第一篇：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5.7向心力教案

★新課標要求

（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。理解公式的確切含義，并能用來進行計算。

3、知道在變速圓周運動中，可用上述公式求質點在某一點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證向心力的表達式的實驗來了解向心力的大小與哪些因素有關，并理解公式的含義。

（三）情感、態度與價值觀

1、在實驗中，培養動手的習慣并提高分析問題、解決問題的能力。

2、感受成功的快樂，體會實驗的意義，激發學習物理的興趣。★教學重點

明確向心力的意義、作用、公式及其變形。★教學難點

如何運用向心力、向心加速度的知識解釋有關現象。★ 教學方法

教師啟發、引導，學生自主閱讀、思考，實驗驗證，討論、交流學習成果。★教學工具

圓錐擺實驗裝置，多媒體輔助教學設備等 ★教學過程

（一）引入新課

教師活動：前面兩節課，我們學習、研究了圓周運動的運動學特征，知道了如何描述圓周運動。這節課我們再來學習物體做圓周運動的動力學特征――向心力。

（二）進行新課

用心

愛心

專心 1

1、向心力

教師活動：指導學生閱讀教材 “向心力”部分，思考并回答以下問題：

1、舉出幾個物體做圓周運動的實例，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出勻速圓周運動的向心力表達式。

學生活動：認真閱讀教材，列舉并分析實例，體會向心力的作用效果，并根據牛頓第二定律推導出勻速圓周運動的向心力表達式。學生代表發表自己的見解。

教師活動：傾聽學生回答，幫助學生分析實例，引導學生解決疑難，回答學生可能提出的問題。

v2 投影向心力表達式：Fn?m或Fn?mr?2

r點評：激發學生的思維，充分調動學習的積極性。通過學生發表見解，培養學生語言表達能力和分析問題的能力。

2、實驗：用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式

教師活動：指導學生閱讀教材 “實驗”部分，引導學生思考下面的問題：

1、實驗器材有哪些？

2、簡述實驗原理（怎樣達到驗證的目的）

3、實驗過程中要注意什么？測量那些物理量（記錄哪些數據）？

4、實驗過程中差生誤差的原因主要有哪些？

學生活動：認真閱讀教材，思考問題，學生代表發言。教師活動：聽取學生見解，點評、總結。

教師活動：指導學生完成實驗，及時發現并記錄學生實驗過程中存在的問題。學生活動：分成小組，進行實驗，獨立驗證。

點評：讓學生親歷實驗驗證的過程，體驗成功的樂趣。培養動手能力和團結協作的團隊精神。

教師活動：聽取學生匯報驗證的結果，引導學生對實驗的可靠性作出評估。師生互動，得出結論：

用心

愛心

專心 2

1、實驗的過程中，多項測量都是粗略的，存在較大的誤差，用兩個方法得到的力并不嚴格相等。

2、通過實驗我們還體會到，向心力并不是像重力、彈力、摩擦力那樣具有某種性質的力來命名的。它是效果力，是按力的效果命名的。在圓錐擺實驗中，向心力是小球重力和細線拉力的合力，還可以理解為是細線拉力在水平面內的一個分力。

教師活動：實例分析：說明以下幾個圓周運動的實例中向心力是由哪些力提供的？

1、繩的一端拴一小球，手執另一端使小球在光滑水平面上做勻速圓周運動。

2、月球繞地球運轉的向心力是什么力提供的？

3、在圓盤上放一個小物塊，使小物塊隨圓盤一起做勻速圓周運動，分析小物塊受幾個力？向心力由誰提供？

學生活動：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動。由于豎直方向小球不運動，故重力、支持力合力為零，那么水平方向上的勻速圓周運動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轉的向心力

3、小物塊受重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力提供向心力

點評：通過實例分析，達到鞏固所學知識的目的。

教師活動：指導學生兩人一組，完成課本54頁“做一做”欄目中的實驗，自己感受向心力的大小。

學生活動：按照“做一做”欄目中的實驗介紹，獨立操作，在實驗中獲得體驗。點評：通過實驗，增強學生的感性認識，同時激發學習物理學的興趣。

3、變速圓周運動和一般曲線運動

教師活動：向心力能改變速度的大小嗎？為什么？ 學生活動：思考并發表見解。

教師活動：聽取學生代表的發言，點評。

教生活動：設疑：我們在“做一做”的實驗中，通過掄繩子來調節沙袋速度的大小，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？

學生活動：認真閱讀課本，思考并討論問題，學生代表發表見解。教師活動：聽取學生見解，點評、總結。

點評：培養學生閱讀教材并從中獲取信息的能力，培養學生發現問題解決問題的主動求知的意識。

教師活動：對于做一般曲線運動的物體，我們可以用怎樣的分析方法進行簡化處理？ 學生活動：閱讀教材并結合圖6.7－4的提示發表自己的見解。點評：對學生注重物理學方法的教育。

（三）課堂總結、點評

教師活動：讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。

學生活動：認真總結概括本節內容，并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。

點評：總結課堂內容，培養學生概括總結能力。

教師要放開，讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架。

（四）實例探究

［例1］如圖所示，在光滑的水平面上釘兩個釘子A和B，相距20 cm.用一根長1 m的細繩，一端系一個質量為0.5 kg的小球，另一端固定在釘子A上.開始時球與釘子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做勻速圓周運動.若繩子能承受的最大拉力為4 N，那么從開始到繩斷所經歷的時間是多少?

