第一篇：高中物理新課標(biāo)人教版必修2優(yōu)秀教案： 向心力

向心力 整體設(shè)計(jì)

向心力是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)，由向心加速度和牛頓第二定律引入向心力是教材所用的方法，這與以前的先學(xué)習(xí)向心力再學(xué)習(xí)向心加速度有所不同.學(xué)生對(duì)于向心力的理解不是很清楚，本節(jié)重點(diǎn)突出了向心力的理解及向心力在圓周運(yùn)動(dòng)中的作用.而向心力概念的學(xué)習(xí)，應(yīng)及時(shí)強(qiáng)調(diào)指出，向心力是根據(jù)力的效果命名的，而不是根據(jù)力的性質(zhì)命名的，它不是重力、彈力、摩擦力等以外的特殊力，而是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受到的合外力，沿著半徑指向圓心，它的方向時(shí)刻改變.本節(jié)的難點(diǎn)是運(yùn)用向心力、向心加速度知識(shí)解釋有關(guān)現(xiàn)象，處理有關(guān)問(wèn)題.在學(xué)習(xí)時(shí)可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)例：用細(xì)線系著的小球在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)或是一些生活中的實(shí)例讓學(xué)生體驗(yàn)或觀察，從而引入向心力概念.教學(xué)重點(diǎn)

向心力概念的建立及計(jì)算公式的得出及應(yīng)用.教學(xué)難點(diǎn)

向心力的來(lái)源.時(shí)間安排

1課時(shí)

三維目標(biāo) 知識(shí)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(lái)計(jì)算.3.會(huì)根據(jù)向心力和牛頓第二定律的知識(shí)分析和討論與圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)的物理現(xiàn)象.過(guò)程與方法

1.通過(guò)向心力概念的學(xué)習(xí)，知道從不同角度研究問(wèn)題的方法.2.體會(huì)物理規(guī)律在探索自然規(guī)律中的作用及其運(yùn)用.情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，領(lǐng)略實(shí)驗(yàn)是解決物理問(wèn)題的一種基本途徑，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.2.通過(guò)探究活動(dòng)，使學(xué)生獲得成功的喜悅，提高他們學(xué)習(xí)物理的興趣和自信心.3.通過(guò)向心力和向心加速度概念的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)研究的作用，體 會(huì)物理規(guī)律與生活的聯(lián)系.課前準(zhǔn)備

細(xì)桿、細(xì)繩（2）、小球、直尺、秒表、盛水的透明小桶.教學(xué)過(guò)程

導(dǎo)入新課

情景導(dǎo)入

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).知道了什么是向心加速度和向心加速度的計(jì)算公式，這節(jié)課我們?cè)賮?lái)學(xué)習(xí)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征.觀察下面幾幅圖片，并根據(jù)圖做水流星實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中力的變化，考慮一下為什么做圓周運(yùn)動(dòng)的物體沒(méi)有沿著直線飛出去而是沿著一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng).前三幅圖可以看出物體之所以沒(méi)有沿直線飛出去是因?yàn)橛欣K子在拉著物體，而第四幅圖是太陽(yáng)系各個(gè)行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)是由于太陽(yáng)和行星之間有引力作用，是太陽(yáng)和行星之間的引力使各個(gè)行星繞太陽(yáng)在做圓周運(yùn)動(dòng).如果沒(méi)有繩的拉力和太陽(yáng)與行星之間的引力，那么這些物體就不可能做圓周運(yùn)動(dòng)，也就是說(shuō)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體都會(huì)受到一個(gè)力，這個(gè)力拉著物體使物體沿著圓形軌道在運(yùn)動(dòng)，我們把這個(gè)力叫做向心力.復(fù)習(xí)導(dǎo)入

復(fù)習(xí)舊知

1.向心加速度：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，加速度指向圓心，這個(gè)加速度稱為向心加速度.2.表達(dá)式：an=v2r=rω.23.牛頓第二定律：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.表達(dá)式：F=ma.推進(jìn)新課

一、向心力

通過(guò)剛才的學(xué)習(xí)我們知道了向心力和向心加速度具有相同的方向，都指向圓心，而且物體是在向心力的作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，因此我們根據(jù)牛頓第二定律可知向心力的大小為： Fn=m an=m實(shí)驗(yàn)探究

演示實(shí)驗(yàn)(驗(yàn)證上面的推導(dǎo)式)：研究向心力跟物體質(zhì)量m、軌道半徑r、角速度ω的定量關(guān)系.實(shí)驗(yàn)裝置：向心力演示器 v2R=m rω2=mr（2?T)2.演示：搖動(dòng)手柄，小球隨之做勻速圓周運(yùn)動(dòng).①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.②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.③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∝ω2.歸納總結(jié)：綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(gè)實(shí)驗(yàn)、一個(gè)測(cè)量就得到定論，實(shí)際上要進(jìn)行多次測(cè)量，大量實(shí)驗(yàn)，但我們不可能一一去做.同學(xué)們由剛才所做的實(shí)驗(yàn)得出：m、r、ω越大，F(xiàn)越大；若將實(shí)驗(yàn)稍加改進(jìn)，如教材中所介紹的小實(shí)驗(yàn)，加一彈簧秤測(cè)出F，可粗略得出結(jié)論(要求同學(xué)回去做).我們還可以設(shè)計(jì)很多實(shí)驗(yàn)都能得出這一結(jié)論，說(shuō)明這是一個(gè)帶有共性的結(jié)論.測(cè)出m、r、ω的值，可知向心力大小為：F=mrω.二、實(shí)驗(yàn)：用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力表達(dá)式

原理：如圖所示，讓細(xì)繩擺動(dòng)帶動(dòng)小球做圓周運(yùn)動(dòng)，逐漸增大角速度直到繩剛好拉直，用秒表測(cè)出n轉(zhuǎn)的時(shí)間t，計(jì)算出周期T，根據(jù)公式計(jì)算出小球的角速度ω.用刻度尺測(cè)出圓半徑r和小球距懸點(diǎn)的豎直高度h,計(jì)算出角θ的正切值.向心力F=mgtanθ,測(cè)出數(shù)值驗(yàn)證公式mgtanθ=mrω.22課堂訓(xùn)練

1.下列關(guān)于向心力的說(shuō)法中，正確的是（）A.物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了一個(gè)向心力

B.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其向心力為其所受的合外力 C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其向心力不變 D.向心加速度決定向心力的大小

2.有長(zhǎng)短不同、材料相同的同樣粗細(xì)的繩子，各拴著一個(gè)質(zhì)量相同的小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么（）

