第一篇：1-2、向心力教案

向心力

洪洞二中 邢玉崗

一、教材分析

上一節(jié)從一般性的結(jié)論入手，利用矢量運算，在普遍情況下得出做勻速圓周運動的物體的加速度方向指向圓心的結(jié)論后，進一步得出了向心加速度的大小。根據(jù)牛頓第二定律，就可以得出做勻速圓周運動的物體受到的合外力方向和大小，即向心力的方向和大小。

二、學情分析

學生通過前面的學習，理解了質(zhì)量、力與加速度的關(guān)系，了解了描述圓周運動的各個物理量及其關(guān)系，認識了勻速圓周運動指向圓心的向心加速度，并且學生已經(jīng)經(jīng)歷了同學之間相互協(xié)作、相互討論、相互交流及最后的成果展示的學習過程，具備了處理問題的一般思路方法：提出問題—分析問題—解決問題。

一、教學目標(一)知識與技能

1.理解向心力是物體做圓周運動的合外力．

2.知道大小與哪些因素有關(guān)．理解的含義，并能用來進行計算． 3.理解向心加速度的概念．結(jié)合牛頓第二運動定律，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(zhì)點在圓周上某一點的向心力和向心加速度的大小．(二)過程與方法 1.通過實驗，讓學生感受做勻速圓周運動的物體需要向心力，并且對向心力大小與線速度大小的關(guān)系建立初步的印象． 2.通過實驗、探究與有關(guān)的因素．(三)情感態(tài)度與價值觀

1.經(jīng)歷觀察與思考、實驗與探究、討論與交流等學習活動，培養(yǎng)學生尊重客觀事實、實事求是的科學態(tài)度．

2.通過親身感悟，使學生獲得成功的愉悅，培養(yǎng)學生參與物理學習活動的興趣．

3.聯(lián)系實際，注重應(yīng)用，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的意識．

二、教學重、難點 1.向心加速度的概念．

2.掌握向心力公式,用公式求質(zhì)點在圓周上某一點的向心力和向心加速度的大小．

三、教學方法

討論法、講授練習法相結(jié)合

四、教學過程 【感受向心力】

通過自制器材感受向心力Fn的大小與哪些因素有關(guān) 【思考1】小球為什么能繞中心近似做勻速圓周運動呢？

小球能繞中心做勻速圓周運動，是因為繩對小球始終有一個拉力F，此拉力不斷改變小球的運動方向而做勻速圓周運動。

一、向心力 使小球做勻速圓周運動的拉力F，其方向雖然不斷變化，但總是指向圓心，所以叫做向心力。

1、影響向心力Fn大小的因素

①物體的質(zhì)量 ②運動的快慢 ③軌道的半徑 【實驗與探究】研究Fn與 m、r、ω的關(guān)系。

控制變量法

①控制ｍ，ω一定，改變r； ②控制ｒ，ｍ一定，改變ω ； ③控制ｒ，ω一定，改變m；

2、向心力的大小

【結(jié)論】最終實驗表明，向心力Ｆ的大小跟ｍ、ｒ、?都有關(guān)系，其關(guān)系為：

v?v?F?m?2r?m??r?mr?r?22F?m?2r推導公式也適用于非勻速圓周運動，v指瞬時速度．

3、向心力是一種效果力

向心力是根據(jù)其方向總是指向圓心這一效果來命名的。它可以是某種性質(zhì)的一個力，也可以是幾個不同性質(zhì)的力沿著半徑指向圓心的合外力。

所有做勻速圓周運動的物體，都必須受到向心力的作用，向心力與線速度都是大小恒定，方向時刻改變，且總保持互相垂直。

二、向心加速度

由牛頓第二運動定律和向心力公式

an= 線速度、角速度越大，周期越小，頻率、轉(zhuǎn)速越高，表明運動得越快。在勻速圓周運動中，角速度、周期和頻率均是不變的，線速度的大小不變、方向時刻改變。

