第一篇：5.7向心力教學設計1

《向心力》教學設計

浙江溫州市第四中學 林仕積

【設計思想】

教育以人為本，學生是學習的主體，在課堂教學中應該讓學生帶著自己的問題去探究以體現學生的主體性。

【教材分析】

本節課是從動力學的角度研究勻速圓周運動的，這部分知識是本章的重點和難點，也是學好圓周運動的關鍵點，學好這部分知識，可以為后面的天體運動和帶電粒子在勻強磁場中的運動打好基礎。

教材的編排思路很清晰，先是從身邊的事例出發，讓學生體驗到做圓周運動的物體需要有一個指向圓心的力，從而引出向心力的概念。由于上一節中，已經從一般性的結論入手，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論，進一步得到了向心加速度的大小。于是根據牛頓第二定律，就可以得到做勻速圓周運動的物體受到的合外力方向和大小，即向心力的大小和方向。

接著，教材為了讓學生對向心力有一個感性的認識，設計了“實驗”欄目──“用圓錐擺驗證向心力的表達式。實際上，這個實驗除了要驗證向心力表達式之外，另外一個目的就是可以讓學生體驗到“向心力不是一個新的力，而是一個效果力”，也即讓學生初步學會分析向心力的來源。

與過去不同的是，本節中又討論了變速圓周運動和一般的曲線運動。這樣安排的目的是從生活實際出發，在更廣闊的背景下讓學生認識到什么情況下物體將做勻速圓周運動，什么情況下會做變速圓周運動。以及知道如何處理一般曲線運動的方法。

【學情分析】

（1）思維基礎

根據新課程教學理念，從高一第一學期開始，在課堂教學過程中教師一直重視“過程與方法”的教學，學生已經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，本設計中就通過創設問題情景，激勵學生自己提出想要研究的問題。

（2）心理特點

依據20世紀最著名的發展心理學家皮亞杰的理論可知高一學生的認知發展過程是由具體運算階段向形式運算階段過渡，也是由直觀認識向邏輯推理、實驗推理過渡階段，因此在教學中，要遵循從感性到理性的認識規律，本節課抓住學生的心理特點進行教學設計。

（3）已有知識

通過前一節《向心加速度》的學習，學生已經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。于是根據牛頓第二定律可知，這個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式代入牛頓第二定律即可得到向心力的表達式。

但由于錯誤的經驗或者說是思維定勢，學生往往認為向心力是一種新的力，因此“向心力不是一種新的力，而是根據作用效果命名的力”（即向心力的來源）對學生來說，將是個難點。

【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）經歷從自己提出問題到自己解決問題的過程，培養學生的問題意識及思維能力。

（2）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。

（3）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）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。

【教學策略與手段】

本節課設計成了探究性學習課，即在教師創設情景，讓學生自己提出想要知道的問題，在教師的引導下，通過全班同學的討論，自評和互評來不斷完善。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。

一、難點的突破

“向心力不是一種新的力，而是根據作用效果命名的力”和“向心力和切向力的作用效果和特點”對學生來說都將是難點。因此在勻速圓周運動的例子中，必須讓學生對物體進行受力分析，并讓學生判斷合力的作用效果是什么、產生了怎樣的加速度，目的是讓學生體驗向心力的來源。在變速圓周運動中，讓學生對物體進行受力分析，說明各個力產生怎樣的加速度，從而進一步得到向心力和切向力的作用效果。

二、對教材中兩個地方的處理

1．由于課本中用來粗略驗證向心力表達式的圓錐擺運動在課堂中很難實現讓學生測量，所以本設計中安排了先用向心力演示儀去驗證向心力的表達式，然后在讓學生分析游樂園中轉椅的運動和受力情況后，通過讓學生體驗在實驗室里粗略測量圓錐擺模型運動中的向心力大小以落實它的向心力來源，并向學生說明我們可以用圓錐擺粗略驗證向心力表達式。

