高中物理必修二精品教案 6.7向心力
2024秋季人教版高中物理必修第二册第六章圆周运动《向心力》
教学设计:2024秋季人教版高中物理必修第二册第六章圆周运动《向心力》教学目标(核心素养)1.物理观念:理解向心力的概念,掌握向心力是物体做圆周运动时所受合力的表现,明确向心力不是物体受到的某种新力,而是按效果命名的力。
2.科学思维:通过实例分析,学会运用牛顿第二定律分析圆周运动中向心力的来源,培养逻辑推理和问题解决能力。
3.科学探究:通过实验或模拟实验,观察不同条件下物体做圆周运动时的现象,探究向心力大小与哪些因素有关,提升科学探究能力。
4.科学态度与责任:认识圆周运动在日常生活和科学技术中的应用,如汽车转弯、天体运动等,激发探索自然规律的兴趣,培养用物理知识解决实际问题的意识。
教学重点•向心力的概念及其来源。
•理解和应用向心力公式F=mrv2=mrω2。
教学难点•理解向心力是效果力,不是物体实际受到的力。
•灵活运用向心力公式分析解决实际问题。
教学资源•多媒体课件(包含圆周运动视频、动画演示)。
•实验器材(如向心力演示器、小球、细绳、滑轮等)。
•教材、教辅资料及网络教学资源。
教学方法•讲授法结合演示法:通过教师讲解和实验演示,直观展示圆周运动及向心力的概念。
•探究学习法:引导学生设计实验,探究向心力大小与哪些因素有关。
•讨论交流法:组织学生分组讨论,分享对向心力理解的心得,促进思维碰撞。
教学过程导入新课•情境导入:播放一段汽车高速转弯时轮胎与地面摩擦产生响声的视频,提问学生:“为什么汽车能顺利转弯而不冲出路面?是什么力在起作用?”引发学生思考,引出圆周运动及向心力的概念。
新课教学1.概念建立:•讲解圆周运动的基本特点,强调物体做圆周运动时方向时刻改变,需要有力来改变其运动状态。
•引入向心力概念,解释向心力是使物体产生向心加速度、维持圆周运动所需的合力,不是物体实际受到的力,而是按效果命名的。
2.公式推导:•利用牛顿第二定律,从速度变化的角度推导向心力公式F=mrv2,解释公式中各物理量的含义。
高中物理教案向心力
高中物理教案向心力教学目标:1. 了解向心力的定义及作用;2. 理解向心力与加速度之间的关系;3. 掌握向心力的计算方法。
教学重点和难点:重点:向心力的概念和作用;难点:向心力与加速度的关系及计算方法。
教学准备:1. 教材:高中物理教材;2. 实验器材:旋转仪、拉力计、绳子等。
教学步骤:一、导入(5分钟)通过展示一个旋转的物体,引出向心力的概念,让学生了解向心力的重要性和作用。
二、讲解向心力(15分钟)1. 向心力的定义:向物体中心的力称为向心力,是一种使物体沿曲线运动的力;2. 向心力的作用:向心力使物体沿着圆周运动,并与加速度有关;3. 向心力与加速度的关系:向心力与加速度的关系可以通过牛顿第二定律来表达,即F=ma,可以推导出向心加速度的计算公式;4. 向心力的计算方法:通过实验和计算,让学生掌握向心力的计算方法。
三、实验操作(20分钟)1. 让学生通过拉力计等实验器材进行实验,测量向心力的大小;2. 让学生通过试验数据计算向心力的大小和加速度;3. 引导学生进行实验数据分析,并讨论实验结果。
四、总结与小结(10分钟)总结向心力的概念、作用和计算方法,强化学生的理解和记忆。
五、课堂练习(10分钟)布置练习题,让学生巩固所学知识。
六、作业布置(5分钟)布置作业,要求学生复习向心力的相关知识,并准备好下节课的知识。
教学反思:通过本节课的教学,学生对向心力的概念和作用有了更深刻的理解,掌握了向心力与加速度的关系及计算方法。
在以后的教学中,可以通过更多的实验操作和案例分析,进一步加深学生对向心力的理解和应用。
向心力教案优秀4篇
向心力教案优秀4篇(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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中学高中物理《向心力》教案 (新人教版必修2)
7 向心力整体设计向心力是本节教学的重点,由向心加速度和牛顿第二定律引入向心力是教材所用的方法,这与以前的先学习向心力再学习向心加速度有所不同.学生对于向心力的理解不是很清楚,本节重点突出了向心力的理解及向心力在圆周运动中的作用.而向心力概念的学习,应及时强调指出,向心力是根据力的效果命名的,而不是根据力的性质命名的,它不是重力、弹力、摩擦力等以外的特殊力,而是做匀速圆周运动的质点受到的合外力,沿着半径指向圆心,它的方向时刻改变.本节的难点是运用向心力、向心加速度知识解释有关现象,处理有关问题.在学习时可以让学生认识实例:用细线系着的小球在水平面上做匀速圆周运动或是一些生活中的实例让学生体验或观察,从而引入向心力概念.教学重点向心力概念的建立及计算公式的得出及应用.教学难点向心力的来源.时间安排1课时三维目标知识与技能1.理解向心力的概念.2.知道向心力大小与哪些因素有关.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.过程与方法1.通过向心力概念的学习,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.情感态度与价值观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.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.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.课前准备细杆、细绳(2)、小球、直尺、秒表、盛水的透明小桶.教学过程导入新课情景导入前面两节课,我们学习、研究了圆周运动的运动学特征,知道了如何描述圆周运动.知道了什么是向心加速度和向心加速度的计算公式,这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征.观察下面几幅图片,并根据图做水流星实验,让学生自己体验实验中力的变化,考虑一下为什么做圆周运动的物体没有沿着直线飞出去而是沿着一个圆周运动.前三幅图可以看出物体之所以没有沿直线飞出去是因为有绳子在拉着物体,而第四幅图是太阳系各个行星绕太阳做圆周运动是由于太阳和行星之间有引力作用,是太阳和行星之间的引力使各个行星绕太阳在做圆周运动.如果没有绳的拉力和太阳与行星之间的引力,那么这些物体就不可能做圆周运动,也就是说做匀速圆周运动的物体都会受到一个力,这个力拉着物体使物体沿着圆形轨道在运动,我们把这个力叫做向心力.复习导入复习旧知1.向心加速度:做匀速圆周运动的物体,加速度指向圆心,这个加速度称为向心加速度.2.表达式:a n =rv 2=r ω2. 3.牛顿第二定律:物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.表达式:F=ma.