第一篇：《向心力與向心加速度》教學(xué)設(shè)計

設(shè)計：許勇莆田六中

《向心力與向心加速度》教學(xué)設(shè)計 點評: 林細(xì)華 詔安邊城中學(xué)

一、概述

本節(jié)課是高一魯科版物理必修2第四章的內(nèi)容，課時是二節(jié)課，本教案是關(guān)于第一課時向心力的內(nèi)容。學(xué)生在前面學(xué)習(xí)了物體做曲線運動的條件，學(xué)習(xí)了對圓周運動的描述，而且在必修1中也學(xué)習(xí)了牛頓運動定律。這節(jié)課作為這些知識的綜合應(yīng)用的具體例子，通過分析理解向心力的概念，掌握向心力的來源，通過實驗得出向心力大小的公式。點評：

本節(jié)課是從動力學(xué)的角度研究勻速圓周運動的，這部分知識是本章的重點和難點，也是學(xué)生學(xué)好圓周運動的關(guān)鍵點，學(xué)好這部分知識，可以為天體運動和帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運動等內(nèi)容的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

許老師在概述部分對教材版本、學(xué)科、年級、課時安排等都做了完整的說明，對學(xué)習(xí)內(nèi)容、教學(xué)思路、本節(jié)課的價值及重要性介紹。通過概述部分的介紹，我們對本節(jié)課有一初步的了解。

二、教學(xué)目標(biāo)分析

（一）知識與技能

1、知道什么是向心力，理解勻速圓周運動的向心力大小不變，方向總是指向圓心；

2、知道向心力的來源；

3、知道勻速圓周運動的向心力的公式，會解答有關(guān)問題；

4、養(yǎng)成探究物理問題的習(xí)慣，養(yǎng)成觀察實驗的能力和分析綜合能力。

（二）過程與方法

1、要通過對物體做圓周運動的實例進(jìn)行分析入手，從而認(rèn)識到：做圓周運動的物體都必須受到指向圓心的力的作用，由此理解向心力的概念；

2、通過充分討論向心力來源、向心力大小可能與哪些因素有關(guān)，并設(shè)計實驗進(jìn)行探究活動；

3、能通過思考交流，體驗探究與合作學(xué)習(xí)。

（三）情感態(tài)度與價值觀

1、領(lǐng)略到物理就在自己的身邊，體驗自然界的奇妙與和諧，發(fā)展好奇心與求知欲；

2、在探究合作過程中，增強(qiáng)探究意識與合作意識，增強(qiáng)與人交流的意識；

3、養(yǎng)成敢于發(fā)表自己觀點，既堅持原則又尊重他人的良好習(xí)慣；

4、意識到物理規(guī)律在現(xiàn)實生活中的重要作用，增強(qiáng)對物理學(xué)習(xí)的興趣；

5、在用實驗得出結(jié)論的過程中，逐步樹立嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的實驗態(tài)度和正確的認(rèn)識觀。點評：

教學(xué)目標(biāo)分析是教學(xué)設(shè)計中的一個至為重要的環(huán)節(jié)，也是教學(xué)設(shè)計面臨的首要任務(wù)。它決定著教學(xué)的總方向，學(xué)習(xí)內(nèi)容的選擇、教與學(xué)的活動設(shè)計、教學(xué)策略和教學(xué)模式的選擇與設(shè)計、學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計、學(xué)習(xí)評價的設(shè)計都要以教學(xué)目標(biāo)為依據(jù)來展開。

課程標(biāo)準(zhǔn)涉及本節(jié)內(nèi)容的要求是“能用牛頓第二定律分析勻速圓周運動的向心力”，許老師能較好的根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)要求及教學(xué)內(nèi)容的特點來確定教學(xué)目標(biāo)。在對本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)從知識與技能、過程與方法和情感態(tài)度與價值觀三個維度來描述，符合新課程的基本理念與要求。對具體目標(biāo)的闡述基本做到了正確定位學(xué)習(xí)目標(biāo)、具體目標(biāo)設(shè)計盡可能明確、目標(biāo)描述要有層次性的要求；不足之處是在“情感態(tài)度與價值觀”教學(xué)目標(biāo)的確定上，目標(biāo)動詞使用也許可以更準(zhǔn)確一些，避免過于空泛。

三、學(xué)習(xí)者特征分析

1、學(xué)生是本校的高一學(xué)生；

2、學(xué)生為高一的孩子，好奇心強(qiáng)，具有較強(qiáng)的探究欲望；

3、學(xué)生有過多次的小組合作經(jīng)驗；

4、學(xué)生已經(jīng)學(xué)過牛頓運動定律和物體做曲線運動的條件及描述圓周運動的物理量；

5、學(xué)生能夠進(jìn)行牛頓運動定律的簡單應(yīng)用；

6、學(xué)生在平常的學(xué)習(xí)和生活中已經(jīng)接觸到過一些零碎的關(guān)于物體做圓周運動的例子；

7、學(xué)生有一些摩擦力與運動方向相反的錯誤觀念。

8、學(xué)生會從向心力三個字的字面先入為主認(rèn)為這是某個新的力。點評：

了解學(xué)習(xí)者的原有知識基礎(chǔ)和認(rèn)知能力是為了確定當(dāng)前所學(xué)新概念、新知識的教學(xué)起點。對學(xué)習(xí)者特征進(jìn)行認(rèn)真分析是實現(xiàn)個別化教學(xué)和因材施教的重要前提。在學(xué)習(xí)者特征的分析上，許老師對自己的學(xué)生情況認(rèn)識全面，對學(xué)生的知識基礎(chǔ)和能力基礎(chǔ)分析很細(xì)致。對學(xué)習(xí)者知識基礎(chǔ)和認(rèn)知特征分析較到位，從而為選用的合適的教學(xué)方式、激發(fā)學(xué)生的興趣，保持學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、提供了保證。

四、教學(xué)策略選擇與設(shè)計

·情景創(chuàng)設(shè)策略：運用生活中與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的情景，設(shè)計問題，設(shè)計物理實驗，組織教學(xué)內(nèi)容，提出有啟發(fā)性的引申問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，積極地參與到實驗驗證、實驗猜想、探究規(guī)律的學(xué)習(xí)當(dāng)中。

·探究引導(dǎo)策略：探討式學(xué)習(xí)；教師啟發(fā)引導(dǎo)

·自主合作探究式學(xué)習(xí)策略：建立小組討論、交流、合作的課堂氛圍

點評：在教學(xué)策略的選擇與設(shè)計上，許老師能夠根據(jù)本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的特點，選擇情景創(chuàng)設(shè)策略、探究引導(dǎo)策略、自主合作探究式學(xué)習(xí)策略。通過情境設(shè)置激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；再通過任務(wù)驅(qū)動使學(xué)生能自主學(xué)習(xí)，體現(xiàn)了教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位，從而有效完成教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)設(shè)計教學(xué)策略的選擇充分考慮了學(xué)習(xí)者特征，體現(xiàn)出較多的新課程教學(xué)理念，運用了較多的新教育教學(xué)理論