2．為說明做變速圓周運動的物體，它受到的力并不是通過圓心時，課本上是通過實例鏈球運動和學生自己讓小沙袋做變速圓周運動的體驗來說明。這里本人認為直接這樣讓學生體驗并得到上述結論難度不小，所以本設計中先讓學生通過對游樂園中過山車做變速圓周運動進行受力分析，從而得到──物體在什么情況下做變速圓周運動，然后讓學生觀察并分析鏈球運動和體驗讓小球做變速圓周運動時的受力情況，從而降低了難度。

三、本節課的教學流程設計為

1．向心力概念的引出。

2．引導學生提出自己想要研究的問題。

3．鼓勵學生先共同解決自己提出的一部分問題。

4．用實驗驗證理論──用向心力演示儀驗證向心力表達式。

5．從游樂園里轉椅出發落實：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證向心力表達式。

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

7．讓學生知道研究一般曲線運動的方法。

8．課堂小結。

在教學手段上，充分使用ppt、視頻、演示實驗、身邊的圓周運動，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：帶細繩的小鋼球（兩人一個）。

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

3．制作ppt。

【教學過程】

一、向心力概念的引出

師：我們先看幾個做圓周運動的例子，思考這樣一個問題：這些做圓周運動的物體為什么不會飛出去，而是老老實實地繞著一個中心點做圓周運動？

大家也可以自己動手制作一個圓周運動（事先給學生發了個帶細繩的小球）

生：受到了拉力的作用，[學生活動]：對以上做圓周運動的物體受力分析

師：這些力的指向有什么特點呢？

生：指向圓心。

師：我們把這樣的力叫做向心力。

板書 向心力：做圓周運動的物體所需的指向圓心的力，符號：Fn

二、引導學生提出自己要研究的問題

師：這節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。關于向心力，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、前后排的同學也可以相互討論下。

[學生活動]：

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？與ω、ν之間什么關系？

生3：向心力的大小怎么測量計算？

生4：向心力有什么特點？

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：圓周運動的半徑為何不變？

生10：向心力與向心加速度的關系如何？

（師將這些問題一一寫道黑板上）

三、鼓勵學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。

以下是課堂實錄：

生1（男）：老師我回答第一個問題，我覺得向心加速度方向與向心力的方向相同，因為根據牛頓第二定律，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，因為牛頓第二定律是在直線運動中的，這里是曲線運動，情況不一樣，所以不能用牛頓第二定律得出來。

生3（女）：我認為他是對的。因為牛頓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。也沒說在曲線運動中不成立，所以是對的。

（師引導學生通過受力分析，并由上節課學習的在圓周運動中某點的向心加速度方向指向圓心，從而總結得到牛頓第二定律在曲線運動中仍成立。）

生4：根據牛二律可以得到

四、用實驗驗證理論──用向心力演示儀驗證向心力表達式

師：剛才我們已經得到了向心力的表達式。理論的正確與否我們必須要用實踐去證明。

引導學生說出怎么去驗證──利用控制變量法。

介紹向心力演示儀原理，請一位學生自己來演示給全班同學看。

引導學生由多次實驗現象可以得到：

半徑r、角速度ω一定，質量m、角速度ω一定，質量m、半徑r一定，與角速度ω的平方成正比； 與半徑r成正比； 與質量m成正比

到此為止，以上學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、從游樂園里轉椅出發落實：①分析圓錐擺中向心力的來源②用圓錐擺實驗可以粗略去驗證向心力表達式

1．圓周擺

（1）游樂園圖片及視頻材料

（2）學生動手讓小球做圓錐擺運動

（3）建立物理模型（如圖所示）

思考與討論：

①如圖所示，做勻速圓周運動的小球受到哪些力的作用？合力產生了怎樣的加速度？

②能否在實驗室里粗略計算此勻速圓周運動中的向心力大小？

分析：

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

②在“實驗室里如何計算向心力的大小”這里，引導學生可以設計兩種方法去測。

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證向心力的表達式的，同學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動員的鏈球運動落實：物體做勻速圓周運動和變速圓周運動的條件及向心力和切向力的作用效果和特點