推进新课一、向心力通过刚才的学习我们知道了向心力和向心加速度具有相同的方向,都指向圆心,而且物体是在向心力的作用下做圆周运动,因此我们根据牛顿第二定律可知向心力的大小为:F n =m a n =m Rv 2=m r ω2=mr(T 2)2. 实验探究演示实验(验证上面的推导式):研究向心力跟物体质量m 、轨道半径r 、角速度ω的定量关系.实验装置:向心力演示器演示:摇动手柄,小球随之做匀速圆周运动.①向心力与质量的关系:ω、r 一定,取两球使m A =2m B ,观察:(学生读数)F A =2F B ,结论:向心力F∝m.②向心力与半径的关系:m 、ω一定,取两球使r A =2r B ,观察:(学生读数)F A =2F B ,结论:向心力F∝r.③向心力与角速度的关系:m 、r 一定,使ωA =2ωB ,观察:(学生读数)F A =4F B ,结论:向心力F∝ω2. 归纳总结:综合上述实验结果可知:物体做匀速圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比,与半径成正比,与角速度的二次方成正比.但不能由一个实验、一个测量就得到定论,实际上要进行多次测量,大量实验,但我们不可能一一去做.同学们由刚才所做的实验得出:m 、r 、ω越大,F 越大;若将实验稍加改进,如教材中所介绍的小实验,加一弹簧秤测出F ,可粗略得出结论(要求同学回去做).我们还可以设计很多实验都能得出这一结论,说明这是一个带有共性的结论.测出m 、r 、ω的值,可知向心力大小为:F=mr ω2.二、实验:用圆锥摆粗略验证向心力表达式原理:如图所示,让细绳摆动带动小球做圆周运动,逐渐增大角速度直到绳刚好拉直,用秒表测出n 转的时间t ,计算出周期T ,根据公式计算出小球的角速度ω.用刻度尺测出圆半径r 和小球距悬点的竖直高度h,计算出角θ的正切值.向心力F=mgtan θ,测出数值验证公式mgtan θ=mr ω2.课堂训练1.下列关于向心力的说法中,正确的是( )A.物体由于做圆周运动产生了一个向心力B.做匀速圆周运动的物体,其向心力为其所受的合外力C.做匀速圆周运动的物体,其向心力不变D.向心加速度决定向心力的大小2.有长短不同、材料相同的同样粗细的绳子,各拴着一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,那么( )A.两个小球以相同的线速度运动时,长绳易断B.两个小球以相同的角速度运动时,长绳易断C.两个球以相同的周期运动时,短绳易断D.不论如何,短绳易断3.A 、B 两质点均做匀速圆周运动,m A ∶m B =R A ∶R B =1∶2,当A 转60转时,B 正好转45转,则两质点所受向心力之比为多少?参考答案:1.B 2.B3.解答:设在时间t 内,n A =60转,n B =45转,质点所受的向心力F=m ω2R=m(tn π2)2·R ,t 相同,F∝mn 2R 所以94214560212222=⨯⨯==B B B A A A B A R n m R n m F F . 讨论交流1.根据我们前面的学习,大家讨论生活中你所遇到的圆周运动中是哪些力在提供向心力. 强调:向心力不是像重力、弹力、摩擦力那样作为某种性质的力来命名的.它是从力的作用效果来命名的,凡是产生向心加速度的力,不管是属于哪种性质的力,都是向心力.2.由物体做曲线运动的条件可知,物体必定受到一个与它的速度方向不在同一条直线上的合外力作用,匀速圆周运动是一种曲线运动,匀速圆周运动合外力的方向有何特点呢?匀速圆周运动速率不变,方向始终垂直半径,说明合外力不会使速度大小发生变化,只改变速度方向,匀速圆周运动合外力的方向始终指向圆心.三、变速圆周运动和一般曲线运动问题:前面我们学习了加速度,做直线运动的物体其加速度可以改变物体运动的快慢,现在我们又学习了向心加速度,那么向心加速度是否也改变物体运动速度的大小?讨论交流根据刚才我们的实验(验证向心力表达式的实验)可知,向心加速度并不能改变物体运动速度的大小,而是在改变物体运动的方向.我们在这个实验中可以感受到,如果要使物体的速度不断增大,我们对物体施加的力就不能保持始终指向圆心,而是与向心力的方向有一个角度.根据力F产生的效果可以把力F分解成两个相互垂直的两个分力:一个是指向圆心的产生向心加速度的向心力;另一个是沿圆周的切线方向的分力,这个力沿圆周切线方向产生加速度,这个加速度使物体的速度不断变大.因此这个运动不能是匀速圆周运动,而是变速圆周运动.也就是说变速圆周运动既有指向圆心的向心加速度,还有沿圆周切线方向的加速度,称为切向加速度.做变速圆周运动的物体所受的力曲线运动:物体的运动轨迹不是直线也不是圆周的曲线运动.对于这样的运动尽管曲线的各个地方的弯曲程度不同,我们在研究时可以把这条曲线分成许多极短的小段,每一小段可以看作是一段圆弧.这些圆弧的弯曲程度不同,可以表示为有不同的半径,这样在分析质点运动时,就可以采用圆周运动的分析方法来处理问题了.一般的曲线可以分为很多小段,每段都可以看作一小段圆弧,各段圆弧的半径不一样课堂训练1.如图所示,在光滑的水平面上钉两个钉子A和B,相距20 cm.用一根长1 m的细绳,一端系一个质量为0.5 kg的小球,另一端固定在钉子A上.开始时球与钉子A、B在一条直线上,然后使小球以2 m/s的速率开始在水平面内做匀速圆周运动.若绳子能承受的最大拉力为4 N,那么从开始到绳断所经历的时间是多少?解析:球每转半圈,绳子就碰到不作为圆心的另一个钉子,然后再以这个钉子为圆心做匀速圆周运动,运动的半径就减小0.2 m,但速度大小不变(因为绳对球的拉力只改变球的速度方向).根据F=mv2/r知,绳每一次碰钉子后,绳的拉力(向心力)都要增大,当绳的拉力增大到F max =4 N 时,球做匀速圆周运动的半径为r min ,则有F max =mv 2/r minr min =mv 2/F max =(0.5×22/4)m=0.5 m.绳第二次碰钉子后半径减为0.6 m ,第三次碰钉子后半径减为0.4 m.所以绳子在第三次碰到钉子后被拉断,在这之前球运动的时间为:t=t 1+t 2+t 3=πl/v+π(l-0.2)/v+π(l-0.4)/v=(3l-0.6)·π/v=(3×1-0.6)×3.14/2 s=3.768 s.答案:3.768 s说明:需注意绳碰钉子的瞬间,绳的拉力和速度方向仍然垂直,球的速度大小不变,而绳的拉力随半径的突然减小而突然增大.2.如图所示,水平转盘的中心有个竖直小圆筒,质量为m 的物体A 放在转盘上,A 到竖直筒中心的距离为r.物体A 通过轻绳、无摩擦的滑轮与物体B 相连,B 与A 质量相同.物体A 与转盘间的最大静摩擦力是正压力的μ倍,则转盘转动的角速度在什么范围内,物体A 才能随盘转动?解析:由于A 在圆盘上随盘做匀速圆周运动,所以它所受的合外力必然指向圆心,而其中重力、支持力平衡,绳的拉力指向圆心,所以A 所受的摩擦力的方向一定沿着半径或指向圆心或背离圆心.