第一篇：高中物理優(yōu)秀教案5.7向心力

5.7 向心力

【教學(xué)目標(biāo)】

（一）知識與技能

1、理解向心力的概念。

2、知道向心力大小與哪些因素有關(guān)。理解公式的確切含義，并能用來進(jìn)行計(jì)算。

3、知道在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，可用上述公式求質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的向心力和向心加速度。

（二）過程與方法

通過用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)來了解向心力的大小與哪些因素有關(guān)，并理解公式的含義。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1、在實(shí)驗(yàn)中，培養(yǎng)動(dòng)手的習(xí)慣并提高分析問題、解決問題的能力。

2、感受成功的快樂，體會(huì)實(shí)驗(yàn)的意義，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】

明確向心力的意義、作用、公式及其變形?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】

如何運(yùn)用向心力、向心加速度的知識解釋有關(guān)現(xiàn)象?！窘虒W(xué)課時(shí)】 1課時(shí) 【教學(xué)過程】

（一）引入新課

教師活動(dòng)：前面兩節(jié)課，我們學(xué)習(xí)、研究了圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征，知道了如何描述圓周運(yùn)動(dòng)。這節(jié)課我們再來學(xué)習(xí)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征――向心力。

（二）進(jìn)行新課

1、向心力

教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材 “向心力”部分，思考并回答以下問題：

1、舉出幾個(gè)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，說明這些物體為什么不沿直線飛去。

2、用牛頓第二定律推導(dǎo)出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力表達(dá)式。

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真閱讀教材，列舉并分析實(shí)例，體會(huì)向心力的作用效果，并根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力表達(dá)式。學(xué)生代表發(fā)表自己的見解。

教師活動(dòng)：傾聽學(xué)生回答，幫助學(xué)生分析實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生解決疑難，回答學(xué)生可能提出的問題。

v

2投影向心力表達(dá)式：Fn?m或Fn?mr?2

r點(diǎn)評：激發(fā)學(xué)生的思維，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。通過學(xué)生發(fā)表見解，培養(yǎng)學(xué)生語言表達(dá)能力和分析問題的能力。

2、實(shí)驗(yàn)：用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式

教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材 “實(shí)驗(yàn)”部分，引導(dǎo)學(xué)生思考下面的問題：

1、實(shí)驗(yàn)器材有哪些？

2、簡述實(shí)驗(yàn)原理（怎樣達(dá)到驗(yàn)證的目的）

3、實(shí)驗(yàn)過程中要注意什么？測量那些物理量（記錄哪些數(shù)據(jù)）？

4、實(shí)驗(yàn)過程中差生誤差的原因主要有哪些？

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真閱讀教材，思考問題，學(xué)生代表發(fā)言。教師活動(dòng)：聽取學(xué)生見解，點(diǎn)評、總結(jié)。

教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并記錄學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題。學(xué)生活動(dòng)：分成小組，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立驗(yàn)證。

點(diǎn)評：讓學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的過程，體驗(yàn)成功的樂趣。培養(yǎng)動(dòng)手能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神。

教師活動(dòng)：聽取學(xué)生匯報(bào)驗(yàn)證的結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的可靠性作出評估。師生互動(dòng)，得出結(jié)論：

1、實(shí)驗(yàn)的過程中，多項(xiàng)測量都是粗略的，存在較大的誤差，用兩個(gè)方法得到的力并不嚴(yán)格相等。

2、通過實(shí)驗(yàn)我們還體會(huì)到，向心力并不是像重力、彈力、摩擦力那樣具有某種性質(zhì)的力來命名的。它是效果力，是按力的效果命名的。在圓錐擺實(shí)驗(yàn)中，向心力是小球重力和細(xì)線拉力的合力，還可以理解為是細(xì)線拉力在水平面內(nèi)的一個(gè)分力。

教師活動(dòng)：實(shí)例分析：說明以下幾個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例中向心力是由哪些力提供的？

1、繩的一端拴一小球，手執(zhí)另一端使小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

2、月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力是什么力提供的？

3、在圓盤上放一個(gè)小物塊，使小物塊隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，分析小物塊受幾個(gè)力？向心力由誰提供？

學(xué)生活動(dòng)：思考并回答問題：

1、小球受重力、支持力、繩的拉力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。由于豎直方向小球不運(yùn)動(dòng)，故重力、支持力合力為零，那么水平方向上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)效果由水平面上的繩的拉力效果來提供.2、月球和地球間的引力提供月球運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力

3、小物塊受重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力提供向心力

點(diǎn)評：通過實(shí)例分析，達(dá)到鞏固所學(xué)知識的目的。

教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生兩人一組，完成課本54頁“做一做”欄目中的實(shí)驗(yàn)，自己感受向心力的大小。學(xué)生活動(dòng)：按照“做一做”欄目中的實(shí)驗(yàn)介紹，獨(dú)立操作，在實(shí)驗(yàn)中獲得體驗(yàn)。點(diǎn)評：通過實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識，同時(shí)激發(fā)學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣。

3、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)

教師活動(dòng)：向心力能改變速度的大小嗎？為什么？ 學(xué)生活動(dòng)：思考并發(fā)表見解。

教師活動(dòng)：聽取學(xué)生代表的發(fā)言，點(diǎn)評。

教生活動(dòng)：設(shè)疑：我們在“做一做”的實(shí)驗(yàn)中，通過掄繩子來調(diào)節(jié)沙袋速度的大小，不就說明向心力可以改變速度的大小嗎？這該怎樣解釋呢？

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真閱讀課本，思考并討論問題，學(xué)生代表發(fā)表見解。教師活動(dòng)：聽取學(xué)生見解，點(diǎn)評、總結(jié)。

點(diǎn)評：培養(yǎng)學(xué)生閱讀教材并從中獲取信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的主動(dòng)求知的意識。

教師活動(dòng)：對于做一般曲線運(yùn)動(dòng)的物體，我們可以用怎樣的分析方法進(jìn)行簡化處理？ 學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材并結(jié)合圖6.7－4的提示發(fā)表自己的見解。點(diǎn)評：對學(xué)生注重物理學(xué)方法的教育。

（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評

教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。

點(diǎn)評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。

教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。

（四）實(shí)例探究

［例1］如圖所示，在光滑的水平面上釘兩個(gè)釘子A和B，相距20 cm.用一根長1 m的細(xì)繩，一端系一個(gè)質(zhì)量為0.5 kg的小球，另一端固定在釘子A上.開始時(shí)球與釘子A、B在一直線上，然后使小球以2 m/s的速率開始在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).若繩子能承受的最大拉力為4 N，那么從開始到繩斷所經(jīng)歷的時(shí)間是多少?

解析 球每轉(zhuǎn)半圈，繩子就碰到不作為圓心的另一顆釘子，然后再以這顆釘子為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的半徑就減少0.2 m，但速度大小不變（因?yàn)槔K對球的拉力只改變球的速度方向）.根據(jù)F＝mv2／r知，繩每一次碰釘子后，繩的拉力（向心力）都要增大，當(dāng)繩的拉力增大到Fmax＝4 N時(shí)，球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為rmin，則有

Fmax＝mv2／rmin

rmin＝mv2／Fmax＝（0.5×22／4）m＝0.5 m.繩第二次碰釘子后半徑減為0.6 m，第三次碰釘子后半徑減為0.4 m.所以繩子在第三次碰到釘子后被拉斷，在這之前球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：

t＝t1＋t2＋t3

＝πl(wèi)／v＋π（l－0.2）／v＋π（l－0.4）／v ＝（3l－0.6）·π／v ＝（3×1－0.6）×3.14／2 s ＝3.768 s 答案 3.768 s 說明 需注意繩碰釘子的瞬間，繩的拉力和速度方向仍然垂直，球的速度大小不變，而繩的拉力隨半徑的突然減小而突然增大.［例2］如圖所示，水平轉(zhuǎn)盤的中心有個(gè)豎直小圓筒，質(zhì)量為m的物體A放在轉(zhuǎn)盤上，A到豎直筒中心的距離為r.物體A通過輕繩、無摩擦的滑輪與物體B相連，B與A質(zhì)量相同.物體A與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力是正壓力的μ倍，則轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度在什么范圍內(nèi)，物體A才能隨盤轉(zhuǎn)動(dòng).解析 由于A在圓盤上隨盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以它所受的合外力必然指向圓心，而其中重力、支持力平衡，繩的拉力指向圓心，所以A所受的摩擦力的方向一定沿著半徑或指向圓心，或背離圓心.當(dāng)A將要沿盤向外滑時(shí)，A所受的最大靜摩擦力指向圓心，A的向心力為繩的拉力與最大靜摩擦力的合力.即

F＋Fm ′＝mω12r 由于B靜止，故 F＝mg

②

①

由于最大靜摩擦力是壓力的μ倍，即 Fm ′＝μFN＝μmg 由①、②、③解得 ω1＝g(1??)/r；

③ 當(dāng)A將要沿盤向圓心滑時(shí)，A所受的最大靜摩擦力沿半徑向外，這時(shí)向心力為： F－Fm ′＝mω22r

④

由②、③、④得ω2＝g(1??)/r.要使A隨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，其角速度ω應(yīng)滿足

g(1??)/r≤ω≤g(1??)/r

答案 g(1??)/r≤ω≤g(1??)/r

說明 根據(jù)向心力公式解題的關(guān)鍵是分析做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的受力情況；明確哪些力提供了它需要的向心力.

