高中物理 4.2向心力與向心加速度教案 魯科版必修2

1、向心力與向心加速度一、課程標(biāo)準(zhǔn)1. 知道向心力及其方向，理解向心力的作用。2. 通過實(shí)驗(yàn)理解向心力的與哪些因素有關(guān)，掌握向心力的公式及其變形。3. 知道向心加速度，掌握向心加速度的公式及其變形。4. 能用牛頓第二定律知識(shí)分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。二、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能（1）經(jīng)歷向心力的實(shí)驗(yàn)探究過程，體驗(yàn)什么力是向心力及向心力與哪些因素有關(guān)，知道向心力的兩種表達(dá)式和其物理意義，（2）理解向心加速度的兩種表達(dá)式和其物理意義，會(huì)判斷向心加速度在什么情況下與半徑成正比，什么情況下與半徑成反比。（3）會(huì)根據(jù)向心力和牛頓第二定律的知識(shí)分析和討論與圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)的物理現(xiàn)象。2.過程與方法（1）通過向心力和

2、向心力加速度概念的學(xué)習(xí)，知道從不同角度研究問題的方法。（2）體會(huì)物理規(guī)律在探索自然規(guī)律中的作用及其運(yùn)用。3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀（1）經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，領(lǐng)略實(shí)驗(yàn)是解決物理問題的一種基本途徑，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。（2）通過探究活動(dòng)，使學(xué)生獲得成功的喜悅，提高他們學(xué)習(xí)物理的興趣和自信心。（3）通過向心力和向心加速度概念的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)研究的作用，體會(huì)物理規(guī)律與生活的聯(lián)系。三、教學(xué)建議 1.教材的處理本節(jié)用2課時(shí)來完成教學(xué)任務(wù)，第1節(jié)課進(jìn)行向心力和向心加速度的教學(xué)，第2節(jié)課進(jìn)行生活中的向心力的實(shí)例分析。向心力和向心加速度的學(xué)習(xí)，都是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)，向心加速度概念的引入和理解在過去的教

3、學(xué)中是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，但在現(xiàn)在的教材中這個(gè)難點(diǎn)被淡化了，突出了向心加速度兩個(gè)公式的物理意義的討論和理解，我認(rèn)為這樣很好，沒有必要再搞難,但是對(duì)于學(xué)有余力的學(xué)生,可以引導(dǎo)他們?nèi)ゾW(wǎng)站查閱向心加速度的幾種推導(dǎo)方法或老師給向心加速度推導(dǎo)方法的資料。而向心力概念的學(xué)習(xí)，應(yīng)及時(shí)強(qiáng)調(diào)指出，向心力是根據(jù)力的效果命名的，而不是根據(jù)力的性質(zhì)命名的，它不是重力、彈力、摩擦力等以外的特殊力，而是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受到的合外力，沿著半徑指向圓心，它的方向時(shí)刻改變。本節(jié)的難點(diǎn)是運(yùn)用向心力、向心加速度知識(shí)解釋有關(guān)現(xiàn)象，解釋有關(guān)問題。教材一開始就以“觀察與思考”的方式，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)例：細(xì)線系著的小球在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

4、目的是讓學(xué)生體驗(yàn)繩對(duì)手的拉力在不同情況下的感覺，從而引入向心力概念。這樣的引入不錯(cuò)，各個(gè)學(xué)校也都能做到?！皩?shí)驗(yàn)與探究”這個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)很好，只是老師要提前讓學(xué)生們準(zhǔn)備大小不同的小物體、細(xì)繩，用生活物品做實(shí)驗(yàn)可以拉近科學(xué)與學(xué)生的距離。第一個(gè)“討論與交流”中的問題設(shè)計(jì)可以讓學(xué)生們通過思考和討論進(jìn)一步理解向心加速度兩個(gè)公式的物理意義；第二個(gè)“討論與交流”中的問題1我認(rèn)為放在向心力的概念后面比較好，可及時(shí)理解這個(gè)概念。“實(shí)踐與拓展”是讓學(xué)生課后做的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)在第三節(jié)講授完之后再講解，效果會(huì)更好。講解本節(jié)教材，要積極體現(xiàn)新課程“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的改革理念。2.演示實(shí)驗(yàn)可以在本節(jié)第1節(jié)課教學(xué)完向心力、

5、向心加速度知識(shí)后，用向心力演示器給學(xué)生做演示實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證向心力的公式。3.探究討論方式在探究向心力大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)?zāi)┪?，提出問題：向心力大小與物體的形狀、體積有關(guān)嗎？為什么書中沒有讓我們實(shí)驗(yàn)并討論？這里讓學(xué)生充分討論，而后老師再總結(jié)。4.學(xué)習(xí)指導(dǎo)（1）地球繞太陽做（近似的）勻速圓周運(yùn)動(dòng)。地球受到什么力的作用？這個(gè)力可能沿什么方向？指導(dǎo)學(xué)生從力的概念入手，注意沒有施力物體的力是不存在的。（2）引導(dǎo)學(xué)生去網(wǎng)站查閱向心加速度的幾種推導(dǎo)方法或老師給向心加速度推導(dǎo)方法的資料,指導(dǎo)他們學(xué)習(xí)和領(lǐng)會(huì).5.學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)（1）評(píng)價(jià)的內(nèi)容：課前的預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備；課堂上的實(shí)驗(yàn)操作、問題討論和積極回答問題；課后的作業(yè)、實(shí)