A.兩個(gè)小球以相同的線速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)繩易斷 B.兩個(gè)小球以相同的角速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)繩易斷 C.兩個(gè)球以相同的周期運(yùn)動(dòng)時(shí)，短繩易斷 D.不論如何，短繩易斷

3.A、B兩質(zhì)點(diǎn)均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，mA∶mB=RA∶RB=1∶2，當(dāng)A轉(zhuǎn)60轉(zhuǎn)時(shí)，B正好轉(zhuǎn)45轉(zhuǎn)，則兩質(zhì)點(diǎn)所受向心力之比為多少？ 參考答案：1.B 2.B 3.解答：設(shè)在時(shí)間t內(nèi)，nA=60轉(zhuǎn)，nB=45轉(zhuǎn),質(zhì)點(diǎn)所受的向心力F=mωR=m(F∝mn2R 所以FAFB?mAnARAmBnRB2B2

22?nt)·R，t相同，2?12?604522?12?49.討論交流

1.根據(jù)我們前面的學(xué)習(xí)，大家討論生活中你所遇到的圓周運(yùn)動(dòng)中是哪些力在提供向心力.強(qiáng)調(diào)：向心力不是像重力、彈力、摩擦力那樣作為某種性質(zhì)的力來(lái)命名的.它是從力的作用效果來(lái)命名的，凡是產(chǎn)生向心加速度的力，不管是屬于哪種性質(zhì)的力，都是向心力.2.由物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知，物體必定受到一個(gè)與它的速度方向不在同一條直線上的合外力作用，勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種曲線運(yùn)動(dòng)，勻速圓周運(yùn)動(dòng)合外力的方向有何特點(diǎn)呢？

勻速圓周運(yùn)動(dòng)速率不變，方向始終垂直半徑，說(shuō)明合外力不會(huì)使速度大小發(fā)生變化，只改變速度方向，勻速圓周運(yùn)動(dòng)合外力的方向始終指向圓心.三、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)

問(wèn)題：前面我們學(xué)習(xí)了加速度，做直線運(yùn)動(dòng)的物體其加速度可以改變物體運(yùn)動(dòng)的快慢，現(xiàn)在我們又學(xué)習(xí)了向心加速度，那么向心加速度是否也改變物體運(yùn)動(dòng)速度的大?。?討論交流

根據(jù)剛才我們的實(shí)驗(yàn)（驗(yàn)證向心力表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)）可知，向心加速度并不能改變物體運(yùn)動(dòng)速度的大小，而是在改變物體運(yùn)動(dòng)的方向.我們?cè)谶@個(gè)實(shí)驗(yàn)中可以感受到，如果要使物體的速度不斷增大，我們對(duì)物體施加的力就不能保持始終指向圓心，而是與向心力的方向有一個(gè)角度.根據(jù)力F產(chǎn)生的效果可以把力F分解成兩個(gè)相互垂直的兩個(gè)分力：一個(gè)是指向圓心的產(chǎn)生向心加速度的向心力;另一個(gè)是沿圓周的切線方向的分力，這個(gè)力沿圓周切線方向產(chǎn)生加速度，這個(gè)加速度使物體的速度不斷變大.因此這個(gè)運(yùn)動(dòng)不能是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，而是變速圓周運(yùn)動(dòng).也就是說(shuō)變速圓周運(yùn)動(dòng)既有指向圓心的向心加速度，還有沿圓周切線方向的加速度，稱為切向加速度.做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力

曲線運(yùn)動(dòng)：物體的運(yùn)動(dòng)軌跡不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng).對(duì)于這樣的運(yùn)動(dòng)盡管曲線的各個(gè)地方的彎曲程度不同，我們?cè)谘芯繒r(shí)可以把這條曲線分成許多極短的小段，每一小段可以看作是一段圓弧.這些圓弧的彎曲程度不同，可以表示為有不同的半徑，這樣在分析質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法來(lái)處理問(wèn)題了.一般的曲線可以分為很多小段，每段都可以看作一小段圓弧，各段圓弧的半徑不一樣 課堂訓(xùn)練

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(zhǎng)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(kāi)始時(shí)球與釘子A、B在一條直線上，然后使小球以2 m/s的速率開(kāi)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(kāi)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個(gè)釘子，然后再以這個(gè)釘子為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的半徑就減小0.2 m，但速度大小不變（因?yàn)槔K對(duì)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

22rmin=mv/Fmax=（0.5×2/4）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(shuō)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.2.如圖所示，水平轉(zhuǎn)盤(pán)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(pán)上，A到豎直筒中心的距離為r.物體A通過(guò)輕繩、無(wú)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(pán)間的最大靜摩擦力是正壓力的μ倍，則轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度在什么范圍內(nèi)，物體A才能隨盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)?

解析：由于A在圓盤(pán)上隨盤(pán)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(pán)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

① 由于B靜止，故F=mg

② 由于最大靜摩擦力是壓力的μ倍，即

Fm′=μFN=μmg

③ 由①②③解得ω1=g(1??)/r

當(dāng)A將要沿盤(pán)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′=mω2r

④ 由②③④得ω2=g(1??)/r.故A隨盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，其角速度ω應(yīng)滿足g(1??)/r???答案：g(1??)/r???g(1??)/r

g(1??)/r.2課堂小結(jié)

1.向心力來(lái)源.2.勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，僅有向心加速度.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).3.勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度大小不變，方向指向圓心，時(shí)刻在變化，所以不是勻變速運(yùn)動(dòng). 布置作業(yè)

教材“問(wèn)題與練習(xí)”第1、3題.板書(shū)設(shè)計(jì)

7.向心力

1.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體具有向心加速度，根據(jù)牛頓第二定律，這個(gè)加速度一定是由于它受到了指向圓心的合力.這個(gè)合力叫做向心力 2.表達(dá)式：Fn=m an= mv2R=m rω2=mr（2?T)2

3.向心力的方向：指向圓心

4.向心力由物體所受的合力提供

活動(dòng)與探究

課題：討論汽車(chē)在過(guò)彎道時(shí)為什么要減速，不減速會(huì)出現(xiàn)什么情況，如果讓你設(shè)計(jì)彎道你應(yīng)該怎么設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的依據(jù)是什么.過(guò)程：用汽車(chē)模型（最好用遙控小汽車(chē)，以便于方向的改變）或其他工具模擬汽車(chē)在過(guò)彎道時(shí)，為何要減速.若不減速應(yīng)該怎么辦.通過(guò)實(shí)際操作，找到合適的方法，并進(jìn)行理論分析.習(xí)題詳解

1.解答：地球繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度為 a=ω2r=(2?T)r?(22?3.14365?24?3600)×1.5×10 m/s=5.95×10 m/s