1、看過山車視頻并對右圖中的情況進行受力分析，說明各個力產生了怎樣的加速度，并進一步引導向心力的來源。

分析圖1落實：

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動，什么情況下做變速圓周運動。

師：哪個力提供向心力？

有向心力就向心加速度，上節課我們學習的向心力可以改變什么？

引導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對物產生怎么樣的影響？

引導學生得到切向力改變了速度的大小。

2、總結什么情況下，物體做勻速圓周運動，什么情況是做變速圓周運動

勻速圓周運動：只有向心加速度時。

變速圓周運動：同時具有向心加速度和切向加速度時。

3、分析圖

2、圖3，讓學生獲得在不同情況下如何分析向心力和切線力的來源

4、讓學生觀察和自己動手體驗變速圓周運動從而得到變速圓周運動物體受力情況。

再次問學生：向心力是否一定是合力？

生：不一定

（七）讓學生知道研究一般曲線運動的方法：曲線→小段圓弧→圓周運動，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，然后進行研究。

八、課堂小結

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

【板書設計】

向心力

1．定義：使物體做圓周運動，指向圓心的力。

2．研究內容：

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？與ω、ν之間什么關系？

⑶向心力的大小怎么測量計算？

⑷向心力有什么特點？

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圓周運動的半徑為何不變？

⑽向心力與向心加速度的關系如何？

3．勻速圓周運動：僅有向心加速度的運動。

變速圓周運動：同時具有向心加速度和切向加速度的圓周運動運動。

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．這是一節探究型學習課。本堂課中學生活動較多，所用時間相應就多了，所以整堂課沒有寬裕的時間用來提供例題讓學生利用向心力表達式簡單計算物體做勻速圓周運動所需的向心力和分析向心力的來源。

2．因為整堂都是以學生為主的探究性學習，創設情景讓學生提出自己關心、想要知道的問題，解決問題的時候又主要是以學生自評和互評以及合作學習而得出結論的，所以在結論的得出或是結論的表述可能會不嚴密，難免缺少知識的系統性，因此如何處理和保持好探究性學習中知識的系統性是探究性學習中的值得我們去研究的問題。

3．探究型學習課給教師提出了很高了要求。在探究的第一個環節一定要千方百計的鼓勵學生提出問題，但由于學生之間存在差異性，不同的學生提出的問題層次各有不同，因此一定要因材施教，根據不同的學生創設不同的情景以及要運用不同的引導方法、激勵方法和評價方案；根據不同的學生，采用不同的方法激發學生的學習興趣和調動學生的積極性等等。這就給教師提出了很大的要求。又由于學生提出的問題的難預料，給課堂教學帶來了一定的難度。這就要求教師具有較強的引導和應變能力以及較強的課堂管理能力，同時教師必須要非常了解學生，教師平時多走進學生，關愛學生，了解學生，懂得學生的興趣點；尊重每一位學生，但不放縱學生等。對于教師本人，必須要有強烈的“以學生為主體”的意識，課堂應該是屬于學生的課堂，同時一要創設一個和諧、平等、民主的課堂氛圍。

第二篇：向心力教學設計

第五章 曲線運動

5.6 向心力 教學設計

一、內容及其解析

本節內容“向心力”：物體做勻速圓周運動的條件是它所受的合外力總跟速度的方向垂直，沿半徑指向圓心，其作用效果是產生向心力，所以，向心力并不是一個額外的力，它是做勻速圓周運動的物體所受各個力的合力，是由作用效果而命名的力。

本節先根據牛頓第二定律和向心加速度表達式得到向心力的表達式，定義向心力概念，討論向心力性質和特點。對推出的向心力表達式用圓錐擺實驗來驗證，最后分析變速圓周運動和一般的曲線運動中的物體的受力情況和處理方法。