討論：

1）當 v 一定時，ω與r成反比 2）當 ω 一定時，v與r成正比 3）當 r 一定時，v與ω成正比

三、實例分析

【例題1】分析下圖中，A、B兩點的線速度有什么關(guān)系？ v??r

主動輪通過皮帶、鏈條、齒輪等帶動從動輪的過程中，皮帶（鏈條）上各點以及兩輪邊緣上各點的線速度大小相等

【例題2】分析下列情況下，輪上各點的角速度有什么關(guān)系？

同一輪上各點的角速度相同

【討論與交流】 【練習1】半徑10cm的砂輪，每0.2s轉(zhuǎn)一圈。砂輪邊緣上某一質(zhì)點，它做圓周運動的線速度的大小是多大？角速度是多大？砂輪上離轉(zhuǎn)軸不同距離的質(zhì)點，它們做勻速圓周運動的線速度是否相同？角速度是否相同？周期是否相同？

由V=2πr/ T 得：V不同 由 ω =2π/ T得：相同。T相同 1.57m/s10π rad/s 【練習2】做勻速圓周運動的物體線速度的 不變，時刻在變，所以線速度是（填恒量或變量），所以勻周運動中，勻速的含義是是。

（大小 方向 變量 線速度的大小不變）

【練習3】對于做勻速圓周運動的物體，哪些物理量是一定的？（周期、角速度、頻率、轉(zhuǎn)速）

【練習4】某電鐘上秒針、分針的長度比為 d1 ：d2 ＝1：2，求：

A：秒針、分針尖端的線速度之比是__________ B：秒針、分針轉(zhuǎn)動的角速度之比是__________（30 :1 ； 60 :1）

【今日作業(yè)】

“課本”P321-4其中第4題做在作業(yè)本上

【教學反思】

第二篇：向心力教案[推薦]

勻速圓周運動的向心力 教案

四川省鄰水中學 甘劉超

引入：

上節(jié)課我們學習了勻速圓周運動，知道勻速圓周運動是一種變速運動，則它所受的合力一定不為零。那么，做勻速圓周運動物體所受的合力有什么特點呢？帶著這個問題，我們來觀察一個實物情景.視頻引入：視頻播放光盤上小球的轉(zhuǎn)動和旋轉(zhuǎn)飛人

請同學們思考:做勻速圓周運動的小球和月球的受力情況是怎樣的呢？

答：小球受到重力和兩個彈力。問：會受到沿圓周切線方向的力嗎？ 答：不受。問：它們的合力指向哪里？ 答：合力指向轉(zhuǎn)動的圓心，與速度相垂直。問：會改變速度的大小嗎？ 答：不會，只改變速度的方向

同樣的道理，月球受到的地球吸引力也是始終指向圓心的，并且與速度方向垂直。下面請同學們歸納一下這兩個做勻速圓周運動物體所受合力的特點？ 答：合力方向始終指向圓心。產(chǎn)生的效果是使物體圍繞圓心轉(zhuǎn)動。根據(jù)其產(chǎn)生的效果，我們給這樣的力起一個名字——向心力。

一、什么是向心力

定義：向心力：物體做勻速圓周運動時受到的指向圓心的合外力。

方向：指向圓心，與速度方向垂直

產(chǎn)生效果：使物體圍繞圓心轉(zhuǎn)動，改變速度的方向，但不改變速度的大小 強調(diào)：向心力是勻速圓周運動物體受到的指向圓心的合力，它是根據(jù)其產(chǎn)生的效果命名的力。但是向心力可以由哪些力來提供呢？下面我們再看一個視頻。視頻：圓周運動中的向心力實例

好，我們來分析一下：情境中做勻速圓周運動的物體需要的向心力可以由哪些力來提供呢？ 向心力的來源：由此可見，向心力可以由彈力提供，也可以由其他性質(zhì)的力如重力、摩擦力提供；可以由一個力提供，也可以由幾個力的合力提供，也可以由合力的分力提供。

所以我們進行受力分析的時候，在分析了重力、彈力、摩擦力以后，千萬不能再畫上一個向心力。其大小與哪些因素有關(guān)呢？

二、向心力的大小 課堂小體驗：

現(xiàn)在請同學們跟我一起做一個小體驗：轉(zhuǎn)動隨身攜帶的鑰匙，使其近似做勻速圓周運動，手有感受到拉力？答：“有”.此時，手給鑰匙的拉力提供了鑰匙做勻速圓周運動的向心力。