第二篇：高中物理 5.7向心力教案 新人教版必修2

物理必修2人教新課標(biāo)5.7向心力教案

★新課標(biāo)要求

（一）知識與技能

1、理解向心力的概念。

2、知道向心力大小與哪些因素有關(guān)。理解公式的確切含義，并能用來進(jìn)行計(jì)算。

3、知道在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，可用上述公式求質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的向心力和向心加速度。

（二）過程與方法

通過用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)來了解向心力的大小與哪些因素有關(guān)，并理解公式的含義。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1、在實(shí)驗(yàn)中，培養(yǎng)動(dòng)手的習(xí)慣并提高分析問題、解決問題的能力。

2、感受成功的快樂，體會(huì)實(shí)驗(yàn)的意義，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。★教學(xué)重點(diǎn)

明確向心力的意義、作用、公式及其變形?！锝虒W(xué)難點(diǎn)

如何運(yùn)用向心力、向心加速度的知識解釋有關(guān)現(xiàn)象?！?教學(xué)方法

教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，討論、交流學(xué)習(xí)成果?！锝虒W(xué)工具

圓錐擺實(shí)驗(yàn)裝置，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備等 ★教學(xué)過程

（一）引入新課

教師活動(dòng)：前面兩節(jié)課，我們學(xué)習(xí)、研究了圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征，知道了如何描述圓周運(yùn)動(dòng)。這節(jié)課我們再來學(xué)習(xí)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征――向心力。

（二）進(jìn)行新課

用心

愛心

專心 1

1、向心力

教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材 “向心力”部分，思考并回答以下問題：

1、舉出幾個(gè)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，說明這些物體為什么不沿直線飛去。

2、用牛頓第二定律推導(dǎo)出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力表達(dá)式。

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真閱讀教材，列舉并分析實(shí)例，體會(huì)向心力的作用效果，并根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力表達(dá)式。學(xué)生代表發(fā)表自己的見解。

教師活動(dòng)：傾聽學(xué)生回答，幫助學(xué)生分析實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生解決疑難，回答學(xué)生可能提出的問題。

v2 投影向心力表達(dá)式：Fn?m或Fn?mr?2

r點(diǎn)評：激發(fā)學(xué)生的思維，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。通過學(xué)生發(fā)表見解，培養(yǎng)學(xué)生語言表達(dá)能力和分析問題的能力。

2、實(shí)驗(yàn)：用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式

教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材 “實(shí)驗(yàn)”部分，引導(dǎo)學(xué)生思考下面的問題：

1、實(shí)驗(yàn)器材有哪些？

2、簡述實(shí)驗(yàn)原理（怎樣達(dá)到驗(yàn)證的目的）

3、實(shí)驗(yàn)過程中要注意什么？測量那些物理量（記錄哪些數(shù)據(jù)）？

4、實(shí)驗(yàn)過程中差生誤差的原因主要有哪些？

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真閱讀教材，思考問題，學(xué)生代表發(fā)言。教師活動(dòng)：聽取學(xué)生見解，點(diǎn)評、總結(jié)。

教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并記錄學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題。學(xué)生活動(dòng)：分成小組，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立驗(yàn)證。

點(diǎn)評：讓學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的過程，體驗(yàn)成功的樂趣。培養(yǎng)動(dòng)手能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神。

教師活動(dòng)：聽取學(xué)生匯報(bào)驗(yàn)證的結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的可靠性作出評估。師生互動(dòng)，得出結(jié)論：

用心

愛心

專心 2

1、實(shí)驗(yàn)的過程中，多項(xiàng)測量都是粗略的，存在較大的誤差，用兩個(gè)方法得到的力并不嚴(yán)格相等。

2、通過實(shí)驗(yàn)我們還體會(huì)到，向心力并不是像重力、彈力、摩擦力那樣具有某種性質(zhì)的力來命名的。它是效果力，是按力的效果命名的。在圓錐擺實(shí)驗(yàn)中，向心力是小球重力和細(xì)線拉力的合力，還可以理解為是細(xì)線拉力在水平面內(nèi)的一個(gè)分力。

教師活動(dòng)：實(shí)例分析：說明以下幾個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例中向心力是由哪些力提供的？

1、繩的一端拴一小球，手執(zhí)另一端使小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

2、月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力是什么力提供的？

3、在圓盤上放一個(gè)小物塊，使小物塊隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，分析小物塊受幾個(gè)力？向心力由誰提供？

學(xué)生活動(dòng)：思考并回答問題：

1、小球受重力、支持力、繩的拉力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。由于豎直方向小球不運(yùn)動(dòng)，故重力、支持力合力為零，那么水平方向上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)效果由水平面上的繩的拉力效果來提供.2、月球和地球間的引力提供月球運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力

3、小物塊受重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力提供向心力

點(diǎn)評：通過實(shí)例分析，達(dá)到鞏固所學(xué)知識的目的。

教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生兩人一組，完成課本54頁“做一做”欄目中的實(shí)驗(yàn)，自己感受向心力的大小。

學(xué)生活動(dòng)：按照“做一做”欄目中的實(shí)驗(yàn)介紹，獨(dú)立操作，在實(shí)驗(yàn)中獲得體驗(yàn)。點(diǎn)評：通過實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識，同時(shí)激發(fā)學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣。

3、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)

教師活動(dòng)：向心力能改變速度的大小嗎？為什么？ 學(xué)生活動(dòng)：思考并發(fā)表見解。

教師活動(dòng)：聽取學(xué)生代表的發(fā)言，點(diǎn)評。

教生活動(dòng)：設(shè)疑：我們在“做一做”的實(shí)驗(yàn)中，通過掄繩子來調(diào)節(jié)沙袋速度的大小，不

用心

愛心

專心 3

就說明向心力可以改變速度的大小嗎？這該怎樣解釋呢？

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真閱讀課本，思考并討論問題，學(xué)生代表發(fā)表見解。教師活動(dòng)：聽取學(xué)生見解，點(diǎn)評、總結(jié)。

點(diǎn)評：培養(yǎng)學(xué)生閱讀教材并從中獲取信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的主動(dòng)求知的意識。

教師活動(dòng)：對于做一般曲線運(yùn)動(dòng)的物體，我們可以用怎樣的分析方法進(jìn)行簡化處理？ 學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材并結(jié)合圖6.7－4的提示發(fā)表自己的見解。點(diǎn)評：對學(xué)生注重物理學(xué)方法的教育。

（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評

教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。

點(diǎn)評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。

教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。

（四）實(shí)例探究

［例1］如圖所示，在光滑的水平面上釘兩個(gè)釘子A和B，相距20 cm.用一根長1 m的細(xì)繩，一端系一個(gè)質(zhì)量為0.5 kg的小球，另一端固定在釘子A上.開始時(shí)球與釘子A、B在一直線上，然后使小球以2 m/s的速率開始在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).若繩子能承受的最大拉力為4 N，那么從開始到繩斷所經(jīng)歷的時(shí)間是多少?