二、教學目標

（一）目標定位

1、了解向心力概念，知道向心力是根據力的效果命名的。

2、初步了解“用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式”的原理。

3、掌握向心力的表達式，計算簡單情景中的向心力。

（二）目標解析

1、使物體產生向心加速度的這個合力叫做向心力。

2、通過討論a與v與ω、v之間的關系，能使學生明確每一個結論都有其

成立的條件，滲透科學嚴謹的思維方式。

3、勻速圓周運動向心力的表達式——FN = mv/r , FN= m rω

2三、問題診斷分析

學生在本節知識的過程中存在不知道

1、分析和確定向心力。

2、如何運用向心力的知識解釋有關現象。面對學生存在的這些問題教師應當在分析做勻速圓周運動的物體的受力情況時，把物體所受的各個力找出并畫在受力圖上，然后畫出圓軌道，確定圓心的位置，這樣才能定下這幾個力的合力即向心力的方向，再用牛頓第二定律建立方程。只有提高學生的觀察和分析能力，才能根據向心力知識解釋有關現象，求解有關問題。

五、教學過程設

引入：展示衛星在繞地球做勻速圓周運動的圖片。

問題1：前面我們學習、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。什么叫向心力？

設計意圖：利用圖片吸引學生的興趣，激發學生學習的興趣。師生活動：讓學生通帶著問題閱讀教材P23，再進行小組討論回答。我思考我收獲： 1.向心力的概念：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，使物體產生向心加速度的這個合力叫做向心力。

2.向心力的表達式：。

：。

例題

1．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．火星繞太陽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．

1．解析：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由水平面上的繩的拉力來提供．

2．解析：火星和太陽間的萬有引力提供火星運轉的向心力．

3．解析：小物塊受重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力提供向心力． 變式訓練 下列關于做勻速圓周運動的物體所受的向心力的說法中，正確的是（B）

A.物體除其他的力外還要受到一個向心力的作用 B.物體所受的合外力等于向心力 C.向心力是一個恒力 D.向心力的大小一直在變化

引入：演示使用圓錐擺。

問題2：如何使用“用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式”的原理？ 設計意圖：利用實驗加深學生對知識的掌握。

師生活動：讓學生通帶著問題閱讀教材P23-24，再進行小組討論回答。我思考我收獲： 研究圓周運動要點:

?

1、方向指向圓心?

2、作用：改變v的方向??

1、向心力 ?

3、由物體所受的合力提供 ?2v2?

4、F?mrw;F?m?r?

2、從“供”“需”兩個方面來進行研究：

“供”——提供物體做圓周運動的力；

求法：分析物體受力，求沿半徑方向的合外力。

“需”——物體做勻速圓周運動所需的力；

例題

2．如圖6.7—5所示，一圓盤可以繞一個通過圓盤中心且垂直于盤面的豎直軸轉動，在圓盤上放置一木塊，當圓盤勻速轉動時，木塊隨圓盤一起運動，那么?(B)A.木塊受到圓盤對它的摩擦力，方向背離圓盤中心 B.木塊受到圓盤對它的摩擦力．方向指向圓盤中心

C.因為木塊與圓盤一起做勻速轉動，所以它們之間沒有摩擦力

D.因為摩擦力總是阻礙物體運動的，所以木塊受到圓盤對它的摩擦力的方向與木塊運 動方向相反

引入：繩子的一端拴一個小沙袋，使沙袋在水平方向做圓周運動。問題3：如何利用向心力的表達式，計算簡單情景中的向心力？ 設計意圖：利用計算及時對知識點進行鞏固。師生活動：讓學生利所學知識解決相關問題。我思考我收獲：