改變鑰匙轉(zhuǎn)動速度，或者交換鑰匙，有什么不一樣的感受嗎？答：“手感受到力的大小不同”。體驗猜想：仔細揣摩剛才的小體驗，結(jié)合生活經(jīng)驗，請同學們猜想：做勻速圓周運動物體所需向心力的大小與哪些因素有關(guān)？

猜想結(jié)論：

1、與物體的質(zhì)量M有關(guān)

2、與轉(zhuǎn)動的半徑R 有關(guān)

3、與轉(zhuǎn)動的快慢有關(guān)

思考：設(shè)計怎樣的實驗才能夠驗證我們的猜想？它們之間又存在怎樣的定量關(guān)系呢？ 設(shè)計實驗：請同學們思考，我們可以應(yīng)用什么方法來進行定量的研究呢？（實驗設(shè)計方案呢）

為了找到做勻速圓周運動物體受到的向心力大小與質(zhì)量、角速度、和轉(zhuǎn)動半徑之間的關(guān)系，首先我得想辦法讓小球轉(zhuǎn)動起來。再想辦法進行測量。

答：實驗方法一：可以用轉(zhuǎn)臺讓小球轉(zhuǎn)動起來，想辦法測量轉(zhuǎn)動的周期、轉(zhuǎn)動半徑和小球質(zhì)量。則彈簧的伸長量就對應(yīng)反映了向心力的大小。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，我們就可以來研究它們之間的定量關(guān)系。

問題：轉(zhuǎn)臺相對難找，我們有更簡單的方法改進一下嗎？

實驗方法二：一端栓住小球的細繩穿過筆筒與彈簧測力計栓連，讓小球在比較光滑的水平面上做勻速圓周運動，測量轉(zhuǎn)動半徑和繩的拉力，小球質(zhì)量。我們?nèi)匀豢梢匝芯克鼈冎g的定量關(guān)系。

當然，實驗方案還有很多很多，請同學們下課后用心思考，設(shè)計出更好的方案！回想剛才的實驗方案,美中不足的是，改變某一個物理量之后的結(jié)果與之前的結(jié)果比較不是很直觀，于是我們想到了讓兩個小球同時轉(zhuǎn)動起來，便于比較。教材上就給出了這樣的設(shè)計方案。用向心力演示儀探究向心力大小。原理介紹：

通過轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速輪塔勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的球就一起做勻速圓周運動。橫臂的擋板對球的壓力提供向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠杠作用使圓筒下降，從而露出標尺，露出標尺格數(shù)之比就反映出兩個球所受向心力的比值。

由于涉及變量太多，為了便于更簡單的研究各物理量與向心力之間的關(guān)系，我們可以使用什么方法來研究呢？

答：控制變量法 操作介紹：

1、保持ω和r相同，研究小球做圓周運動所需向心力F與質(zhì)量M之間關(guān)系，記錄實驗數(shù)據(jù)。

2、保持M和r相同，研究小球做圓周運動所需向心力F與角速度ω之間關(guān)系，記錄數(shù)據(jù)。

3、保持ω和M相同，研究小球做圓周運動所需向心力F與質(zhì)量r之間關(guān)系，記錄實驗數(shù)據(jù)。分析實驗所測得的數(shù)據(jù)，你認為物體做勻速圓周運動所需的向心力的大小與物體的質(zhì)量、運動半徑和角速度之間有何關(guān)系？ 實驗結(jié)論：

精確的實驗表明：做勻速圓周運動所需向心力的大小，在質(zhì)量和角速度一定時，與半徑成正比； 在質(zhì)量和半徑一定時，與角速度的平方成正比； 在半徑和角速度一定時，與質(zhì)量成正比。

既：F?m?2r 由于v?r?，可得F?mv2r 由此，就得到了向心力大小的表達式。討論交流：

為什么在向心力大小的兩種表達式中，一個式子中的向心力大小與半徑成正比，而另一個式子中向心力的大小卻與半徑成反比？它們相互矛盾嗎？

答：它們不相矛盾。前提條件不一樣。

F?m?r中，F(xiàn)與r成正比的前提條件是ω一定，2而F?mv2r中，F(xiàn)與r成反比的前提條件是v一定。實例應(yīng)用 教材例題講解 知識回顧