【解析】 球每轉(zhuǎn)半圈，繩子就碰到不作為圓心的另一顆釘子，然后再以這顆釘子為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的半徑就減少0.2 m，但速度大小不變（因?yàn)槔K對球的拉力只改變球的速度方向）.根據(jù)F＝mv／r知，繩每一次碰釘子后，繩的拉力（向心力）都要增大，2用心

愛心

專心 4

當(dāng)繩的拉力增大到Fmax＝4 N時(shí)，球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為rmin，則有

Fmax＝mv2／rmin

rmin＝mv2／Fmax＝（0.5×22／4）m＝0.5 m.繩第二次碰釘子后半徑減為0.6 m，第三次碰釘子后半徑減為0.4 m.所以繩子在第三次碰到釘子后被拉斷，在這之前球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：

t＝t1＋t2＋t3

＝πl(wèi)／v＋π（l－0.2）／v＋π（l－0.4）／v ＝（3l－0.6）·π／v ＝（3×1－0.6）×3.14／2 s ＝3.768 s 【答案】 3.768 s 【說明】 需注意繩碰釘子的瞬間，繩的拉力和速度方向仍然垂直，球的速度大小不變，而繩的拉力隨半徑的突然減小而突然增大.［例2］如圖所示，水平轉(zhuǎn)盤的中心有個(gè)豎直小圓筒，質(zhì)量為m的物體A放在轉(zhuǎn)盤上，A到豎直筒中心的距離為r.物體A通過輕繩、無摩擦的滑輪與物體B相連，B與A質(zhì)量相同.物體A與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力是正壓力的μ倍，則轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度在什么范圍內(nèi)，物體A才能隨盤轉(zhuǎn)動(dòng).【解析】 由于A在圓盤上隨盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以它所受的合外力必然指向圓心，而其中重力、支持力平衡，繩的拉力指向圓心，所以A所受的摩擦力的方向一定沿著半徑或指向圓心，或背離圓心.當(dāng)A將要沿盤向外滑時(shí)，A所受的最大靜摩擦力指向圓心，A的向心力為繩的拉力與最大靜摩擦力的合力.即

F＋Fm ′＝mω12r

由于B靜止，故

①

用心

愛心

專心 5

F＝mg

②

由于最大靜摩擦力是壓力的μ倍，即

Fm ′＝μFN＝μmg

由①、②、③解得 ω1＝g(1??)/r；

③

當(dāng)A將要沿盤向圓心滑時(shí)，A所受的最大靜摩擦力沿半徑向外，這時(shí)向心力為：

F－Fm ′＝mω22r

④

由②、③、④得ω2＝g(1??)/r.要使A隨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，其角速度ω應(yīng)滿足

g(1??)/r≤ω≤g(1??)/r

【答案】 g(1??)/r≤ω≤g(1??)/r

【說明】 根據(jù)向心力公式解題的關(guān)鍵是分析做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的受力情況；明確哪些力提供了它需要的向心力.★課余作業(yè)

完成P55“思考與練習(xí)”中的題目?！锝虒W(xué)體會(huì)

思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。

附：資料袋

向心加速度的深入理解

注意：①向心加速度是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)加速度而不是平均加速度；

在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，加速度不是恒定的，這里的向心加速度是指某時(shí)刻或某一位置的瞬時(shí)加速度，它等于包含該時(shí)刻（或該位置）在內(nèi)的一小段時(shí)間內(nèi)的平均加速度的極限值，即?vv2an=lim，公式an=中的速度v應(yīng)為瞬時(shí)速度值.?tr用心

愛心

專心

②向心加速度不一定是物體做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)際加速度；

在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度就是物體做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)際加速度，而在一般的非勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，它只是物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的加速度的一個(gè)分加速度，另一個(gè)分加速度為切向加速度，如圖所示.可見物體做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度不一定指向圓心，只有勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度才一定指向圓心；但向心加速度方向始終沿著半徑指向圓心.圓周運(yùn)動(dòng)的切向加速度是描述圓周運(yùn)動(dòng)的線速度的大小改變快慢的，向心加速度是描述線速度的方向改變快慢的.v2③所有做曲線運(yùn)動(dòng)的物體都需要向心力，其向心力Fn=m，其中R為物體所在曲線處

Rv2的曲率半徑，對應(yīng)的向心加速度an=.R④質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)和剛體的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)是兩個(gè)不同的物理模型；

我們不能說質(zhì)點(diǎn)在轉(zhuǎn)動(dòng)，也不能說剛體做圓周運(yùn)動(dòng)，注意剛體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其上各點(diǎn)均做圓周運(yùn)動(dòng)，它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑可以不相等，但各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度相等。

⑤一個(gè)常見的錯(cuò)誤是：在確定了做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體受到的各力（重力、彈力、摩擦力等）

v2后，認(rèn)為物體還受到一個(gè)大小等于m的向心力.例如，長為L的輕繩拴著一個(gè)小球做圓錐

r擺運(yùn)動(dòng)（如圖所示）在分析小球受力時(shí)，有些同學(xué)除確認(rèn)小球受豎直向下的重力mg和繩子的拉力FT外，還錯(cuò)誤地認(rèn)為小球受到一個(gè)在水平面內(nèi)指向圓心的向心力.其錯(cuò)誤在于忘掉了向心力是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體受到的合外力.實(shí)際上，小球只受到重力和拉力，這兩個(gè)力的合力F=mgtanθ就稱為向心力.試想，如果把向心力當(dāng)做一個(gè)額外的力，認(rèn)為小球受三個(gè)力，顯然歪曲了物體的受力情況（相當(dāng)于把物體受到的每個(gè)力算了兩遍），是完全錯(cuò)誤的.用心

愛心

專心 7

第三篇：5.7向心力說課稿教學(xué)設(shè)計(jì)

向心力

各位評委專家，您們好！我說課的題目是高中物理人教版必修2第5章第7節(jié)《向心力》。下面，我將從課標(biāo)和教材分析、教學(xué)目標(biāo)、重點(diǎn)和難點(diǎn)、教法與學(xué)法、教學(xué)過程及板書設(shè)計(jì)六個(gè)方面進(jìn)行說課。

一、課標(biāo)、教材、學(xué)情分析

課標(biāo)：能用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。這首先要求學(xué)生知道什么是向心力，向心力與向心加速度的關(guān)系，能用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。教材分析：向心力是第一節(jié)圓周運(yùn)動(dòng)的繼續(xù)，它和向心加速度是圓周運(yùn)動(dòng)中非常重要的概念。這一內(nèi)容還是后續(xù)的離心運(yùn)動(dòng)、下一章萬有引力定律的基礎(chǔ)，學(xué)好它具有承上啟下的作用。

學(xué)情分析：學(xué)生的認(rèn)知過程由具體向抽象過渡，由直觀認(rèn)識向邏輯推理、實(shí)驗(yàn)推理過渡，因此在教學(xué)中，要遵循從感性到理性的認(rèn)識規(guī)律已有知識：曲線運(yùn)動(dòng)，曲線運(yùn)動(dòng)的條件，描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，經(jīng)歷過應(yīng)用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的過程

二、教學(xué)目標(biāo)

（1）知識與技能目標(biāo)：

知道什么叫向心力、認(rèn)識向心力的方向、作用效果、來源、大小。（2）過程與方法：

通過實(shí)驗(yàn)探究向心力與質(zhì)量、角速度、半徑的定量關(guān)糸；會(huì)用控制變量法實(shí)驗(yàn)。（3）情感、態(tài)度與價(jià)值觀：

關(guān)心日常生活中的圓周運(yùn)動(dòng)，并培養(yǎng)探究的興趣、習(xí)慣。體會(huì)實(shí)驗(yàn)的意義，感受成功的快樂，激發(fā)學(xué)生探究問題的熱情、樂于學(xué)習(xí)的品質(zhì)

三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

1、教學(xué)重點(diǎn)：向心力的方向；向心力的來源；向心力的大小

2、教學(xué)難點(diǎn)：向心力的來源（需讓學(xué)生深刻體會(huì)向心力不是性質(zhì)力，而是效果力。在具體教學(xué)過程中通過讓學(xué)生活動(dòng)體驗(yàn)，多舉實(shí)例的方法來掌握。）

四、教法和學(xué)法

教法：

1、實(shí)驗(yàn)探究的方法

2、多媒體直觀演示法

3、類比、遷移法

4、問題驅(qū)動(dòng)法 學(xué)法：

1、實(shí)驗(yàn)探究法：引導(dǎo)學(xué)生通過創(chuàng)設(shè)情景等活動(dòng)形式獲取知識，以學(xué)生為主體，使學(xué)生的獨(dú)立探索性得到了充分的發(fā)揮，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、思維能力。

2、小組討論法：針對學(xué)生提出的問題，組織學(xué)生進(jìn)行集體和分組討論，促使學(xué)生在學(xué)習(xí)中解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。

五、教學(xué)過程

（一）、創(chuàng)設(shè)情景 導(dǎo)入新課：

復(fù)習(xí)提問：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度——向心加速度，它的方向和大小有何特點(diǎn)呢？

學(xué)生回答后進(jìn)一步引導(dǎo)：那做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的受力有什么特點(diǎn)呢？我們從下面幾個(gè)常見的物理情景入手，對它做一個(gè)猜想

大屏幕：提供物理情景

①花樣滑冰女選手繞男選手的勻速旋轉(zhuǎn)（視頻）②繩拉小球在唱片上勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（視頻）③勇敢者轉(zhuǎn)盤（圖片）

④衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)（圖片）

學(xué)生很容易說出應(yīng)該有一個(gè)指向圓心方向的力，教師進(jìn)一步引導(dǎo)從理論上如何支持這一猜想呢？

學(xué)生可說出由于向心加速度指向圓心，由牛頓第二定律，必然力也指向圓心。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定受到一個(gè)指向圓心方向的合力，引出向心力定義。

本環(huán)節(jié)通過學(xué)生熟悉的物理情景問題做猜想的背景，便于引發(fā)學(xué)生從已有物理知識出發(fā)思考，引出新知。

（二）、新課教學(xué)

（1）、向心力

大屏幕投影向心力的定義、方向

以情景③為例，課件演示，讓學(xué)生自己分析出向心力的作用效果，接著引出向心力大小的尋找，學(xué)生很容易用牛頓第二定律推導(dǎo)出向心力大小表達(dá)式，教師找出具有代表性的學(xué)生推導(dǎo)在展臺演示，其他學(xué)生評價(jià)交流。學(xué)生分組做教材中的“做一做”，體驗(yàn)向心力大小，具體環(huán)節(jié)如下： 閱讀教材p54，分組實(shí)驗(yàn)，體會(huì)向心力大小的影響因素,回答下列問題 1.實(shí)驗(yàn)中采取了怎樣的實(shí)驗(yàn)方法？ 2.通過實(shí)驗(yàn)?zāi)愕玫搅耸裁唇Y(jié)論？ 3.手所受到的力是向心力的大小嗎？

學(xué)生通過合作體驗(yàn)加深了對向心力大小、來源、影響因素的理解。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：學(xué)生閱讀教材實(shí)驗(yàn)部分回答下面問題 1．簡述實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的是什么？ 2．測量哪些物理量? 3．需要什么實(shí)驗(yàn)器材? 4.實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源是什么？

以上問題由學(xué)生回答，教師補(bǔ)充，然后讓兩個(gè)同學(xué)上前演示實(shí)驗(yàn)，邊演示邊講解，用實(shí)物投影投射其實(shí)驗(yàn)過程。

此過程要求下面的同學(xué)注意觀察、思考，一會(huì)兒給實(shí)驗(yàn)者提問、評價(jià)。（如操作中的不規(guī)范、改進(jìn)等）

教師對不完善的地方做出指正。本過程貫穿閱讀、歸納總結(jié)、動(dòng)手能力的訓(xùn)練，通過學(xué)生親自經(jīng)歷研究過程，體驗(yàn)成功的樂趣是新課程的重要理念，讓學(xué)生自己探究問題，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，同時(shí)也可以使他們養(yǎng)成善于運(yùn)用知識的習(xí)慣。（2）、向心力來源探究：

回顧剛才的幾個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，讓學(xué)生分析： 1．向心力是不是物體另外受到的一個(gè)力？ 2．怎樣去尋找向心力？ 教師引導(dǎo)總結(jié)體會(huì)：

1．向心力是根據(jù)效果命名的力

2．向心力的來源：可以是各種性質(zhì)的單個(gè)力，也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力。

3．勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體合外力提供向心力（3）、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng) 觀看過山車視頻，引導(dǎo)學(xué)生回答： 1．過山車做的是不是圓周運(yùn)動(dòng)？ 2．運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大小變不變？ 3．向心力指向以圓心嗎？

閱讀課本P53－P54思考回答以下問題： 1．變速圓周運(yùn)動(dòng)的合外力也指向圓心嗎？

變速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小是怎么改變的？

2．怎么分析研究一般的曲線運(yùn)動(dòng)？ 教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：

① 做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力：

Ft ：切向分力，它產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小.Fn： 向心分力，它產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向.② 處理一般曲線運(yùn)動(dòng)的方法： 把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作一小段圓弧.這些圓弧的彎曲程度不一樣，表明它們具有不同的半徑。在分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過曲線上某位置的運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理.設(shè)計(jì)理念：本設(shè)計(jì)突出了新課程中重過程、重方法、重體驗(yàn)的理念，始終以情景問題為依托，引導(dǎo)學(xué)生思考、總結(jié)、歸納，凸現(xiàn)了學(xué)生閱讀能力、思維探究能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰驮u價(jià)能力的培養(yǎng)，注重了信息技術(shù)與物理學(xué)科教學(xué)的整合。

（三）、課堂小結(jié)

（四）、作業(yè)：

課外實(shí)驗(yàn)：用身邊的材料設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，要求用簡易的測量手段，可以驗(yàn)證向心力大小公式

六、板書設(shè)計(jì)

向心力

1.定義

2.方向: 沿半徑指向圓心。

3.作用效果: 改變線速度的方向

4.來源: 效果力

5.大小:

實(shí)驗(yàn)方法----控制變量法

(1)r與ω一定時(shí)，F(xiàn)與m成正比

(2)m與ω一定時(shí)，F(xiàn)與r成正比

(3)m與r一定時(shí)，F(xiàn)與ω2成正比

結(jié)論

F=mω2r=mv2/r

第四篇：5.7向心力教學(xué)設(shè)計(jì)2

《向心力》教學(xué)設(shè)計(jì)

【設(shè)計(jì)思想】

建構(gòu)主義教學(xué)理論啟示我們要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，創(chuàng)造以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)環(huán)境，使學(xué)生在真實(shí)的情景中完成任務(wù)，改變我們長期存在的教師在臺上講，學(xué)生在臺下聽的灌輸式教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題，主動(dòng)建構(gòu)良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

【教材分析】

教材先通過實(shí)例讓學(xué)生從運(yùn)動(dòng)和力的角度進(jìn)行分析，分析物體的受力特點(diǎn)，從而得出向心力的概念，有助于學(xué)生體會(huì)和理解。教材接著從理論的角度，根據(jù)牛頓第二定律，推導(dǎo)出向心力的數(shù)學(xué)表達(dá)式。之后，為了讓學(xué)生對向心力公式有一定的認(rèn)識和理解，教材中設(shè)計(jì)了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式。通過圓錐擺實(shí)驗(yàn)，拉近科學(xué)與生活的距離，使學(xué)生感到科學(xué)就在身邊，對科學(xué)產(chǎn)生親切感。

本節(jié)還有一點(diǎn)與過去不同，那就是在討論完勻速圓周運(yùn)動(dòng)后討論了變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)。這塊內(nèi)容的補(bǔ)充，不僅為分析物體在曲線最高點(diǎn)、最低點(diǎn)的受力分析和運(yùn)動(dòng)情況提供了理論依據(jù)，而且為學(xué)生提供了處理問題的一種思維方法：從特殊到一般。

這部分知識的學(xué)習(xí)，可以為萬有引力和帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)等內(nèi)容做好必要的準(zhǔn)備。當(dāng)然，學(xué)習(xí)完這一節(jié)之后，中學(xué)里所有的運(yùn)動(dòng)形式都學(xué)習(xí)完畢了，從而可以讓學(xué)生在更廣闊的角度理解運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系。

【學(xué)情分析】

通過前幾節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道了曲線運(yùn)動(dòng)的條件，學(xué)習(xí)了處理曲線運(yùn)動(dòng)的重要方法──運(yùn)動(dòng)的合成和分解，還利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識研究了平拋運(yùn)動(dòng)。接著引入角速度、線速度、周期、轉(zhuǎn)速等物理量描述了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。這些知識的學(xué)習(xí)，為學(xué)生學(xué)習(xí)向心力做好了知識上的準(zhǔn)備。

由于向心力是一種學(xué)生感到陌生的力，而高一學(xué)生的抽象思維能力和邏輯推理還不是很強(qiáng)，所以需要在教學(xué)中通過實(shí)例、實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對向心力的認(rèn)識從感性認(rèn)識升華到理性認(rèn)識。

【教學(xué)目標(biāo)】

1．知識與技能

（1）知道什么是向心力，理解它是一種效果力。

（2）理解向心力公式的確切含義，并能用來進(jìn)行簡單的計(jì)算。

（3）知道變速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力是合外力的一個(gè)分力，知道合外力的作用效果。

2．過程與方法

（1）通過對向心力概念的探究體驗(yàn)，讓學(xué)生理解其概念。并掌握處理問題的一般方法：提出問題，分析問題，解決問題。

（2）在驗(yàn)證向心力的表達(dá)式的過程中，體會(huì)控制變量法在解決問題中的作用。

（3）經(jīng)歷從勻速圓周運(yùn)動(dòng)到變速圓周運(yùn)動(dòng)再到一般曲線運(yùn)動(dòng)的研究過程，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)解決問題從特殊到一般的思維方法。并學(xué)會(huì)用運(yùn)動(dòng)和力的觀點(diǎn)分析、解決問題。