6、驗(yàn)。（2）評(píng)價(jià)的形式：先讓學(xué)生自評(píng)，再以小組為單位互評(píng)，而后老師總評(píng)。6.教學(xué)資源人教版必修2的教科書、教學(xué)參考書及光盤AVSQ08四、教學(xué)設(shè)計(jì) 本節(jié)要求學(xué)生掌握向心力、向心加速度，以及她們的意義、運(yùn)用、公式及變形。教師逐個(gè)解釋名詞效果不好。1.向心力的教學(xué)利用本節(jié)教科書中圖2-2-1，給足學(xué)生時(shí)間認(rèn)真做好該實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生來回答他們的手有什么感覺？如果增大或減少轉(zhuǎn)的速度，手的感覺又如何？如果松手，將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？回答問題的形式可以先以四人小組為單位交流他們各自手的感覺，而后讓四人中的代表來回答問題，這樣引入向心力會(huì)讓學(xué)生感興趣，并加深這個(gè)概念的理解。2.向心加速度的教學(xué)直接用牛頓第二定律推導(dǎo)出

7、向心加速度的表達(dá)式，思路簡(jiǎn)捷，容易理解，但是顯得有點(diǎn)單薄。根據(jù)學(xué)生的情況可以考慮是否引入向心加速度的推導(dǎo)。 3.生活中的向心力（1）汽車轉(zhuǎn)彎利用書中內(nèi)容即可。而后討論和分析轉(zhuǎn)盤上用細(xì)線栓著的小球的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力、轉(zhuǎn)盤上木塊的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是如何提供的（看人教版必修2的光盤課件AVSQ08），摩托車賽車手轉(zhuǎn)彎時(shí)向里傾斜的向心力是如何提供的。（2）火車轉(zhuǎn)彎看一段課件（人教版必修2的光盤AVSQ08）再分析內(nèi)外軌一樣高火車此時(shí)受到的重力和支持力二力平衡，向心力由鐵軌外軌的輪緣的水平彈力產(chǎn)生。這種情況下鐵軌容易損壞，輪緣也容易損壞。外軌比內(nèi)軌高火車此時(shí)受到的重力和支持力二力的合力（指向圓心

8、），可以提供所需要的向心力，這樣可以減輕軌和輪緣的彈力?？山又懻摵头治鲆幌伦孕熊囐悎?chǎng)的軌道是如何給自行車提供向心力的。（3）蕩秋千通過最低點(diǎn)，人對(duì)底座的壓力、汽車通過拱形橋頂，對(duì)橋面是壓力、游樂園中的翻滾過山車通過最高點(diǎn)時(shí)，人不掉下來的最小速度是多大等等。這里一一要很好的討論和分析，并能寫出相關(guān)的表達(dá)式。五、達(dá)標(biāo)練習(xí) 1.甲、乙兩物體都在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以下各種情況下哪個(gè)物體的向心加速度較大？ A它們的線速度相等，乙的半徑小 B它們的周期相等，甲的半徑大C它們的角速度相等，乙的線速度小 D它們的線速度相等，在相同的時(shí)間內(nèi)甲與圓心的連線掃過的角度比乙的大答：A.甲、乙線速度相等時(shí)，利用，半徑小

9、的向心加速度大。所以乙的向心加速度大； B. 甲、乙周期相等時(shí)，利用，半徑大的向心加速度大。所以甲的向心加速度大； C. 甲、乙角速度相等時(shí)，利用，線速度大的向心加速度大。所以乙的向心加速度?。?D. 甲、乙線速度相等時(shí)，利用，角速度大的的向心加速度大。由于在相同的時(shí)間內(nèi)甲與圓心的連線掃過的角度比乙的大，所以甲的角速度大，甲的向心加速度大2.A、B兩個(gè)快艇在湖面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在相同的時(shí)間內(nèi)，它們通過的路程之比是4：3，運(yùn)動(dòng)方向改變的角度之比是3：2，它們的向心加速度之比是多少？電動(dòng)機(jī)皮帶輪A機(jī)器皮帶輪答：2：13.一部機(jī)器由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，機(jī)器上的皮帶輪的半徑是電動(dòng)機(jī)皮帶輪半徑的3倍（如圖所示），皮帶與兩輪之間不發(fā)生滑動(dòng)。已知機(jī)器皮帶輪邊緣上一點(diǎn)的向心加速度為0.10m/s2。（1）電動(dòng)機(jī)皮帶輪與機(jī)器皮帶輪的轉(zhuǎn)速比是多少？（2）機(jī)器皮帶輪上A點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的距離為輪半徑的一半，A點(diǎn)的向心加速度是多少？（3）電動(dòng)機(jī)皮帶輪邊緣上某點(diǎn)的向心加