当A 将要沿盘向外滑时,A 所受的最大静摩擦力指向圆心,A 的向心力为绳的拉力与最大静摩擦力的合力,即F+F m ′=m ω12r ①由于B 静止,故F=mg ② 由于最大静摩擦力是压力的μ倍,即F m ′=μF N =μmg ③由①②③解得ω1=r g /)1(μ+当A 将要沿盘向圆心滑时,A 所受的最大静摩擦力沿半径向外,这时向心力为:F-F m ′=m ω22r ④由②③④得ω2=r g /)1(μ-.故A 随盘一起转动,其角速度ω应满足r g r g /)1(/)1(μωμ+≤≤-. 答案:r g r g /)1(/)1(μωμ+≤≤-课堂小结1.向心力来源.2.匀速圆周运动时,仅有向心加速度.同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动是变速圆周运动.3.匀速圆周运动向心加速度大小不变,方向指向圆心,时刻在变化,所以不是匀变速 运动.布置作业教材“问题与练习”第1、3题.板书设计7.向心力1.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.这个合力叫做向心力2.表达式:F n =m a n = m Rv 2=m r ω2=mr(T π2)2 3.向心力的方向:指向圆心4.向心力由物体所受的合力提供活动与探究课题:讨论汽车在过弯道时为什么要减速,不减速会出现什么情况,如果让你设计弯道你应该怎么设计,设计的依据是什么.过程:用汽车模型(最好用遥控小汽车,以便于方向的改变)或其他工具模拟汽车在过弯道时,为何要减速.若不减速应该怎么办.通过实际操作,找到合适的方法,并进行理论分析.习题详解1.解答:地球绕太阳做匀速圆周运动的向心加速度为a=ω2r=22)36002436514.32()2(⨯⨯⨯=r T π×1.5×1011 m/s 2=5.95×10-5 m/s 2 所以太阳对地球的引力是F=ma=6.0×1024×5.95×10-5N=3.57×1020 N.2.解答:小球的受力分析如图所示,因此小球的向心力是由重力和支持力的合力提供的.3.解答:(1)向心力F=m ω2r=0.10×42×0.10 N=0.16 N.(2)我同意甲的观点,因为物体的受力为重力、支持力和静摩擦力,其中重力和支持力的合力为零,所以合外力即为静摩擦力.另外,物体相对于圆盘的运动趋势是沿半径方向向外,而不是向后,故乙的观点是错误的.4.解答:根据机械能守恒有不论钉子钉在何处,小球到达最低点的速度都是相等的,而在碰钉子前和碰钉子后的区别就是做圆周运动的圆心由O 点移到A 点,即圆周运动的半径不一样.设碰钉子后细绳的拉力为T ,则据牛顿第二定律有T-mg=rv m 2.可以看出,当r 越小时,细绳的拉力T 越大,即当细绳与钉子相碰时,如果钉子的位置越靠近小球,绳就越容易断.5.解答:我认为正确的是丙图,因为如果将力F 分解为沿切线和垂直于切线的两个方向,由于汽车是沿M 向N 的方向上做减速运动,则只有丙图是符合的.设计点评向心力和向心加速度是比较抽象的内容,因此学生不太容易理解,在教学设计时尽量采用了一些生活中的事例,易于帮助学生理解.本设计让学生通过自己动手实验亲自感受拉力的变化,加深对向心力的理解.教学中尽可能多地让学生参与课堂教学活动和课堂实验,体现了以学生为主体的教学理念.。
高中物理向心力教案
高中物理向心力教案
教学内容:向心力的概念和作用
教学目标:
1. 了解向心力的定义和计算公式;
2. 掌握向心力在旋转运动中的作用;
3. 能够应用向心力原理解决相关问题。
教学重难点:
1. 向心力的概念和作用;
2. 向心力的计算公式及应用。
教学准备:
1. 教师准备实验装置和材料;
2. 学生准备纸笔和计算器。
教学过程:
一、引入(5分钟)
教师向学生介绍向心力的概念,并举例解释向心力在日常生活和物理运动中的作用。
二、知识讲解(15分钟)
1. 向心力的定义和计算公式;
2. 向心力在旋转运动中的作用;
3. 向心加速度的计算公式。
三、实验演示(20分钟)
1. 教师进行实验演示,用绳子绕圆周围绕一个小球旋转,让学生观察并思考向心力对旋转运动的影响;
2. 学生自行完成实验操作,测量向心力对物体产生的加速度。
四、讨论与总结(10分钟)
1. 学生根据实验结果,讨论向心力对物体的影响;
2. 学生总结向心力的计算方法和应用场景。
五、练习与作业(10分钟)
1. 学生根据所学知识,完成课堂练习;
2. 布置相关作业,巩固所学内容。
教学延伸:
1. 学生可以探究向心力在不同场景下的应用,拓展对向心力的理解;
2. 学生可以进行更复杂的实验,验证向心力在不同物体上的作用效果。
教学反思:
通过本节课的教学内容,学生对向心力的概念和作用有了更清晰的认识,能够运用向心力原理解决相关问题。
但需要注意引导学生探究更深入的物理概念,拓展应用场景,提高学生对物理学的兴趣和理解。
高中物理向心力教案
高中物理向心力教案教学目标一、知识目标1、晓得什么就是气动式运动,能够列举几个气动式运动的实例;2、知道火箭的飞行原理和主要用途。
二、能力目标1、结合实际例子,理解什么是反冲运动;2、能够融合动量守恒定律对气动式现象作出表述;3、进一步提高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力三、德育目标1、通过实验,分析得到什么是反冲运动,培养学生善于从实验中总结规律和热心科学研究的兴趣、勇于探索的品质。
2、通过了解我国顺利地研制和升空长征系列火箭的事实,融合我国古代对于火箭的发明者和我国的现代火箭技术已迈入世界一流烈士,唤起学生爱好社会主义的情感。
教学重点1、晓得什么就是气动式。
2、应用动量守恒定律正确处理喷气式飞机、火箭一类问题。
教学难点如何应用动量守恒定律分析、解决反冲运动。
教学方法1、通过观察演示实验,总结归纳得到什么是反冲运动。
2、融合实例运用动量守恒定律表述气动式运动。
教学用具气动式小车、玻璃棒、气球、酒精、气动式塑料瓶等课时安排1课时教学步骤引入新课[演示]拿一个气球,给它充足气,然后松手,观察现象。
[学生叙述现象]释放出来气球后,气球内的气体向后燃烧,气球向恰好相反的方向飞出来。
[教师]在日常生活中,类似于气球这样的运动很多,本节课我们就来研究这种。
新课教学(一)反冲运动火箭1、教师分析气球所搞的运动给气球内吹足气,捏紧出气孔,此时气球和其中的气体作为一个整体处于静止状态。
松开出气孔时,气球中的气体向后喷出,气体具有能量,此时气体和气球之间产生相互作用,气球就向前冲出。
2、学生举例:你能够列举哪些物体的运动类似气球所作的运动?学生:节日燃放的礼花。
喷气式飞机。
反击式水轮机。
火箭等做的运动。
3、同学们归纳一下上述运动的特点,教师融合学生的描述总结获得:某个物体向某一方向高速喷射出大量的液体,气体或弹射出一个小物体,从而使物体本身获得一反向速度的现象,叫反冲运动4、分析气球。
火箭等所搞的气动式运动,获得:在反冲现象中,系统所受的合外力一般不为零;但是气动式运动中如果属内力远大于外力的情况,可以指出气动式运动中系统动量动量。
高中物理公开课教案-《向心力》教学设计
