0m 出的斜轨道上由静止开始下滑，与斜轨道相接的是半径r=0.4m 的圆轨道， 若物体运动到圆轨道的最高点A 时，物块对轨道恰好无压力，求物块从开始下滑到A 点的运动过程中克服阻力做的功。
(g=10m/s 2)
【达标训练参考答案】
1.ABC
2.D
3.A
4.D
5.C
6.BC
7.C
8.C
9.5mg 10.1J
【。