3．情感態(tài)度與價(jià)值觀

（1）經(jīng)歷從特殊到一般的研究過程，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

（2）實(shí)例、實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系生活，拉近科學(xué)與學(xué)生的距離，使學(xué)生感到科學(xué)就在身邊，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

【重點(diǎn)難點(diǎn)】

1．教學(xué)重點(diǎn)

（1）理解向心力的概念和公式的建立。

（2）理解向心力的公式，并能用來進(jìn)行計(jì)算。

（3）理解向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小。

2．教學(xué)難點(diǎn)

（1）理解向心力的概念和公式的建立。

（2）理解向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小。

【教學(xué)策略與手段】

向心力是高中物理的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)也是一個(gè)難點(diǎn)內(nèi)容，在對物體進(jìn)行受力分析時(shí)，往往不清楚運(yùn)動(dòng)過程中什么力提供向心力，這說明學(xué)生對向心力的認(rèn)識和理解不夠深刻、全面。為了突破難點(diǎn)，教師在教學(xué)中通過具體的實(shí)例、實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，讓學(xué)生主動(dòng)參與到探究的過程，成為學(xué)習(xí)的主體，積極主動(dòng)地獲取知識和能力。

本節(jié)課的教學(xué)流程設(shè)計(jì)為：創(chuàng)設(shè)情境→發(fā)現(xiàn)問題→進(jìn)行猜想→理論推導(dǎo)→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→得出結(jié)論→指導(dǎo)實(shí)踐。

在教學(xué)手段上，充分使用PPT、視頻、演示實(shí)驗(yàn)、故事講述，以增強(qiáng)教學(xué)的生動(dòng)性和形象性，活躍課堂氣氛，從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，落實(shí)教學(xué)目標(biāo)。

【課前準(zhǔn)備】

1．實(shí)驗(yàn)儀器：帶細(xì)繩的鋼球（兩人一個(gè)），鐵架臺，鋼球一個(gè)，細(xì)繩一條，刻度尺，圓形瓶蓋，秒表，物塊，圓形瓶蓋。

2．視頻：自行車轉(zhuǎn)彎，公園的轉(zhuǎn)椅。

3．制作PPT。

【教學(xué)過程】

一、引入新課

演示實(shí)驗(yàn)：讓物塊在旋轉(zhuǎn)的平臺上盡可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

教師：物塊為什么可以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)？這節(jié)課我們就來研究這個(gè)問題。

（設(shè)計(jì)意圖：從實(shí)驗(yàn)引入，激發(fā)學(xué)生的好奇心，活躍課堂氣氛。）

二、新課教學(xué)

（一）向心力

1．向心力的概念

學(xué)生：在教師引導(dǎo)下對物塊進(jìn)行受力分析：物塊受到重力、摩擦力與支持力。

教師：物塊所受到的合力是什么？

學(xué)生：重力與支持力相互抵消，合力就是摩擦力。

教師：這個(gè)合力具有怎樣的特點(diǎn)？

學(xué)生：思考并回答：方向指向圓周運(yùn)動(dòng)的圓心。

教師：得出向心力的定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的指向圓心的合力。

（做好新舊知識的銜接，使概念的得出自然、流暢。）

2．感受向心力

學(xué)生：學(xué)生手拉著細(xì)繩的一端，使帶細(xì)繩的鋼球在水平面內(nèi)盡可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

教師：鋼球在水平面內(nèi)盡可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，什么力使鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)？

學(xué)生：對鋼球進(jìn)行受力分析，發(fā)現(xiàn)拉力使鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)。

（設(shè)計(jì)意圖：利用常見的小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生對向心力的感性認(rèn)識。）

教師：也就是說，鋼球受到的拉力充當(dāng)圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。大家動(dòng)手實(shí)驗(yàn)并猜想：拉力的大小與什么因素有關(guān)？

學(xué)生：動(dòng)手體驗(yàn)并猜想：拉力的大小可能與鋼球的質(zhì)量m、線速度的v、角速度期T，半徑r有關(guān)。

教師：那么我們?nèi)绾窝芯肯蛐牧?/p>

與m、v、、T、r之間的關(guān)系呢？、周

學(xué)生：思考、討論并回答：采用控制變量法，保持m、v、研究與剩下的一個(gè)量之間的關(guān)系。、T、r中的四個(gè)量不變，教師：如果保持鋼球的質(zhì)量m、線速度的v、角速度嗎？、周期T不變，半徑r可以變化

學(xué)生：在教師引導(dǎo)下根據(jù)各個(gè)物理量之間的關(guān)系思考并回答：半徑r不能變化。

教師：那么我們怎樣研究這幾個(gè)物理量之間的關(guān)系呢？

學(xué)生：思考、討論并回答：由于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，v、、T，r這四個(gè)物理量中，與m，v、、只要有兩個(gè)量確定了，其他兩個(gè)量也就跟著確定了。所以只需要研究向心力T、r這四個(gè)物理量中兩個(gè)物理量的關(guān)系。

教師：引導(dǎo)學(xué)生采用控制變量法做實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)向心力的大小。

學(xué)生：采用控制變量法做實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)向心力的大小。

教師：大家體驗(yàn)后，感覺向心力

學(xué)生：根據(jù)自己的體驗(yàn)并回答：

質(zhì)量m、半徑r一定，線速度v越大，向心力

質(zhì)量m、線速度v一定，半徑r越大，向心力

質(zhì)量m、半徑r一定，周期T越大，向心力

越小?? 越大； 越大；

與哪些物理量有什么樣的關(guān)系？

（設(shè)計(jì)意圖：積極引導(dǎo)學(xué)生猜想，并滲透實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法的教學(xué)。）

3．推導(dǎo)向心力的表達(dá)式

教師：這是向心力與各個(gè)物理量之間可能存在的定性關(guān)系。那大家能不能根據(jù)所學(xué)的知識，從理論上推導(dǎo)向心力的表達(dá)式。

教師：在教師引導(dǎo)下根據(jù)向心加速度的表達(dá)式和牛頓第二定律推導(dǎo)：

因?yàn)?/p>

教師：理論推導(dǎo)證明：

（設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)推理能力，體驗(yàn)探究的過程。）

4．粗略驗(yàn)證

演示實(shí)驗(yàn)：細(xì)線下面懸掛一個(gè)鋼球，細(xì)線上端固定在鐵架臺上。,所以

=

將圓形瓶蓋置于水平桌面上，使鋼球靜止于瓶蓋的圓心。用手帶動(dòng)鋼球，讓鋼球獲得初速度，使它沿圓形瓶蓋邊緣做圓周運(yùn)動(dòng)。

教師：鋼球在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那是什么力提供向心力？

學(xué)生：動(dòng)手畫圖，對鋼球進(jìn)行受力分析，并在教師引導(dǎo)下

找出提供向心力的合力。

教師：哪幾個(gè)力提供向心力？向心力的大小如何？

學(xué)生：繩子的拉力和鋼球的重力提供向心力。向心力的大小為。

教師：我們要驗(yàn)證向心力的表達(dá)式是否正確，那么需要測量向心力如何測量呢？

學(xué)生：討論并回答：

小球質(zhì)量可以用天平測量，再乘以重力加速度，就是mg；

小球重力mg可以用彈簧秤測量；

可以用圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與小球距懸點(diǎn)的豎直高度的比值算出。的大小，教師：我們已經(jīng)求出了向心力的大小，那如何求?。窟@三個(gè)關(guān)系式里，哪一條比較容易測量？

學(xué)生：思考并回答：

。？

或的大

教師：在這條表達(dá)式里，只需要測量周期T，我們有秒表，那么周期是測鋼球圓周運(yùn)動(dòng)一圈的時(shí)間還是多圈的時(shí)間？

學(xué)生：測量多圈的時(shí)間，之后算出周期。

教師：為什么測量多圈的時(shí)間？

學(xué)生：測量多圈，時(shí)間較準(zhǔn)確，誤差較小。

（設(shè)計(jì)意圖：實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系生活，拉近科學(xué)與學(xué)生的距離，使學(xué)生感到科學(xué)就在身邊。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生分析、解決問題，以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?/p>

5．向心力是效果力

教師：學(xué)以致用，請大家用剛才所學(xué)的知識解釋塑料球?yàn)槭裁纯梢栽谛D(zhuǎn)的圓柱形空瓶做勻速圓周運(yùn)動(dòng)？

學(xué)生：思考并解釋。

教師：播放自行車轉(zhuǎn)彎的視頻，并提問：自行車的彎道為什么要修成斜坡？

學(xué)生：觀看視頻并在教師引導(dǎo)下進(jìn)行受力分析后發(fā)現(xiàn)：重力和斜坡對自行車的支持力的合力充當(dāng)向心力。

教師：播放公園的轉(zhuǎn)椅的視頻，并提問：轉(zhuǎn)椅上的人做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，什么力充當(dāng)向心力？