2112-52所以太陽(yáng)對(duì)地球的引力是F=ma=6.0×1024×5.95×10-5N=3.57×1020 N.2.解答:小球的受力分析如圖所示，因此小球的向心力是由重力和支持力的合力提供的.3.解答：（1）向心力F=mω2r=0.10×42×0.10 N=0.16 N.（2）我同意甲的觀點(diǎn)，因?yàn)槲矬w的受力為重力、支持力和靜摩擦力，其中重力和支持力的合力為零,所以合外力即為靜摩擦力.另外，物體相對(duì)于圓盤(pán)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)是沿半徑方向向外，而不是向后，故乙的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的.4.解答：根據(jù)機(jī)械能守恒有不論釘子釘在何處，小球到達(dá)最低點(diǎn)的速度都是相等的，而在碰釘子前和碰釘子后的區(qū)別就是做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心由O點(diǎn)移到A點(diǎn)，即圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不一樣.設(shè)碰釘子后細(xì)繩的拉力為T(mén)，則據(jù)牛頓第二定律有T-mg=mv2r.可以看出，當(dāng)r越小時(shí)，細(xì)繩的拉力T越大，即當(dāng)細(xì)繩與釘子相碰時(shí)，如果釘子的位置越靠近小球，繩就越容易斷.5.解答：我認(rèn)為正確的是丙圖，因?yàn)槿绻麑⒘分解為沿切線和垂直于切線的兩個(gè)方向，由于汽車(chē)是沿M向N的方向上做減速運(yùn)動(dòng)，則只有丙圖是符合的.設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng)

向心力和向心加速度是比較抽象的內(nèi)容，因此學(xué)生不太容易理解，在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)盡量采用了一些生活中的事例，易于幫助學(xué)生理解.本設(shè)計(jì)讓學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)親自感受拉力的變化，加深對(duì)向心力的理解.教學(xué)中盡可能多地讓學(xué)生參與課堂教學(xué)活動(dòng)和課堂實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)理念.

第二篇：高中物理新課標(biāo)版人教必修2優(yōu)秀教案： 拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

整體設(shè)計(jì)

本節(jié)課的主要內(nèi)容是拋體運(yùn)動(dòng)的概念和規(guī)律的教學(xué).平時(shí)生活中的一些錯(cuò)誤的思維定勢(shì)會(huì)影響學(xué)生對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解.本節(jié)課從理論上通過(guò)對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)位移和速度規(guī)律的分析，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立利用已有概念探索新知識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)造思維和獨(dú)立學(xué)習(xí)能力.平拋運(yùn)動(dòng)是整個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)知識(shí)的重要內(nèi)容之一.采用的是運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法，它是一種研究運(yùn)動(dòng)的基本方法，它能將復(fù)雜的問(wèn)題化為簡(jiǎn)單的問(wèn)題.其研究方法還是解決“帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)”的重要規(guī)律之一.拋體運(yùn)動(dòng)（重點(diǎn)是平拋運(yùn)動(dòng)）是學(xué)生第一次應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的分解和合成的方法分析曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，對(duì)掌握研究平拋運(yùn)動(dòng)的方法有一定的難度，這種方法在“力的合成與分解”“運(yùn)動(dòng)的合成與分解”的學(xué)習(xí)中學(xué)生已有基礎(chǔ)，并且學(xué)生已有直線運(yùn)動(dòng)知識(shí)準(zhǔn)備及牛頓第一定律、第二定律作為基礎(chǔ)，可以接受和深入理解用兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成的方法討論平拋運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移.在教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生主動(dòng)嘗試應(yīng)用這種方法來(lái)解決平拋物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律這個(gè)新問(wèn)題.為了讓學(xué)生能順利地掌握研究平拋運(yùn)動(dòng)的方法，在教師的引導(dǎo)下，通過(guò)日常生活中平拋運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系，使學(xué)生更深入理解運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的推導(dǎo)要從牛頓第二定律出發(fā)，先分析水平方向受力如何、豎直方向受力如何，再講水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)、豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng).這是因?yàn)樵诹W(xué)里，根據(jù)受力確定物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是一個(gè)基本方法.這是新教材與過(guò)去教材的不同.教學(xué)重點(diǎn)

1.平拋運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律.2.用平拋運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律去解答有關(guān)問(wèn)題.教學(xué)難點(diǎn)

1.讓學(xué)生能根據(jù)運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法探究出平拋運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律.2.學(xué)習(xí)和借鑒本節(jié)課的研究方法解決實(shí)際問(wèn)題.課時(shí)安排

1課時(shí) 三維目標(biāo) 知識(shí)與技能

1.會(huì)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法分析平拋運(yùn)動(dòng).2.知道平拋運(yùn)動(dòng)可以看成水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，并且這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)互不影響具有獨(dú)立性.3.能應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律交流討論并解決實(shí)際問(wèn)題.在得出平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上進(jìn)而分析斜拋運(yùn)動(dòng).分析斜拋運(yùn)動(dòng)不在具體規(guī)律，而在方法.過(guò)程與方法

1.學(xué)生能通過(guò)對(duì)生活事例的分析得出平拋運(yùn)動(dòng)的定義.2.體會(huì)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的探究過(guò)程，體會(huì)運(yùn)動(dòng)的合成和分解在探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的應(yīng)用.3.平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法——可以用兩個(gè)簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)來(lái)等效替代.利用已知的直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)研究復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，滲透物理學(xué)等效代換的思想.4.掌握平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法的基礎(chǔ)上自主探究斜拋運(yùn)動(dòng).情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察、認(rèn)真思考、積極參與、勇于探索的精神.2.培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的意識(shí)和勇氣，主動(dòng)探究實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移.課前準(zhǔn)備

自制多媒體課件、小球

教學(xué)過(guò)程 導(dǎo)入新課

故事導(dǎo)入

1992年11月15日是柯受良永生難忘的日子，這一天他創(chuàng)下了飛躍長(zhǎng)城的壯舉，此次飛越的距離雖僅有30米，但地勢(shì)險(xiǎn)要，落點(diǎn)前面是懸崖峭壁，稍不慎就會(huì)撞得粉身碎骨，因此不少人說(shuō)，這是在“賭命”.但見(jiàn)他面帶笑容和自信，騎著摩托車(chē)以每小時(shí)100碼的速度沖上斜坡，然后再加速，突然，天空中劃出一道弧線，摩托車(chē)就重重地落在接應(yīng)臺(tái)上，整個(gè)過(guò)程不到10秒鐘，在場(chǎng)的觀眾看著這一驚險(xiǎn)場(chǎng)面，無(wú)不目瞪口呆.就是在祖**親的博大懷抱中，柯受良成為世界上第一個(gè)飛越長(zhǎng)城的人，這是他人生輝煌的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn).1997年，香港回歸前夕，柯受良駕駛跑車(chē)成功飛越了黃河天塹壺口瀑布，長(zhǎng)度達(dá)55米.飛越當(dāng)天刮著大風(fēng)，第一次飛越?jīng)]有成功，但第二次成功了，其中有過(guò)很多危險(xiǎn)的動(dòng)作，但他都安全度過(guò)了，因此獲得了“亞洲第一飛人”的稱號(hào).情景導(dǎo)入