【解析】 球每轉半圈，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動，運動的半徑就減少0.2 m，但速度大小不變（因為繩對球的拉力只改變球的速度方向）.根據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

當繩的拉力增大到Fmax＝4 N時，球做勻速圓周運動的半徑為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，在這之前球運動的時間為：

t＝t1＋t2＋t3

＝πl／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，水平轉盤的中心有個豎直小圓筒，質量為m的物體A放在轉盤上，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質量相同.物體A與轉盤間的最大靜摩擦力是正壓力的μ倍，則轉盤轉動的角速度在什么范圍內，物體A才能隨盤轉動.【解析】 由于A在圓盤上隨盤做勻速圓周運動，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A將要沿盤向外滑時，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A將要沿盤向圓心滑時，A所受的最大靜摩擦力沿半徑向外，這時向心力為：

F－Fm ′＝mω22r

④

由②、③、④得ω2＝g(1??)/r.要使A隨盤一起轉動，其角速度ω應滿足

g(1??)/r≤ω≤g(1??)/r

【答案】 g(1??)/r≤ω≤g(1??)/r

【說明】 根據向心力公式解題的關鍵是分析做勻速圓周運動物體的受力情況；明確哪些力提供了它需要的向心力.★課余作業

完成P55“思考與練習”中的題目。★教學體會

思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學的根本；親自實踐參與知識的發現過程是培養學生能力的關鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學就成了無源之水、無本之木。學生素質的培養就成了鏡中花，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動的瞬時加速度而不是平均加速度；

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

愛心

專心

②向心加速度不一定是物體做圓周運動的實際加速度；

在勻速圓周運動中，向心加速度就是物體做圓周運動的實際加速度，而在一般的非勻速圓周運動中，它只是物體實際運動的加速度的一個分加速度，另一個分加速度為切向加速度，如圖所示.可見物體做圓周運動的加速度不一定指向圓心，只有勻速圓周運動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.圓周運動的切向加速度是描述圓周運動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所有做曲線運動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，對應的向心加速度an=.R④質點做勻速圓周運動和剛體的勻速轉動是兩個不同的物理模型；

我們不能說質點在轉動，也不能說剛體做圓周運動，注意剛體轉動時，其上各點均做圓周運動，它們做圓周運動的半徑可以不相等，但各點運動的角速度相等。

⑤一個常見的錯誤是：在確定了做勻速圓周運動物體受到的各力（重力、彈力、摩擦力等）

v2后，認為物體還受到一個大小等于m的向心力.例如，長為L的輕繩拴著一個小球做圓錐

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

愛心

專心 7

第二篇：高中物理優秀教案5.7向心力

5.7 向心力

【教學目標】

（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。理解公式的確切含義，并能用來進行計算。

3、知道在變速圓周運動中，可用上述公式求質點在某一點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證向心力的表達式的實驗來了解向心力的大小與哪些因素有關，并理解公式的含義。

（三）情感、態度與價值觀

1、在實驗中，培養動手的習慣并提高分析問題、解決問題的能力。

2、感受成功的快樂，體會實驗的意義，激發學習物理的興趣。【教學重點】

明確向心力的意義、作用、公式及其變形。【教學難點】

如何運用向心力、向心加速度的知識解釋有關現象。【教學課時】 1課時 【教學過程】

（一）引入新課

教師活動：前面兩節課，我們學習、研究了圓周運動的運動學特征，知道了如何描述圓周運動。這節課我們再來學習物體做圓周運動的動力學特征――向心力。

（二）進行新課

1、向心力

教師活動：指導學生閱讀教材 “向心力”部分，思考并回答以下問題：

1、舉出幾個物體做圓周運動的實例，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出勻速圓周運動的向心力表達式。

學生活動：認真閱讀教材，列舉并分析實例，體會向心力的作用效果，并根據牛頓第二定律推導出勻速圓周運動的向心力表達式。學生代表發表自己的見解。

教師活動：傾聽學生回答，幫助學生分析實例，引導學生解決疑難，回答學生可能提出的問題。

v

2投影向心力表達式：Fn?m或Fn?mr?2

r點評：激發學生的思維，充分調動學習的積極性。通過學生發表見解，培養學生語言表達能力和分析問題的能力。

2、實驗：用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式

教師活動：指導學生閱讀教材 “實驗”部分，引導學生思考下面的問題：

1、實驗器材有哪些？

2、簡述實驗原理（怎樣達到驗證的目的）

3、實驗過程中要注意什么？測量那些物理量（記錄哪些數據）？

4、實驗過程中差生誤差的原因主要有哪些？

學生活動：認真閱讀教材，思考問題，學生代表發言。教師活動：聽取學生見解，點評、總結。

教師活動：指導學生完成實驗，及時發現并記錄學生實驗過程中存在的問題。學生活動：分成小組，進行實驗，獨立驗證。

點評：讓學生親歷實驗驗證的過程，體驗成功的樂趣。培養動手能力和團結協作的團隊精神。

教師活動：聽取學生匯報驗證的結果，引導學生對實驗的可靠性作出評估。師生互動，得出結論：

1、實驗的過程中，多項測量都是粗略的，存在較大的誤差，用兩個方法得到的力并不嚴格相等。

2、通過實驗我們還體會到，向心力并不是像重力、彈力、摩擦力那樣具有某種性質的力來命名的。它是效果力，是按力的效果命名的。在圓錐擺實驗中，向心力是小球重力和細線拉力的合力，還可以理解為是細線拉力在水平面內的一個分力。