學(xué)生：觀看視頻并思考、回答：人受到的重力和椅子對人的支持力的合力充當(dāng)向心力。

教師：這些例子都說明向心力只是一種效果力。只要是產(chǎn)生向心加速度的力，不管是重力、彈力還是摩擦力，都可以是向心力。

（設(shè)計(jì)意圖：通過具體實(shí)例讓學(xué)生初步體驗(yàn)圓周運(yùn)動(dòng)的向心力的來源，加深學(xué)生對向心力概念的理解，并對圓周運(yùn)動(dòng)中力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系有更深入的認(rèn)識。）

（二）變速圓周運(yùn)動(dòng)

教師：日常生活中比勻速圓周運(yùn)動(dòng)更常見的是變速圓周運(yùn)動(dòng)。接下來我們研究變速圓周運(yùn)動(dòng)中的向心力。

演示實(shí)驗(yàn)：釋放單擺，讓鋼球來回?cái)[動(dòng)。

教師：小球從釋放到最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，小球的速度大小如何變化？

學(xué)生：速度逐漸變大。

教師：小球繞著懸點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，由于速度大小發(fā)生了變化，這是變速圓周運(yùn)動(dòng)。那么什么力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力？

學(xué)生：在教師引導(dǎo)下對小球進(jìn)行受力分析后得出：

教師：那么重力的另一分量

學(xué)生：思考、討論并回答：

跟速度方向一致，起著改變速度大小的作用。起著什么作用呢？

教師：在單擺這樣的變速圓周運(yùn)動(dòng)中，可以把力分解為跟圓周相切的分力Ft和指向圓心的分力Fn。Ft產(chǎn)生圓周切線方向的加速度，叫做切線加速度。切線加速度與物體的運(yùn)動(dòng)方向在一條直線上，它改變了物體速度的大小。那么指向圓心的分力Fn改變的是什么呢？

學(xué)生：在教師引導(dǎo)下思考并回答：指向圓心的分力Fn始終與速度方向垂直，改變的是物體運(yùn)動(dòng)的速度方向。

教師：現(xiàn)在我們可以從向心加速度和切向加速度的角度來理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)了。僅有向心加速度的運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)具有向心加速度和切向加速度的圓周運(yùn)動(dòng)是變速圓周運(yùn)動(dòng)。

（滲透從特殊到一般的思維方法，借鑒勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的從力和運(yùn)動(dòng)的角度考慮的分析方法，培養(yǎng)學(xué)生思維遷移的能力。）

教師：到此為止，請大家分析歸納向心力有怎樣的特點(diǎn)？

學(xué)生：在教師引導(dǎo)下分析、討論并歸納向心力的特點(diǎn)：

（1）向心力的方向永遠(yuǎn)指向圓心；

（2）向心力的方向和速度方向垂直；

（3）向心力是個(gè)變力；

（4）向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小。

（設(shè)計(jì)意圖：通過勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生明白兩者之間的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，使學(xué)生對向心力的理解，更深刻，更全面，從而突破向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小這一難點(diǎn)。）

（三）一般曲線運(yùn)動(dòng)

教師：比變速圓周運(yùn)動(dòng)更為常見的是運(yùn)動(dòng)是一般曲線運(yùn)動(dòng)。在物理學(xué)中，我們把運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)叫做一般曲線運(yùn)動(dòng)。那么如何對一般曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究呢？

學(xué)生：在教師引導(dǎo)下從極限思想的角度思考對一般曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析：

可以把曲線分割成很多小段圓弧。圓弧的彎曲程度不一樣，說明它們具有不同的半徑。然后分析某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以按圓周運(yùn)動(dòng)處理了。

（設(shè)計(jì)意圖：再次滲透從特殊到一般的思維方法，并引導(dǎo)學(xué)生用極限的思維方法分析一般曲線運(yùn)動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)。）

三、課堂小結(jié)

教師：引導(dǎo)學(xué)生回顧所學(xué)知識和思想方法，一起小結(jié)：

1．一種力（向心力）

2．一組公式（3．一種實(shí)驗(yàn)方法（控制變量法）

4．兩種思想方法（從特殊到一般、極限思想））

【教學(xué)反思】

該教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)建的物理情景、提供的實(shí)驗(yàn)方案，不僅使學(xué)生經(jīng)歷了建立概念、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程，也很好地落實(shí)了過程目標(biāo)和情感目標(biāo)。具體的說，有以下幾方面：

1．向心力是高中物理的一個(gè)難點(diǎn)內(nèi)容，學(xué)生對于向心力一直很難理解，在對物體進(jìn)行受力分析時(shí)，往往還外加一個(gè)向心力。為了突破重點(diǎn)，難點(diǎn)，第一、在學(xué)習(xí)順序上先講向心加速度，用矢量推導(dǎo)向心加速度這個(gè)難點(diǎn)，后講向心力，通過實(shí)例給出向心力概念，再通過探究性實(shí)驗(yàn)給出向心力公式F=mrω或F=mv/r。

2．情景教學(xué)，讓學(xué)生主動(dòng)參與探究的全過程，成為學(xué)習(xí)的主體，激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，加深了對知識的理解。在探究過程中，教師要給學(xué)生提供必要的實(shí)驗(yàn)器材和多媒體資源，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題，使學(xué)生產(chǎn)生探究的動(dòng)機(jī)，從而提出問題，解決問題，體驗(yàn)問題。整個(gè)教學(xué)過程中，教師是一個(gè)引導(dǎo)者和參與者，組織者和幫助者，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，課堂上教師要組織引導(dǎo)學(xué)生交流討論，充分重視學(xué)生在探究過程中的情感、態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng)。學(xué)生能在愉快的教學(xué)環(huán)境中獲得知識和培養(yǎng)思維能力。

3．本教學(xué)設(shè)計(jì)是探究性學(xué)習(xí)模式在物理教學(xué)的應(yīng)用,真正體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”、“教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的教學(xué)原則。

4．按照教學(xué)手段是為教學(xué)目的服務(wù)的原則，恰當(dāng)有效地將信息技術(shù)與物理課程相整合。

5．本節(jié)課中，還設(shè)計(jì)了不少鞏固訓(xùn)練，有不少都來源于生活實(shí)際，理論聯(lián)系實(shí)際。

第五篇：5.7向心力教學(xué)設(shè)計(jì)1

《向心力》教學(xué)設(shè)計(jì)

浙江溫州市第四中學(xué) 林仕積

【設(shè)計(jì)思想】

教育以人為本，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，在課堂教學(xué)中應(yīng)該讓學(xué)生帶著自己的問題去探究以體現(xiàn)學(xué)生的主體性。

【教材分析】

本節(jié)課是從動(dòng)力學(xué)的角度研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的，這部分知識是本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是學(xué)好圓周運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵點(diǎn)，學(xué)好這部分知識，可以為后面的天體運(yùn)動(dòng)和帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)打好基礎(chǔ)。

教材的編排思路很清晰，先是從身邊的事例出發(fā)，讓學(xué)生體驗(yàn)到做圓周運(yùn)動(dòng)的物體需要有一個(gè)指向圓心的力，從而引出向心力的概念。由于上一節(jié)中，已經(jīng)從一般性的結(jié)論入手，利用矢量運(yùn)算，在普遍情況下得出做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度方向指向圓心的結(jié)論，進(jìn)一步得到了向心加速度的大小。于是根據(jù)牛頓第二定律，就可以得到做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力方向和大小，即向心力的大小和方向。

接著，教材為了讓學(xué)生對向心力有一個(gè)感性的認(rèn)識，設(shè)計(jì)了“實(shí)驗(yàn)”欄目──“用圓錐擺驗(yàn)證向心力的表達(dá)式。實(shí)際上，這個(gè)實(shí)驗(yàn)除了要驗(yàn)證向心力表達(dá)式之外，另外一個(gè)目的就是可以讓學(xué)生體驗(yàn)到“向心力不是一個(gè)新的力，而是一個(gè)效果力”，也即讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)分析向心力的來源。

與過去不同的是，本節(jié)中又討論了變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般的曲線運(yùn)動(dòng)。這樣安排的目的是從生活實(shí)際出發(fā)，在更廣闊的背景下讓學(xué)生認(rèn)識到什么情況下物體將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，什么情況下會(huì)做變速圓周運(yùn)動(dòng)。以及知道如何處理一般曲線運(yùn)動(dòng)的方法。

【學(xué)情分析】

（1）思維基礎(chǔ)