1.沿多個(gè)角度將粉筆拋出.2.沿多個(gè)角度將紙片拋出.粉筆和紙片都是拋體運(yùn)動(dòng)嗎？什么是拋體運(yùn)動(dòng)？以一定的初速度將物體拋出，在空氣阻力可以忽略的情況下，物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做拋體運(yùn)動(dòng).今天我們用運(yùn)動(dòng)分解的觀點(diǎn)來(lái)分析拋體運(yùn)動(dòng).3.將小球從講桌推向桌邊，小球離開(kāi)講桌做的運(yùn)動(dòng)是平拋運(yùn)動(dòng).那么，什么是平拋運(yùn)動(dòng)呢？平拋運(yùn)動(dòng)有什么規(guī)律呢？ 復(fù)習(xí)導(dǎo)入

1.復(fù)習(xí)物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件和做曲線運(yùn)動(dòng)的條件.2.復(fù)習(xí)運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法，并理解分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性和各分運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性,指出這種方法在解決復(fù)雜運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)的作用.3.復(fù)習(xí)如何用坐標(biāo)描述做一維運(yùn)動(dòng)和二維運(yùn)動(dòng)的物體的位置和速度.4.復(fù)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式.推進(jìn)新課

演示：將粉筆以與水平方向各種夾角拋出，說(shuō)明：在空氣阻力可以忽略的情況下，粉筆都在做拋體運(yùn)動(dòng).引導(dǎo)學(xué)生分析得出：將物體用一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng)叫做平拋運(yùn)動(dòng).物體做平拋運(yùn)動(dòng)有兩個(gè)條件：①有水平初速度;②運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受重力.請(qǐng)同學(xué)們想一想，平時(shí)生活中你見(jiàn)過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)嗎？舉例說(shuō)明.研究物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就是要確定物體在任一時(shí)刻的位置和速度.一、拋體的位置

首先，研究初速度為v0的平拋運(yùn)動(dòng)的位置隨時(shí)間變化的規(guī)律.教師設(shè)疑：還能像描述勻變速直線運(yùn)動(dòng)那樣，用一維坐標(biāo)來(lái)描述平拋物體的運(yùn)動(dòng)位置嗎？

不能，由于拋體運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，至少要用二維坐標(biāo)才能描述平拋物體的運(yùn)動(dòng).演示：貼近黑板，在黑板的平面上，用手把小球水平拋出，用粉筆記下小球離開(kāi)手的位置，描出軌跡.我們以小球離開(kāi)手的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，以水平拋出的方向?yàn)閤軸的方向，豎直向下的方向?yàn)閥軸的方向，建立坐標(biāo)系，并從這一瞬間開(kāi)始計(jì)時(shí).用牛頓第二定律的觀點(diǎn)分析水平方向、豎直方向的力和運(yùn)動(dòng)的特征.問(wèn)題1：豎直方向受什么力，有沒(méi)有加速度，有沒(méi)有初速度？水平方向受什么力，有沒(méi)有加速度，有沒(méi)有初速度？

問(wèn)題2：是否可以把平拋運(yùn)動(dòng)看成是水平方向和豎直方向上兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成,這兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)各有什么特點(diǎn)呢？

結(jié)論1：因拋出時(shí)，物體只受重力的作用，豎直方向有大小為g的加速度，沒(méi)有初速度;不受水平方向的力，所以，小球在水平方向沒(méi)有加速度，水平方向保持初速度v0不變.2：平拋運(yùn)動(dòng)可以看作水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),并且兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性.平拋運(yùn)動(dòng)物體在任意時(shí)刻t的位置：

x=v0t(1)y=12gt2(2)

12平拋運(yùn)動(dòng)物體在任意時(shí)刻t的位移：s=OP?

二、拋體的軌跡

x?y22?(v0t)?(2gt).22例1 討論以速度v0水平拋出的物體的運(yùn)動(dòng)軌跡.分析：在初中數(shù)學(xué)中已經(jīng)學(xué)過(guò)，直角坐標(biāo)系中的一條曲線可以用包含x、y的關(guān)系式來(lái)代表.平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡能否用包含x、y的關(guān)系式來(lái)代表呢？ 解答：將（1）（2）兩式消去時(shí)間t得到軌跡方程y=

g2v02x

2上式為拋物線方程，“拋物線”的名稱就是從物理來(lái)的.課堂訓(xùn)練

(1)在距地面高為h=20 m處，有兩個(gè)物體A、B，在A以v0=20 m/s平拋的同時(shí)，B物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，問(wèn)誰(shuí)先落地（）

A.A先落地

B.B先落地

C.同時(shí)落在

(2)某人從一列在平直鐵軌上勻速行駛的列車(chē)上，將一物體自由地釋放于窗臺(tái)外，在不計(jì)空氣阻力的情況下，則本人看到該物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是（）

(3)在上題中，若有一個(gè)人站在地面上靜止不動(dòng)，則看到該物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是（）

參考答案：(1)C(2)A

(3)C

自主探究

如果物體拋出時(shí)的速度v0不沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方且僅受重力，這樣的斜拋運(yùn)動(dòng)怎么分析？ 知識(shí)拓展

斜拋運(yùn)動(dòng)的位置

問(wèn)題：1.斜拋運(yùn)動(dòng)的物體僅受重力，水平方向的速度變化嗎？如果水平速度不變，應(yīng)該有多大？ 2.斜拋運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上相比，有什么相同和不同？ 結(jié)論：1.水平方向做速度為vx= v0cosθ的勻速直線運(yùn)動(dòng).2.豎直方向做初速度為vy=v0sinθ豎直上拋運(yùn)動(dòng)或豎直下拋運(yùn)動(dòng).斜上拋運(yùn)動(dòng)： x=vxt=v0cosθ·t y=v0sinθ·t-斜下拋運(yùn)動(dòng)：x=vxt= v0cosθ·t y=v0sinθ·t+

三、拋體的速度

要求學(xué)生畫(huà)出在平面坐標(biāo)中平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡和速度的方向，同樣道理，先把平拋運(yùn)動(dòng)分解，確定兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)在某時(shí)刻的速度，再將兩個(gè)分速度合成，就是平拋運(yùn)動(dòng)的速度.水平速度：vx=v0