教師活動：實例分析：說明以下幾個圓周運動的實例中向心力是由哪些力提供的？

1、繩的一端拴一小球，手執另一端使小球在光滑水平面上做勻速圓周運動。

2、月球繞地球運轉的向心力是什么力提供的？

3、在圓盤上放一個小物塊，使小物塊隨圓盤一起做勻速圓周運動，分析小物塊受幾個力？向心力由誰提供？

學生活動：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動。由于豎直方向小球不運動，故重力、支持力合力為零，那么水平方向上的勻速圓周運動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轉的向心力

3、小物塊受重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力提供向心力

點評：通過實例分析，達到鞏固所學知識的目的。

教師活動：指導學生兩人一組，完成課本54頁“做一做”欄目中的實驗，自己感受向心力的大小。學生活動：按照“做一做”欄目中的實驗介紹，獨立操作，在實驗中獲得體驗。點評：通過實驗，增強學生的感性認識，同時激發學習物理學的興趣。

3、變速圓周運動和一般曲線運動

教師活動：向心力能改變速度的大小嗎？為什么？ 學生活動：思考并發表見解。

教師活動：聽取學生代表的發言，點評。

教生活動：設疑：我們在“做一做”的實驗中，通過掄繩子來調節沙袋速度的大小，不就說明向心力可以改變速度的大小嗎？這該怎樣解釋呢？

學生活動：認真閱讀課本，思考并討論問題，學生代表發表見解。教師活動：聽取學生見解，點評、總結。

點評：培養學生閱讀教材并從中獲取信息的能力，培養學生發現問題解決問題的主動求知的意識。

教師活動：對于做一般曲線運動的物體，我們可以用怎樣的分析方法進行簡化處理？ 學生活動：閱讀教材并結合圖6.7－4的提示發表自己的見解。點評：對學生注重物理學方法的教育。

（三）課堂總結、點評

教師活動：讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。

學生活動：認真總結概括本節內容，并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。

點評：總結課堂內容，培養學生概括總結能力。

教師要放開，讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架。

（四）實例探究

［例1］如圖所示，在光滑的水平面上釘兩個釘子A和B，相距20 cm.用一根長1 m的細繩，一端系一個質量為0.5 kg的小球，另一端固定在釘子A上.開始時球與釘子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做勻速圓周運動.若繩子能承受的最大拉力為4 N，那么從開始到繩斷所經歷的時間是多少?

解析 球每轉半圈，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動，運動的半徑就減少0.2 m，但速度大小不變（因為繩對球的拉力只改變球的速度方向）.根據F＝mv2／r知，繩每一次碰釘子后，繩的拉力（向心力）都要增大，當繩的拉力增大到Fmax＝4 N時，球做勻速圓周運動的半徑為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，在這之前球運動的時間為：

t＝t1＋t2＋t3

＝πl／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，水平轉盤的中心有個豎直小圓筒，質量為m的物體A放在轉盤上，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質量相同.物體A與轉盤間的最大靜摩擦力是正壓力的μ倍，則轉盤轉動的角速度在什么范圍內，物體A才能隨盤轉動.解析 由于A在圓盤上隨盤做勻速圓周運動，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A將要沿盤向外滑時，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A將要沿盤向圓心滑時，A所受的最大靜摩擦力沿半徑向外，這時向心力為： F－Fm ′＝mω22r

④

由②、③、④得ω2＝g(1??)/r.要使A隨盤一起轉動，其角速度ω應滿足

g(1??)/r≤ω≤g(1??)/r

答案 g(1??)/r≤ω≤g(1??)/r

說明 根據向心力公式解題的關鍵是分析做勻速圓周運動物體的受力情況；明確哪些力提供了它需要的向心力.

第三篇：高中物理新課標人教版必修2優秀教案： 向心力

向心力 整體設計

向心力是本節教學的重點，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，這與以前的先學習向心力再學習向心加速度有所不同.學生對于向心力的理解不是很清楚，本節重點突出了向心力的理解及向心力在圓周運動中的作用.而向心力概念的學習，應及時強調指出，向心力是根據力的效果命名的，而不是根據力的性質命名的，它不是重力、彈力、摩擦力等以外的特殊力，而是做勻速圓周運動的質點受到的合外力，沿著半徑指向圓心，它的方向時刻改變.本節的難點是運用向心力、向心加速度知識解釋有關現象，處理有關問題.在學習時可以讓學生認識實例：用細線系著的小球在水平面上做勻速圓周運動或是一些生活中的實例讓學生體驗或觀察，從而引入向心力概念.教學重點