求法：公式 F = mv/r = m rω= mvω= 4π m r /t

確定物體軌道，定圓心、找半徑、用公式，求出所需向心力。

例題

3．一個2.0kg的物體在半徑是1.6 m的圓周上以4 m／s的速率運動，向心加速度為多大?所需向心力為多大?（10m／s2 20 N）

四．變速圓周運動和一般曲線運動 ．變速圓周運動和一般曲線運動

1.同時具有向心加速度和切向加速度的圓周運動就是變速圓周運動。

2、一般曲線運動處理一般的曲線運動可以把曲線分割成許多小段，每一小段看成一小段圓弧，然后當作許多半徑不同的圓處理，再應用圓周運動的分析方法處理。

板書設計

一、向心力

1．向心力的概念 2．向心力的表達式

3．向心力的特點（方向、效果）

二、變速圓周運動和一般曲線運動 1．變速圓周運動特點

2．一般曲線運動的處理方法

鞏固訓練

1．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

2、關于勻速圓周運動的向心力，下列說法正確的是（）A、向心力是根據力的作用效果命名的 B、向心力是恒力

C、向心力改變質點的線速度的大小 D、物體所受向心力的大小可能變化

3．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而產生了一個向心力

B．向心力是指向圓心方向的合力，是根據力的作用效果來命名的，但受力分析時應該畫出 C．向心力可以是重力、彈力、摩擦力等各種力的合力，也可以是其中某一種力或某幾種力的合力

D．向心力只改變物體運動的方向，不改變物體運動的快慢

4、關于圓周運動，下列說法正確的是()A．做圓周運動的物體所受到的合力一定指向圓心

B．做勻速圓周運動的物體所受到的合力一定指向圓心 C．做圓周運動的物體受到的向心力不一定指向圓心 D．做非勻速圓周運動的物體受到的合力一定不指向圓心

6．一個做勻速圓周運動的物體若其半徑不變，角速度增加為原來的2倍時，所需的向心力比原來增加了60 N，物體原來所需的向心力是

N．

8、如圖所示、有一質量為m的小球在光滑的半球碗內做勻速圓周運動，軌道平在水平面內，已知小球與半球形碗的球心Ｏ的連線跟豎直方向的夾角為θ，半球形碗的半徑為Ｒ，求小球做勻速圓周運動的速度及碗壁對小球的彈力。

第三篇：向心力教學設計免費

向心力教案

一、教材分析

《向心力》一節具有承前啟后的作用；通過學習向心力的知識，既能使學生學會解決生活中的圓周運動等問題，又能讓學生從生活中的圓周運動分析提高到對天體運動及帶電粒子在電磁場中的運動的分析及推演。同時，《向心力》又是動力學的體現，通過對向心力的學習，可以提高同學們分析問題、解決問題的能力，是曲線運動一章的重點。

二、學情分析

學生通過前面的學習，理解了質量、力與加速度的關系，了解了描述圓周運動的各個物理量及其關系，認識了勻速圓周運動指向圓心的向心加速度，并且學生已經經歷了同學之間相互協作、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。

三、學習目標

（一）知識與技能

1．了解向心力概念，知道向心力是根據力的效果命名的一種力。

2．知道向心力大小與哪些因素有關，并能用來進行簡單的情景計算。

3．知道在變速圓周運動中，合外力的法向分力提供了向心力，切向分力用于加速。

4．知道一般曲線運動的處理方法。

（二）過程與方法

1．通過對向心力概念的探究體驗，讓學生理解其概念的內涵。并熟悉處理問題的一般方法：提出問題、分析問題、解決問題

2．在驗證向心力表達式的過程中，體會物理實驗在處理問題中的作用。

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。并學會用力和運動的觀點來分析、解決問題。

（三）情感態度價值觀

1．經歷從自己提出問題到自己解決問題的過程，培養學生的問題意識及思維能力。

2．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。

3．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。

四、教學重點、難點

1．教學重點

理解向心力的概念、公式，并能用來進行簡單的判斷計算。會分析向心力的來源。

2．教學難點

理解向心力是一個效果力，會分析向心力的來源及簡單的計算。

五、教學過程

知識回顧

同學們，咱們開始上課；在學習新課之前，老師先帶著大家對向心加速度的知識做一下簡單的回憶，同學們先思考一下（留出一段時間），接著用提問——ppt展示的方法對知識進行回顧。新課引入

對向心加速度簡單回憶之后，大家可能就會想了，既然做勻速圓周運動的物體具有指向圓心的向心加速度，就必然有一個力產生這個加速度，接下來我們就研究一下這個力——向心力。新課學習

向心力

定義：引入一個新概念后，我們首先給向心力下個定義，通過牛頓第二定律我們已經知道這個向心力產生向心加速度，我們完全可以通過向心加速度的定義引入向心力的定義，我們知道相信加速度的定義是：做勻速圓周運動時刻指向圓心的加速度就是向心加速度，那向心力的定義就是：做勻速圓周運動時刻指向圓心的力就是向心力。