1212gt2 gt2

豎直速度：vy=gt平拋運(yùn)動(dòng)的速度:vt的大小vt=vx?vy?22v0?2gh.2例2 一個(gè)物體以10 m/s的速度從10 m的高度水平拋出，落地時(shí)速度的方向與地面的夾角θ是多少（不計(jì)空氣阻力）? 分析：物體在水平方向不受力，所以加速度為0，速度總等于初速度v0=10 m/s；在豎直方向的加速度為g，初速度為0，可以用勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.解答：落地時(shí)，物體在水平方向的速度vx=v0=10 m/s.落地時(shí)豎直方向的速度記為vy,在豎直方向遵循勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，有

vy=2gh，由此解出vy=14.1 m/s 2tanθ=vy/vx=1.41,θ=55° 課堂訓(xùn)練

1.平拋運(yùn)動(dòng)物體的飛行時(shí)間由什么量決定？寫(xiě)出表達(dá)式.2.平拋運(yùn)動(dòng)物體的水平飛行距離由什么量決定？寫(xiě)出表達(dá)式.3.平拋運(yùn)動(dòng)物體的落地速度由什么量決定？寫(xiě)出表達(dá)式.參考答案：1.飛行時(shí)間由高度決定，表達(dá)式為:t=

2hg2hg.2.飛行水平距離由高度和初速度決定,表達(dá)式:x=v0.3.落地速度由初速度和高度決定,表達(dá)式:v=v0?2gh.課堂小結(jié)

本節(jié)課主要內(nèi)容包括：1.拋體運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的概念：用一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng)叫做平拋運(yùn)動(dòng)；

2.平拋運(yùn)動(dòng)可以看作水平的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).并且兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性;3.初速度為v0的平拋運(yùn)動(dòng)的位置隨時(shí)間變化的規(guī)律x=v0t，y=gt2/2;4.初速度為v0的平拋運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律vx=v0、vy=gt.本節(jié)課不僅是知識(shí)的學(xué)習(xí)，更為重要的是在已有的知識(shí)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移，靈活運(yùn)用運(yùn)動(dòng)合成和分解的科學(xué)思維方法，將曲線運(yùn)動(dòng)化為直線運(yùn)動(dòng)，使復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化.布置作業(yè)

教材“問(wèn)題與練習(xí)”第1、2題

板書(shū)設(shè)計(jì)

3.拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

一、拋體的位置

任意一點(diǎn)的位置P(x,y)，其中x=vt y=

12gt

22任意時(shí)刻的位移:s=1x?y22?(vt)?(212gt)22

方向tanα=yxvt

二、拋體的軌跡 ?2gt2?gt2v

y=g2v20x

2三、拋體的速度

任意時(shí)刻的速度由vx=v0,vy=gt得vt=v0?2gh

四、斜拋的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

(斜上拋、斜下拋、斜上拋和斜下拋): 處理方法：運(yùn)動(dòng)的合成與分解

活動(dòng)與探究

課題：平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

內(nèi)容：自制一個(gè)能自動(dòng)噴出墨水的注射器代替小鋼球，讓注射器做平拋運(yùn)動(dòng)的同時(shí)自動(dòng)噴出墨水，在坐標(biāo)紙上就記錄下注射器的運(yùn)動(dòng)軌跡.2具體做法：用一次性注射器（優(yōu)點(diǎn)是針頭在正中，且不易摔碎）.在活塞尾端和管套端用橡皮筋拴上,其松緊程度可調(diào)整,使抽入水后在橡皮筋的彈力作用下能自動(dòng)噴出較強(qiáng)的水流即可.為了防止針管在軌道上滑動(dòng),可在針管外貼一周橡皮膏(或套上一適當(dāng)?shù)哪z套).習(xí)題詳解

1.解答：（1）摩托車(chē)能越過(guò)壕溝.摩托車(chē)做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向位移為y=1.5 m=2yg39.812gt

2經(jīng)歷時(shí)間t=?s=0.55 s 在水平方向位移x=vt=40×0.55 m=22 m＞20 m 所以摩托車(chē)能越過(guò)壕溝.一般情況下，摩托車(chē)在空中飛行時(shí)，總是前輪高于后輪，在著地時(shí)，后輪先著地.說(shuō)明：本題的目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)使用平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題.（2）摩托車(chē)落地時(shí)在豎直方向的速度為vy=gt=9.8×0.55 m/s=5.39 m/s 摩托車(chē)落地時(shí)在水平方向的速度為vx=v=40 m/s

22摩托車(chē)落地時(shí)的速度v=vx?vy?402?5.392m/s=40.36 m/s 摩托車(chē)落地時(shí)的速度與豎直方向的夾角為θ，tanθ=vx/vy=40/5.39=7.42.2.解答：該車(chē)已經(jīng)超速.零件做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向位移為y=2.45 m=2yg4.99.812gt

2經(jīng)歷時(shí)間t=?s=0.71 s 在水平方向位移x=vt=13.3 m 零件做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v=x/t=13.3/0.71 m/s=18.7 m/s=67.4 km/h＞60 km/h 所以該車(chē)已經(jīng)超速.3.解答:（1）讓小球從斜面上某一位置A無(wú)初速釋放；測(cè)量小球在地面上的落點(diǎn)P與桌子邊沿的水平距離x；測(cè)量小球在地面上的落點(diǎn)P與小球靜止在水平桌面上時(shí)球心的豎直距離y.小球離開(kāi)桌面的初速度為v=xg2y.（2）測(cè)量鋼球在斜面上開(kāi)始滾下的位置相對(duì)桌面的高度h，鋼球開(kāi)始的重力勢(shì)能為mgh，如認(rèn)為滾到桌面的動(dòng)能為12mv，由機(jī)械能守恒定律mgh=

212mv，所以鋼球速度v2=2gh.對(duì)

2比這兩個(gè)速度發(fā)現(xiàn)v1＜v2，這是因?yàn)殇撉驖L到桌面時(shí)的動(dòng)能除有向前運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能外，還有轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能，鋼球的重力勢(shì)能有一部分轉(zhuǎn)化成鋼球轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能，不計(jì)算這部分動(dòng)能而認(rèn)為12mv=mgh使v2值偏大.2說(shuō)明：本題討論鋼球從桌面滾下按機(jī)械能守恒定律求速度v2造成的誤差大，只要求學(xué)生聯(lián)系實(shí)際知道這是因?yàn)闆](méi)有考慮鋼球的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能造成的，教學(xué)中不需要進(jìn)一步討論.下面列舉我們對(duì)本題所做的實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)作參考.實(shí)驗(yàn)儀器：平拋實(shí)驗(yàn)器.小球參數(shù)：鋼球直徑17.486 mm（用千分尺測(cè)量）；鋼球質(zhì)量21.8 g.實(shí)驗(yàn)方法：

