新人教版高中物理必修二《向心力》精品教案

1、新人教版高中物理必修二向心力精品教案課 題5.7 向心力課堂教學(xué)案課 型新授課學(xué) 習(xí) 目 標知識與技能 1理解向心力的概念及其表達式的確切含義 2知道向心力大小與哪些因素有關(guān)，并能用來進行計算 3知道在變速圓周運動中，可用上述公式求質(zhì)點在某一點的向心力和向心加速度過程與方法 1通過用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式的實驗來了解向心力的大小與哪些因素有關(guān)，并具體“做一做”來理解公式的含義 2進一步體會力是產(chǎn)生加速度的原因，并通過牛頓第二定律來理解勻速圓周運動、變速圓周運動及一般曲線運動的各自特點情感、態(tài)度與價值觀 1在實驗中，培養(yǎng)學(xué)生動手的習(xí)慣并提高分析問題、解決問題的能力 2感受成功的快樂體會實驗

2、的意義，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣重難點重點 1體會牛頓第二定律在向心力上的應(yīng)用 2明確向心力的意義、作用、公式及其變形難點1圓錐擺實驗及有關(guān)物理量的測量 2如何運用向心力、向心加速度的知識解釋有關(guān)現(xiàn)象知識主干新課導(dǎo)入新課教學(xué) 一、向心力1通過實例進一步感受做圓周運動的物體必須受到力的作用2概念3表達式二、實驗：用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式1圓錐擺的實驗2向心力公式的實驗討論(“做一做”)三、變速圓周運動和一般曲線運動的研究 學(xué) 生 活 動 聽講 1.1：請同學(xué)們閱讀教材“向心力”部分，思考并回答以下問題， （1）舉出幾個物體做圓周運動的實例，說明這些物體為什么不沿直線飛去 （2）用牛頓第二定律推導(dǎo)

3、出勻速圓周運動的向心力表達式 要求：學(xué)生認真閱讀教材，列舉并分析實例，體會向心力的作用效果，并根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出勻速圓周運動的向心力表達式 1.2請同學(xué)們交流各自的閱讀心得并進行相互間的討論并記錄討論結(jié)果。 圓周運動是變速運動，有加速度，故做圓周運動的物體一定受到力的作用而做勻速圓周運動的物體具有向心加速度，根據(jù)牛頓第二定律，這個加速度一定是由于它受到了指向圓心的合力的作用這個合力叫做向心力下面請推導(dǎo)向心力的表達式 2.1實驗與探究 請同學(xué)們閱讀教材“實驗”部分，思考下面的問題： 1）實驗器材有哪些? 2）簡述實驗原理(怎樣達到驗證的目的) 3）實驗過程中要注意什么?如何保證小球在水平面內(nèi)

4、做穩(wěn)定的圓周運動，測量哪些物理量(記錄哪些數(shù)據(jù))? 4）實驗過程中產(chǎn)生誤差的原因主要有哪些? 2.2學(xué)生交流與討論結(jié)果提示：實驗的過程中，多項測量都是粗略的，存在較大的誤差，用兩個方法得到的力并不嚴格相等通過實驗我們還體會到向心力并不是像重力、彈力、摩擦力那樣具有某種性質(zhì)的力來命名的它是效果力，是按力的效果命名的在圓錐擺實驗中，向心力是小球重力和細線拉力的合力，還可以理解為是細線拉力在水平面內(nèi)的一個分力 2.3訓(xùn)練說明以下幾個圓周運動的實例中向心力是由哪些力提供的(師生互動) 1繩的一端拴一小球，手執(zhí)另一端使小球在光滑水平面上做勻速圓周運動 2火星繞太陽運轉(zhuǎn)的向心力是什么力提供的? 3在圓盤上