中学物理公开课教案:《向心力》教学设计【教材分析】本节课是从动力学的角度探究匀速圆周运动的,这局部学问是本章的重点和难点,也是学好圆周运动的关键点,学好这局部学问,可以为后面的天体运动和带电粒子在匀强磁场中的运动打好根底。
教材的编排思路很清晰,先是从身边的事例启程,让学生体验到做圆周运动的物体须要有一个指向圆心的力,从而引出向心力的概念。
由于上一节中,已经从一般性的结论入手,利用矢量运算,在普遍状况下得出做匀速圆周运动的物体的加速度方向指向圆心的结论,进一步得到了向心加速度的大小。
于是依据牛顿其次定律,就可以得到做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向和大小,即向心力的大小和方向。
接着,教材为了让学生对向心力有一个感性的相识,设计了“试验”栏目──“用圆锥摆验证向心力的表达式。
事实上,这个试验除了要验证向心力表达式之外,另外一个目的就是可以让学生体验到“向心力不是一个新的力,而是一个效果力”,也即让学生初步学会分析向心力的来源。
与过去不同的是,本节中又探讨了变速圆周运动和一般的曲线运动。
这样支配的目的是从生活实际启程,在更广袤的背景下让学生相识到什么状况下物体将做匀速圆周运动,什么状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。
【学情分析】〔1〕思维根底依据新课程教学理念,从高一第一学期起先,在课堂教学过程中老师始终重视“过程与方法”的教学,学生已经初步有了探究事物的一般方法,即“是什么?──怎么样?──为什么?”的思维方法。
因此,本设计中就通过创设问题情景,激励学生自己提出想要探究的问题。
〔2〕心理特点依据20世纪最著名的开展心理学家皮亚杰的理论可知高一学生的认知开展过程是由具体运算阶段向形式运算阶段过渡,也是由直观相识向逻辑推理、试验推理过渡阶段,因此在教学中,要遵循从感性到理性的相识规律,本节课抓住学生的心理特点进展教学设计。
〔3〕已有学问通过前一节《向心加速度》的学习,学生已经知道了向心加速度的方向指向圆心,它描述了物体速度方向变更的快慢。
高中物理向心力讲课教案
高中物理向心力讲课教案教学内容:向心力的概念、性质、公式及应用一、教学目标:1. 知识与技能:掌握向心力的概念、性质、公式及应用。
2. 过程与方法:通过实验、讨论等方式培养学生的观察、实验分析和解决问题的能力。
3. 情感态度与价值观:培养学生对物理学知识的兴趣,引导学生学会运用物理知识来解决实际问题。
二、教学重点:1. 向心力的概念和性质。
2. 向心力的公式和应用。
三、教学难点:1. 向心力的公式推导。
2. 向心力在实际运用中的应用。
四、教学过程:1. 导入新课(5分钟)教师引导学生回顾圆周运动的特点,并通过一个实验现象引出本节课的主题,即向心力。
2. 学习新知识(15分钟)通过讲解,图示等方式,教师向学生介绍向心力的概念、性质,并列举一些实例加深学生对向心力的理解。
3. 向心力的计算(20分钟)教师引导学生推导向心力的公式,并通过一些例题来让学生掌握向心力的计算方法。
4. 向心力的实验(15分钟)教师组织学生进行向心力实验,通过实验验证学生在前面学习中所掌握的向心力理论知识。
5. 向心力的应用(15分钟)教师通过一些实际例子来引导学生了解向心力在生活中的应用,如汽车转弯、过山车等。
6. 总结归纳(5分钟)教师带领学生回顾本节课的重点内容,并对本节课所学知识进行总结。
五、课堂作业:1. 预习下节课内容。
2. 思考如何应用向心力来解决实际问题。
六、板书设计:主题:向心力1. 概念:向心力的定义及特点2. 公式:向心力的计算公式3. 应用:向心力在实际生活中的应用七、教学反思:通过本节课的教学,学生对向心力的概念、性质、公式及应用有了更深入的了解。
在教学过程中,我注重培养学生的实验分析和解决问题的能力,激发学生对物理学知识的兴趣,帮助学生学会将物理知识运用到实际问题中解决。
需要继续加强的地方是教师在课堂中引导学生主动思考、独立解决问题的能力。
向心力教案(精选3篇)
People will not suffer for a lifetime, but they will suffer for a while.(页眉可删)向心力教案(精选3篇)向心力教案1一、教材分析本节教材选自人民教育出版社全日制普通高中课程标准实验教科书(物理2·必修)第五章《曲线运动》第六节《向心力》。
教材的内容方面来看,__节主要讲解了向心力的定义、定义式、方向及验证向心力的表达式,变速圆周运动和一般曲线运动。
前面几节已经学习了曲线运动、圆周运动、向心加速度,这节讲的是描述使物体做圆周运动的合外力,是对物体运动认识上的升华,为接下来万有引力的的学习奠定了基础。
所以在整个教材体系中起了承上启下的作用,并且这样的安排由简单到复杂,符合学生的认知规律。
从教材的地位和作用方面来看,__节是运动学中的重要概念,也是高一年级物理课程中比较重要的概念之一,是对物体运动认识上的升华,它把运动学和动力学联系在了一起,具有承上启下的桥梁作用,也是学生知识系统中不可或缺的重要组成部分。
二、学情分析【知识基础方面】在学习本节课前学生已经学习了曲线运动、圆周运动、向心加速度,具备了探究向心力的基本知识和基本技能,这为本节课的探究性学习起到了铺垫作用。
【思维基础方面】高一的学生通过初中科学和第一学期的学习,具有了一定的物理思维方法和较强的计算能力,但接受能力尚欠缺,需要教师正确的引导和启发。
【情感态度方面】在学生的生活经验中,与向心力有关的现象有,但是有一些是错误的这就给学生理解向心力的概念带来困难。
三、教学目标【知识技能目标】理解向心力的定义;能说出向心力的定义、写出向心力的定义式和单位理解向心力的作用效果;用圆锥摆粗略验证向心力的表达式;【过程方法目标】通过对向心力,向心加速度,圆周运动,牛顿第二定律的理解与学习,相互联系,体验对物理概念的学习方法【情感态度与价值观目标】通过用概念前后联系的方法得出加速度的概念,感悟到探索问题解决问题的兴趣和学无止境的观点;通过向心力的教学引导学生从现实的生活经历与体验出发,激发学生的学习兴趣;通过一些有趣的实验实验,加深学生的印象,容易让学生理解,引起学生兴趣;四、重点与难点重点:向心力表达式验证,向心力________与作用效果。
向心力高中物理教案及反思
