2020-2021学年高中物理-第五章-曲线运动-6-向心力教案-新人教版必修2.doc

2020-2021学年高中物理 第五章 曲线运动 6 向心力教案 新人教版必修2

2020-2021学年高中物理 第五章 曲线运动 6 向心力教案 新人教版必修2

年级：
姓名：

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第6节 向心力
教学目标
（一）、知识与技能
1．理解向心力的定义、效果及其表达式的确切含义。
2．知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算。
3. 初步了解“用圆锥摆验证向心力的表达式”的原理
4. 初步会分析向心力的来源
3．知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度。
（二）、过程与方法
1．利用牛顿第二定律，体验从向心加速度到向心力的导出过程，教师启发、引导，学生自主阅读，讨论、交流、评价研究的成果，提高分析问题、解决问题的能力。
2．通过“做一做”体会向心力大小，来源和影响因素，用圆锥摆实验粗略验证向心力的表达式及大小的相关因素。
3．进一步体会力是产生加速度的原因，并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动、变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点。
（三）、情感、态度与价值观
1．在实验中，培养学生动手、探究的习惯。
2．体会实验的意义，感受成功的快乐，激发学生探究问题的热情、乐于学习的品质。
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，并经行计算。
教学难点
1．对向心力的理解及来源的寻找。
2．运用向心力、向心加速度的知识解决圆周运动问题。
教学过程
（一）、 引入新课：
复习提问：匀速圆周运动的物体的加速度——向心加速度，它的方向和大小有何特点呢？
学生回答后进一步引导：那做匀速圆周运动物体的受力有什么特点呢？是什么力使物体做圆周运动而不沿直线飞出？请同学们先阅读教材
（二）、新课教学；
问题一：观察下列现象，说出人或物体的向心加速度的方向如何？是什么力产生的？它们的合力的大小和方向有什么特点？
大屏幕：提供物理情景
①花样滑冰女选手绕男选手的匀速旋转（视频）
②过山车（视频）
③卫星绕地球运动（图片）
④绳拉小球在桌面上圆周运动（演示）
学生说出这4种情景下的向心加速度方向、受力情况和合力的特点。
教师引导总结：做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心方向的合力，即向心力定义。
向心力的方向：总是沿半径指向圆心，与线速度方向垂直，方向不断变化。
向心力作用效果：改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。
学生推导向心力的大小
学生分组做教材中的“做一做”，体验向心力大小，具体环节如下：
问题二：阅读教材p25，分组实验，体会向心力大小的影响因素,回答下列问题：
1.实验中采取了怎样的实验方法？
2.通过实验你得到了什么结论？
3.手所受到的力是向心力的大小吗？
学生通过合作体验加深了对向心力大小、来源、影响因素的理解。
(可以使用向心力演示仪进一步加深理解)
问题三：实验： 用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
同学们阅读教材“实验”部分，思考下面的问题：
（1）实验器材有哪些?
（2）简述实验原理．
（3）实验过程中要注意什么?测量哪些物理量(记录哪些数据)?
以上问题由学生回答，教师补充，然后让两个同学上前演示实验，边演示边讲解：
1、用秒表记录钢球运动若干周的 时间 ，再通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的 半径r ，算出钢球的 线速度 。
2、用 天平 测出钢球的质量。
3、用公式 计算钢球所需的 向心力F 。
4、钢球在水面做匀速圆周运动时，受到 重 力和 拉 力的作用，他们的合力为F. F，=mgtan 。测出小球距悬点的竖直高度h，得tan =r/h。代入即得F，值
5、比较F 和F，的大小，得出结论
此过程要求下面的同学注意观察、思考，一会儿给实验者提问、评价。（如操作中的不规范、改进等）
教师对不完善的地方做出指正。
教师追问：向心力是按性质还是按效果命名的？是一种新的性质的力吗？在做物体受力分析时，能否说物体受了其他力之外还受一个向心力的作用？
教师引导学生总结体会：
1．向心力是根据效果命名的力
2．向心力的来源：可以是各种性质的单个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。
3．匀速圆周运动物体合外力提供向心力
问题四：
分析教材25页问题与练习第2题中，几种圆周运动的物体受几个力，分别是什么性质的力？是哪个力提供所需的向心力？总结判断向心力来源的步骤。

总结判断向心力来源的步骤
（1） 确定物体做圆周运动的轨道平面和圆心
（2） 进行受力分析
（3） 找出哪个力或哪些力的合力指向圆心，则这个力即为向心力
变速圆周运动和一般曲线运动
阅读课本P53－P54思考回答以下问题：
1．变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？
变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？
2．怎么分析研究一般的曲线运动？
教师引导学生总结：
① 做变速圆周运动的物体所受的力：
Ft ：切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小.
Fn： 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向.
② 处理一般曲线运动的方法：
把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作一小段圆弧.这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它们具有不同的半径。在分析质点经过曲线上某位置的运动时，可以采用圆周运动的分析方法进行处理.
课堂小结：
作业：教材课后题：问题与练习