①描繪平拋曲線，用平拋曲線求出小球水平拋出的初速度 v=1.10 m/s—1.14 m/s.②將斜槽軌道從平拋實(shí)驗(yàn)器上拆下，用鐵架臺(tái)夾持，調(diào)節(jié)出口水平，在小球水平出口B處安裝光電門(mén)，測(cè)量小球在水平出口B處的擋光時(shí)間t.用千分尺或游標(biāo)卡尺測(cè)出小球的直徑D，算出小球的平均速度作為B位置的瞬時(shí)速度v=1.10 m/s.以上兩種方法的測(cè)量數(shù)據(jù)基本一致.③測(cè)出小球從位置A到水平位置的豎直高度h=10.4 cm，用機(jī)械能守恒定律計(jì)算出小球在B位置的速度為v=1.43 m/s.數(shù)據(jù)分析：從平拋曲線測(cè)量的速度與光電門(mén)測(cè)量的速度，兩者基本一致，可以作為速度的準(zhǔn)確值.與用機(jī)械能守恒定律計(jì)算的速度值誤差約為29%.小球重力勢(shì)能Ep=22.2×10 J，平動(dòng)動(dòng)能Ek1=13.4×10 J，可知小球轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek2=8.79×10 J.轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能約占總能量的39.6%.設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng)

本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)注重學(xué)生知識(shí)的形成過(guò)程和對(duì)知識(shí)的真正理解，教學(xué)過(guò)程中注重啟發(fā)學(xué)生思維活動(dòng)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性.使學(xué)生不僅掌握了本節(jié)知識(shí)，而且發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法，有助于學(xué)生今后的自主學(xué)習(xí).首先，有意識(shí)地讓學(xué)生在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上順利進(jìn)行新知識(shí)的同化.復(fù)習(xí)了物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件、用二維坐標(biāo)描述物體在平面上的曲線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式和合成與分解的方法及應(yīng)用它解決復(fù)雜問(wèn)題的意義;其次，關(guān)注學(xué)生知識(shí)的形成過(guò)程，讓學(xué)生達(dá)到對(duì)知識(shí)的深層次理解，而不僅僅是結(jié)論的記憶.先討論在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)為什么要分解，接著從理論上探究為什么平拋運(yùn)動(dòng)可以分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，再將分運(yùn)動(dòng)合成為平拋運(yùn)動(dòng)，認(rèn)識(shí)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)、規(guī)律;最后，通過(guò)領(lǐng)會(huì)平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法，繼續(xù)運(yùn)用這一方法深入探究斜拋運(yùn)動(dòng)，使學(xué)生的思維方式得到升華.-3

第三篇：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(shí)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(lái)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(guò)程與方法

通過(guò)用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)來(lái)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(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

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

明確向心力的意義、作用、公式及其變形。★教學(xué)難點(diǎn)

如何運(yùn)用向心力、向心加速度的知識(shí)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(guò)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?cè)賮?lái)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(ài)心

專(zhuān)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(wèn)題：

1、舉出幾個(gè)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，說(shuō)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(jiàn)解。

教師活動(dòng)：傾聽(tīng)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(wèn)題。

v2 投影向心力表達(dá)式：Fn?m或Fn?mr?2

r點(diǎn)評(píng)：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(guò)學(xué)生發(fā)表見(jiàn)解，培養(yǎng)學(xué)生語(yǔ)言表達(dá)能力和分析問(wèn)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(wèn)題：

1、實(shí)驗(yàn)器材有哪些？

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

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

4、實(shí)驗(yàn)過(guò)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(wèn)題，學(xué)生代表發(fā)言。教師活動(dòng)：聽(tīng)取學(xué)生見(jiàn)解，點(diǎn)評(píng)、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(guò)程中存在的問(wèn)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(píng)：讓學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的過(guò)程，體驗(yàn)成功的樂(lè)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(tīng)取學(xué)生匯報(bào)驗(yàn)證的結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的可靠性作出評(píng)估。師生互動(dòng)，得出結(jié)論：

用心

愛(ài)心

專(zhuān)心 2

1、實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，多項(xiàng)測(cè)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(guò)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(lái)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(shuō)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(pán)上放一個(gè)小物塊，使小物塊隨圓盤(pán)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(shuí)提供？

學(xué)生活動(dòng)：思考并回答問(wèn)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(lái)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(píng)：通過(guò)實(shí)例分析，達(dá)到鞏固所學(xué)知識(shí)的目的。

教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生兩人一組，完成課本54頁(yè)“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(píng)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，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(jiàn)解。

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

教生活動(dòng)：設(shè)疑：我們?cè)凇白鲆蛔觥钡膶?shí)驗(yàn)中，通過(guò)掄繩子來(lái)調(diào)節(jié)沙袋速度的大小，不

用心

愛(ài)心

專(zhuān)心 3

就說(shuō)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(wèn)題，學(xué)生代表發(fā)表見(jiàn)解。教師活動(dòng)：聽(tīng)取學(xué)生見(jiàn)解，點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。

點(diǎn)評(píng)：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(wèn)題解決問(wèn)題的主動(dòng)求知的意識(shí)。

教師活動(dòng)：對(duì)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(jiǎn)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(jiàn)解。點(diǎn)評(píng)：對(duì)學(xué)生注重物理學(xué)方法的教育。

（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)

教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)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(qǐng)同學(xué)評(píng)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(xiě)下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。

點(diǎn)評(píng)：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(kāi)，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(shí)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(zhǎng)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(duì)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(ài)心

專(zhuān)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(shuō)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(pán)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(pán)上，A到豎直筒中心的距離為r.物體A通過(guò)輕繩、無(wú)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(pán)間的最大靜摩擦力是正壓力的μ倍，則轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度在什么范圍內(nèi)，物體A才能隨盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng).【解析】 由于A在圓盤(pán)上隨盤(pán)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(pán)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(ài)心

專(zhuān)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(pán)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(pán)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(shuō)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。★教學(xué)體會(huì)

思維方法是解決問(wèn)題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開(kāi)了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)，物理教學(xué)就成了無(wú)源之水、無(wú)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(ài)心

專(zhuān)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(jiàn)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(duì)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(shuō)質(zhì)點(diǎn)在轉(zhuǎn)動(dòng)，也不能說(shuō)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(jiàn)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(zhǎng)為L(zhǎng)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(ài)心