向心力高中物理教案及反思向心力高中物理教案教学目标知识目标1、知道什么是向心力,什么是向心加速度,理解匀速圆周运动的向心力和向心加速度大小不变,方向总是指向圆心.2、知道匀速圆周运动的向心力和向心加速度的公式,会解答有关问题.能力目标培养学生探究物理问题的习惯,训练学生观察实验的能力和分析综合能力.情感目标培养学生对现象的观察、分析能力,会将所学知识应用到实际中去.教学建议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.教法建议1、要通过对物体做圆周运动的实例进行分析入手,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.2、对于向心力概念的认识和理解,应注意以下三点:第一点是向心力只是根据力的方向指向圆心这一特点而命名的,或者说是根据力的作用效果来命名的,并不是根据力的性质命名的,所以不能把向心力看做是一种特殊性质的力.第二点是物体做匀速圆周运动时,所需的向心力就是物体受到的合外力.第三点是向心力的作用效果只是改变线速度的方向.3、让学生充分讨论向心力大小,可能与哪些因素有关?并设计实验进行探究活动.4、讲述向心加速度公式时,不仅要使学生认识到匀速圆周运动是向心加速度大小不变,向心加速度方向始终与线速度垂直并指向圆心的变速运动,在这里还应把“向心力改变速度方向”与在直线运动中“合外力改变速度大小”联系起来,使学生全面理解“力是改变物体运动状态的原因”的含义,再结合无论速度大小或方向改变,物体都具有加速度,使学生对“力是物体产生加速度的原因”有更进一步的理解.教学设计方案向心力、向心加速度教学重点:向心力、向心加速度的概念及公式.教学难点:向心力概念的引入主要设计:一、向心力:(一)让学生讨论汽车急转弯时乘客的感觉.(二)展示图片1.链球做圆周运动需要向心力.〔全日制普通高级中学教科书(试验修定本必修)物理.第一册98页〕(三)演示实验:做圆周运动的小球受到绳的拉力作用.(四)让学生讨论,猜测向心力大小可能与哪些因素有关?如何探究?引导学生用“控制变量法”进行探索性实验.(用向心力演示器实验)演示1:半径r和角速度一定时,向心力与质量m的关系.演示2:质量m和角速度一定时,向心力与半径r的关系.演示3:质量m和半径r一定时,向心力与角速度的关系.给出进而得在 .(五)讨论向心力与半径的关系:向心力究竟与半径成正比还是反比?提醒学生注意数学中的正比例函数中的k应为常数.因此,若m、为常数据知与r成正比;若m、v为常数,据可知与r成反比,若无特殊条件,不能说向心力与半径r成正比还是成反比.二、向心加速度:(一)根据牛顿第二定律得:(二)讨论匀速圆周运动中各个物理量是否为恒量:v T f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,使小物体做圆周运动(如图).依次改变转动的角速度、半径和小物体的质量.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.向心力教学反思本节课的重点是理解向心力,在前面学生已经学习过向心加速度的方向和表达式,本节课只讲匀速圆周运动的向心力,根据向心加速度的定义和牛顿第二定律可以很轻松的得出向心力的概念:做匀速圆周运动的物理所受的合力一定指向圆心,这个指向圆心的合力称为匀速圆周运动的向心力;对于向心力的表达式可以直接由牛顿第二定律得出。
物理高中必修2向心力教案
物理高中必修2向心力教案教学内容:向心力教学目标:1. 理解向心力的概念和作用2. 掌握向心力的计算方法3. 能够应用向心力解决相关问题教学重点:向心力的概念和计算方法教学难点:向心力的应用解决问题教学准备:1. PowerPoint课件2. 实物模型或视频演示向心力的作用3. 向心力的相关实例和练习题教学步骤:一、导入(5分钟)教师通过展示实物模型或视频演示向心力的作用,引起学生对向心力的兴趣和好奇心,激发学生学习的积极性。
二、概念讲解(10分钟)教师通过PowerPoint课件介绍向心力的概念和作用,解释向心力和离心力的区别,让学生理解向心力是一种向中心的力。
三、计算方法(15分钟)教师通过示例讲解向心力的计算方法,包括向心力的大小计算公式以及向心力与物体的质量、速度、半径等因素之间的关系,并让学生进行相关练习。
四、应用练习(15分钟)教师布置几道向心力的应用练习题,让学生运用所学知识解决问题,检验他们对向心力的掌握程度。
五、课堂讨论(10分钟)通过学生回答问题和讨论解题过程,加深对向心力的理解和应用能力,让学生在交流中学习彼此之间的思路和方法。
六、总结(5分钟)教师对本节课的教学内容进行总结,强调向心力的重要性和应用价值,激励学生在今后的学习和生活中继续深入探究向心力的相关知识。
教学反思:本节课围绕向心力的概念、计算方法和应用展开,通过实物模型演示、PowerPoint课件讲解和练习题训练,使学生对向心力有了初步的理解和应用能力。
但在教学过程中,还需要引导学生进一步思考和探索向心力的深层次问题,激发他们的创新意识和思维能力。
在后续教学中,可以结合实际生活和科技应用,开展更多的实践活动和案例分析,帮助学生更好地理解和应用向心力的知识。
2024-2025学年新教材高中物理第六章2向心力教案新人教版必修2
3.向心力与线速度的关系:向心力与物体的线速度平方成正比,与半径成反比。即F = mv²/r,其中F表示向心力,m表示物体的质量,v表示线速度,r表示半径。
4.向心力与角速度的关系:向心力与物体的角速度平方成正比,与半径成反比。即F = mrω²,其中F表示向心力,m表示物体的质量,r表示半径,ω表示角速度。
(5)向心力与外力的区别:学生难以理解向心力与外力的区别,需要通过对比和分析来引导学生正确理解向心力。
教学方法与手段
教学方法:
1.讲授法:通过教师的讲解,向学生传授向心力的概念、公式及其应用,引导学生理解向心力与线速度、角速度、周期和频率之间的关系。
2.讨论法:组织学生进行小组讨论,分享对向心力的理解和思考,促进学生之间的交流与合作,培养学生的批判性思维和问题解决能力。
2.提供更多的练习和案例,让学生通过实际操作和计算,加强对向心力计算方法的应用和掌握。
3.增加更多的实际应用例子,让学生通过观察和分析,将理论知识与实际联系起来,提高学生的应用能力。
作业布置与反馈
作业布置:
1.向心力计算练习:根据给定的条件,计算物体做圆周运动时所需的向心力。
2.向心力与线速度、角速度、周期和频率的关系练习:通过例题和练习,加深对向心力与这些物理量之间关系的理解。
2.向心力的来源:向心力是由物体与圆周轨道之间的相互作用产生的。
3.向心力与线速度的关系:向心力与物体的线速度平方成正比,与半径成反比。
4.向心力与角速度的关系:向心力与物体的角速度平方成正比,与半径成反比。
5.向心力与周期和频率的关系:向心力与物体的周期或频率无关。
高中物理向心力教案(热门6篇)
