人教課標(biāo)實(shí)驗(yàn)版-必修二-第五章 曲線運(yùn)動(dòng)-6. 向心力 優(yōu)秀獎(jiǎng)

《向心力》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析本節(jié)先舉例說明物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)有向心力的作用，然后通過牛頓第二定律推導(dǎo)向心力的公式，并用圓錐擺實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證向心力的表達(dá)式，理論與實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)之美，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。教材中的“做一做”通過質(zhì)疑向心力是否只能改變速度的大小，進(jìn)一步明確合力和向心力的特點(diǎn)和關(guān)系，運(yùn)動(dòng)形式也從勻速圓周運(yùn)動(dòng)推廣到變速圓周運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而擴(kuò)展到一般曲線運(yùn)動(dòng)。教材在這里將矢量的獨(dú)立性原理應(yīng)用于分析變速圓周運(yùn)動(dòng)（包括運(yùn)動(dòng)的合成與分解、力的獨(dú)立性原理等）。這是圓周運(yùn)動(dòng)中很重要的一節(jié)，教師要善于利用已有知識(shí)讓學(xué)生自己動(dòng)手推導(dǎo)向心力公式和進(jìn)行正確的受力分析，進(jìn)而獲取求向心力的思路和方法。學(xué)生不僅要學(xué)會(huì)從線速度、角速度、周期等物理量來求向心力，還要會(huì)從本質(zhì)，（即從物體受力分析角度）求向心力的來源，并靈活運(yùn)用力的獨(dú)立性原理來理解物體做一般曲線運(yùn)動(dòng)的原因。二、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能理解向心力的概念、公式及物理意義。了解變速圓周運(yùn)動(dòng)的概念及受力特征。了解研究一般圓周運(yùn)動(dòng)的方法。三、過程與方法自覺地將牛頓第二定律運(yùn)用于圓周運(yùn)動(dòng)。運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解和力的獨(dú)立性原理分析變速圓周運(yùn)動(dòng)。四、情感、態(tài)度與價(jià)值觀在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)分析、解決問題的能力，提高思維水平。體會(huì)矢量獨(dú)立性原理的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。五、重、難點(diǎn)1.重點(diǎn)：理解向心力的概念和公式2.難點(diǎn)：掌握有關(guān)向心力的來源和相關(guān)特點(diǎn)教學(xué)設(shè)計(jì)導(dǎo)入新課通過復(fù)習(xí)上一節(jié)向心加速度的定義和公式：，引入向心力的概念，并根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出向心力的表達(dá)式。（一）勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力向心力為物體所受的合外力，即：方向：始終與速度方向垂直，即始終沿半徑方向指向圓心。大?。阂龑?dǎo)學(xué)生用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式創(chuàng)設(shè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的情境設(shè)計(jì)測量的計(jì)算方法（設(shè)疑并思考）①如何求物體的向心力及其合力？②如何測相關(guān)的物理量？（實(shí)驗(yàn)器材、測量方法）測量并計(jì)算物體所受的合力（其中）測量并計(jì)算物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力或（5）將和進(jìn)行比較（6）得出結(jié)論：注意事項(xiàng)：（1）小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不能接觸紙面，否則則不是圓錐擺（2）為減少誤差，測量周期T時(shí)用秒表測出n圈的總時(shí)間t，則（3）h為懸點(diǎn)到軌道面的豎直高度，即運(yùn)動(dòng)小球的球心距懸點(diǎn)的豎直高度，，而非懸點(diǎn)距紙面的高度。通過實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生思考生活中常見的圓周運(yùn)動(dòng)的向心力來源（多媒體課件）月球圍繞地球公轉(zhuǎn)（2）彎道跑（3）花樣滑冰（4）車輛轉(zhuǎn)彎等說明：向心力是按效果命名，而非額外所受一個(gè)力，受力分析不能畫這個(gè)力勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力合外力向心力是變力，方向始終指向圓心等式右邊的向心力公式是確定的，解題關(guān)鍵是通過受力分析找到等式左邊，即物體所受的合外力。思考：（如圖）一物塊隨水平轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，分析其向心力的來源。有同學(xué)認(rèn)為，物塊m有向前運(yùn)動(dòng)的趨勢，故靜摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢方向相反，即向后，而不是與運(yùn)動(dòng)方向垂直，因此向心力不可能是靜摩擦力。這種觀點(diǎn)對(duì)么？OOvtmgFmgFNf靜分析：如圖：，而，當(dāng)很小時(shí)，，故、、共線，即物塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢是沿半徑向外，所以靜摩擦力沿半徑指向圓心。（二）、變速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力1.定義：當(dāng)沿圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力不指向圓心時(shí)，物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)。2.大?。海ㄗ兯賵A周運(yùn)動(dòng)的向心力不是合外力，而是合外力沿半徑方向的分力。）OFOFnFtvF合OFnFtF合v（引導(dǎo)學(xué)生思考兩個(gè)分力的作用）切向力Ft：垂直半徑方向的分力，產(chǎn)生切向加速度，只改變速度的大小向心力Fn：沿著半徑方向指向圓心的分力，產(chǎn)生向心加速度，只改變速度的方向（三）、一般曲線運(yùn)動(dòng)在現(xiàn)實(shí)生活中，我們所見到的運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)，可以稱為一般曲線運(yùn)動(dòng)。（引導(dǎo)學(xué)生思考）這種曲線運(yùn)動(dòng)各個(gè)地方的彎曲程度不同，我們該如何研究？r1r1r2課堂小結(jié)：向心力：公式：向心力是效果力勻速圓周運(yùn)動(dòng)：變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力不指向圓心，切向的分力改變速度大小，半徑方向的分力改變速度方向（提供向心力）研究一般曲線運(yùn)動(dòng)可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法。板書設(shè)計(jì)向心力勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力定義方向大小向心力的來源變速圓周運(yùn)動(dòng)定義條件向心力的來源一般曲線運(yùn)動(dòng)教案反思向心力是比較抽象的概念，學(xué)生不太容易理解，在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量采用一些生活中的現(xiàn)象和事例幫助其理解。本設(shè)計(jì)主要是通過多媒體展示，讓學(xué)生分析