五、教學(xué)資源與工具設(shè)計

·魯科版新課標(biāo)教材高中物理必修2 ·相關(guān)實驗器材，單擺小球、向心力演示器、鋼球、木球?！ｉT為本課設(shè)計的多媒體課件 ·多媒體教室 點評：

許老師在本節(jié)課教學(xué)資源與工具設(shè)計上，充分體現(xiàn)了能用實驗的就不用課件，能用動畫的就不用圖片的媒體運用思想。既強(qiáng)調(diào)了物理實驗的真實性，突出了媒體創(chuàng)設(shè)情景的有效性。

六、教學(xué)過程

課前：播放課件中有關(guān)圓周運動的視頻。導(dǎo)入新課 復(fù)習(xí)提問

物體做曲線運動的條件？ 勻速圓周運動的性質(zhì)、特點？

為了描述勻速圓周運動，我們引入了哪些物理量？ 描述勻速圓周運動的物理量之間的關(guān)系？ 導(dǎo)入

我們剛才通過視頻觀看了多種圓周運動，圓周運動是曲線運動，運動的物體肯定有一個不為0的合外力，它的合外力會不會有什么特點呢？本節(jié)我們就從動力學(xué)角度來進(jìn)一步研究圓周運動中較簡單的勻速圓周運動。

點評：建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為：學(xué)習(xí)不是知識由教師向?qū)W生的傳遞，而是學(xué)生建構(gòu)自己的知識的過程。學(xué)生不是被動的信息吸收者，而是意義的主動建構(gòu)者，這種建構(gòu)不可能由其他人代替。學(xué)習(xí)過程并不簡單是信息的輸入、存儲和提取，而是新舊經(jīng)驗之間的雙向的相互作用過程。許老師在本節(jié)課的教學(xué)中能較好的應(yīng)用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論來進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。通過播放有關(guān)圓周運動的視頻、復(fù)習(xí)提問的方式來導(dǎo)入新課，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和興趣，產(chǎn)生疑問，進(jìn)行引導(dǎo)，進(jìn)而達(dá)到激情導(dǎo)入新課的目的。二．新課教學(xué) ㈠向心力 [實驗并模擬] 利用桌上的單擺小球，手執(zhí)繩的一端使小球在光滑水平面上做勻速圓周運動。觀察小球運動情況、分析小球受力特點（請同學(xué)單獨回答）。[設(shè)疑引申] 如繩子突然斷開，小球還能維持圓周運動嗎？繩子的拉力有什么特點？這個力的方向跟速度方向有何關(guān)系？ [學(xué)生互相討論] 從方向上看，這個力的方向時刻在變，且始終指向圓心，始終跟速度方向垂直（半徑與切線垂直）。

向心力：做勻速圓周運動的物體受到的指向圓心的合外力。師：向心力的作用是什么？

生：改變速度的方向，不改變速度的大小。師：向心力是不是一個方向不變的力？ 生：不是。

利用課件模擬各種做勻速圓周運動的實例，請學(xué)生對其進(jìn)行受力分析。從而理解各種情況下物體做勻速圓周運動的向心力。[過渡] 向心力的方向時刻在變，那大小呢？向心力的大小會與哪些因素有關(guān)？先讓我們通過親身體驗來猜想一下。[學(xué)生活動設(shè)計]

1、分組用細(xì)線拉小鋼球、小木球讓其在桌面上做勻速圓周運動，改變小球的轉(zhuǎn)速，細(xì)線的長度多做幾次。由自己的感覺猜測向心力的大小與哪些因素有關(guān)。

2、讓學(xué)生做課本圖4－17的實驗，體驗向心力。[猜測結(jié)論歸納] 向心力的大小可能與物體的質(zhì)量、角速度、線速度、半徑有關(guān)。[過渡] 那么猜想是否正確呢？它們之間定量的關(guān)系又會怎樣？下面通過實驗進(jìn)行檢驗（控制變量法）。[演示] 逐一介紹向心力演示器的構(gòu)造和使用方法（所需的向心力由擋板來提供）。

首先對照圖片和實物來認(rèn)識實驗儀器，①轉(zhuǎn)動手柄，用手搖動就帶動②、③變速塔輪轉(zhuǎn)動，塔輪有3層，第一層塔輪左右半徑相等，第二層塔輪半徑之比為2：1，地三層塔輪半徑之比為4：1，塔輪上面有一個長槽和一個短槽，長槽的上面有兩個小檔片，第一個檔片到圓心的長度為第二個檔片到圓心長度的一半，等于短槽上的檔片到圓心的長度，我們對小檔片施加一個力可以看到，通過⑥橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒⑦下降，從而露出標(biāo)尺⑧，標(biāo)尺上露出的紅白相間等分格子數(shù)可以顯示力的大小，現(xiàn)在我們把小球放在槽上，然后勻速轉(zhuǎn)動手柄，使小球做勻速圓周運動，如果沒有檔板，小球會飛出，所以小球的向心力有檔板對小球的彈力提供，而同時小球會給檔板一個同樣大小的力，這個力的大小又通過紅白格子表現(xiàn)出來，所以兩球向心力的大小的比值就能得出。操作方法：

用質(zhì)量不同的鋼球和鋁球，使它們的運動半徑和角速度相同，觀察并分析向心力與物體質(zhì)量之間的關(guān)系。

用兩個質(zhì)量相同的小球，保持小球轉(zhuǎn)動的半徑相同，觀察并分析向心力與角速度之間的關(guān)系。用兩個質(zhì)量相同的小球，保持小球運動的角速度相同，觀察并分析向心力與運動半徑之間的關(guān)系。[總結(jié)歸納] 大家的猜想正確 具體關(guān)系

r、ω相同，m1：m2=F1：F2=1：2 m、r相同，ω1：ω2=1：2

F1：F2=1：4 m、ω相同，r1： r2= F1：F2=1：2 當(dāng)m、r、ω都采用國際單位制時，我們能得到向心力的定量計算公式F=mrω2，將公式ω=v/r代入可以得到向心力的另一表達(dá)式F=mv2/r。

三、小結(jié)

本節(jié)從力的角度研究了勻速圓周運動，知道了向心力的概念、特點、作用效果，以及各種情況向心力的來源，并通過實驗研究了向心力的大小。

四、作業(yè)