向心力概念的建立及計算公式的得出及應用.教學難點

向心力的來源.時間安排

1課時

三維目標 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.理解公式的確切含義，并能用來計算.3.會根據向心力和牛頓第二定律的知識分析和討論與圓周運動相關的物理現象.過程與方法

1.通過向心力概念的學習，知道從不同角度研究問題的方法.2.體會物理規律在探索自然規律中的作用及其運用.情感態度與價值觀

1.經歷科學探究的過程，領略實驗是解決物理問題的一種基本途徑，培養學生實事求是的科學態度.2.通過探究活動，使學生獲得成功的喜悅，提高他們學習物理的興趣和自信心.3.通過向心力和向心加速度概念的學習，認識實驗對物理學研究的作用，體 會物理規律與生活的聯系.課前準備

細桿、細繩（2）、小球、直尺、秒表、盛水的透明小桶.教學過程

導入新課

情景導入

前面兩節課，我們學習、研究了圓周運動的運動學特征，知道了如何描述圓周運動.知道了什么是向心加速度和向心加速度的計算公式，這節課我們再來學習物體做圓周運動的動力學特征.觀察下面幾幅圖片，并根據圖做水流星實驗，讓學生自己體驗實驗中力的變化，考慮一下為什么做圓周運動的物體沒有沿著直線飛出去而是沿著一個圓周運動.前三幅圖可以看出物體之所以沒有沿直線飛出去是因為有繩子在拉著物體，而第四幅圖是太陽系各個行星繞太陽做圓周運動是由于太陽和行星之間有引力作用，是太陽和行星之間的引力使各個行星繞太陽在做圓周運動.如果沒有繩的拉力和太陽與行星之間的引力，那么這些物體就不可能做圓周運動，也就是說做勻速圓周運動的物體都會受到一個力，這個力拉著物體使物體沿著圓形軌道在運動，我們把這個力叫做向心力.復習導入

復習舊知

1.向心加速度：做勻速圓周運動的物體，加速度指向圓心，這個加速度稱為向心加速度.2.表達式：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，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同.表達式：F=ma.推進新課

一、向心力

通過剛才的學習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動，因此我們根據牛頓第二定律可知向心力的大小為： Fn=m an=m實驗探究

演示實驗(驗證上面的推導式)：研究向心力跟物體質量m、軌道半徑r、角速度ω的定量關系.實驗裝置：向心力演示器 v2R=m rω2=mr（2?T)2.演示：搖動手柄，小球隨之做勻速圓周運動.①向心力與質量的關系：ω、r一定，取兩球使mA=2mB,觀察：(學生讀數)FA=2FB,結論：向心力F∝m.②向心力與半徑的關系：m、ω一定，取兩球使rA=2rB,觀察：(學生讀數)FA=2FB,結論：向心力F∝r.③向心力與角速度的關系：m、r一定，使ωA=2ωB,觀察：(學生讀數)FA=4FB,結論：向心力F∝ω2.歸納總結：綜合上述實驗結果可知：物體做勻速圓周運動需要的向心力與物體的質量成正比，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、一個測量就得到定論，實際上要進行多次測量，大量實驗，但我們不可能一一去做.同學們由剛才所做的實驗得出：m、r、ω越大，F越大；若將實驗稍加改進，如教材中所介紹的小實驗，加一彈簧秤測出F，可粗略得出結論(要求同學回去做).我們還可以設計很多實驗都能得出這一結論，說明這是一個帶有共性的結論.測出m、r、ω的值，可知向心力大小為：F=mrω.二、實驗：用圓錐擺粗略驗證向心力表達式

原理：如圖所示，讓細繩擺動帶動小球做圓周運動，逐漸增大角速度直到繩剛好拉直，用秒表測出n轉的時間t，計算出周期T，根據公式計算出小球的角速度ω.用刻度尺測出圓半徑r和小球距懸點的豎直高度h,計算出角θ的正切值.向心力F=mgtanθ,測出數值驗證公式mgtanθ=mrω.22課堂訓練

1.下列關于向心力的說法中，正確的是（）A.物體由于做圓周運動產生了一個向心力

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

2.有長短不同、材料相同的同樣粗細的繩子，各拴著一個質量相同的小球在光滑水平面上做勻速圓周運動，那么（）

A.兩個小球以相同的線速度運動時，長繩易斷 B.兩個小球以相同的角速度運動時，長繩易斷 C.兩個球以相同的周期運動時，短繩易斷 D.不論如何，短繩易斷

3.A、B兩質點均做勻速圓周運動，mA∶mB=RA∶RB=1∶2，當A轉60轉時，B正好轉45轉，則兩質點所受向心力之比為多少？ 參考答案：1.B 2.B 3.解答：設在時間t內，nA=60轉，nB=45轉,質點所受的向心力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.根據我們前面的學習，大家討論生活中你所遇到的圓周運動中是哪些力在提供向心力.強調：向心力不是像重力、彈力、摩擦力那樣作為某種性質的力來命名的.它是從力的作用效果來命名的，凡是產生向心加速度的力，不管是屬于哪種性質的力，都是向心力.2.由物體做曲線運動的條件可知，物體必定受到一個與它的速度方向不在同一條直線上的合外力作用，勻速圓周運動是一種曲線運動，勻速圓周運動合外力的方向有何特點呢？