第三篇：向心力的教案范文

《 向心力》的教案

一、教學目標

1、理解向心力的概念并能用來進行計算。

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，并能用來進行計算。

3、知道在變速圓周運動中，可用上述公式求質(zhì)點在圓周上某一點的向心力。

二、教學策略

1、激起學生的疑惑與矛盾感。

2、明確提示問題的重點。

3、提示分析問題的方法。

4、使學生能順利進入問題的核心。

三、教學難點

對向心力的正確理解和認識

四、教學內(nèi)容（1）課程引入 演示實驗：

1、在繩子的一端系一個小球，用手拿住另一端，使小球繞手做圓周運動。

2、討論：

a)小球受到那些力的作用？

b)和外力是哪個力？這個力的方向有什么特點？

（2）教學過程

1、向心力的定義：

做圓周運動的物體受到一個指向圓心的拉力的作用，這個力叫向心力。

例

1、一小球在漏斗壁上旋轉(zhuǎn)

例

2、自行車拐彎時受到的向心力

例

3、公路拐彎處的傾斜情況

題1．如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上緊靠著一個物體一起運動，物體所受向心力是()

A．重力B．彈力 C．靜摩擦力

D．滑動摩擦力

2、向心力的方向；

向心力的方向不斷變化，但總是沿著半徑指向圓心，而物體運動的方向沿切線方向，所以向心力的方向總與物體運動的方向垂直。

3、向心力的公式推導：

v22由于上節(jié)課我講了向心加速公式a?、a=wr。根據(jù)牛頓第二定律，因此我把向心加

r速度在代入牛頓第二定理的表達式中得到：

v2F?m

F?mwr

r題

2、如圖2所示，在勻速轉(zhuǎn)動的水平轉(zhuǎn)盤上，有一個相對于盤靜止的物體其質(zhì)量為0.5kg,并且放置在離圓心0.1m，隨盤一起轉(zhuǎn)動角速度為10rad/s，向心力為多大？

4、變速圓周運動和一般的曲線運動：

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(fā)表見解。

教師活動：聽取學生的發(fā)言，點評。（注：向心力是物體的合外力，只是一種作用效果。關(guān)鍵在于合外力提供向心力，那么方向一定是指向圓心，始終不做功，所以不會改變速度的大小。）

教生活動：設(shè)疑：我們在讓學生做一下剛剛的實驗，通過掄繩子來調(diào)節(jié)物體的速度的大小，不就說明向心力可以改變速度的大小嗎？這該怎么解釋。

學生活動：認真閱讀課本，思考并討論問題，學生代表發(fā)表見解。（因為向心力不一定指向圓心了，所以速度大小就改變了。）小結(jié)：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線加速度的圓周運動就是變速圓周運動。教師活動：（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。）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：閱讀教材發(fā)表自己的見解。（注：我們可以把它分成很多段，質(zhì)點在每小段的運動都可以看做圓周運動的一部分，這樣就可以用圓周運動的分析方法處理。）

五、課堂練習：1.）A.它們線速度相等，角速度一定相等 B.它們角速度相等，線速度一定也相等 C.它們周期相等，角速度一定也相等 D.它們周期相等，線速度一定也相等

2．在勻速圓周運動中，下列物理量不變的是（）

A．向心加速度 B．線速度 C．向心力 D．角速度

3.如圖5所示，在光滑水平桌面上有一光滑小孔O；一根輕繩穿過小孔，一端連接質(zhì)量為m＝1kg的小球A，另一端連接質(zhì)量為M＝4kg的重物B．

(1)當小球A沿半徑r＝0.1m的圓周做勻速圓周運動，其角速度為ω＝10rad/s時，物體B對地面的壓力為多大？

(2)當A球的角速度為多大時，B物體處于將要離開、而尚未離開地面的臨界狀態(tài)？(g＝10m/s2)

六、課堂小結(jié)

總結(jié)知識點、歸納。

七、板書設(shè)計

（1）主板書：寫出向心力的推導過程和公式及變速圓周運動和一般曲線運動的概念、小結(jié)。

（2）副板書：進行習題演算和公式推導過程

八、作業(yè)