復(fù)習(xí)本節(jié)、預(yù)習(xí)下節(jié) 教材72頁第3、5題。

觀察日常生活所見的勻速圓周運動并用今天所學(xué)的知識去解釋。點評：

本節(jié)課為探究性學(xué)習(xí)課，即在教師創(chuàng)設(shè)情景，讓學(xué)生自己提出想要知道的問題，在教師的引導(dǎo)下，通過全班同學(xué)的討論、實驗、演示來不斷完善。教師在教學(xué)中通過具體的實例、實驗，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，讓學(xué)生主動參與到探究的過程，成為學(xué)習(xí)的主體，積極主動地獲取知識和提高能力。在本節(jié)課的教學(xué)中，教師充當(dāng)了課堂教學(xué)中的指導(dǎo)者，對話的“提問者”，學(xué)生是課堂學(xué)習(xí)的主角，是知識建構(gòu)的主體。學(xué)生對知識的建構(gòu)是在生生互動、師生互動中進(jìn)行的，能夠充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，建構(gòu)新的知識體系。教師在整個教學(xué)過程十分重視對學(xué)生思維過程的引導(dǎo)和啟發(fā)，問題串的設(shè)置富有啟發(fā)性，教學(xué)過程中即時對學(xué)生進(jìn)行形成性的評價，能激勵學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，對重點內(nèi)容布置書面作業(yè)，有利于知識目標(biāo)的鞏固。

在整節(jié)課的實施過程中，充分發(fā)揮了物理實驗和課件輔助的功能，突出了知識的形成過程，有利于學(xué)生對所學(xué)知識的理解和把握。流程圖：

七、教學(xué)評價設(shè)計

本節(jié)課體現(xiàn)新課程教學(xué)要求，把評價的側(cè)重點放在學(xué)生的學(xué)習(xí)活動上，圍繞學(xué)生主動學(xué)習(xí)來評價；充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，使評價具有客觀性和可操作性，便于掌握和應(yīng)用。課堂學(xué)習(xí)成果評價量表

班別______ 姓名：________ 得分:___________ 評價項目

評 價 標(biāo) 準(zhǔn)

等級（權(quán)重）分

自評

小組評

教師評

優(yōu)秀

良好

一般

較差

知識與技能

了解向心力的概念 8 5 3

知道向心力的來源 8 5 3

知道向心力的特點 8 5 3

掌握向心力大小的公式 6 4 2

情感態(tài)度

課堂上積極參與，積極思維，積極動動腦，發(fā)言次數(shù)多 6 4 2

對本內(nèi)容興趣濃厚，提出了有深度的問題。6 4 2

課堂調(diào)查：書面寫出你在學(xué)習(xí)本節(jié)課時所遇到的困難，向教師提出較合理的教學(xué)建議。8 6 4 2

我這樣評價我自己：

伙伴眼里的我：

注：1.得分為自評、互評、教師評總分之均值；2.“我這樣評價我自己”、“伙伴眼里的我”以及“老師的話”都是針對課堂學(xué)習(xí)情況的概括性評判和描述。點評：

在本節(jié)教學(xué)的評價上，許老師突出了過程性，關(guān)注從三個維度的教學(xué)目標(biāo)展開評價，注意通過評價促進(jìn)學(xué)生參與課堂教學(xué)。對難于操作的過程與方法、情感態(tài)度價值觀方面的評價，他是滲透在學(xué)生反復(fù)的探究過程中，以教師對學(xué)生的評價為主，通過觀察、語言、手勢、表情等途徑進(jìn)行隨堂評價。而許老師對于知識與技能方面的評價，是融合在學(xué)生的探究過程，以及小組討論中，還包含在課后作業(yè)及后續(xù)的考試測驗中。

八、幫助和總結(jié) 教師在學(xué)生做課本圖4－17的實驗時要及時提醒學(xué)生要注意安全。

教師要組織好學(xué)生實驗，要把握好時間，不能太長，否則會完不成教學(xué)任務(wù)。

第二篇：向心力、向心加速度教學(xué)設(shè)計

第五章 曲線運動（五、向心力、向心加速度）

教學(xué)目標(biāo)： 一 知識目標(biāo)：

1．理解向心加速度和向心力的概念

2．知道勻速圓周運動中產(chǎn)生向心加速度的原因。3．掌握向心力與向心加速度之間的關(guān)系。二 能力目標(biāo)：

1．學(xué)會用運動和力的關(guān)系分析分題

2．理解向心力和向心加速度公式的確切含義，并能用來進(jìn)行計算。三 德育目標(biāo)：

通過a與r及、v之間的關(guān)系，使學(xué)生明確任何一個結(jié)論都有其成立的條件。教學(xué)重點：

1．理解向心力和向心加速的概念。

2．知道向心力大小計算。

教學(xué)難點：，向心加速的大小，并能用來進(jìn)行勻速圓周運動的向心力和向心加速度都是大小不變，方向在時刻改變。教學(xué)方法：

實驗法、講授法、歸納法、推理法 教學(xué)用具：

投影儀、投影片、多媒體、CAI課件、向心力演示器、鋼球、木球、細(xì)繩 教學(xué)步驟： 一 引入新課

1．復(fù)習(xí)提問（用投影片出示思考題）（1）什么是勻速圓周運動

（2）描述勻速圓周運動快慢的物理量有哪幾個？（3）上述物理量間有什么關(guān)系？

2．引入：由于勻速云的速度方向時刻在變，所以勻速圓周運動是變速曲線運動。而力是改變物體運動狀態(tài)的原因。所以做勻速圓周運動的物體所受合外力有何特點？加速度又如何呢？本節(jié)課我們就來共同學(xué)習(xí)這個問題。

二 新課教學(xué)

（一）用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)： 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．了解向心力的來源

（二）學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程 1．向心力的概念及其方向

（1）在光滑水平桌面上，做演示實驗

a：一個小球，拴住繩的一端，繩的另一端固定于桌上，原來細(xì)繩處于松馳狀態(tài) b：用手輕擊小球，小球做勻速直線運動 c：當(dāng)繩繃直時，小球做勻速圓周運動（2）用CAI課件，模擬上述實驗過程（3）引導(dǎo)學(xué)生討論、分析：

a：繩繃緊前，小球為什么做勻速圓周運動？

b：繩繃緊后，小球為何做勻速圓周運動？小球此時受到哪些力的作用？合外力是哪個力？這個力的方向有什么特點？這個力起什么作用？

（4）通過討論得到：

a：做勻速圓周運動的物體受到一個指向圓心的合力的作用，這個力叫向心力。b：向心力指向圓心，方向不斷變化。c：向心力的作用效果──只改變運動物體的速度方向，不改變速度大小。2．向心力的大?。?）體驗向心的大小

a：每組學(xué)生發(fā)用細(xì)線聯(lián)結(jié)的鋼球、木球各一個，讓學(xué)生拉住繩的一端，讓小球盡量做勻速圓周運動，改變轉(zhuǎn)動的快慢、細(xì)線的長短多做幾次。

b：引導(dǎo)學(xué)生猜想：向心力可能與物體的質(zhì)量、角速度、半徑有關(guān)。

c：過渡：剛才同學(xué)們已猜想大向心力可能與m、v、r有關(guān)，那么，我們的猜想是否正確呢？下邊我們通過實驗來檢驗一下。

（2）a：用實物投影儀，投影向心力演示器。b：介紹向心力演示的構(gòu)造和使用方法 構(gòu)造：（略）主要介紹各部分的名稱

使用方法：勻速轉(zhuǎn)動手柄1，可以使塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的小球就做勻速圓周運動。使小球做勻速圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力提供，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^杠桿的作用使彈簧測力套筒7下降，從而露出標(biāo)尺8，標(biāo)尺8上露出的紅白相間等方格可顯示出兩個球所受向心力的比值。