勻速圓周運動速率不變，方向始終垂直半徑，說明合外力不會使速度大小發生變化，只改變速度方向，勻速圓周運動合外力的方向始終指向圓心.三、變速圓周運動和一般曲線運動

問題：前面我們學習了加速度，做直線運動的物體其加速度可以改變物體運動的快慢，現在我們又學習了向心加速度，那么向心加速度是否也改變物體運動速度的大小？ 討論交流

根據剛才我們的實驗（驗證向心力表達式的實驗）可知，向心加速度并不能改變物體運動速度的大小，而是在改變物體運動的方向.我們在這個實驗中可以感受到，如果要使物體的速度不斷增大，我們對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角度.根據力F產生的效果可以把力F分解成兩個相互垂直的兩個分力：一個是指向圓心的產生向心加速度的向心力;另一個是沿圓周的切線方向的分力，這個力沿圓周切線方向產生加速度，這個加速度使物體的速度不斷變大.因此這個運動不能是勻速圓周運動，而是變速圓周運動.也就是說變速圓周運動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.做變速圓周運動的物體所受的力

曲線運動：物體的運動軌跡不是直線也不是圓周的曲線運動.對于這樣的運動盡管曲線的各個地方的彎曲程度不同，我們在研究時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，這樣在分析質點運動時，就可以采用圓周運動的分析方法來處理問題了.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 課堂訓練

1.如圖所示，在光滑的水平面上釘兩個釘子A和B，相距20 cm.用一根長1 m的細繩，一端系一個質量為0.5 kg的小球，另一端固定在釘子A上.開始時球與釘子A、B在一條直線上，然后使小球以2 m/s的速率開始在水平面內做勻速圓周運動.若繩子能承受的最大拉力為4 N，那么從開始到繩斷所經歷的時間是多少?

解析：球每轉半圈，繩子就碰到不作為圓心的另一個釘子，然后再以這個釘子為圓心做勻速圓周運動，運動的半徑就減小0.2 m，但速度大小不變（因為繩對球的拉力只改變球的速度方向）.根據F=mv2/r知，繩每一次碰釘子后，繩的拉力（向心力）都要增大，當繩的拉力增大到Fmax=4 N時，球做勻速圓周運動的半徑為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，在這之前球運動的時間為： t=t1+t2+t3

=πl/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.2.如圖所示，水平轉盤的中心有個豎直小圓筒，質量為m的物體A放在轉盤上，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質量相同.物體A與轉盤間的最大靜摩擦力是正壓力的μ倍，則轉盤轉動的角速度在什么范圍內，物體A才能隨盤轉動?

解析：由于A在圓盤上隨盤做勻速圓周運動，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A將要沿盤向外滑時，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A將要沿盤向圓心滑時，A所受的最大靜摩擦力沿半徑向外，這時向心力為：

F-Fm′=mω2r

④ 由②③④得ω2=g(1??)/r.故A隨盤一起轉動，其角速度ω應滿足g(1??)/r???答案：g(1??)/r???g(1??)/r

g(1??)/r.2課堂小結

1.向心力來源.2.勻速圓周運動時，僅有向心加速度.同時具有向心加速度和 切向加速度的圓周運動是變速圓周運動.3.勻速圓周運動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. 布置作業

教材“問題與練習”第1、3題.板書設計

7.向心力

1.做勻速圓周運動的物體具有向心加速度，根據牛頓第二定律，這個加速度一定是由于它受到了指向圓心的合力.這個合力叫做向心力 2.表達式：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

活動與探究

課題：討論汽車在過彎道時為什么要減速，不減速會出現什么情況，如果讓你設計彎道你應該怎么設計，設計的依據是什么.過程：用汽車模型（最好用遙控小汽車，以便于方向的改變）或其他工具模擬汽車在過彎道時，為何要減速.若不減速應該怎么辦.通過實際操作，找到合適的方法，并進行理論分析.習題詳解

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

2112-52所以太陽對地球的引力是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，因為物體的受力為重力、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，物體相對于圓盤的運動趨勢是沿半徑方向向外，而不是向后，故乙的觀點是錯誤的.4.解答：根據機械能守恒有不論釘子釘在何處，小球到達最低點的速度都是相等的，而在碰釘子前和碰釘子后的區別就是做圓周運動的圓心由O點移到A點，即圓周運動的半徑不一樣.設碰釘子后細繩的拉力為T，則據牛頓第二定律有T-mg=mv2r.可以看出，當r越小時，細繩的拉力T越大，即當細繩與釘子相碰時，如果釘子的位置越靠近小球，繩就越容易斷.5.解答：我認為正確的是丙圖，因為如果將力F分解為沿切線和垂直于切線的兩個方向，由于汽車是沿M向N的方向上做減速運動，則只有丙圖是符合的.設計點評

向心力和向心加速度是比較抽象的內容，因此學生不太容易理解，在教學設計時盡量采用了一些生活中的事例，易于幫助學生理解.本設計讓學生通過自己動手實驗親自感受拉力的變化，加深對向心力的理解.教學中盡可能多地讓學生參與課堂教學活動和課堂實驗，體現了以學生為主體的教學理念.

