物理人教版 (新课标)5.向心加速度教案及反思

向心力 向心加速度

    教学目标：

    一、知识与技能：

    1、理解向心加速度和向心力的概念

    2、知道匀速圆周运动中产生向心加速度的原因。

    3、掌握向心力与向心加速度之间的关系。

    二、方法与过程：

    学会用运动和力的关系分析分题

    三、情感态度价值观：

    通过a与r及、v之间的关系，使学生明确任何一个结论都有其成立的条件。

    教学重点：

    1、理解向心力和向心加速的概念。

    2、知道向心力大小，向心加速的大小，并能用来进行计算。

    教学难点：

    匀速圆周运动的向心力和向心加速度都是大小不变，方向在时刻改变。

    教学方法：

    实验法、讲授法、归纳法、推理法

    教学用具：

    投影仪、投影片、多媒体、CAI课件、向心力演示器、钢球、木球、细绳

    教学步骤：

    一、引入新课

    1：复习提问（用投影片出示思考题）

    （1）什么是匀速圆周运动

    （2）描述匀速圆周运动快慢的物理量有哪几个？

    （3）上述物理量间有什么关系？

    2、引入：由于匀速云的速度方向时刻在变，所以匀速圆周运动是变速曲线运动。而力是改变物体运动状态的原因。所以做匀速圆周运动的物体所受合外力有何特点？加速度又如何呢？本节课我们就来共同学习这个问题。

    二、新课教学

    （一）用投影片出示本节课的学习目标：

    1、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、了解向心力的来源

    （二）学习目标完成过程

    1：向心力的概念及其方向

    （1）在光滑水平桌面上，做演示实验

    a：一个小球，拴住绳的一端，绳的另一端固定于桌上，原来细绳处于松驰状态

    b：用手轻击小球，小球做匀速直线运动

    c：当绳绷直时，小球做匀速圆周运动

    （2）用CAI课件，模拟上述实验过程

    （3）引导学生讨论、分析：

    a：绳绷紧前，小球为什么做匀速圆周运动？

    b：绳绷紧后，小球为何做匀速圆周运动？小球此时受到哪些力的作用？合外力是哪个力？这个力的方向有什么特点？这个力起什么作用？

    （4）通过讨论得到：

    a：做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合力的作用，这个力叫向心力。

    b：向心力指向圆心，方向不断变化。

    c：向心力的作用效果——只改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。

    2、向心力的大小

    （1）体验向心的大小

    a：每组学生发用细线联结的钢球、木球各一个，让学生拉住绳的一端，让小球尽量做匀速圆周运动，改变转动的快慢、细线的长短多做几次。

    b：引导学生猜想：向心力可能与物体的质量、角速度、半径有关。

    c：过渡：刚才同学们已猜想大向心力可能与m、v、r有关，那么，我们的猜想是否正确呢？下边我们通过实验来检验一下。

    （2）a：用实物投影仪，投影向心力演示器。

    b：介绍向心力演示的构造和使用方法

    构造：（略）主要介绍各部分的名称

    使用方法：匀速转动手柄1，可以使塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过杠杆的作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等方格可显示出两个球所受向心力的比值。

    （3）操作方法：

    a：用质量不同的钢球和铝球，使他们运动的半径r和角速度相同观察得到：向心力的大小与质量有关，质量越大，向心力也越大。

    b：用两个质量相同的小球，保持运动半径相同，观察向心力与角速度之间的关系

    c：仍用两个质量相同的小球，保持小球运动的角速度相同，观察向心力的大小与运动半径之间的关系。

    （4）总结得到：向心力的大小与物体质量m、圆周半径r和角速度都有关系，且给出公式：F＝mr2（说明该公式的得到方法，空气变量法、定量测数据）

    （5）学生据推导向心力的另一表达式

    3、向心加速度

    （1）做圆周运动的物体，在向心力F的作用下必然要产生一个加速度，据牛顿运动定律得到：这个加速度的方向与向心力的方向相同，叫做向心加速度。

    （2）结合牛顿运动定律推导得到

    4、说明的几个问题：

    （1）由于a向的方向时刻在变，所以匀速圆周运动是瞬时加速度的方向不断改变的变加速运动。

    （2）做匀速圆周运动的物体，向心力是一个效果力，方向总指向圆心，是一个变力。

    （3）做匀速圆周运动的物体受到的合外力就是向心力。

    三、巩固训练

    1：向心加速度只改变速度的    ，而不改变速度的    。

    2、一个做匀速圆周运动的物体，当它的转速度为原来的2倍时，它的线速度、向心力分别变为原来的几倍？如果线速度不变，当角速度变为原来的2倍时，它的轨道半径和所受的向心力分别为原来的几倍

    3、（1）用CAI课件展示思考与讨论中的物理情景

    （2）分析木块受几个力的作用？各是什么性质的力？

    （3）木块所受的向心力是由什么提供的？

    四、小结

    1：什么是向心力和向心加速度？它们的大小和方向有什么特点？

    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、匀速圆周运动是一种什么性质的运动？

    五、作业

    课后练习三

六、板书设计