（3）操作方法：

a：用質(zhì)量不同的鋼球和鋁球，使他們運動的半徑r和角速度相同觀察得到：向心力的大小與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，向心力也越大。

b：用兩個質(zhì)量相同的小球，保持運動半徑相同，觀察向心力與角速度之間的關(guān)系

c：仍用兩個質(zhì)量相同的小球，保持小球運動的角速度相同，觀察向心力的大小與運動半徑之間的關(guān)系。

（4）總結(jié)得到：向心力的大小與物體質(zhì)量m、圓周半徑r和角速度都有關(guān)系，且給出公式：F＝mr2（說明該公式的得到方法，空氣變量法、定量測數(shù)據(jù)）

（5）學(xué)生據(jù)3．向心加速度 推導(dǎo)向心力的另一表達(dá)式

（1）做圓周運動的物體，在向心力F的作用下必然要產(chǎn)生一個加速度，據(jù)牛頓運動定律得到：這個加速度的方向與向心力的方向相同，叫做向心加速度。（2）結(jié)合牛頓運動定律推導(dǎo)得到

4．說明的幾個問題：

（1）由于a向的方向時刻在變，所以勻速圓周運動是瞬時加速度的方向不斷改變的變加速運動。（2）做勻速圓周運動的物體，向心力是一個效果力，方向總指向圓心，是一個變力。（3）做勻速圓周運動的物體受到的合外力就是向心力。三 鞏固訓(xùn)練

1．向心加速度只改變速度的___________，而不改變速度的____________。

2．一個做勻速圓周運動的物體，當(dāng)它的轉(zhuǎn)速度為原來的2倍時，它的線速度、向心力分別變?yōu)樵瓉淼膸妆?？如果線速度不變，當(dāng)角速度變?yōu)樵瓉淼?倍時，它的軌道半徑和所受的向心力分別為原來的幾倍? 3．（1）用CAI課件展示思考與討論中的物理情景（2）分析木塊受幾個力的作用？各是什么性質(zhì)的力？（3）木塊所受的向心力是由什么提供的？ 四 小結(jié)

1．什么是向心力和向心加速度？它們的大小和方向有什么特點？ 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．勻速圓周運動是一種什么性質(zhì)的運動？ 五 作業(yè)

第三篇：5.6 7向心力與向心加速度 教學(xué)設(shè)計

《向心力與向心加速度》教學(xué)設(shè)計

【設(shè)計思想】

向心力概念的建立有兩條途徑：一是先通過實驗建立向心力概念，歸納出向心力公式，再推出向心加速度；二是先通過理論推導(dǎo)導(dǎo)出向心加速度，再推出向心力。本節(jié)課目的是想通過先理論分析，得出向心力的存在，再通過實驗探究，用理論指導(dǎo)實踐。理論推導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn)，能訓(xùn)練學(xué)生的推理能力，實驗方法講向心力，降低了難度，便于學(xué)生理解接受。這樣讓學(xué)生真正認(rèn)識到向心力的存在及意義。

【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識與能力

1、知道向心力的定義和方向，通過實例認(rèn)識向心力的作用效果及來源。

2、通過實驗理解向心力的大小與哪些因素有關(guān)，初步掌握向心力的公式并可以進(jìn)行計算。

3、知道向心加速度及其公式，能運用牛頓第二定律分析勻速圓周運動的向心力及向心加速度。

4、經(jīng)歷向心力和向心加速度的概念形成過程的體驗，大膽發(fā)表自己對有關(guān)問題的認(rèn)識。

二、過程與方法

通過向心力理論分析到實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生用理論指導(dǎo)實踐的素養(yǎng)和能力。

三、情感態(tài)度與價值觀

培養(yǎng)學(xué)生觀察生活，思考生活現(xiàn)象的能力，同時培養(yǎng)學(xué)生大膽分析及勇于探究的科學(xué)素養(yǎng)，以及尊重實驗、實踐的客觀唯物精神。

【教學(xué)重點】

向心力概念的建立及實驗探究向心力的大小是教學(xué)重點。

【教學(xué)難點】

向心力概念的建立及實驗探究向心的大小也是教學(xué)難點。通過簡單實例及分組實驗加強(qiáng)感知，突破難點。

【教具準(zhǔn)備】

1、小球、細(xì)繩和光滑木板16套

2、小鏈球16對。

3、向心力演示器16臺。

4、課件。

【教學(xué)過程】

一、引入新課

欣賞視頻：我國選手趙宏博和申雪在06年冬奧會花樣滑冰比賽中，以精彩表演獲得金牌，為國爭光。視頻中申雪的運動可以近似看成什么運動？（學(xué)生回答：勻速圓周運動），其運動狀態(tài)時刻改變的原因是什么？（學(xué)生回答：受到合外力）有力就會產(chǎn)生（加速度）。這節(jié)課我們共同探究做勻速圓周運動的物體合外力及加速度的特點。

板書：向心力與向心加速度

二、學(xué)生實驗引出向心力的定義

引導(dǎo)學(xué)生分組利用手中的小球、細(xì)線、光滑水平木板，構(gòu)建一個簡單的勻速圓周運動，讓學(xué)生對小球進(jìn)行受力，得出勻速圓周運動物體所受合外力的特點：始終指向圓心，從而引出向心力的定義。