課后習題：

1、3兩題。

圖5

第四篇：5.7向心力教學設(shè)計2

《向心力》教學設(shè)計

【設(shè)計思想】

建構(gòu)主義教學理論啟示我們要轉(zhuǎn)變教學觀念，創(chuàng)造以“學生為主體，教師為主導”的教學環(huán)境，使學生在真實的情景中完成任務(wù)，改變我們長期存在的教師在臺上講，學生在臺下聽的灌輸式教學，充分發(fā)揮學生學習的自主性，引導學生主動發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題，主動建構(gòu)良好的認知結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)創(chuàng)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(jù)牛頓第二定律，推導出向心力的數(shù)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(shè)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(chǎn)生親切感。

本節(jié)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(nèi)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(jù)，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(nèi)容做好必要的準備。當然，學習完這一節(jié)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(guān)系。

【學情分析】

通過前幾節(jié)內(nèi)容的學習，學生已經(jīng)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(zhuǎn)速等物理量描述了勻速圓周運動的規(guī)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(jīng)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(lǐng)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(tài)度與價值觀

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

（2）實例、實驗緊密聯(lián)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(diào)動學生學習的積極性，培養(yǎng)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(nèi)容，同時也是一個難點內(nèi)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(fā)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(jié)課的教學流程設(shè)計為：創(chuàng)設(shè)情境→發(fā)現(xiàn)問題→進行猜想→理論推導→實驗驗證→得出結(jié)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(diào)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(zhuǎn)彎，公園的轉(zhuǎn)椅。

3．制作PPT。

【教學過程】

一、引入新課

演示實驗：讓物塊在旋轉(zhuǎn)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(jié)課我們就來研究這個問題。

（設(shè)計意圖：從實驗引入，激發(fā)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(nèi)盡可能做勻速圓周運動。

教師：鋼球在水平面內(nèi)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(fā)現(xiàn)拉力使鋼球做圓周運動。

（設(shè)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(guān)？

學生：動手體驗并猜想：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(guān)系。、T、r中的四個量不變，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

學生：在教師引導下根據(jù)各個物理量之間的關(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物理量之間的關(guān)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(guān)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(jù)自己的體驗并回答：

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(guān)系。那大家能不能根據(jù)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(jù)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(shè)計意圖：培養(yǎng)學生的數(shù)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(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(jīng)求出了向心力的大小，那如何求小？這三個關(guān)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(shè)計意圖：實驗緊密聯(lián)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?zāi)芰Α＃?/p>

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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fā)現(xiàn)：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(zhuǎn)椅的視頻，并提問：轉(zhuǎn)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(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(guān)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(fā)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(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(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(yǎng)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(shè)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(shè)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(yǎng)學生的思維品質(zhì)。）

三、課堂小結(jié)

教師：引導學生回顧所學知識和思想方法，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(shè)計創(chuàng)建的物理情景、提供的實驗方案，不僅使學生經(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(nèi)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(fā)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(fā)現(xiàn)問題，使學生產(chǎn)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(tài)度與價值觀的培養(yǎng)。學生能在愉快的教學環(huán)境中獲得知識和培養(yǎng)思維能力。

3．本教學設(shè)計是探究性學習模式在物理教學的應(yīng)用,真正體現(xiàn)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(wù)的原則，恰當有效地將信息技術(shù)與物理課程相整合。

5．本節(jié)課中，還設(shè)計了不少鞏固訓練，有不少都來源于生活實際，理論聯(lián)系實際。

第五篇：必修2向心力教學設(shè)計

【教學目標】 知識與技能

1．理解向心力的概念及特點。

2．掌握向心力的表達式。過程與方法

培養(yǎng)學生實驗?zāi)芰Α⒎治鰵w納能力 情感態(tài)度和價值觀

培養(yǎng)學生合作精神和學生尊重事實，實事求是的科學態(tài)度 【教學重點】

1．理解向心力的概念。

2．掌握向心力表達式。【教學難點】

向心力的概念，向心力是一種效果力 【教學方法】

實驗法、講授法、歸納法、推理法 【教學設(shè)計】

一、引入新課

實驗：“水流星”

問題1：當裝有水的小桶底朝天翻轉(zhuǎn)過來時，出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

