《勻速圓周運(yùn)動的向心力和向心加速度》教案(教科版必修2)

1、2)勻速圓周運(yùn)動的向心力和向心加速度教案(教科版必修一、知識目標(biāo)：1 .理解向心力是做物體勻速圓周運(yùn)動的物體所受的合外力。2 .理解向心力大小與哪些因素有關(guān)，理解公式的含義，并能用來進(jìn)行計(jì)算。3 .理解向心加速度的概念，結(jié)合牛頓第二定律，得出向心加速度的公式。4 .知道在變速圓周運(yùn)動中，可用公式求質(zhì)點(diǎn)在圓周上某一點(diǎn)的向心力和向心加速度。 二、能力目標(biāo) ：1 .學(xué)會用運(yùn)動和力的關(guān)系分析分題2 .理解向心力和向心加速度公式的確切含義，并能用來進(jìn)行計(jì)算。三、德育目標(biāo)：通過a與r及e、v之間的關(guān)系，使學(xué)生明確任何一個(gè)結(jié)論都有其成立的條件。教學(xué)重點(diǎn)：1.理解向心力和向心加速的概念。2V22Vo 2 .知

2、道向心力大小 F = mrw =m ,向心加速的大小 a=w r=，并能用來進(jìn)行計(jì)算。 rr教學(xué)難點(diǎn)：勻速圓周運(yùn)動的向心力和向心加速度都是大小不變，方向在時(shí)刻改變。教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)法、講授法、歸納法、推理法教學(xué)步驟：一、引入新課1 .復(fù)習(xí)提問(出示思考題)(1)什么是勻速圓周運(yùn)動(2)描述勻速圓周運(yùn)動快慢的物理量有哪幾個(gè)？(3)上述物理量間有什么關(guān)系？2 .引入：由于勻速圓周運(yùn)動的速度方向時(shí)刻在變，所以勻速圓周運(yùn)動是變速曲線運(yùn)動。而力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。 所以做勻速圓周運(yùn)動的物體所受合外力有何特點(diǎn)？加速度又如何呢？本節(jié)課我 們就來共同學(xué)習(xí)這個(gè)問題。、新課教學(xué)(一)出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)：1

3、.理解什么是向心力和向心加速度2 .知道向心力和向心加速度的求解公式3 . 了解向心力的來源(二)學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程1 .向心力的概念及其方向(1)在光滑水平桌面上，做演示實(shí)驗(yàn)a : 一個(gè)小球，拴住繩的一端，繩的另一端固定于桌上，原來細(xì)繩處于松馳狀態(tài)b :用手輕擊小球，小球做勻速直線運(yùn)動c :當(dāng)繩繃直時(shí)，小球做勻速圓周運(yùn)動(2)模擬上述實(shí)驗(yàn)過程(3)引導(dǎo)學(xué)生討論、分析：a :繩繃緊前，小球?yàn)槭裁醋鰟蛩賵A周運(yùn)動？b :繩繃緊后，小球?yàn)楹巫鰟蛩賵A周運(yùn)動？小球此時(shí)受到哪些力的作用？合外力是哪個(gè)力？這個(gè)力的方向有什么特點(diǎn)？這個(gè)力起什么作用？(4)通過討論得到：a :做勻速圓周運(yùn)動的物體受到一個(gè)指向圓心的

4、合力的作用，這個(gè)力叫向心力。b :向心力指向圓心，方向不斷變化。c :向心力的作用效果只改變運(yùn)動物體的速度方向，不改變速度大小。2 .向心力的大小(1)通過課本實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)向心的大小a :拉住繩的一端，讓小球盡量做勻速圓周運(yùn)動，改變轉(zhuǎn)動的快慢、細(xì)線的長短多做幾次。b :引導(dǎo)學(xué)生猜想：向心力可能與物體的質(zhì)量、角速度、半徑有關(guān)。c :過渡：剛才同學(xué)們已猜想大向心力可能與m v、r有關(guān)，那么，我們的猜想是否正確呢？下邊我們通過實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)一下。(2)操作方法：a :用兩個(gè)質(zhì)量相同的小球，保持小球運(yùn)動的角速度相同，觀察向心力的大小與運(yùn)動半徑之間的關(guān)系。b :用兩個(gè)質(zhì)量相同的小球，保持運(yùn)動半徑相同，觀察向心力

5、與角速度之間的關(guān)系c :仍用質(zhì)量不同的鋼球和鋁球，使他們運(yùn)動的半徑r和角速度6相同t觀察得到：向心力的大 小與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，向心力也越大。(4)總結(jié)得到：向心力的大小與物體質(zhì)量m圓周半徑r和角速度co都有關(guān)系，且給出公式：F= mrco 2 (說明該公式的得到方法，空氣變量法、定量測數(shù)據(jù)) 21v_ v(5)學(xué)生據(jù)CO = 推導(dǎo)向心力的另一表達(dá)式 F = m rr3 .向心加速度(1)做圓周運(yùn)動的物體，在向心力F的作用下必然要產(chǎn)生一個(gè)加速度，據(jù)牛頓運(yùn)動定律得到：這個(gè)加速度的方向與向心力的方向相同，叫做向心加速度。2一，一，、I r ,2V(2)結(jié)合牛頓運(yùn)動定律推導(dǎo)得到a=2r r a =

6、r4 .說明的幾個(gè)問題：(1)由于a向的方向時(shí)刻在變，所以勻速圓周運(yùn)動是瞬時(shí)加速度的方向不斷改變的變加速運(yùn)動。(2)做勻速圓周運(yùn)動的物體，向心力是一個(gè)效果力，方向總指向圓心，是一個(gè)變力。(3)做勻速圓周運(yùn)動的物體受到的合外力就是向心力。三、鞏固訓(xùn)練1 .向心加速度只改變速度的方向 ，而不改變速度的大小 。2 . 一個(gè)做勻速圓周運(yùn)動的物體，當(dāng)它的轉(zhuǎn)速度為原來的2倍時(shí)，它的線速度、向心力分別變?yōu)樵瓉淼膸妆叮?( 2,4)如果線速度不變，當(dāng)角速度變?yōu)樵瓉淼?2倍時(shí)，它的軌道半徑和所受的向心力分別 為原來的幾倍(1/2,2 )3 . (1)展示思考與討論中的物理情景(2)分析木塊受幾個(gè)力的作用？各是什么性質(zhì)的力？(3)木塊所受的向心力是由什么提供的？四、小結(jié)1 .什么是向心力和向心加速度？它們的大小和方向有什么特點(diǎn)？2 .向心力的求解公式(1) (2) 3 .向心加速度的求解公式(1) ( 2) 4 .勻速圓周運(yùn)動是一種什么性質(zhì)的運(yùn)動？五、作業(yè)：本節(jié)課后課后練習(xí)三六、板書設(shè)計(jì)向