方向；通過研究向心加速度與向心力的關系，我們就知道向心力的方向與相信加速度相同：時刻指向圓心。

大小；向心力方向我們已經知道了，那它的大小又如何呢？再回到牛頓第二定律

我們就可以得到

感受向心力大小：

通過控制m、r來改變

來感受向心力大小的有關因素，同學們要有興趣的話課后可以通過實驗深入研究。

探究向心力特點：通過ppt受力分析說明向心力是效果力，而不像重力、拉力等是某種性質的力，受力分析時不可以特意加上向心力。變速圓周運動

到這里，我們已經對向心力有了很詳細的了解，但同學們可能會問了：“老師，我們一直在研究勻速圓周運動，但生活中的圓周運動更多的是變速圓周運動，那我們怎么分析啊？”嗯，確實，我們學習物理就是來解決生活中的問題，如果只能解決特定問題的話那學習物理就沒有意義了，好，接下來老師就帶著同學們來研究一下變速圓周運動——ppt受力分析，指出合力不指向圓心，而是向心圓心的向心力和與圓相切的力的合力。

一般曲線

同學們可能又會問了，那無規則曲線呢？同學們有什么想法（讓同學討論1分鐘），接下來同學們發表意見，引導同學們分成很多小段畫圓的方法分析。

習題

同步學案1.3.7（簡單感受向心力的基本性質、如何受力分析和變速圓周運動的特點）

第四篇：5.6 7向心力與向心加速度 教學設計

《向心力與向心加速度》教學設計

【設計思想】

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

【教學目標】

一、知識與能力

1、知道向心力的定義和方向，通過實例認識向心力的作用效果及來源。

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

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

4、經歷向心力和向心加速度的概念形成過程的體驗，大膽發表自己對有關問題的認識。

二、過程與方法

通過向心力理論分析到實驗探究，培養學生用理論指導實踐的素養和能力。

三、情感態度與價值觀

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

【教學重點】

向心力概念的建立及實驗探究向心力的大小是教學重點。

【教學難點】

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

【教具準備】

1、小球、細繩和光滑木板16套

2、小鏈球16對。

3、向心力演示器16臺。

4、課件。

【教學過程】

一、引入新課

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

板書：向心力與向心加速度

二、學生實驗引出向心力的定義

引導學生分組利用手中的小球、細線、光滑水平木板，構建一個簡單的勻速圓周運動，讓學生對小球進行受力，得出勻速圓周運動物體所受合外力的特點：始終指向圓心，從而引出向心力的定義。

板書：向心力

1、向心力的定義：做勻速圓周運動的物體會受到一個始終指向圓心等效的力。

三、學生觀察得到向心力的方向

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

板書：向心力的方向：始終指向圓而且速度方向垂直

四、引導學生分析得到向心力的作用效果

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

板書：向心力的作用效果：不改變速度的大小，只改變速度的方向。

五、通過三個典型題目引導學生分析向心力的來源

對物體受力分析，說明向心力的來源。

物體隨轉盤一起勻速圓周運動 物體隨滾筒一起勻速圓周運動

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

六、實驗探究：向心力的大小

提出問題：向心力的大小跟哪些因素有關？

（引導學生用兩個小鏈球實驗，憑感覺粗略體驗。學生經實驗、討論有了自己的看法后，自由發言。）

學生的猜想：向心力跟物體質量m、半徑r、角速度ω有關。

（若學生說到v，可引導學生由公式v=ωr得出ω和v有重復的部分）

進一步引導學生猜想它們的定量關系。學生可能猜想向心力與質量成正比，與半徑成正比，與角速度成正比。老師先不要作出判斷。

提問：實驗時能否讓三個量同時變。

學生：不行，應該保持其它量不變，使一個量變化即控制變量法。

實驗裝置：向心力演示器。

介紹構造：

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

演示操作：如何實現控制變量。

強調注意事項：

學生分組實驗得出：

①F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。

②F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。

③F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∝ω。

歸納：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、一個測量就得到一般結論，實際上要進行多次測量，同時選取更精密的儀器，大量實驗，但我們不可能一一去做。同學們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，如課本中所介紹的小實驗，加一彈簧秤測出F，可粗略得出結論。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=mrωr。