專(zhuān)心 7

第四篇：高中物理 2.2《圓周運(yùn)動(dòng)的向心力》教案 教科版必修2

第2節(jié) 圓周運(yùn)動(dòng)的向心力

教學(xué)目標(biāo)：

一、知識(shí)目標(biāo)：

1．理解向心力是做物體勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力。

2．理解向心力大小與哪些因素有關(guān)，理解公式的含義，并能用來(lái)進(jìn)行計(jì)算。3．理解向心加速度的概念，結(jié)合牛頓第二定律，得出向心加速度的公式。

4．知道在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，可用公式求質(zhì)點(diǎn)在圓周上某一點(diǎn)的向心力和向心加速度。

二、能力目標(biāo)：

1．學(xué)會(huì)用運(yùn)動(dòng)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(lái)進(jìn)行計(jì)算。

三、德育目標(biāo)：

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

教學(xué)重點(diǎn)：

1．理解向心力和向心加速的概念。

2．知道向心力大小F?mrw2?mv2r，向心加速的大小??wr?2v2r，并能用來(lái)進(jìn)行計(jì)算。

教學(xué)難點(diǎn)：

勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度都是大小不變，方向在時(shí)刻改變。

教學(xué)方法：

實(shí)驗(yàn)法、講授法、歸納法、推理法

教學(xué)步驟：

一、引入新課

1．復(fù)習(xí)提問(wèn)（出示思考題）

（1）什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)

（2）描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量有哪幾個(gè)？

（3）上述物理量間有什么關(guān)系？

2．引入：由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻在變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng)。而力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。所以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力有何特點(diǎn)？加速度又如何呢？本節(jié)課我用心

愛(ài)心

專(zhuān)心

們就來(lái)共同學(xué)習(xí)這個(gè)問(wèn)題。

二、新課教學(xué)

（一）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(lái)源

（二）學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過(guò)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(shí)驗(yàn)

a：一個(gè)小球，拴住繩的一端，繩的另一端固定于桌上，原來(lái)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(yùn)動(dòng) c：當(dāng)繩繃直時(shí)，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

（2）模擬上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程

（3）引導(dǎo)學(xué)生討論、分析：

a：繩繃緊前，小球?yàn)槭裁醋鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)？

b：繩繃緊后，小球?yàn)楹巫鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)？小球此時(shí)受到哪些力的作用？合外力是哪個(gè)力？這個(gè)力的方向有什么特點(diǎn)？這個(gè)力起什么作用？

（4）通過(guò)討論得到：

a：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到一個(gè)指向圓心的合力的作用，這個(gè)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(yùn)動(dòng)物體的速度方向，不改變速度大小。2．向心力的大小

（1）通過(guò)課本實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)向心的大小

a：拉住繩的一端，讓小球盡量做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，改變轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢、細(xì)線的長(zhǎng)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(guò)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(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)一下。

（2）操作方法：

a：用兩個(gè)質(zhì)量相同的小球，保持小球運(yùn)動(dòng)的角速度相同，觀察向心力的大小與運(yùn)動(dòng)半徑之間的關(guān)系。

用心

愛(ài)心

專(zhuān)心

b：用兩個(gè)質(zhì)量相同的小球，保持運(yùn)動(dòng)半徑相同，觀察向心力與角速度之間的關(guān)系

c：仍用質(zhì)量不同的鋼球和鋁球，使他們運(yùn)動(dòng)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。

（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＝mr?2（說(shuō)明該公式的得到方法，空氣變量法、定量測(cè)數(shù)據(jù)）

（5）學(xué)生據(jù)?? 3．向心加速度

（1）做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在向心力F的作用下必然要產(chǎn)生一個(gè)加速度，據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得到：這個(gè)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(yùn)動(dòng)定律推導(dǎo)得到a??r a? 4．說(shuō)明的幾個(gè)問(wèn)題：

（1）由于a向的方向時(shí)刻在變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是瞬時(shí)加速度的方向不斷改變的變加速運(yùn)動(dòng)。

（2）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，向心力是一個(gè)效果力，方向總指向圓心，是一個(gè)變力。

（3）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力就是向心力。

2vr推導(dǎo)向心力的另一表達(dá)式F?mv2r

v2r

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(gè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它的轉(zhuǎn)速度為原來(lái)的2倍時(shí)，它的線速度、向心力分別變?yōu)樵瓉?lái)的幾倍？如果線速度不變，當(dāng)角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍時(shí)，它的軌道半徑和所受的向心力分別為原來(lái)的幾倍

3．（1）展示思考與討論中的物理情景

（2）分析木塊受幾個(gè)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(diǎn)？

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(yùn)動(dòng)是一種什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？

用心

愛(ài)心

專(zhuān)心

五、作業(yè)：本節(jié)課后課后練習(xí)

三、試卷化作業(yè)。

六、板書(shū)設(shè)計(jì)

??

1、方向指向圓心??

2、作用：改變V的方向??????

3、由物體所受的合力提??向心力與向心加速度??

4、F2v2????mrw;F?mr????

1、方向——指向圓心????

2、描述線速度方向變化????3、2v2??a?rw;a?r用心

愛(ài)心 供

快慢的物理量專(zhuān)心

第五篇：高中物理新課標(biāo)人教版必修2優(yōu)秀教案： 圓周運(yùn)動(dòng)

圓周運(yùn)動(dòng) 整體設(shè)計(jì)

教材首先列舉生活中的圓周運(yùn)動(dòng)，以及科學(xué)研究所涉及的范圍，大到星體的運(yùn)動(dòng)，小到電子的繞核運(yùn)轉(zhuǎn)，接著通過(guò)比較自行車(chē)大小齒輪以及后輪的運(yùn)動(dòng)快慢引入線速度、角速度的概念及周期、頻率、轉(zhuǎn)速等概念，最后推導(dǎo)出線速度、角速度、周期間的關(guān)系.教材設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)相扣、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，使整節(jié)課渾然一體，密不可分.本節(jié)課可以通過(guò)生活實(shí)例（自行車(chē)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)或皮帶傳動(dòng)裝置），讓學(xué)生切實(shí)感受到做圓周運(yùn)動(dòng)的物體有運(yùn)動(dòng)快慢與轉(zhuǎn)動(dòng)快慢及周期之別，有必要引入相關(guān)的物理量加以描述.學(xué)習(xí)線速度的概念，可以根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)弧長(zhǎng)與時(shí)間比值保持不變的特點(diǎn)，進(jìn)而引出線速度的大小與方向.學(xué)習(xí)角速度和周期的概念時(shí)，應(yīng)向?qū)W生說(shuō)明這兩個(gè)概念是根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和描述運(yùn)動(dòng)的需要而引入的，即物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，每通過(guò)一段弧長(zhǎng)都與轉(zhuǎn)過(guò)一定的圓心角相對(duì)應(yīng)，因而物體沿圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢也可以用轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角與時(shí)間比值來(lái)描述，由此引入角速度的概念.又根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)具有周期性的特點(diǎn)，物體沿圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢還可以用轉(zhuǎn)動(dòng)一圈所用時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)描述，為此引入了周期的概念.講述角速度的概念時(shí)，不要求向?qū)W生強(qiáng)調(diào)角速度的矢量性.在講述概念的同時(shí)，要讓學(xué)生體會(huì)到勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：線速度的大小、角速度、周期和頻率保持不變的圓周運(yùn)動(dòng).教學(xué)重點(diǎn)