第四篇：5.7向心力教學設計2

《向心力》教學設計

【設計思想】

建構主義教學理論啟示我們要轉變教學觀念，創造以“學生為主體，教師為主導”的教學環境，使學生在真實的情景中完成任務，改變我們長期存在的教師在臺上講，學生在臺下聽的灌輸式教學，充分發揮學生學習的自主性，引導學生主動發現問題，分析問題，解決問題，主動建構良好的認知結構，培養創新精神。

【教材分析】

教材先通過實例讓學生從運動和力的角度進行分析，分析物體的受力特點，從而得出向心力的概念，有助于學生體會和理解。教材接著從理論的角度，根據牛頓第二定律，推導出向心力的數學表達式。之后，為了讓學生對向心力公式有一定的認識和理解，教材中設計了驗證性實驗：用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式。通過圓錐擺實驗，拉近科學與生活的距離，使學生感到科學就在身邊，對科學產生親切感。

本節還有一點與過去不同，那就是在討論完勻速圓周運動后討論了變速圓周運動和一般曲線運動。這塊內容的補充，不僅為分析物體在曲線最高點、最低點的受力分析和運動情況提供了理論依據，而且為學生提供了處理問題的一種思維方法：從特殊到一般。

這部分知識的學習，可以為萬有引力和帶電粒子在勻強磁場中的運動等內容做好必要的準備。當然，學習完這一節之后，中學里所有的運動形式都學習完畢了，從而可以讓學生在更廣闊的角度理解運動和力的關系。

【學情分析】

通過前幾節內容的學習，學生已經知道了曲線運動的條件，學習了處理曲線運動的重要方法──運動的合成和分解，還利用運動的合成與分解知識研究了平拋運動。接著引入角速度、線速度、周期、轉速等物理量描述了勻速圓周運動的規律。這些知識的學習，為學生學習向心力做好了知識上的準備。

由于向心力是一種學生感到陌生的力，而高一學生的抽象思維能力和邏輯推理還不是很強，所以需要在教學中通過實例、實驗，使學生對向心力的認識從感性認識升華到理性認識。

【教學目標】

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，并能用來進行簡單的計算。

（3）知道變速圓周運動中向心力是合外力的一個分力，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，讓學生理解其概念。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）在驗證向心力的表達式的過程中，體會控制變量法在解決問題中的作用。

（3）經歷從勻速圓周運動到變速圓周運動再到一般曲線運動的研究過程，讓學生領會解決問題從特殊到一般的思維方法。并學會用運動和力的觀點分析、解決問題。

3．情感態度與價值觀

（1）經歷從特殊到一般的研究過程，培養學生分析問題、解決問題的能力。

（2）實例、實驗緊密聯系生活，拉近科學與學生的距離，使學生感到科學就在身邊，調動學生學習的積極性，培養學生的學習興趣。

【重點難點】

1．教學重點

（1）理解向心力的概念和公式的建立。

（2）理解向心力的公式，并能用來進行計算。

（3）理解向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小。

2．教學難點

（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。

【教學策略與手段】

向心力是高中物理的一個重點內容，同時也是一個難點內容，在對物體進行受力分析時，往往不清楚運動過程中什么力提供向心力，這說明學生對向心力的認識和理解不夠深刻、全面。為了突破難點，教師在教學中通過具體的實例、實驗，激發學生的求知欲望，讓學生主動參與到探究的過程，成為學習的主體，積極主動地獲取知識和能力。

本節課的教學流程設計為：創設情境→發現問題→進行猜想→理論推導→實驗驗證→得出結論→指導實踐。

在教學手段上，充分使用PPT、視頻、演示實驗、故事講述，以增強教學的生動性和形象性，活躍課堂氣氛，從而充分調動學生學習的積極性，落實教學目標。

【課前準備】

1．實驗儀器：帶細繩的鋼球（兩人一個），鐵架臺，鋼球一個，細繩一條，刻度尺，圓形瓶蓋，秒表，物塊，圓形瓶蓋。

2．視頻：自行車轉彎，公園的轉椅。

3．制作PPT。

【教學過程】

一、引入新課

演示實驗：讓物塊在旋轉的平臺上盡可能做勻速圓周運動。

教師：物塊為什么可以做勻速圓周運動？這節課我們就來研究這個問題。

（設計意圖：從實驗引入，激發學生的好奇心，活躍課堂氣氛。）

二、新課教學

（一）向心力

1．向心力的概念

學生：在教師引導下對物塊進行受力分析：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？

學生：重力與支持力相互抵消，合力就是摩擦力。

教師：這個合力具有怎樣的特點？

學生：思考并回答：方向指向圓周運動的圓心。

教師：得出向心力的定義：做勻速圓周運動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

學生：學生手拉著細繩的一端，使帶細繩的鋼球在水平面內盡可能做勻速圓周運動。

教師：鋼球在水平面內盡可能做勻速圓周運動，什么力使鋼球做圓周運動？

學生：對鋼球進行受力分析，發現拉力使鋼球做圓周運動。

（設計意圖：利用常見的小實驗，讓學生親身體驗，增強學生對向心力的感性認識。）

教師：也就是說，鋼球受到的拉力充當圓周運動的向心力。大家動手實驗并猜想：拉力的大小與什么因素有關？

學生：動手體驗并猜想：拉力的大小可能與鋼球的質量m、線速度的v、角速度期T，半徑r有關。

教師：那么我們如何研究向心力

與m、v、、T、r之間的關系呢？、周

學生：思考、討論并回答：采用控制變量法，保持m、v、研究與剩下的一個量之間的關系。、T、r中的四個量不變，教師：如果保持鋼球的質量m、線速度的v、角速度嗎？、周期T不變，半徑r可以變化