板書：向心力

1、向心力的定義：做勻速圓周運動的物體會受到一個始終指向圓心等效的力。

三、學(xué)生觀察得到向心力的方向

再引導(dǎo)學(xué)生觀察分析得到向心力的方向時刻在變化，是一個變力但始終指向圓心而且和速度方向垂直。

板書：向心力的方向：始終指向圓而且速度方向垂直

四、引導(dǎo)學(xué)生分析得到向心力的作用效果

因為向心力和速度方向始終垂直，所以向心力不做功，不改變速度的大小，只改變速度的方向，得到向心力的作用效果。

板書：向心力的作用效果：不改變速度的大小，只改變速度的方向。

五、通過三個典型題目引導(dǎo)學(xué)生分析向心力的來源

對物體受力分析，說明向心力的來源。

物體隨轉(zhuǎn)盤一起勻速圓周運動 物體隨滾筒一起勻速圓周運動

板書：向心力的來源：向心力可以由重力、彈力、摩擦力等某個力提供，也可以由它們的合力，或某個力的分力提供。

六、實驗探究：向心力的大小

提出問題：向心力的大小跟哪些因素有關(guān)？

（引導(dǎo)學(xué)生用兩個小鏈球?qū)嶒?，憑感覺粗略體驗。學(xué)生經(jīng)實驗、討論有了自己的看法后，自由發(fā)言。）

學(xué)生的猜想：向心力跟物體質(zhì)量m、半徑r、角速度ω有關(guān)。

（若學(xué)生說到v，可引導(dǎo)學(xué)生由公式v=ωr得出ω和v有重復(fù)的部分）

進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生猜想它們的定量關(guān)系。學(xué)生可能猜想向心力與質(zhì)量成正比，與半徑成正比，與角速度成正比。老師先不要作出判斷。

提問：實驗時能否讓三個量同時變。

學(xué)生：不行，應(yīng)該保持其它量不變，使一個量變化即控制變量法。

實驗裝置：向心力演示器。

介紹構(gòu)造：

講解工作原理：小球向外壓擋板，擋板對小球的反作用力指向轉(zhuǎn)軸，提供了小球做勻速圓周運動的向心力，兩力大小相等，同時小球壓擋板的力使擋板另一端壓縮套在軸上的彈簧，彈簧被壓縮的格數(shù)可以從標(biāo)尺中讀出，即顯示了向心力大小。

演示操作：如何實現(xiàn)控制變量。

強(qiáng)調(diào)注意事項：

學(xué)生分組實驗得出：

①F向心力與質(zhì)量的關(guān)系：ω、r一定，取兩球使mA=2mB觀察：(學(xué)生讀數(shù))FA=2FB。

結(jié)論：向心力F∝m。

②F向心力與半徑的關(guān)系：m、ω一定，取兩球使rA=2rB觀察：(學(xué)生讀數(shù))FA=2FB。

結(jié)論：向心力F∝r。

③F向心力與角速度的關(guān)系：m、r一定，使ωA=2ωB觀察：(學(xué)生讀數(shù))FA=4FB。

結(jié)論：向心力F∝ω。

歸納：綜合上述實驗結(jié)果可知：物體做勻速圓周運動需要的向心力與物體的質(zhì)量成正比，與半徑成正比，與角速度的二次方成正比。但不能由一個實驗、一個測量就得到一般結(jié)論，實際上要進(jìn)行多次測量，同時選取更精密的儀器，大量實驗，但我們不可能一一去做。同學(xué)們剛才所做的實驗得出：m、r、ω越大，F(xiàn)越大；若將實驗稍加改進(jìn)，如課本中所介紹的小實驗，加一彈簧秤測出F，可粗略得出結(jié)論。我們還可以設(shè)計很多實驗都能得出這一結(jié)論，說明這是一個帶有共性的結(jié)論。測出m、r、ω的值，可知向心力大小為：F=mrωr。

2板書：向心力：F向心力=mωr=mv/r

我們知道合外力必然產(chǎn)生加速度，向心力實際就是物體做勻速圓周運動的合外力，這個力產(chǎn)生的加速度是怎么樣的呢？

七、根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出向心加速度

板書：向心加速度

1、向心加速度大小：a=F向心力/m=ωr=v/ r=ωv

a=4πr/T=4πrf

提問：方向是怎么樣的？

板書：向心加速度的方向：與向心力同向，始終指向圓心

思考：勻速圓周運動是勻變速運動還是非勻變速運動？

學(xué)生：不是，因為加速度不恒定。方向時刻在改變。

板書：向心加速度的物理意義：描述速度方向變化快慢的物理量。

【及時鞏固】

長度為0．5m的輕繩一端系一質(zhì)量為2kg的小球，另一端固定，小球繞固定點在光滑水平面上以4m/s的速度做勻速圓周運動，請計算小球做勻速圓周運動的向心力和向心加速度的大??？

【課堂小結(jié)】

1．知識內(nèi)容：(見板書)

2．實驗方法：控制變量法。

3．物理思想：先猜想后探究，從定性到定量。

第四篇：高二物理《向心力和向心加速度》教學(xué)設(shè)計

新課程強(qiáng)調(diào)“將學(xué)習(xí)的重心從過分強(qiáng)調(diào)知識的傳承和積累向獲取知識的探究過程轉(zhuǎn)化，從學(xué)生被動接受知識向主動獲取知識轉(zhuǎn)化，從而培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、實事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的精神”。為此本教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施就是采用學(xué)生實驗探究和教師演示實驗相結(jié)合的實驗探究教學(xué)法。

教學(xué)內(nèi)容

《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書·物理（2）》（司南版）

教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能

（1）知道向心力，通過實例認(rèn)識向心力的作用及向心力的來源

（2）通過實驗理解向心力的大小與哪些因素有關(guān)系，能運用向心力公式進(jìn)行計算。

（3）知道向心加速度及其公式，能運用牛頓第二定律分析勻速圓周運動的向心力和向心加速度。

2、過程與方法

（1）經(jīng)歷形成向心力概念的過程，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、歸納能力。

（2）通過創(chuàng)設(shè)一定的問題情境，讓學(xué)生經(jīng)歷探索向心力F與哪些因素有關(guān)的過程，學(xué)習(xí)控制變量法，培養(yǎng)學(xué)生分析論證等能力。

3、情感態(tài)度與價值觀

學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法和科學(xué)研究態(tài)度，發(fā)展學(xué)生對科學(xué)的好奇心與求知欲，使學(xué)生樂于探究自然界的奧秘，體驗探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅，培養(yǎng)學(xué)生主動參與活動的熱情和與他人合作的精神，有將自己的見解與他人交流的愿望，敢于堅持正確觀點，勇于修正錯誤，具有團(tuán)隊精神。

教材分析

《向心力和向心加速度》是司南版必修2第三章第二節(jié)。本節(jié)是本章承上啟下的重要知識，學(xué)好這一節(jié)可以為學(xué)好本章應(yīng)用部分以及萬有引力的應(yīng)用作必要準(zhǔn)備。教材先講向心力，后講向心加速度，回避了用矢量推導(dǎo)向心加速度這個難點，通過實例給出向心力概念，再通過探究性實驗給出向心力公式F=mrω2或 F=mv2/r，之后直接應(yīng)用牛頓第二定律得出向心加速度的表達(dá)式a=rω2或a=v2/r，順理成章，便于學(xué)生接受。

