高中物理人教版 (新课标)必修26.向心力教案设计

芜湖市新课程集体备课示范课

课题：§5.7  向心力

时间：2008年3月

6.7 向 心 力（第1课时）

教学目标:

知识与技能

1、理解向心力的概念。

2、知道向心力与哪些因素有关，理解公式的确切含义并能用来计算。

3、会根据向心力知识分析和讨论与圆周运动相关的物理现象。

过程与方法

1、根据牛顿第二定律得出匀速圆周运动的物体所受合外力的方向和大小，即向心力的大小和方向。

2、通过锥摆实验粗略验证向心力的表达式。

3、讨论变速圆周运动和一般曲线运动。（第二课时上）

情感态度价值观

1、经历科学探究的过程，领略实验是解决物理问题的一种基本途径，培养学生实事求是的科学态度。

2、使用生活中的常见物品做实验，拉近科学与学生的距离，使学生感到科学就在自己身边，对科学产生亲切感。

3、通过探究活动，使学生获得成功的喜悦，提高他们学习物理的兴趣和自信心。

教学仪器：铁架台、秒表、钢球、离心轨道、CAI课件、实物投影仪等

教学重点：1、体会牛顿第二定律在向心力上的应用。

          2、明确向心力的意义、作用、公式及其变形。

教学难点：

1、圆锥摆实验及有关物理量的测量。

 2、如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。

教学过程：

1、演示小“杂技”—“水流星”实验

2、图片演示：过山车实验。

   引入新课题，并版书：§5.7向心力

3、实验：感知向心力，引入新课。

一、向心力

做圆周运动的物体为什么不沿直线飞去而是沿着一个圆周运动？那是因为它受到了力的作用。用手抡着一个被绳着的物体，使它使圆周运动，是绳子的力在拉着它。地球绕着太阳转动，是太阳对地球的引力在“拉”着它。

做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，根据牛顿第二定律，这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的合力。这个合力就叫做向心力，即：

1、向心力：做匀速圆周运动的物体，会受到指向圆心的合力，这个合力叫做向心力。

⑴向心力总是指向圆心，始终与线速度垂直，只改变速度的方向而不改变大小。

⑵向心力是根据力的作用效果命名，可认定各种性质的力，也可以是它们的合力，还可以是某个力的分力。

⑶如果物体做匀速圆周运动，向心力就是物体受到的合外力；如果物体做非匀速圆周运动（线速度大小时刻改变），向心力并非是物体受到的合外力。（下节课）

如图，在线的一端系一个小球，

另一端牵在手里，将手举过头顶，

使小球在水平面内做圆周运动，感受球运动时对手的拉力；改变小球转动的快慢、线的长度或小球的质量，感受向心力的变化跟那些因素有关。

承着小球质量变大、角速度变大、转动半径变大，小球对手的拉力也变大，说明小球受的向心力变大。那么它们的定量关系怎样呢？

把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律，可得：

2、向心力的大小：                              

二、向心力大小的粗略验证

分析课本实验，加深对向心力的理解：

1、用刻度尺测出悬点距圆心高度h，

用秒表记录钢球运动n周的时间t，并没计出数据表格。

2、用公式计算出：∑F =mgtgθ=mg·r/h

                 F向= mrω2 =

3、比较g/h与4π2n2/t2大小。

4、比较两种方法得到的力对实验可靠性作出评估。

三、变速圆周运动和一般曲线运动（第二课时）

物体做加速圆周运动时，合外力方向与速度方向夹角小于90°，此时把F分解为两个互相垂直的分力：跟圆相切的F切和指向圆心的F向，如图所示，其中F切只改变υ的大小，F向只改变υ的方向，F向产生的加速度就是向心加速度。

同理，F与υ夹角大于90°时，Ft使υ减速，Fn改变υ方向。

综小：

1、同进具有向心加速度和切向加速度的圆周运动就是变速圆周运动。

链球运动员用力抢起链球时，是什么力使它加速的？小物体放在圆台上随圆台一起加速转动时，小物体受的摩擦力指向圆心吗？使物体加速的力是什么力？

2、一般曲线运动

运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，称为一般的曲线运动。

一般的曲线运动可以把曲线分割成许多小段，每一小段看成一小段圆弧，然后当作许多半径不同的圆周处理，再应用圆周运动的分析方法处理。

四、课堂总结、练习和作业

1、课堂总结：见课件

2、练习：见课件

3、作业：P22第1~4题。

五、板书设计：

            ①定义：匀速圆周运动过程中，始终指向圆心的

合外力，且与V垂直。

②方向：指向圆心，与V垂直大小。

F向=ma             F向= mrω2 =

③特性：产生向心加速，只改变V方向，

不改变V大小。

   ④来源：物体所受合外力（匀速圆周）

                  特体所受合外力的部分（非匀速圆周）

                    F向：产生a向

变迼圆周运动∑ F 

                    F切：产生a切

一般曲线运动：分割成不同的圆周运动，再应用圆周运动分析方法处理。