向心力 教學(xué)設(shè)計 高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊+++

教學(xué)設(shè)計

課程基本信息學(xué)科高中物理年級高一學(xué)期秋季課題2向心力（第二課時）教學(xué)目標物理觀念：1.理解圓周運動中力與運動的關(guān)系。2.知道向心力的表達式也適用于變速圓周運動。3.知道一般的曲線運動可以看作由許多圓周運動組合而成。科學(xué)思維：1.能根據(jù)力的作用效果分析做圓周運動所需向心力的來源。2.能從合力與向心力的關(guān)系中認識勻速圓周運動、變速圓周運動。3.能用微元法和極限方法，將一般的曲線運動轉(zhuǎn)化為圓周運動。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)重點：1.分析向心力的來源，根據(jù)合力與向心力的關(guān)系列方程。

教學(xué)難點：1.從力的分解角度理解變速圓周運動。2.從極限的角度了解一般曲線運動的研究方法。教學(xué)過程復(fù)習(xí)鞏固知識回顧1.向心力：做勻速圓周運動的物體所受的合力總指向圓心。這個指向圓心的合力叫做向心力（用Fn表示）。向心力是不是一個真實力，由某個力或幾個力的合力提供，是根據(jù)力的作用效果命名的。2.向心力的大小：F（二）練習(xí)鞏固1.（課本30頁）地球質(zhì)量為6.0×1024kg，地球與太陽的距離為1.5×1011m。地球繞太陽的運動可以看作勻速圓周運動。太陽對地球的引力是多少？

提示：地球繞太陽的運動可近似看作運動圓周運動，太陽對地球的引力提供向心力。在解答時應(yīng)注意挖掘題目中的隱含條件（地球公轉(zhuǎn)周期）。

F=m2.（課本30頁）把一個小球放在玻璃漏斗中，晃動漏斗，可以使小球在短時間內(nèi)沿光滑的漏斗壁在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運動（圖6.2-7）。小球的向心力是由什么力提供的？答：小球在漏斗壁上的受力如圖所示，小球所受重力G、漏斗壁對小球的支持力FN的合力提供了小球做圓周的向心力。圖6.2圖6.2-7（一）分析向心力的來源飛機在空中盤旋（飛機轉(zhuǎn)彎），做水平面內(nèi)的勻速圓周運動。飛機的向心力是由什么力提供的？答：垂直于翼面空氣作用力F（升力）與重力G的合力提供向心力。山東艦“180o回旋測試”，在水平海面上的運動近似看做勻速圓周運動，浪圈近似其運動軌跡。山東艦的向心力是由什么力提供的？答：航母受到重力和水的作用力，兩個力的合力提供向心力滾筒洗衣機的脫水筒繞水平轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動時，附著在筒壁上的衣服在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，衣服的向心力是由什么力提供的？答：由重力和彈力的合力提供。若漏斗壁與水平方向夾角為θ，小球質(zhì)量為m，運動半徑為r，則可根據(jù)合力提供向心力列式：用細線拴住的小球在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動至最高點和最低點時，向心力是由什么力提供的？思考與討論：如圖，小球在細線拉力的作用下在豎直面內(nèi)做圓周運動，(1)小球受幾個力作用？(2)什么力提供小球做圓周運動的向心力？(3)小球在豎直面內(nèi)可能做勻速圓周運動嗎？和圓錐擺有什么不同？（二）變速圓周運動和一般曲線運動的受力分析思考與討論：鏈球運動員在擲出鏈球之前的加速過程如圖所示，能近似看作圓周運動嗎？還是勻速圓周運動嗎？觀看視頻根據(jù)繩對沙袋的拉力產(chǎn)生的效果分解：跟圓周相切的分力Ft，與沙袋速度同向，使速度增大；指向圓心方向的分力Fn，提供沙袋做圓周運動的向心力，改變沙袋速度方向。思考與討論：當(dāng)物體做圓周運動的線速度逐漸減小時，物體所受合力的方向與速度方向的夾角是大于90o還是小于90o呢？答：設(shè)合力F與速度v夾角為θ，則在0o<θ<90o時，F(xiàn)t與v同向,物體做加速曲線運動。在90o<θ<180o時，F(xiàn)t與v反向,物體做減速曲線運動。一般曲線運動：軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運動。把曲線分割為許多很短的小段，質(zhì)點在每小段的運動都可以看作圓周運動的一部分。在分析質(zhì)點經(jīng)過曲線上某位置的運動時，可以采用圓周運動的分析方法。練習(xí)與應(yīng)用：4.（課本30頁）如圖6.2-9所示，細繩的一端固定于O點，另一端系一個小球，在O點的正下方釘一個釘子A，小球從一定高度擺下。經(jīng)驗告訴我們，當(dāng)細繩與釘子相碰時，釘子的位置越靠近小球，繩就越容易斷。請解釋這一現(xiàn)象。解答：設(shè)小球的質(zhì)量為m，釘子A與小球的距離為r。小球從一定高度擺下，雖然每次釘子的位置不同，但是由于每次釋放的高度相同，小球在豎直線以左的運動規(guī)律完全相同，故小球通過最低點的速度相同，設(shè)為v。小球通過最低點時做半徑為r的圓周運動，繩子的拉力FT和重力mg的合力提供了向心力，即FT在m、v一定的情況下，r越小，F(xiàn)T越大，即繩子承受的拉力越大，繩子越容易斷。5.（課本30頁）一輛汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎，沿曲線由M向N行駛，速度逐漸減小。圖6.2-10甲、乙、丙、丁分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時所受合力F的四種方向，你認為哪種是正確的？為什么？解答：丙圖正確。汽車在行駛種速度越來越小，所以汽車在軌跡的切線方向做減速運動，切線方向所受合力方向如圖6-10種的。（三）課堂小結(jié)1.勻速圓周運動的向心力來源：合力指向圓心，提供向心力，只改變速度方向。2.變速圓周運動和一般曲線運動的受力特點（1）變速圓周運動：合力不指向圓心。跟圓周相切的分力Ft，改變速度大??；指向圓心方向的分