學(xué)情分析

在前面的教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了勻速圓周運動。知道描述勻速圓周運動快慢的物理量有線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速等，并理解它們之間的關(guān)系。知道在傳動裝置中，共軸的輪子上各點的角速度相等；皮帶轉(zhuǎn)動（不打滑）中，凡和皮帶接觸的點，線速度的大小相等。這些都為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。但學(xué)生只是表面知道勻速圓周運動是一種變速運動，因為它的線速度方向時刻在變，更深一步來分析，為什么線速度的方向時刻在變？是什么力來改變物體的這種運動狀態(tài)，這個力有何特點？學(xué)生將帶著這些疑問來進(jìn)入本節(jié)課的學(xué)習(xí)。

教學(xué)過程

一、引入新課

1、設(shè)置情景

教師做“水流星”實驗,并設(shè)下疑問：為什么盛水的杯子以一定的速度做圓周運動，水不從杯里灑出，甚至杯子在豎直面內(nèi)運動到最高點時，杯口已經(jīng)朝下，水也不會從杯里灑出來？

[在課堂上創(chuàng)設(shè)真實可見的物理情景，通過演示實驗的現(xiàn)象，使學(xué)生產(chǎn)生懸念，激發(fā)好奇心和探索欲望，培養(yǎng)學(xué)生把生活與物理聯(lián)系一起的習(xí)慣。]

2、復(fù)習(xí)提問

（1）什么是勻速圓周運動?

（2）“勻速”的含義是什么？

在上節(jié)課的基礎(chǔ)上，學(xué)生很快得出答案。教師引導(dǎo)學(xué)生分析：由于勻速圓周運動的速度方向時刻在變，所以勻速圓周運動是變速曲線運動。而力是改變物體運動狀態(tài)的原因。那么做勻速圓周運動的物體所受合外力一定不為零。那么物體所受的外力有何特點？加速度怎樣呢？指出：這兩個問題即是我們這節(jié)課要研究的問題，且通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)大家即可自行解釋前面小實驗的因果。

[采用這樣的導(dǎo)入法是在復(fù)習(xí)舊知識的基礎(chǔ)上，提出將要進(jìn)一步研究的問題，從而使學(xué)生對講授的新內(nèi)容產(chǎn)生迫切求知的欲望，主動積極開展思維活動，進(jìn)入新課的學(xué)習(xí)。同時能給學(xué)生一種知識的整體感。]

二、向心力

1、實驗探究“小球在光滑水平面做圓周運動”。

（1）、步驟

①一個小球，拴在繩的一端，繩的另一端固定于桌上，原來細(xì)繩處于松馳狀態(tài)

②用手輕擊小球，觀察繩繃直前后小球的運動情況。

（2）、借助課件引導(dǎo)學(xué)生討論、分析：

①繩繃緊前，小球做勻速直線運動，小球受到哪些力的作用？

②繩繃緊后，小球做勻速圓周運動，小球受到哪些力的作用？合外力是哪個力？這個力的方向有什么特點？這個力起什么作用？

（3）、通過討論得到：

①做圓周運動的物體始終受到一個指向圓心的力的作用，這個力叫向心力。

②向心力指向圓心，方向不斷變化。是變力。

③向心力的作用效果——只改變運動物體的速度方向，不改變速度大小。

[這實驗簡單易做，效果明顯，通過親身感受學(xué)生獲得了成功的樂趣。討論時教師應(yīng)適時介入引導(dǎo)學(xué)生得出正確的結(jié)論。]

2、課件展示動畫：（1）圓錐擺（2）物體相對轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運動（3）汽車轉(zhuǎn)彎（4）衛(wèi)星繞地球運行

3、向心力的來源：通過對以上四個圓周運動實例的分析得出向心力的來源可以是某一個力（重力、彈力、摩擦力）或幾個力的合力，也可以是某個力的分力。

4、應(yīng)用：學(xué)生嘗試解釋“水流星”的實驗現(xiàn)象。

[向心力的來源是學(xué)生在本章學(xué)習(xí)中的一個難點，用多媒體呈現(xiàn)直觀刺激材料，易引起學(xué)生注意，提高學(xué)習(xí)興趣。圓錐擺等現(xiàn)象中，物體都做圓周運動，具有運動方面的共性，由此啟發(fā)學(xué)生對這些物體的受力進(jìn)行分析，尋找受力方面的共性，使學(xué)生經(jīng)歷了分析、比較、歸納等思維過程，也體驗到了成功的喜悅。學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)中可能將向心力當(dāng)成獨立的一個力，教師此時應(yīng)特別指出：受力分析時, 不能多出一個向心力。且①物體做勻速圓周運動時，向心力就是物體所受到的合外力。②物體做非勻速圓周運動時，向心力物體并非是所受到的合外力。]

三、向心力的大小

1、實驗探究：感受向心的大小

讓學(xué)生利用身邊的材料如鑰匙串、橡皮擦、筆、細(xì)繩等動手實驗并感受向心的大小。

（1）讓學(xué)生用細(xì)線聯(lián)結(jié)鑰匙串、橡皮擦、筆等，然后拉住繩的`一端，讓鑰匙串、橡皮擦、筆等盡量做勻速圓周運動，改變轉(zhuǎn)動的快慢、細(xì)線的長短多做幾次。

（2）引導(dǎo)學(xué)生猜想：向心力的大小可能與物體的質(zhì)量、角速度、半徑有關(guān)。因此在探究向心力大小實驗中應(yīng)采用控制變量法來研究這一問題。

[該小實驗在此做了改動，與課本上的不盡相同。做該實驗時學(xué)生的感受更直接，更易操作。提醒學(xué)生實驗時應(yīng)使物體盡可能在水平面內(nèi)做圓周運動，這樣繩的拉力近似等于向心力。]

