高中物理必修二第5章曲線運(yùn)動(dòng)《向心力》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、向心力教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能：理解向心力的概念；理解向心力的概念、公式及勻速圓周運(yùn)動(dòng)中供求關(guān)系，并能用來進(jìn)行簡單的判斷計(jì)算。會(huì)分析向心力的來源，會(huì)根據(jù)向心力和牛頓第二定律分析、討論與圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)的物理現(xiàn)象；2.過程與方法：通過向心力概念的學(xué)習(xí)，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)度和價(jià)值觀：培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度；通過實(shí)驗(yàn)探究，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，體會(huì)物理規(guī)律與生活的聯(lián)系。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)1教學(xué)重點(diǎn)理解向心力的概念、公式及勻速圓周運(yùn)動(dòng)中供求關(guān)系，并能用來進(jìn)行簡單的判斷計(jì)算。會(huì)分析向心力的來源。2教學(xué)難點(diǎn)理解向心力是一個(gè)效果力

2、，會(huì)分析向心力的來源，理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)中供求關(guān)系，理解在變速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力為合力沿半徑方向的分力。三、教學(xué)過程（一）復(fù)習(xí)回顧：知識(shí)回顧： 勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度是如何定義的？其方向、物理意義、表達(dá)式是什么？1.定義： 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體具有的總是指向圓心的加速度叫做向心加速度。2.向心加速度的方向：指向圓心，時(shí)刻變化。物理意義：描述物體速度方向變化快慢的物理量3.向心加速度大?。簡栴}：an 哪來的？即an 是如何產(chǎn)生的？（二）情景引入：展示學(xué)習(xí)目標(biāo),出示人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的圖片問題1：請同學(xué)們觀看動(dòng)畫，回答：（1）、地球繞太陽近似做什么運(yùn)動(dòng)？（2）、為什么地球繞太陽做這種運(yùn)動(dòng)，地球?yàn)槭?/p>

3、么沒有飛出去？問題2：輕繩栓一小球,在光滑水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受力分析且求出合力。學(xué)生回答：FN與G平衡，合力為F，F(xiàn)即提供圓周運(yùn)動(dòng)的力。2認(rèn)識(shí)向心力請同學(xué)們在總結(jié)歸納上面問題的基礎(chǔ)上，給出向心力的定義、方向、大小、特點(diǎn)及作用效果。（1）定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到指向圓心方向的合力（用Fn表示）（2）方向：始終指向圓心（方向時(shí)刻發(fā)生變化是一變力）（3）作用效果：產(chǎn)生向心加速度向心力和速度方向垂直只改變線速度的方向不改變線速度的大?。?）向心力的來源？實(shí)例分析：1、向心力的來源：可以是重力、彈力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個(gè)力的合力，還可以是某個(gè)力的分力。2、向心力的大小

4、不變，方向沿半徑指向圓心，方向時(shí)刻變化，是一變力。問題：向心力的大小如何計(jì)算？活動(dòng)：做一做（感知向心力）問題：現(xiàn)在請同學(xué)們拿起準(zhǔn)備好的一端系著小球的繩子，讓它在光滑的桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（注意安全），說出你感覺到了什么？牽繩的手有什么感覺？改變小球勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度，角速度，半徑，質(zhì)量，手的感覺有什么變化？猜想：向心力大小可能與質(zhì)量、半徑、角速度等有關(guān)（三）向心力公式的理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證向心力公式：根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合我們上一節(jié)求得的向心加速度的大小，則推導(dǎo)出向心力的大?。哼^渡語：對于這個(gè)式子是否正確？光有理論是沒有說服力的，需要實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)探究：用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

5、：用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式。實(shí)驗(yàn)原理：構(gòu)造一個(gè)圓錐擺，向心力是小球所受的重力與繩拉力的合力計(jì)算提供的，找出和向心力大小有關(guān)的因素，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論驗(yàn)證向心力的公式。實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(tái)、小鋼球、細(xì)線、力矩盤、刻度尺、天平、秒表。實(shí)驗(yàn)過程：1、組裝儀器，用天平測出小球質(zhì)量m。用細(xì)線拴住鋼球，細(xì)線上端固定在鐵架臺(tái)上，下面放上帶有同心圓的力矩盤，使鋼球靜止時(shí)正好位于圓心。2、用手帶動(dòng)鋼球，設(shè)法使它沿紙上的某個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)，隨即手與鋼球分離。3、用秒表記錄鋼球運(yùn)動(dòng)若干圈的時(shí)間t，再通過力矩盤上的圓測出鋼球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r，這樣就能計(jì)算鋼球的角速度（或線速度）。4、測出鋼球到懸點(diǎn)的豎直高度h。

6、 5、記錄數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)記錄并分析：次數(shù)質(zhì)量m （g）半徑r（cm）高度h（cm）圈數(shù) n時(shí)間t（s）角速度（N）123456實(shí)驗(yàn)結(jié)論：向心力的大小與物體質(zhì)量m、圓周半徑r和角速度都有關(guān)系，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了向心力表達(dá)式由此，我們的理論分析得到了驗(yàn)證是正確的。例：如圖所示，長0.40m的細(xì)繩，一端拴一質(zhì)量為2kg的小球，在光滑水平面上繞繩的另一端做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若運(yùn)動(dòng)的角速度為5.0rad/s，求繩對小球需施多大拉力？答：繩對小球需施20N的拉力（四）變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)觀看鏈球視頻觀察問題1：投擲過程中為什么鏈球速度越來越大？變速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小是怎么改變的？Ft 切向分力，它產(chǎn)

7、生切向加速度，改變速度的大小。Fn向心分力，它產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向。 變速圓周運(yùn)動(dòng)的合外力不指向圓心問題2：對于本章我們研究的對象是曲線運(yùn)動(dòng)，而到目前為止我們已經(jīng)研究了兩種特殊的曲線運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)，那對于一般的曲線運(yùn)動(dòng)，我們怎么去研究呢？把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作一小段圓弧，這時(shí)可以把質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過曲線上某位置的運(yùn)動(dòng)看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)來處理。（五）課堂練習(xí) 市編學(xué)案23頁1-5題（六）課堂小結(jié)1.向心力：(1)定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的沿半徑指向圓心的力，這個(gè)力叫向心力。(2)方向：總是指向圓心，與速度方向垂直。(3)效果：只改變速度方向，不改變速度大小。(4)來源：物體所受的合外力。(5)大?。?.變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)向心力是合力沿半徑指向圓心方向的分力。（七）課后作業(yè) 作業(yè)：完