水倒出來了

問題2：采用什么方法，水可能不倒出？

請一名學生到講臺上完成實驗，其他學生觀察。

提出疑問：為什么在最高點水不會撒出？

引入新課：本節(jié)所學習的向心力將為揭示其中的奧秘打下基礎(chǔ)。

二、新課教學

1、什么是向心力

【演示實驗】（實驗裝置如右圖所示）：轉(zhuǎn)動玻璃管，綠色小球飛出玻璃管，紅色小球仍做圓周運動。

問題1：當綠色小球飛出玻璃管時，紅色小球 為何仍做圓周運動？

紅色小球有紙擋著，即紙對紅色小球有力的作用。

問題2：如果紅色的小球沒有紙擋著，紅色的小球還能做圓周運動嗎？

【演示實驗】逐漸增大轉(zhuǎn)速，當轉(zhuǎn)速達到一定值時，紅色小球破紙而出。

問題3：紙破之后，紅色小球為何不再做圓周運動了？

紙對小球不再有力的作用。

【視頻錄像再播放一遍實驗過程】

【動畫模擬實驗過程】

動畫介紹：將實驗中的紙用橡皮膜代替

問題1：當玻璃管轉(zhuǎn)動起來后，橡皮膜發(fā)生了什么變化？

橡皮膜鼓起來了

問題2：既然橡皮膜鼓起來了，橡皮膜對小球有沒有施加力的作用？如果有，這個力的方向指向哪？

力始終指向圓心。

總結(jié)：做圓周運動的物體必須受到一個始終指向圓心的等效的力的作用，這個力叫做向心力。

問題3：小球做勻速圓周運動的過程中，向心力的方向與速度的方向間存在什么特點？

向心力的方向始終與速度方向垂直

問題4：向心力對速度產(chǎn)生了怎樣的作用效果？

只改變速度的方向

問題5：小球做勻速圓周運動的過程中，向心力由哪個力提供？

橡皮膜對小球的彈力提供，也可以說是小球所受到的合力提供。

總結(jié)：向心力不是特殊的力，只是按作用效果命名的，受力分析時不能把向心力當作一個獨立的力。

2、實驗探究向心力的大小與哪些因素有關(guān)

【實驗儀器】

問題1：三個實驗裝置有哪些相同點和不同點？

1與2小球質(zhì)量相等，轉(zhuǎn)動半徑不等。2與3轉(zhuǎn)動半徑相等，小球質(zhì)量不等。

問題2：盡可能使小球在水平面內(nèi)做圓周運動，小球做圓周運動的向心力由哪個力提供？

繩子拉力

問題3：小球做圓周運動的過程中，如何觀察向心力的大小？

通過橡皮繩的伸長長度反應(yīng)出向心力的大小

【實驗內(nèi)容】掄動小球使小球做圓周運動，根據(jù)實驗現(xiàn)象猜測向心力的大小可能與哪些因素有關(guān)？

【匯報成果】學生匯報向心力與哪些物理量有關(guān)，說明從何種實驗現(xiàn)象得出該猜測？并猜測它們之間存在怎樣的定性關(guān)系。（學生匯報的過程中利用動畫輔助說明）

問題4：哪些物理量用來描述圓周運動的快慢？

v、ω、T、f、n

研究向心力與運動快慢之間的關(guān)系，只需選取其中的一個量進行研究。本節(jié)課取其中的ω作為代表，研究向心力與m、r、ω之間的定量關(guān)系。

3、探究向心力與m、r、ω之間的定量關(guān)系

大家的猜測是否正確呢？如果正確，它們之間還存在著怎樣的定量關(guān)系呢?下面，我們通過實驗來研究向心力與m、r、ω之間的定量關(guān)系。

【介紹實驗儀器】向心力演示儀

問題1：向心力與m、r、ω有關(guān)，采用什么方法研究它們之間的定量關(guān)系？

采用控制變量法

問題2：如何研究？

1）F與m：保持r與ω不變，研究F與m的定量關(guān)系

2）F與r：保持m與ω不變，研究F與r的定量關(guān)系

3）F與ω：保持r與m不變，研究F與ω的定量關(guān)系

【匯報成果】學生配合實驗儀器匯報實驗成果，并填寫表格（每組學生探究其中的一個實驗）

通過研究得出：F＝m rω

問題3：利用F＝m rω2推導F與v之間的關(guān)系式：