課件展示：

2、實驗探究向心力大小

（1）實驗方法：控制變量法

（2）介紹向心力演示器的構(gòu)造和使用方法。

（3）實驗過程

①質(zhì)量不同的鋼球和鋁球，當(dāng)它們運動的半徑r和角速度ω相同時，比較向心力的大小

②兩個質(zhì)量相同的小球，保持運動半徑相同，觀察向心力與角速度之間的關(guān)系

③兩個質(zhì)量相同的小球，保持小球運動的角速度相同，觀察向心力的大小與運動半徑之間的關(guān)系

（4）實驗記錄表格

實驗質(zhì)量比值(m1:m2)半徑比值(r1:r2)角速度比值(ω1:ω2)向心力近似比值(F1:F2)123

（5）實驗結(jié)論：

①實驗表明物體做圓周運動所需向心力大小為：

F=mω2r（式中F表示向心力，m表示物體的質(zhì)量，ω是物體做圓周運動的角速度，r是所做圓周運動的圓周半徑。）

②應(yīng)用線速度和角速度的關(guān)系，上述公式可變形為：

F=mv2/r（式中v是做勻速圓周運動的線速度）

[對于控制變量法學(xué)生已有一定程度的認(rèn)知，因此在學(xué)生的自主探究并提出猜想后通過演示實驗師生一起探究最后得出向心力大小的關(guān)系式。在介紹向心力演示器的構(gòu)造和使用方法時教師可結(jié)合傳動裝置中，共軸的輪子上各點的角速度相等，皮帶傳動（不打滑）中，凡和皮帶接觸的點，線速度的大小相等這一知識點讓學(xué)生思考怎樣控制角速度不變。當(dāng)學(xué)生明白這一問題后，教師的演示也可換成學(xué)生的演示。不然，臺上的忙得不亦樂乎，臺下的卻不知所以然，純看熱鬧。]

四、向心加速度：

⒈ 定義: 由向心力產(chǎn)生的加速度叫向心加速度。

2、物理意義: 它是表示速度方向變化快慢的物理量。

3、向心加速度的大小與方向

（1）引導(dǎo)學(xué)生利用牛頓第二定律推導(dǎo)出向心加速的表達(dá)式----a=ω2r.向心力的大小還可以用F=mν2/r來表達(dá)，同樣向心加速度也可表示為--a=ν2/r.（2）方向：與向心力的的方向一致。沿半徑指向圓心，方向不斷變化，所以勻速圓周運動是變加速運動。

4、動動腦：a=ω2r、a=ν2/r，a與r究竟是成正比呢，還是成反比？

指出：當(dāng)w一定時，a∝r

當(dāng)v一定時，a∝1/r5、課本例題：在航空競賽場里，由一系列路標(biāo)塔指示飛機(jī)的飛行路徑。在飛機(jī)轉(zhuǎn)彎時，飛行員能承受的最大向心加速度大小約為6g(g為重力加速度)。設(shè)一飛機(jī)以150 m/s的速度飛行，當(dāng)加速度為6g時，其路標(biāo)塔轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)該為多少?

六、小結(jié)[在小結(jié)中需給學(xué)生指出,向心力和向心加速度的公式雖然是從勻速圓周運動中推導(dǎo)出來的,但這些公式對變速圓周運動中求某點的向心力和向心加速度也適用.]

七、作業(yè)：P72 3、4、5小題

設(shè)計思路

向心力和向心加速度是高中物理的一個難點內(nèi)容，學(xué)生對于向心力一直很難理解。為了突破重點，難點，本節(jié)課本節(jié)首先通過創(chuàng)設(shè)真實可見的物理情景，激發(fā)他們的求知欲，引起學(xué)習(xí)的興趣。然后學(xué)生親身進(jìn)行實驗探究來感受向心力。當(dāng)學(xué)生對向心力的概念有了一定的認(rèn)識后，就進(jìn)一步提出向心力的大小與哪些因素有關(guān)呢？再讓學(xué)生動手完成感受向心力大小的小實驗后做出猜想，然后借助了向心力演示器進(jìn)行實驗，從而得出了向心力公式。接著運用牛頓第二定律，給出向心加速度的公式，讓學(xué)生明白勻速圓周運動的向心力和向心加速度的大小不變，但方向時刻在改變。

本教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施都落實了高中物理新課程的目標(biāo)要求，體現(xiàn)了新課程的精神，采取“學(xué)生自主探究，教師啟發(fā)導(dǎo)學(xué)”的新教法，充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生自主探究，親身體會到科學(xué)探究的過程。通過實驗探究，讓學(xué)生人人參與，親身體驗探究過程，活躍學(xué)生思維，并在探究中突破教學(xué)難點。教師結(jié)合演示實驗，同時充分利用多媒體課輔助教學(xué)，使課堂的教學(xué)效果大大提高。這是一節(jié)科學(xué)的、操作性很強(qiáng)的教學(xué)設(shè)計案例。

【高二物理《向心力和向心加速度》教學(xué)設(shè)計】相關(guān)文章：

1.向心力和向心加速度的教學(xué)設(shè)計

2.向心加速度向心力的評課稿

3.向心力,向心加速度說課稿

4.向心力向心加速度說課稿范文

5.高二物理教學(xué)設(shè)計

6.高二物理《電源和電流》練習(xí)題

7.向心力說課課件

8.向心力的同義詞

9.關(guān)于向心力公開課的教學(xué)過程和教學(xué)反思

第五篇：向心加速度 向心力應(yīng)用·教案

牛頓運動定律·向心加速度 向心力應(yīng)用·教案

一、教學(xué)目標(biāo) 1．物理知識方面：

(1)理解向心加速度表示速度方向變化快慢；(2)掌握向心加速度與半徑的關(guān)系；

(3)學(xué)會分析向心力的來源，并能初步應(yīng)用公式計算。

2．通過推導(dǎo)向心加速度、實例分析培養(yǎng)學(xué)生的推理能力，以及分析問題的能力。

二、重點、難點分析 1．重點：向心力的來源。

2．難點：變速圓周運動中物體的受力、豎直面內(nèi)的圓周運動最高點速度極值。演示實驗與理論推導(dǎo)相結(jié)合。

三、教具

1．轉(zhuǎn)臺、小物塊； 2．單擺；

3．一根細(xì)繩系著盛水的透明小桶； 4．一只透明的碗、小球(玻璃球或其它)。

四、主要教學(xué)過程(－)引入新課

復(fù)習(xí)提問1：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了勻速圓周運動以及向心力。當(dāng)物體做勻速圓周運動時需要向心力，這個力的方向如何？大小如何計算？

提問2：物體做勻速圓周運動時，速度是否發(fā)生變化？ 引導(dǎo)學(xué)生回答：速度大小不變，方向變。思考：速度方向變化，是否存在加速度？(學(xué)生可能答存在，也可能遲疑。)引導(dǎo)學(xué)生分析：速度是矢量，速度方向變化仍是速度有變化，有變化就有加速度，這個加速度表示速度方向變化的快慢。

引入：那么，勻速圓周運動的加速度是怎樣產(chǎn)生的？它的大小和方向如何呢？下面我們就來討論這一問題。

(二)教學(xué)過程設(shè)計

啟發(fā)思考：物體運動時的加速度是如何產(chǎn)生的？根據(jù)是什么？

引導(dǎo)學(xué)生：由合外力產(chǎn)生，根據(jù)牛頓運動定律，力是改變物體運動狀態(tài)的原因，即力是產(chǎn)生加速度的原因。

再思考：那么，能否根據(jù)上節(jié)課的結(jié)論來推導(dǎo)加速度呢？(可由學(xué)生自己先推導(dǎo))講評(師生共同完成)：牛頓運動定律既適用于直線運動，也適用于曲線運動。由牛頓第二定律：F合=ma 由向心力公式：F合=F向=mωr 2