學生：在教師引導下根據各個物理量之間的關系思考并回答：半徑r不能變化。

教師：那么我們怎樣研究這幾個物理量之間的關系呢？

學生：思考、討論并回答：由于做勻速圓周運動的物體，v、、T，r這四個物理量中，與m，v、、只要有兩個量確定了，其他兩個量也就跟著確定了。所以只需要研究向心力T、r這四個物理量中兩個物理量的關系。

教師：引導學生采用控制變量法做實驗，體驗向心力的大小。

學生：采用控制變量法做實驗，體驗向心力的大小。

教師：大家體驗后，感覺向心力

學生：根據自己的體驗并回答：

質量m、半徑r一定，線速度v越大，向心力

質量m、線速度v一定，半徑r越大，向心力

質量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系？

（設計意圖：積極引導學生猜想，并滲透實驗方法：控制變量法的教學。）

3．推導向心力的表達式

教師：這是向心力與各個物理量之間可能存在的定性關系。那大家能不能根據所學的知識，從理論上推導向心力的表達式。

教師：在教師引導下根據向心加速度的表達式和牛頓第二定律推導：

因為

教師：理論推導證明：

（設計意圖：培養學生的數學推理能力，體驗探究的過程。）

4．粗略驗證

演示實驗：細線下面懸掛一個鋼球，細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。用手帶動鋼球，讓鋼球獲得初速度，使它沿圓形瓶蓋邊緣做圓周運動。

教師：鋼球在做勻速圓周運動，那是什么力提供向心力？

學生：動手畫圖，對鋼球進行受力分析，并在教師引導下

找出提供向心力的合力。

教師：哪幾個力提供向心力？向心力的大小如何？

學生：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：我們要驗證向心力的表達式是否正確，那么需要測量向心力如何測量呢？

學生：討論并回答：

小球質量可以用天平測量，再乘以重力加速度，就是mg；

小球重力mg可以用彈簧秤測量；

可以用圓周運動的半徑與小球距懸點的豎直高度的比值算出。的大小，教師：我們已經求出了向心力的大小，那如何求小？這三個關系式里，哪一條比較容易測量？

學生：思考并回答：

。？

或的大

教師：在這條表達式里，只需要測量周期T，我們有秒表，那么周期是測鋼球圓周運動一圈的時間還是多圈的時間？

學生：測量多圈的時間，之后算出周期。

教師：為什么測量多圈的時間？

學生：測量多圈，時間較準確，誤差較小。

（設計意圖：實驗緊密聯系生活，拉近科學與學生的距離，使學生感到科學就在身邊。同時，在實驗中引導學生分析、解決問題，以提高學生的實驗能力。）

5．向心力是效果力

教師：學以致用，請大家用剛才所學的知識解釋塑料球為什么可以在旋轉的圓柱形空瓶做勻速圓周運動？

學生：思考并解釋。

教師：播放自行車轉彎的視頻，并提問：自行車的彎道為什么要修成斜坡？

學生：觀看視頻并在教師引導下進行受力分析后發現：重力和斜坡對自行車的支持力的合力充當向心力。

教師：播放公園的轉椅的視頻，并提問：轉椅上的人做勻速圓周運動，什么力充當向心力？

學生：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。

（設計意圖：通過具體實例讓學生初步體驗圓周運動的向心力的來源，加深學生對向心力概念的理解，并對圓周運動中力和運動的關系有更深入的認識。）

（二）變速圓周運動

教師：日常生活中比勻速圓周運動更常見的是變速圓周運動。接下來我們研究變速圓周運動中的向心力。

演示實驗：釋放單擺，讓鋼球來回擺動。

教師：小球從釋放到最低點的運動過程中，小球的速度大小如何變化？

學生：速度逐漸變大。

教師：小球繞著懸點做圓周運動，由于速度大小發生了變化，這是變速圓周運動。那么什么力提供小球做圓周運動的向心力？

學生：在教師引導下對小球進行受力分析后得出：

教師：那么重力的另一分量

學生：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動中，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動方向在一條直線上，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？

學生：在教師引導下思考并回答：指向圓心的分力Fn始終與速度方向垂直，改變的是物體運動的速度方向。

教師：現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動和變速圓周運動了。僅有向心加速度的運動是勻速圓周運動，同時具有向心加速度和切向加速度的圓周運動是變速圓周運動。

（滲透從特殊到一般的思維方法，借鑒勻速圓周運動中的從力和運動的角度考慮的分析方法，培養學生思維遷移的能力。）

教師：到此為止，請大家分析歸納向心力有怎樣的特點？

學生：在教師引導下分析、討論并歸納向心力的特點：

（1）向心力的方向永遠指向圓心；

（2）向心力的方向和速度方向垂直；

（3）向心力是個變力；

（4）向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小。

（設計意圖：通過勻速圓周運動和變速圓周運動的學習，使學生明白兩者之間的相同點和不同點，使學生對向心力的理解，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。）