根據(jù)新課程教學(xué)理念，從高一第一學(xué)期開始，在課堂教學(xué)過程中教師一直重視“過程與方法”的教學(xué)，學(xué)生已經(jīng)初步有了探究事物的一般方法，即“是什么？──怎么樣？──為什么？”的思維方法。因此，本設(shè)計(jì)中就通過創(chuàng)設(shè)問題情景，激勵(lì)學(xué)生自己提出想要研究的問題。

（2）心理特點(diǎn)

依據(jù)20世紀(jì)最著名的發(fā)展心理學(xué)家皮亞杰的理論可知高一學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展過程是由具體運(yùn)算階段向形式運(yùn)算階段過渡，也是由直觀認(rèn)識向邏輯推理、實(shí)驗(yàn)推理過渡階段，因此在教學(xué)中，要遵循從感性到理性的認(rèn)識規(guī)律，本節(jié)課抓住學(xué)生的心理特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

（3）已有知識

通過前一節(jié)《向心加速度》的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道了向心加速度的方向指向圓心，它描述了物體速度方向變化的快慢。于是根據(jù)牛頓第二定律可知，這個(gè)加速度一定是由于它受到了指向圓心的力。因此將向心加速度的表達(dá)式代入牛頓第二定律即可得到向心力的表達(dá)式。

但由于錯(cuò)誤的經(jīng)驗(yàn)或者說是思維定勢，學(xué)生往往認(rèn)為向心力是一種新的力，因此“向心力不是一種新的力，而是根據(jù)作用效果命名的力”（即向心力的來源）對學(xué)生來說，將是個(gè)難點(diǎn)。

【教學(xué)目標(biāo)】

1．知識與技能

（1）知道什么是向心力，理解它是一種效果力。

（2）理解向心力公式的確切含義，并能用來進(jìn)行簡單的計(jì)算。

（3）知道變速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力是合外力的一個(gè)分力，知道合外力的作用效果。

2．過程與方法

（1）通過對向心力概念的探究體驗(yàn)，讓學(xué)生理解其概念。并掌握處理問題的一般方法：提出問題，分析問題，解決問題。

（2）在驗(yàn)證向心力的表達(dá)式的過程中，體會(huì)控制變量法在解決問題中的作用。

（3）經(jīng)歷從勻速圓周運(yùn)動(dòng)到變速圓周運(yùn)動(dòng)再到一般曲線運(yùn)動(dòng)的研究過程，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)解決問題從特殊到一般的思維方法。并學(xué)會(huì)用運(yùn)動(dòng)和力的觀點(diǎn)分析、解決問題。

3．情感態(tài)度與價(jià)值觀

（1）經(jīng)歷從自己提出問題到自己解決問題的過程，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識及思維能力。

（2）經(jīng)歷從特殊到一般的研究過程，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

（3）實(shí)例、實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系生活，拉近科學(xué)與學(xué)生的距離，使學(xué)生感到科學(xué)就在身邊，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

【重點(diǎn)難點(diǎn)】

1．教學(xué)重點(diǎn)

（1）理解向心力的概念和公式的建立。

（2）理解向心力的公式，并能用來進(jìn)行計(jì)算。

（3）理解向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小。

2．教學(xué)難點(diǎn)

（1）向心力的來源。

（2）理解向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小。

【教學(xué)策略與手段】

本節(jié)課設(shè)計(jì)成了探究性學(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，自評和互評來不斷完善。教師在教學(xué)中通過具體的實(shí)例、實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，讓學(xué)生主動(dòng)參與到探究的過程，成為學(xué)習(xí)的主體，積極主動(dòng)地獲取知識和能力。

一、難點(diǎn)的突破

“向心力不是一種新的力，而是根據(jù)作用效果命名的力”和“向心力和切向力的作用效果和特點(diǎn)”對學(xué)生來說都將是難點(diǎn)。因此在勻速圓周運(yùn)動(dòng)的例子中，必須讓學(xué)生對物體進(jìn)行受力分析，并讓學(xué)生判斷合力的作用效果是什么、產(chǎn)生了怎樣的加速度，目的是讓學(xué)生體驗(yàn)向心力的來源。在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，讓學(xué)生對物體進(jìn)行受力分析，說明各個(gè)力產(chǎn)生怎樣的加速度，從而進(jìn)一步得到向心力和切向力的作用效果。

二、對教材中兩個(gè)地方的處理

1．由于課本中用來粗略驗(yàn)證向心力表達(dá)式的圓錐擺運(yùn)動(dòng)在課堂中很難實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生測量，所以本設(shè)計(jì)中安排了先用向心力演示儀去驗(yàn)證向心力的表達(dá)式，然后在讓學(xué)生分析游樂園中轉(zhuǎn)椅的運(yùn)動(dòng)和受力情況后，通過讓學(xué)生體驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室里粗略測量圓錐擺模型運(yùn)動(dòng)中的向心力大小以落實(shí)它的向心力來源，并向?qū)W生說明我們可以用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力表達(dá)式。

2．為說明做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，它受到的力并不是通過圓心時(shí)，課本上是通過實(shí)例鏈球運(yùn)動(dòng)和學(xué)生自己讓小沙袋做變速圓周運(yùn)動(dòng)的體驗(yàn)來說明。這里本人認(rèn)為直接這樣讓學(xué)生體驗(yàn)并得到上述結(jié)論難度不小，所以本設(shè)計(jì)中先讓學(xué)生通過對游樂園中過山車做變速圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行受力分析，從而得到──物體在什么情況下做變速圓周運(yùn)動(dòng)，然后讓學(xué)生觀察并分析鏈球運(yùn)動(dòng)和體驗(yàn)讓小球做變速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況，從而降低了難度。

三、本節(jié)課的教學(xué)流程設(shè)計(jì)為

1．向心力概念的引出。

2．引導(dǎo)學(xué)生提出自己想要研究的問題。

3．鼓勵(lì)學(xué)生先共同解決自己提出的一部分問題。

4．用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論──用向心力演示儀驗(yàn)證向心力表達(dá)式。

5．從游樂園里轉(zhuǎn)椅出發(fā)落實(shí)：①分析圓錐擺中向心力的來源；②用圓錐擺模型可以粗略去驗(yàn)證向心力表達(dá)式。

6．由游樂園中的過山車模型和運(yùn)動(dòng)員的鏈球運(yùn)動(dòng)落實(shí)：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)的條件及向心力和切向力的作用效果和特點(diǎn)。

7．讓學(xué)生知道研究一般曲線運(yùn)動(dòng)的方法。

8．課堂小結(jié)。

在教學(xué)手段上，充分使用ppt、視頻、演示實(shí)驗(yàn)、身邊的圓周運(yùn)動(dòng)，以增強(qiáng)教學(xué)的生動(dòng)性和形象性，活躍課堂氣氛，從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，落實(shí)教學(xué)目標(biāo)。

【課前準(zhǔn)備】

1．實(shí)驗(yàn)儀器：帶細(xì)繩的小鋼球（兩人一個(gè)）。

2．動(dòng)畫及視頻：地球繞太陽運(yùn)動(dòng)、圓錐擺（動(dòng)畫），雙人花樣滑冰，游樂園中的轉(zhuǎn)椅和過山車、鏈球運(yùn)動(dòng)的視頻及圖片。

3．制作ppt。

【教學(xué)過程】

一、向心力概念的引出

師：我們先看幾個(gè)做圓周運(yùn)動(dòng)的例子，思考這樣一個(gè)問題：這些做圓周運(yùn)動(dòng)的物體為什么不會(huì)飛出去，而是老老實(shí)實(shí)地繞著一個(gè)中心點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)？

大家也可以自己動(dòng)手制作一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)（事先給學(xué)生發(fā)了個(gè)帶細(xì)繩的小球）

生：受到了拉力的作用，[學(xué)生活動(dòng)]：對以上做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受力分析

師：這些力的指向有什么特點(diǎn)呢？

生：指向圓心。

師：我們把這樣的力叫做向心力。

板書 向心力：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所需的指向圓心的力，符號：Fn

二、引導(dǎo)學(xué)生提出自己要研究的問題

師：這節(jié)我們就來研究向心力。接下來我想把課堂交給在座的各位同學(xué)。關(guān)于向心力，你想知道什么，想研究什么，就以問題的形式提出來，我們一起解決。大家先考慮兩分鐘。同桌、前后排的同學(xué)也可以相互討論下。