提問：加速度的方向如何？

引導(dǎo)學(xué)生：與合外力方向一致，即指向圓心。講述：故名向心加速度。板書：向心加速度

1．向心加速度：表示速度方向變化的快慢。

分析：如圖1所示，F(xiàn)向⊥v物體在運動方向上不受力，因而在這個方向(即切線方向)上沒有加速度，速度大小不會改變。由牛頓第二定律，F(xiàn)合→a，合力提供向心力，向心力的作用只是改變速度的方向，不改變速度大小，由此產(chǎn)生的加速度方向指向圓心，表示速度方向變化的快慢。適用范圍說明：向心力和向心加速度的公式是從勻速圓周運動得出的，但也適用于一般的圓周運動。一般的圓周運動，速度的大小有變化，向心力和向心加速度的大小也隨著變化，利用公式求物體在圓周某一位置時的向心力和向心加速度的大小，必須用該點的速度瞬時值。

反饋練習(xí)(鞏固新知識)：

①從勻速圓周運動的向心加速度公式a=ωr得出，a與半徑r成正比，但從a=v/r又得出，a與半徑r成反比。那么，a與半徑r到底成正比還是反比？兩者是否相互矛盾？

②一列火車的質(zhì)量為500t，拐彎時沿著圓弧形軌道前進(jìn)，圓弧半徑為375m，通過彎道時的車速為54km/h，火車所需要的向心力是多大？產(chǎn)生的向心加速度是多大？

講解：

①在討論向心加速度與半徑的關(guān)系時，必須注意不同的條件。

②火車拐彎時的圓周運動無論是否勻速率，都可利用公式求出拐彎瞬時的向心力和加速度。注意單位換算，v=54km/h=15m/s。

向心加速度：a=v/r=15/375=0.6(m/s)向心力：F=mv/r=5×10×15/375=3×10(N)或F=ma=5×10×0.6=3×10(N)也可先求向心力，再根據(jù)F=ma求加速度。板書：2．向心力實例分析

例1 下列物體做勻速圓周運動時，向心力分別由什么力提供？ ①人造地球衛(wèi)星繞地球運動時； ②電子繞原子核運動時；

③小球在光滑的水平桌面上運動；(如圖2)④小球在水平面內(nèi)運動；(如圖3)⑤玻璃球沿碗(透明)的內(nèi)壁在水平面內(nèi)運動；(如圖4)(不計摩擦)演示： 552

52522

⑥使轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)臺上的物體也隨之做勻速圓周運動，轉(zhuǎn)臺與物體間沒有相對滑動。(如圖5)(學(xué)生觀察并分析，教師講評)①由萬有引力提供；④由重力、拉力的合力提供(如圖6)②由庫侖力提供；⑤由重力、支持力的合力提供(如圖7)；

③由重力、支持力、拉力的合力提供；⑥由靜摩擦力提供即合力(如圖8)；

小結(jié)：分析勻速圓周運動向心力的來源，在具體問題中首先要對物體進(jìn)行受力分析，根據(jù)受力來加以確定，由合力提供，也可能彈力、摩擦力等中的某一種力提供。

例2 汽車拐彎時，可以看做是勻速圓周運動的一部分。如果此時你坐在車廂內(nèi)并緊靠車壁，有何感覺？為什么？若未靠車壁又如何？

(學(xué)生對此有切身體會，由學(xué)生自己分析后再講評)講評：人隨車一起做圓周運動需要向心力。當(dāng)人緊靠車壁時，感覺自己使勁擠壓車壁，車壁就給人一個反作用力，與座位給人的靜摩擦力合起來提供向心力；未靠車壁時，只能由座位給人的靜摩擦力提供向心力，當(dāng)車速不大，所需向心力不大，靜摩擦力提供了向心力，人就有被向外甩的感覺；當(dāng)車速較大，所需向心力就大，若靜摩擦力不足以提供所需的向心力時，人就會滑離座位。

演示：

當(dāng)物體在豎直面內(nèi)做圓周運動時，一般不是勻速圓周運動，速度大小也在變，這時物體所受合外力方向并不指向圓心，如圖10所示。將合外力分解為兩個合力：F1垂直速度方向指向圓心提供向心力，其作用是改變速度方向；F2平行速度方向，其作用是改變速度大小。對這種情況的討論和計算，僅限于最高點和最低點。

例3 演示“水流星”。

儀器：一根細(xì)繩系著盛水的杯子。

演示1：將杯子倒過來杯口朝下，水會在重力作用下灑到地上。以足夠大的速度使杯子在豎直面內(nèi)做圓周運動。如圖11。

觀察：杯子到最高點杯口朝下，水不流出。問：為什么？試分析原因。(學(xué)生可討論)師生共同分析：以水為研究對象，水做圓周運動需要向心力，到最高點時速度為v，需要的向心2力方向豎直向下，大小為F=mv/r，v越大，需要的向心力就越大。水在最高點的受力如圖12，重力以及杯底對水的作用力方向指向圓心，提供向心力。

演示2：使v小，水到最高點灑出。

思考：當(dāng)杯子運動到最高點時，為使杯中的水不灑出，此時的速度至少是多大？如何算出？ 引導(dǎo)學(xué)生分析：

受力：N、G

v小，所需向心力小，N?。划?dāng)N減小到0，重力提供向心力，有

翻滾過山車、雜技節(jié)目中的飛車走壁等原理也在于此。(三)課堂小結(jié)

1．勻速圓周運動時，向心加速度表示速度方向變化的快慢。向心加速度大小不變，方向指向圓心，時刻在變化，所以不是勻變速運動。

2．向心力來源

五、說明

1．在勻速圓周運動中，速度v、加速度a，向心力F都是矢量，而三個量的特點都是大小不變方向變，這是學(xué)生容易忽視的問題，因此在設(shè)計教學(xué)時力圖突出這三個量的矢量性。

2．力與運動的關(guān)系是力學(xué)中的一個重要關(guān)系，教學(xué)中力圖分析好速度、加速度、向心力三者之間的關(guān)系，加深對這三個概念的理解，同時深化對牛頓定律的認(rèn)識。

3．對于非勻速圓周運動，大綱要求分析受力及加速度，只限于分析豎直面內(nèi)的最高點和最低點。但對于基礎(chǔ)較好的學(xué)生，介紹將合力分解在沿半徑方向和切線方向去分析，學(xué)生是能接受的，這樣的分析能使學(xué)生更透徹地理解力、速度、加速度三者之間的關(guān)系。教師可根據(jù)學(xué)生的情況靈活把握教學(xué)中的深淺度