5、放一個小物塊，使小物塊隨圓盤一起做勻速圓周運動，分析小物塊受幾個力，向心力由誰提供 三、變速圓周運動和一般曲線運動 3.1思考：在剛才“做一做”的實驗中，我們可以通過掄繩子來調(diào)節(jié)沙袋速度的大小，這就給我們帶來一個疑問：難道向心力能改變速度的大小嗎?為什么? 提示：手不動時，繩子的拉力和沙袋運動的速度方向垂直，故沙袋的速度不變而當(dāng)手動時，繩子的拉力和沙袋運動的速度方向不垂直，此時可以把拉力分解為沿速度方向和垂直于速度方向的兩個分力，其垂直于速度方向的分力提供沙袋所需的向心力，并不改變沙袋的速度大?。欢厮俣确较虻姆至Ξa(chǎn)生的加速度使沙袋的速度發(fā)生了改變 3.2思考并討論：對于做一般曲線運動的物體，

6、我們可以用怎樣的分析方法進行簡化處理?請同學(xué)們閱讀教材并結(jié)合課本圖6.74的提示發(fā)表自己的見解同時再與剛才研究的變速圓周運動去進行對比并注意以后解題時靈活應(yīng)用。 課堂訓(xùn)練1如圖672所示，在光滑的水平面上釘兩個釘子a和b，相距20cm用一根長1 m的細繩，一端系一個質(zhì)量為0.5 kg的小球，另一端固定在釘子a上開始時球與釘子a、b在一條直線上，然后使小球以2 ms的速率開始在水平面內(nèi)做勻速圓周運動若繩子能承受的最大拉力為4 n，那么從開始到繩斷所經(jīng)歷的時間是多少?說明：需注意繩磋釘子的瞬間，繩的拉力和速度方向仍然垂直，球的速度大小不變，而繩的拉力隨半徑的突然減小而突然增大2如圖6.73所示，水

7、平轉(zhuǎn)盤的中心有個豎直小圓筒，質(zhì)量為m的物體a放在轉(zhuǎn)盤上，a到豎直筒中心的距離為r，物體a通過輕繩、無摩擦的滑輪與物體月相連，月與a質(zhì)量相同物體a與轉(zhuǎn)盤問的最大靜摩擦力是正壓力的倍，則轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度在什么范圍內(nèi)，物體a才能隨盤轉(zhuǎn)動?說明：根據(jù)向心力公式，解題的關(guān)鍵是分析做勻速田用運動物體的受力情況；明確哪些力提供了它需要的向心力3如圖6.74所示，在質(zhì)量為m的電動機上，裝有質(zhì)量為m的偏心輪，飛輪轉(zhuǎn)動的角速度為，當(dāng)飛輪重心在轉(zhuǎn)軸正上方時，電動機對地面的壓力剛好為零則飛輪重心離轉(zhuǎn)軸的距離多大?在轉(zhuǎn)動過程中，電動機對地面的最大壓力多大?小結(jié)請同學(xué)們概括總結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容課外訓(xùn)練1如圖6.75所示，一圓

8、盤可以繞一個通過圓盤中心且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上放置一木塊，當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動時，木塊隨圓盤一起運動，那么( ) a.木塊受到圓盤對它的摩擦力，方向背離圓盤中心 b.木塊受到圓盤對它的摩擦力方向指向圓盤中心 c.因為木塊與圓盤一起做勻速轉(zhuǎn)動，所以它們之間沒有摩擦力d.因為摩擦力總是阻礙物體運動的，所以木塊受到圓盤對它的摩擦力的方向與木塊運動方向相反2一個2.0kg的物體在半徑是1.6 m的圓周上以4 ms的速率運動，向心加速度為多大?所需向心力為多大?3太陽的質(zhì)量是198x1030kg，它離開銀河系中心大約3萬光年(1光年：946x1012km)，它以250kms的速率繞著銀河系中心轉(zhuǎn)動計算太陽繞銀河系中心轉(zhuǎn)動的向心力4關(guān)于勻速圓周運動的周期大小，下列判斷正確的是( ) a若線速度越大，則周期一定越小 b若角速度越大，則周期一定越小 c若半徑越大，則周期一定越大 d若向心加速度越大，則周期一定越大5線的一端系一個重物，手執(zhí)線的另一端使重物在光滑水平面上做勻速圓周運動，當(dāng)轉(zhuǎn)速相同時線長易斷，還是線短易斷?為什么?如果重物運動時系線被桌上的一個釘子擋住，隨后重物以不變的