[學(xué)生活動(dòng)]：

生1：向心力的方向與向心加速度的方向是否相同？

生2：向心力的大小跟什么有關(guān)？與ω、ν之間什么關(guān)系？

生3：向心力的大小怎么測量計(jì)算？

生4：向心力有什么特點(diǎn)？

生5：向心力的作用效果是怎樣的？

生6：向心力是不是合力？

生7：向心力的來源？

生8：向心力的施力物體是什么？

生9：圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為何不變？

生10：向心力與向心加速度的關(guān)系如何？

（師將這些問題一一寫道黑板上）

三、鼓勵(lì)學(xué)生先共同解決一部分問題

師：有問題我們一起解決，大家思考下這些問題，看看你能不能幫別人解決這些問題。

以下是課堂實(shí)錄：

生1（男）：老師我回答第一個(gè)問題，我覺得向心加速度方向與向心力的方向相同，因?yàn)楦鶕?jù)牛頓第二定律，得到加速度的方向與力的方向是一致的。

師：大家都同意他的看法嗎？

生2（女）：我不同意，因?yàn)榕ｎD第二定律是在直線運(yùn)動(dòng)中的，這里是曲線運(yùn)動(dòng)，情況不一樣，所以不能用牛頓第二定律得出來。

生3（女）：我認(rèn)為他是對的。因?yàn)榕ｎD第二定律是說物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。也沒說在曲線運(yùn)動(dòng)中不成立，所以是對的。

（師引導(dǎo)學(xué)生通過受力分析，并由上節(jié)課學(xué)習(xí)的在圓周運(yùn)動(dòng)中某點(diǎn)的向心加速度方向指向圓心，從而總結(jié)得到牛頓第二定律在曲線運(yùn)動(dòng)中仍成立。）

生4：根據(jù)牛二律可以得到

四、用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論──用向心力演示儀驗(yàn)證向心力表達(dá)式

師：剛才我們已經(jīng)得到了向心力的表達(dá)式。理論的正確與否我們必須要用實(shí)踐去證明。

引導(dǎo)學(xué)生說出怎么去驗(yàn)證──利用控制變量法。

介紹向心力演示儀原理，請一位學(xué)生自己來演示給全班同學(xué)看。

引導(dǎo)學(xué)生由多次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得到：

半徑r、角速度ω一定，質(zhì)量m、角速度ω一定，質(zhì)量m、半徑r一定，與角速度ω的平方成正比； 與半徑r成正比； 與質(zhì)量m成正比

到此為止，以上學(xué)生提出的很多問題都得到了解決

（師將這些解決掉的問題一一畫勾）

五、從游樂園里轉(zhuǎn)椅出發(fā)落實(shí)：①分析圓錐擺中向心力的來源②用圓錐擺實(shí)驗(yàn)可以粗略去驗(yàn)證向心力表達(dá)式

1．圓周擺

（1）游樂園圖片及視頻材料

（2）學(xué)生動(dòng)手讓小球做圓錐擺運(yùn)動(dòng)

（3）建立物理模型（如圖所示）

思考與討論：

①如圖所示，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球受到哪些力的作用？合力產(chǎn)生了怎樣的加速度？

②能否在實(shí)驗(yàn)室里粗略計(jì)算此勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的向心力大??？

分析：

①這里的受力分析結(jié)合前面落實(shí)：向心力不是一種新的力，它可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是這些性質(zhì)力的合力，也可以是這些性質(zhì)力的一個(gè)分力。

②在“實(shí)驗(yàn)室里如何計(jì)算向心力的大小”這里，引導(dǎo)學(xué)生可以設(shè)計(jì)兩種方法去測。

師：我們課本上就是利用圓錐擺中可以有兩種方法測向心力來粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式的，同學(xué)們課后有興趣完全可以自己去做一下。

六、由游樂園中的過山車模型和運(yùn)動(dòng)員的鏈球運(yùn)動(dòng)落實(shí)：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)的條件及向心力和切向力的作用效果和特點(diǎn)

1、看過山車視頻并對右圖中的情況進(jìn)行受力分析，說明各個(gè)力產(chǎn)生了怎樣的加速度，并進(jìn)一步引導(dǎo)向心力的來源。

分析圖1落實(shí)：

①向心力和切向力的作用效果。

②什么情況下物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，什么情況下做變速圓周運(yùn)動(dòng)。

師：哪個(gè)力提供向心力？

有向心力就向心加速度，上節(jié)課我們學(xué)習(xí)的向心力可以改變什么？

引導(dǎo)得到向心力的作用效果：只改變速度的方向。

師：切線方向上的重力會(huì)對物產(chǎn)生怎么樣的影響？

引導(dǎo)學(xué)生得到切向力改變了速度的大小。

2、總結(jié)什么情況下，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，什么情況是做變速圓周運(yùn)動(dòng)

勻速圓周運(yùn)動(dòng)：只有向心加速度時(shí)。

變速圓周運(yùn)動(dòng)：同時(shí)具有向心加速度和切向加速度時(shí)。

3、分析圖

2、圖3，讓學(xué)生獲得在不同情況下如何分析向心力和切線力的來源

4、讓學(xué)生觀察和自己動(dòng)手體驗(yàn)變速圓周運(yùn)動(dòng)從而得到變速圓周運(yùn)動(dòng)物體受力情況。

再次問學(xué)生：向心力是否一定是合力？

生：不一定

（七）讓學(xué)生知道研究一般曲線運(yùn)動(dòng)的方法：曲線→小段圓弧→圓周運(yùn)動(dòng)，即利用微元法將曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看做一小段圓弧，然后進(jìn)行研究。

八、課堂小結(jié)

課堂的最后將學(xué)生的問題歸類：說到底我們研究了向心力的大小，方向，作用效果，來源。

【板書設(shè)計(jì)】

向心力

1．定義：使物體做圓周運(yùn)動(dòng)，指向圓心的力。

2．研究內(nèi)容：

⑴向心力的方向與向心加速度的方向是否相同？

⑵向心力的大小跟什么有關(guān)？與ω、ν之間什么關(guān)系？

⑶向心力的大小怎么測量計(jì)算？

⑷向心力有什么特點(diǎn)？

⑸向心力的作用效果是怎樣的？

⑹向心力是不是合力？

⑺向心力的來源？

⑻向心力的施力物體是什么？

⑼圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為何不變？

⑽向心力與向心加速度的關(guān)系如何？

3．勻速圓周運(yùn)動(dòng)：僅有向心加速度的運(yùn)動(dòng)。

變速圓周運(yùn)動(dòng)：同時(shí)具有向心加速度和切向加速度的圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

4．問題歸納：

⑴向心力的方向

⑵向心力的大小

⑶向心力的作用效果

⑷向心力的來源

【問題研討】

1．這是一節(jié)探究型學(xué)習(xí)課。本堂課中學(xué)生活動(dòng)較多，所用時(shí)間相應(yīng)就多了，所以整堂課沒有寬裕的時(shí)間用來提供例題讓學(xué)生利用向心力表達(dá)式簡單計(jì)算物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力和分析向心力的來源。

2．因?yàn)檎枚际且詫W(xué)生為主的探究性學(xué)習(xí)，創(chuàng)設(shè)情景讓學(xué)生提出自己關(guān)心、想要知道的問題，解決問題的時(shí)候又主要是以學(xué)生自評和互評以及合作學(xué)習(xí)而得出結(jié)論的，所以在結(jié)論的得出或是結(jié)論的表述可能會(huì)不嚴(yán)密，難免缺少知識的系統(tǒng)性，因此如何處理和保持好探究性學(xué)習(xí)中知識的系統(tǒng)性是探究性學(xué)習(xí)中的值得我們?nèi)パ芯康膯栴}。

3．探究型學(xué)習(xí)課給教師提出了很高了要求。在探究的第一個(gè)環(huán)節(jié)一定要千方百計(jì)的鼓勵(lì)學(xué)生提出問題，但由于學(xué)生之間存在差異性，不同的學(xué)生提出的問題層次各有不同，因此一定要因材施教，根據(jù)不同的學(xué)生創(chuàng)設(shè)不同的情景以及要運(yùn)用不同的引導(dǎo)方法、激勵(lì)方法和評價(jià)方案；根據(jù)不同的學(xué)生，采用不同的方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性等等。這就給教師提出了很大的要求。又由于學(xué)生提出的問題的難預(yù)料，給課堂教學(xué)帶來了一定的難度。這就要求教師具有較強(qiáng)的引導(dǎo)和應(yīng)變能力以及較強(qiáng)的課堂管理能力，同時(shí)教師必須要非常了解學(xué)生，教師平時(shí)多走進(jìn)學(xué)生，關(guān)愛學(xué)生，了解學(xué)生，懂得學(xué)生的興趣點(diǎn)；尊重每一位學(xué)生，但不放縱學(xué)生等。對于教師本人，必須要有強(qiáng)烈的“以學(xué)生為主體”的意識，課堂應(yīng)該是屬于學(xué)生的課堂，同時(shí)一要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一個(gè)和諧、平等、民主的課堂氛圍。