線速度、角速度、周期概念，及其相互關(guān)系的理解和應(yīng)用，勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn).教學(xué)難點(diǎn)

角速度概念的理解和勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng)的理解.課時(shí)安排

1課時(shí)

三維目標(biāo) 知識(shí)與技能

1.了解物體做圓周運(yùn)動(dòng)的特征.2.理解線速度、角速度和周期的概念，知道它們是描述物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，會(huì)用它們的公式進(jìn)行計(jì)算.3.理解線速度、角速度、周期之間的關(guān)系.過(guò)程與方法

1.聯(lián)系日常生活中所觀察到的各種圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，找出共同特征.2.知道描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的方法，進(jìn)而引出描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量：線速度v、角速度ω、周期T、轉(zhuǎn)速n等.3.探究線速度與角速度之間的關(guān)系.情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.經(jīng)歷觀察、分析總結(jié)及探究等學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.2.通過(guò)親身感悟，使學(xué)生獲得對(duì)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量（線速度、角速度、周期等）以及它們相互關(guān)系的感性認(rèn)識(shí).課前準(zhǔn)備

多媒體課件、機(jī)械鐘表、小球、細(xì)線、風(fēng)扇、雨傘、水等.教學(xué)過(guò)程 導(dǎo)入新課

演示導(dǎo)入

演示機(jī)械式鐘表時(shí)針、分針、秒針的運(yùn)動(dòng)情況（可以撥動(dòng)鐘表的調(diào)節(jié)旋鈕），讓學(xué)生觀察后說(shuō)出不同指針運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，從而引出圓周運(yùn)動(dòng)的概念.情景導(dǎo)入

演示2：水淋在雨傘上，同時(shí)搖動(dòng)傘柄.觀察：水滴沿切線方向飛出.思考：這說(shuō)明什么？

結(jié)論：飛出的水滴在離開(kāi)傘的瞬間，由于慣性要保持原來(lái)的速度方向，因而表明了切線方向即為此時(shí)刻線速度的方向.例1 分析下圖中，A、B兩點(diǎn)的線速度有什么關(guān)系.解析：主動(dòng)輪通過(guò)皮帶、鏈條、齒輪等帶動(dòng)從動(dòng)輪的過(guò)程中，皮帶（鏈條）上各點(diǎn)以及兩輪邊緣上各點(diǎn)在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等，所以它們線速度大小相等.答案：大小相等

二、角速度

學(xué)生閱讀教材并思考以下幾個(gè)問(wèn)題： 1.角速度是描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量；

2.角速度等于半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度φ和所用時(shí)間t的比值；(ω=3.角速度的單位是rad/s.結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)，交流討論角速度的單位.說(shuō)明：對(duì)某一確定的勻速圓周運(yùn)動(dòng)而言，角速度ω是恒定的.4.周期、頻率和轉(zhuǎn)速

學(xué)生閱讀教材并思考以下幾個(gè)問(wèn)題：

做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫周期；周期的倒數(shù)（單位時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)完成周期性運(yùn)動(dòng)的次數(shù)）叫頻率；每秒鐘轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)叫轉(zhuǎn)速.注明：下列情況下，同一輪上各點(diǎn)的角速度相同.三、線速度、角速度、周期之間的關(guān)系

既然線速度、角速度、周期都是用來(lái)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，那么它們之間有什么樣的關(guān)系呢？

?)t

分析：一物體做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，問(wèn)：

1.它運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫周期，用T表示，它在周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)為2πr.由此可知它的線速度為2?rT.2.一個(gè)周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度為2π，物體的角速度為通過(guò)思考總結(jié)得到：

2?.T2??r??T???v=ωr 2?????T?v?

答案：3∶1 1∶1 1∶1 課堂小結(jié)

本節(jié)課通過(guò)描述做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的快慢問(wèn)題，引入了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度與角速度及周期、頻率、轉(zhuǎn)速等概念，最后推導(dǎo)出線速度、角速度、周期間的關(guān)系.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)是勻速率圓周運(yùn)動(dòng)，它是一種變速運(yùn)動(dòng).描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量：

線速度：v=角速度：ω=?s ?t?? ?t1周期與頻率：f=

T2?r2?相互關(guān)系：v=

ω=

v=rω

TT布置作業(yè)

教材“問(wèn)題與練習(xí)”1、2、5.板書(shū)設(shè)計(jì) 5.圓周運(yùn)動(dòng)

一、描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)物理量

1.線速度

（1）定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體通過(guò)的弧長(zhǎng)與所用時(shí)間的比值（2）公式：v=?s(s為弧長(zhǎng),非位移)?t（3）物理意義 2.角速度

（1）定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體的半徑掃過(guò)的角度與所用時(shí)間的比值（2）公式：ω=?? ?t（３）單位：rad/s（４）物理意義 3.轉(zhuǎn)速和周期

二、線速度、角速度、周期間的關(guān)系 v=rω ω=2? T活動(dòng)與探究

(2)1 s內(nèi)可讀的扇區(qū)數(shù)為1 s×5 r/s×18/r=90(個(gè)),故可讀字節(jié)數(shù)=512×90=46 080(字節(jié)).說(shuō)明：本題的用意是讓學(xué)生結(jié)合實(shí)際情況來(lái)理解勻速圓周運(yùn)動(dòng).設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng)

本教學(xué)設(shè)計(jì)通過(guò)大量的生活實(shí)例，引導(dǎo)出圓周運(yùn)動(dòng)的定義.對(duì)比描述直線運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)快慢的速度概念，并結(jié)合實(shí)例得出線速度以及角速度的概念，并通過(guò)分析歸納得出線速度和角速度的關(guān)系.整個(gè)設(shè)計(jì)緊緊和學(xué)生的生活實(shí)際結(jié)合，化抽象為具體，較好地突破了難點(diǎn).-