（三）一般曲線運動

教師：比變速圓周運動更為常見的是運動是一般曲線運動。在物理學中，我們把運動軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運動叫做一般曲線運動。那么如何對一般曲線運動進行研究呢？

學生：在教師引導下從極限思想的角度思考對一般曲線運動進行分析：

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。然后分析某點的運動時，就可以按圓周運動處理了。

（設計意圖：再次滲透從特殊到一般的思維方法，并引導學生用極限的思維方法分析一般曲線運動，培養學生的思維品質。）

三、課堂小結

教師：引導學生回顧所學知識和思想方法，一起小結：

1．一種力（向心力）

2．一組公式（3．一種實驗方法（控制變量法）

4．兩種思想方法（從特殊到一般、極限思想））

【教學反思】

該教學設計創建的物理情景、提供的實驗方案，不僅使學生經歷了建立概念、發現規律的過程，也很好地落實了過程目標和情感目標。具體的說，有以下幾方面：

1．向心力是高中物理的一個難點內容，學生對于向心力一直很難理解，在對物體進行受力分析時，往往還外加一個向心力。為了突破重點，難點，第一、在學習順序上先講向心加速度，用矢量推導向心加速度這個難點，后講向心力，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=mrω或F=mv/r。

2．情景教學，讓學生主動參與探究的全過程，成為學習的主體，激發了學生的求知欲望，加深了對知識的理解。在探究過程中，教師要給學生提供必要的實驗器材和多媒體資源，引導學生去發現問題，使學生產生探究的動機，從而提出問題，解決問題，體驗問題。整個教學過程中，教師是一個引導者和參與者，組織者和幫助者，學生是學習的主人，課堂上教師要組織引導學生交流討論，充分重視學生在探究過程中的情感、態度與價值觀的培養。學生能在愉快的教學環境中獲得知識和培養思維能力。

3．本教學設計是探究性學習模式在物理教學的應用,真正體現了“以學生為中心”、“教師為主導、學生為主體”的教學原則。

4．按照教學手段是為教學目的服務的原則，恰當有效地將信息技術與物理課程相整合。

5．本節課中，還設計了不少鞏固訓練，有不少都來源于生活實際，理論聯系實際。

第五篇：高中物理 2.2《圓周運動的向心力》教案 教科版必修2

第2節 圓周運動的向心力

教學目標：

一、知識目標：

1．理解向心力是做物體勻速圓周運動的物體所受的合外力。

2．理解向心力大小與哪些因素有關，理解公式的含義，并能用來進行計算。3．理解向心加速度的概念，結合牛頓第二定律，得出向心加速度的公式。

4．知道在變速圓周運動中，可用公式求質點在圓周上某一點的向心力和向心加速度。

二、能力目標：

1．學會用運動和力的關系分析分題

2．理解向心力和向心加速度公式的確切含義，并能用來進行計算。

三、德育目標：

通過a與r及?、v之間的關系，使學生明確任何一個結論都有其成立的條件。

教學重點：

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，并能用來進行計算。

教學難點：

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。

教學方法：

實驗法、講授法、歸納法、推理法

教學步驟：

一、引入新課

1．復習提問（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系？

2．引入：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？本節課我用心

愛心

專心

們就來共同學習這個問題。

二、新課教學

（一）出示本節課的學習目標：

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）學習目標完成過程

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，原來細繩處于松馳狀態 b：用手輕擊小球，小球做勻速直線運動 c：當繩繃直時，小球做勻速圓周運動

（2）模擬上述實驗過程

（3）引導學生討論、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．向心力的大小

（1）通過課本實驗體驗向心的大小

a：拉住繩的一端，讓小球盡量做勻速圓周運動，改變轉動的快慢、細線的長短多做幾次。b：引導學生猜想：向心力可能與物體的質量、角速度、半徑有關。

c：過渡：剛才同學們已猜想大向心力可能與m、v、r有關，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）操作方法：

a：用兩個質量相同的小球，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系。

用心

愛心

專心

b：用兩個質量相同的小球，保持運動半徑相同，觀察向心力與角速度之間的關系

c：仍用質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：向心力的大小與質量有關，質量越大，向心力也越大。

（4）總結得到：向心力的大小與物體質量m、圓周半徑r和角速度?都有關系，且給出公式：F＝mr?2（說明該公式的得到方法，空氣變量法、定量測數據）

（5）學生據?? 3．向心加速度

（1）做圓周運動的物體，在向心力F的作用下必然要產生一個加速度，據牛頓運動定律得到：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）結合牛頓運動定律推導得到a??r a? 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。

2vr推導向心力的另一表達式F?mv2r

v2r

三、鞏固訓練

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，當它的轉速度為原來的2倍時，它的線速度、向心力分別變為原來的幾倍？如果線速度不變，當角速度變為原來的2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）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？各是什么性質的力？

（3）木塊所受的向心力是由什么提供的？

四、小結

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的運動？

用心

愛心

專心

五、作業：本節課后課后練習

三、試卷化作業。

六、板書設計

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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

愛心 供

快慢的物理量專心