高中物理向心力教案(热门6篇)高中物理向心力教案第1篇目录TOC o “1-3“ u 教学内容 PAGEREF _Toc393782737 h 1一、教学任务分析 PAGEREF _Toc393782738 h 1教材分析 PAGEREF _Toc393782739 h 1三维教学目标 PAGEREF _Toc393782740 h 1教学重点、难点 PAGEREF _Toc393782741 h 2二、学情分析 PAGEREF _Toc393782742 h 2三、教法学法 PAGEREF _Toc393782743 h 2教学方法 PAGEREF _Toc393782744 h 2学习方法 PAGEREF _Toc393782745 h 2四、教学过程 PAGEREF _Toc393782746 h 3新课引入 PAGEREF _Toc393782747 h 3新课讲授 PAGEREF _Toc393782748 h 3巩固练习 PAGEREF _Toc393782749 h 5课堂小结 PAGEREF _Toc393782750 h 5拓展提高 PAGEREF _Toc393782751 h 5课后思考 PAGEREF _Toc393782752 h 6板书设计 PAGEREF _Toc393782753 h 6五、教学特色 PAGEREF _Toc393782754 h 6《向心力》教学设计教学内容【课题】向心力【教材选择】普通高中课程标准(人教版)必修2 第五章第六节【课时安排】一课时【教学对象】高一学生一、教学任务分析教材分析《向心力》一节第五章曲线运动的重点、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。
高一物理必修2教案 [高一物理必修二教案向心力]
物理必修二教案向心力【学情分析】
的自主性,引导学生主动发现问题,分析问题,解决问题,主动建构良好
通过前几节内容的学习,学生已经知道了曲线运动的条件,学习了处
的认知结构,培养创新精神。
理曲线运动的重要方法──运动的合成和分解,还利用运动的合成与分解
物理必修二教案向心力 【教材分析】
知识研究了平抛运动。接着引入角速度、线速度、周期、转速等物理量描
(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
物理必修二教案向心力【教学目标】
能力。
1.知识与技能
(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
(1)知道什么是向心力,理解它是一种效果力。
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。
(2)理解向心力公式的确切含义,并能用来进行简单的计算。
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
向心力是高中物理的一个重点内容,同时也是一个难点内容,在对物
观点分析、解决问题。
体进行受力分析时,往往不清楚运动过程中什么力提供向心力,这说明学
3.情感态度与价值观
生对向心力的认识和理解不够深刻、全面。为了突破难点,教师在教学中
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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
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匀速圆周运动。
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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
学生:思考并回答:方向指向圆周运动的圆心。
高中物理教案:向心力
高中物理教案:向心力一、教学目标1. 让学生理解向心力的概念,知道向心力是物体在做圆周运动时由外界提供的指向圆心的力。
2. 掌握向心力的计算公式,了解向心力与线速度、半径、角速度之间的关系。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 向心力的定义2. 向心力的计算公式3. 向心力与线速度、半径、角速度的关系4. 向心力在实际中的应用三、教学重点与难点1. 重点:向心力的概念、计算公式及应用。
2. 难点:向心力与线速度、半径、角速度之间的关系的理解。
四、教学方法1. 采用讲授法,讲解向心力的定义、计算公式及应用。
2. 利用多媒体展示实例,帮助学生理解向心力在实际中的应用。
3. 进行课堂讨论,引导学生思考向心力与线速度、半径、角速度之间的关系。
五、教学过程1. 导入:通过一个自行车绕圆形赛道行驶的实例,引导学生思考做圆周运动时需要什么力。
2. 讲解向心力的定义,解释向心力是由外界提供的指向圆心的力。
3. 推导向心力的计算公式,讲解公式中各物理量的含义。
4. 分析向心力与线速度、半径、角速度之间的关系,引导学生通过公式进行推导。
5. 利用多媒体展示实例,让学生了解向心力在实际中的应用。
6. 进行课堂讨论,让学生通过实际例子来说明向心力与线速度、半径、角速度之间的关系。
六、教学评估1. 课后作业:要求学生运用向心力公式解决实际问题,如计算自行车在圆形赛道上的向心力,分析影响向心力的因素。
2. 课堂提问:检查学生对向心力概念、计算公式及应用的理解。
3. 小组讨论:评估学生在课堂讨论中的表现,了解他们对于向心力与线速度、半径、角速度之间关系的理解。
七、教学拓展1. 探讨向心力在实际中的应用,如汽车转弯、卫星绕地球运行等。
2. 介绍向心力在现代科技领域的应用,如粒子加速器、轨道力学等。
八、教学反思1. 反思本节课的教学效果,检查是否达到教学目标。
2. 分析学生的学习情况,针对性地调整教学方法及教学内容。
人教版高中物理必修二《向心力》教学设计
人教版高中物理必修二《向心力》教学设计人教版高中物理必修二《向心力》教学设计一、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。
2、会分析向心力的3、掌握向心力的表达式,计算简单情景中的向心力。
4、从牛顿第二定律角度理解向心力表达式5、初步了解用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的原理。
会测量、分析实验数据,获得实验结论。
6、知道在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。
(二)过程与方法1、利用身边的事例分析匀速圆周运动所需的向心力,物理知识于生活而又服务于生活。
2、在验证向心力表达式的过程中,体会控制变量法在解决问题中的使用。
3、进一步体会力是产生加速度的原因,并通过牛顿第二定律理解匀速圆周运动、变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点。
4、让学生阅读课本并演示实验,体现教师只是引导者,学生是课堂主人的理念。
(三)情感态度与价值观1、培养学生动手、探究的习惯,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。
2、通过实验,激发学生学习物理的兴趣。
二、教学重点理解向心力的概念和分析向心力的,能进行计算。
三、教学难点:向心力的分析。
四、教学课时:1课时五、教学准备:向心力演示仪、圆锥摆、小球、细绳六、学情分析:通过前几节课的学习,学生已知道了物体做曲线运动的条件,知道描述匀速圆周运动快慢的物理量,已知道向心加速度的方向指向圆心,它描述物体速度方向变化的快慢。
上学期已对牛顿第二定律深入的学习,因此学生很容易理解向心力的概念,这种认识层层递进,但由于学生往往认为向心力是一种新的力,因此学习向心力是一种效果力将是学生学习的一个难点。
七、教材分析:这节课是本的重点内容,学好这部分内容,后一的天体运动和高二阶段的带电粒子在匀强磁场中的运动的难度就会降低。
本节内容通过实例让学生从运动和力的角度进行分析,得出向心力的概念,接着又从牛顿第二定律,推导出向心力的数学表达式,为了进一步理解向心力公式,用实验圆锥摆粗略验证向心力的表达式,使学生感受理论与实践是相结合的,理论知识自于实践,可以用实验去证明,最后由特殊到一般地哲学思想,让学生轻松学习变速圆周运动和一般曲线运动的处理方法。
教学:高一下期物理必修2教案6.7 向心力
高中物理课堂教学教案年月日课题§6.7 向心力课型新授课(2课时)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.2.知道向心力大小与哪些因素有关,并能用来进行计算.3.知道在变速圆周运动中,可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度.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.教学重点、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、讨论、练习教学手段教具准备多媒体课件、圆锥摆等实验设备生:实验的过程中,多项测量都是粗略的,存在较大的误差,用两个方法得到的力并不严格相等.生:通过实验我们还体会到.向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样具有某种性质的力来命名的.它是效果力,是按力的效果命名的.在圆锥摆实验中,向心力是小球重力和细线拉力的合力,还可以理解为是细线拉力在水平面内的一个分力.生:数圈数测时间时,要从零开始数起.生:我有一个改进的实验,不知是否可行,其装置如图6.7—1所示,让小球在刚好要离开锥面的情况下做匀速圆周运动,我认为利用该装置可以使测量值减少误差.师:同学们能积极思维,勇于发表自己的见解,这很好.至于该方案效果如何,老师没有做过,这里也不敢妄下结论,还请同学们课后进一步进行比较性的研究,老师期待着你们的实验结论.点评:新课程理念强调,老师不一定要能回答学生提出的所有问题,但老师要起到一个引导者、一个领路人的作用.说明以下几个圆周运动的实例中向心力是由哪些力提供的.(师生互动)1.绳的一端拴一小球,手执另一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动.2.火星绕太阳运转的向心力是什么力提供的?3.在圆盘上放一个小物块,使小物块随圆盘一起做匀速圆周运动,分析小物块受几个力,向心力由谁提供.参考答案1.解析:小球受重力、支持力、绳的拉力而做匀速圆周运动.由于竖直方向小球不运动,故重力、支持力合力为零,那么水平方向上的匀速圆周运动由水平面上的绳的拉力来提供.2.解析:火星和太阳间的万有引力提供火星运转的向心力.3.解析:小物块受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力提供向心力.点评:通过实例分析,达到巩固所学知识的目的.师:请同学们两人一组,完成课本第54页“做一做”栏目中的实验,自己感受向心力的大小.学生按照“做一做”栏目中的实验介绍,独立操作,在实验中去体验.点评:通过实验,增强学生的感性认识,同时激发学生学习物理学的兴趣.三、变速圆周运动和一般曲线运动师:在刚才“做一做”的实验中,我们可以通过抡绳子来调节沙袋速度的大小,这就给我们带来一个疑问:难道向心力能改变速度的大小吗?为什么?生:不能.因为我刚才做实验时发现,当我的手保持不动时,沙袋的速度并不能改变,只有当我的手在动时,沙袋的速度才能改变,所以不能.但具体细节我还没有搞清.生:刚才XXX同学的发现我也体会到了,我认为手不动时,绳子的拉力和沙袋运动的速度方向垂直,故沙袋的速度不变.而当手动时,绳子的拉力和沙袋运动的速度方向不垂直,此时可以把拉力分解为沿速度方向和垂直于速度方向的两个分力,其垂直于速度方向的分力提供沙袋所需的向心力,并不改变沙袋的速度大小;而沿速度方向的分力产生的加速度使沙袋的速度发生了改变.师:刚才同学们交流、讨论得很好,实际上这些现象,我们都可以通过运用牛顿第二定律来解决,希望同学们课后能进一步地认真总结,细细体会。
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师:请同学们交流各自的阅读心得并进行相互间的讨论.
生:用手枪一个被绳子系着的物体,使它做圆周运动,是因为绳子的力在拉着它.一旦绳子断了,小球就会飞出去.
生:月球之所以绕地球做圆周运动,是地球对月球的引力在“拉”着它.
师:同学们有没有发现过,做圆周运动的物体由于突然不受力了,结果物体沿直线飞出去的现象?
点评:让学生亲历实验验证的过程.体验成功的乐趣.培养动手能力和团结协作的团队精神.
教师听取学生汇报验证的结果,引导学生对实验的可靠性作出评估.
[交流与讨论]
生:实验的过程中,多项测量都是粗略的,存在较大的误差,用两个方法得到的力并不严格相等.
生:通过实验我们还体会到.向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样具有某种性质的力来命名的.它是效果力,是按力的效果命名的.在圆锥摆实验中,向心力是小球重力和细线拉力的合力,还可以理解为是细线拉力在水平面内的一个分力.
生:我自己做过这个实验:用手抡一个被绳子系着的物体,使它做圆周运动,一旦绳子断了,小球就会飞出去.
生:本章第一节中,砂轮上的砂粒被刀具碰掉后,沿切线方向飞出去的现象.
师:刚才同学们说得很好,圆周运动是变速运动,有加速度,故做圆周运动的物体一定受到力的作用.而我们知道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的作用.这个合力叫做向心力.下面请同学们把刚才由牛顿第二定律推出的向心力的表达式展示出来.
C.若半径越大,则周期一定越大
D.若向心加速度越大,则周期一定越大
5.线的一端系一个重物,手执线的另一端使重物在光滑水平面上做匀速圆周运动,当转速相同时.线长易断,还是线短易断?为什么?如果重物运动时系线被桌上的一个钉子挡住,随后重物以不变的速率在系线的牵引下绕钉子做圆周运动,系线碰钉子时钉子离重物越远线易断?还是离重物越近线易断?为什么?
点评:新课程理念强调,老师不一定要能回答学生提出的所有问题,但老师要起到一个引导者、一个领路人的作用.
[课堂训练]
说明以下几个圆周运动的实例中向心力是由哪些力提供的.(师生互动)
1.绳的一端拴一小球,手执另一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动.
2.火星绕太阳运转的向心力是什么力提供的?
3.在圆盘上放一个小物块,使小物块随圆盘一起做匀速圆周运动,分析小物块受几个力,向心力由谁提供.
2.简述实验原理(怎样达到验证的目的).
3.实验过程中要注意什么?如何保证小球在水平面内做稳定的圆周运动,测量哪些物理量(记录哪些数据)?
4.实验过程中产生误差的原因主要有哪些?
学生认真阅读教材,思考问题,找学生代表发言.教师听取学生的见解,点评、总结.
教师巡视并指导学生完成实验,及时发现并记录学生实验过程中存在的问题.
高中物理课堂教学教案年月日
课题
§6.7向心力
课型
新授课(2课时)
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.
2.知道向心力大小与哪些因素有关,并能用来进行计算.
3.知道在变速圆周运动中,可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度.
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.
说明:根据向心力公式,解题的关键是分析做匀速田用运动物体的受力情况;明确哪些力提供了它需要的向心力.
3.如图6.7—4所示,在质量为M的电动机上,装有质量为m的偏心轮,飞轮转动的角速度为ω,当飞轮重心在转轴正上方时,电动机对地面的压力刚好为零.则飞轮重心离转轴的距离多大?在转动过程中,电动机对地面的最大压力多大?
6.3:5
学生活动
作业
[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.通过实例进一步感受做圆周运动的物体必须受到力的作用.
2.向心力的概念
3.向心力的表达式
二、向心力的实验验证
1.圆锥摆的实验.
2.向心力公式的实验讨论(“做一做”).
三、变速圆周运动和一般曲线运动的研究
6.如图6.7-6所示,线段OA=2AB.A、B两球质量相等.当它们绕O点在光滑的水平桌面上以相同的角速度转动时,两线段的拉力之比为多少?
参考答案
1.B 2.10m/s220 N 3.4.36×1020N 4.B
5.线长易断,因为转速相同时,由向心力公式知,半径越大,所需向心力越大.越近易断,因为线速度相同时,由向心力公式知,半径越小,所需向心力大.
[新课教学]
一、向心力
[自主阅读]
师:请同学们阅读教材“向心力”部分,思考并回答以下问题,
1.举出几个物体做圆周运动的实例,说明这些物体为什么不沿直线飞去.
2.用牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式.
学生认真阅读教材,列举并分析实例,体会向心力的作用效果,并根据牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式.
教学后记
生:数圈数测时间时,要从零开始数起.
生:我有一个改进的实验,不知是否可行,其装置如图6.7—1所示,让小球在刚好要离开锥面的情况下做匀速圆周运动,我认为利用该装置可以使测量值减少误差.
师:同学们能积极思维,勇于发表自己的见解,这很好.至于该方案效果如何,老师没有做过,这里也不敢妄下结论,还请同学们课后进一步进行比较性的研究,老师期待着你们的实验结论.
[课堂分组实验]
师:请同学们两人一组,完成课本第54页“做一做”栏目中的实验,自己感受向心力的大小.
学生按照“做一做”栏目中的实验介绍,独立操作,在实验中去体验.
点评:通过实验,增强学生的感性认识,同时激发学生学习物理学的兴趣.
三、变速圆周运动和一般曲线运动
师:在刚才“做一做”的实验中,我们可以通过抡绳子来调节沙袋速度的大小,这就给我们带来一个疑问:难道向心力能改变速度的大小吗?为什么?
点评:对学生注重物理学方法的教育.
[课堂训练]
1.如图6.7—2所示,在光滑的水平面上钉两个钉子A和B,相距20cm用一根长1 m的细绳,一端系一个质量为0.5 kg的小球,另一端固定在钉子A上.开始时球与钉子A、B在一条直线上,然后使小球以2 m/s的速率开始在水平面内做匀速圆周运动.若绳子能承受的最大拉力为4 N,那么从开始到绳断所经历的时间是多少?
A.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向背离圆盘中心
B.木块受到圆盘对它的摩擦力.方向指向圆盘中心
C.因为木块与圆盘一起做匀速转动,所以它们之间没有摩擦力
D.因为摩擦力总是阻碍物体运动的,所以木块受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块运动方向相反
2.一个2.0kg的物体在半径是1.6 m的圆周上以4 m/s的速率运动,向心加速度为多大?所需向心力为多大?
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.
教学重点、难点
教学重点
1.体会牛顿第二定律在向心力上的应用.
投影学生推出的向心力表达式:FN=mv2/r , FN=mrω2
点评:学生的思维在于老师的激发,学习的积极性在于老师的调动.通过让学生发表见解,提出疑问,培养学生的语言表达能力和分析问题的能力.
二、实验:用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
[实验与探究]
师:请同学们阅读教材“实验”部分,思考下面的问题:
1.实验器材有哪些?
参考答案
1.解析:小球受重力、支持力、绳的拉力而做匀速圆周运动.由于竖直方向小球不运动,故重力、支持力合力为零,那么水平方向上的匀速圆周运动由水平面上的绳的拉力来提供.
2.解析:火星和太阳间的万有引力提供火星运转的向心力.
3.解析:小物块受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力提供向心力.
点评:通过实例分析,达到巩固所学知识的目的.
[小结]
师:请同学们概括总结本节课的内容.
投影展示出几个学生的课堂小结,同时引导同学们分析,讨论,并与各自的小结进行对比,看看谁总结得好,并把自己的体会写下来.
点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力.教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架.
[课外训练]
1.如图6.7—5所示,一圆盘可以绕一个通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放置一木块,当圆盘匀速转动时,木块随圆盘一起运动,那么…( )
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、讨论、练习
教学手段
教具准备
多媒体课件、圆锥摆等实验设备
教学活动
[新课导入]
师:前面两节课,我们学习、研究了圆周运动的运动学特征,知道了如何描述圆周运动.这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征——向心力.
3.太阳的质量是1.98X1030kg,它离开银河系中心大约3万光年(1光年:9.46X1012km),它以250km/s的速率绕着银河系中心转动.计算太阳绕银河系中心转动的向心力.
4.关于匀速圆周运动的周期大小,下列判断正确的是…………………( )
A.若线速度越大,则周期一定越小
B.若角速度越大,则周期一定越小
生:不能.因为我刚才做实验时发现,当我的手保持不动时,沙袋的速度并不能改变,只有当我的手在动时,沙袋的速度才能改变,所以不能.但具体细节我还没有搞清.
生:刚才XXX同学的发现我也体会到了,我认为手不动时,绳子的拉力和沙袋运动的速度方向垂直,故沙袋的速度不变.而当手动时,绳子的拉力和沙袋运动的速度方向不垂直,此时可以把拉力分解为沿速度方向和垂直于速度方向的两个分力,其垂直于速度方向的分力提供沙袋所需的向心力,并不改变沙袋的速度大小;而沿速度方向的分力产生的加速度使沙袋的速度发生了改变.