2板書：向心力：F向心力=mωr=mv/r

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

七、根據牛頓第二定律推導出向心加速度

板書：向心加速度

1、向心加速度大小：a=F向心力/m=ωr=v/ r=ωv

a=4πr/T=4πrf

提問：方向是怎么樣的？

板書：向心加速度的方向：與向心力同向，始終指向圓心

思考：勻速圓周運動是勻變速運動還是非勻變速運動？

學生：不是，因為加速度不恒定。方向時刻在改變。

板書：向心加速度的物理意義：描述速度方向變化快慢的物理量。

【及時鞏固】

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

【課堂小結】

1．知識內容：(見板書)

2．實驗方法：控制變量法。

3．物理思想：先猜想后探究，從定性到定量。

第五篇：《向心力》教學設計（xiexiebang推薦）

《向心力》教案

【教材分析】

本節課是從動力學的角度研究勻速圓周運動的，這部分知識是本章的重點和難點，也是學好圓周運動的關鍵點，學好這部分知識，可以為后面的天體運動和帶電粒子在勻強磁場中的運動打好基礎。

教材的編排思路很清晰，先是從身邊的事例出發，讓學生體驗到做圓周運動的物體需要有一個指向圓心的力，從而引出向心力的概念。由于上一節中，已經從一般性的結論入手，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論，進一步得到了向心加速度的大小。于是根據牛頓第二定律，就可以得到做勻速圓周運動的物體受到的合外力方向和大小，即向心力的大小和方向。

接著，教材為了讓學生對向心力有一個感性的認識，設計了“實驗”欄目──“用圓錐擺驗證向心力的表達式。實際上，這個實驗除了要驗證向心力表達式之外，另外一個目的就是可以讓學生體驗到“向心力不是一個新的力，而是一個效果力”，也即讓學生初步學會分析向心力的來源。

與過去不同的是，本節中又討論了變速圓周運動和一般的曲線運動。這樣安排的目的是從生活實際出發，在更廣闊的背景下讓學生認識到什么情況下物體將做勻速圓周運動，什么情況下會做變速圓周運動以及知道如何處理一般曲線運動的方法。

【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）經歷從自己提出問題到自己解決問題的過程，培養學生的問題意識及思維能力。

（2）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。

（3）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）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。

【教學策略與手段】

本節課設計成了探究性學習課，即在教師創設情景，讓學生自己提出想要知道的問題，在教師的引導下，通過全班同學的討論，自評和互評來不斷完善。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。

三、本節課的教學流程設計

1．向心力概念的引出。

2．引導學生提出自己想要研究的問題。

3．鼓勵學生先共同解決自己提出的一部分問題。

4．用實驗驗證理論──用向心力演示儀驗證向心力表達式。

5．從游樂園里轉椅出發落實：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證向心力表達式。

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

7．讓學生知道研究一般曲線運動的方法。

8．課堂小結。

在教學手段上，充分使用ppt、視頻、演示實驗、身邊的圓周運動，以增強教學的生動

【教學過程】

一、向心力概念的引出

師：我們先看幾個做圓周運動的例子，思考這樣一個問題：這些做圓周運動的物體為什么不會飛出去，而是老老實實地繞著一個中心點做圓周運動？

大家也可以自己動手制作一個圓周運動

生：受到了拉力的作用，[學生活動]：對以上做圓周運動的物體受力分析

師：這些力的指向有什么特點呢？

生：指向圓心。

師：我們把這樣的力叫做向心力。

板書 向心力：做圓周運動的物體所需的指向圓心的力，符號：Fn

二、引導學生提出自己要研究的問題

師：這節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。關于向心力，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、前后排的同學也可以相互討論下。

[學生活動]：

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？與ω、ν之間什么關系？

生3：向心力的大小怎么測量計算？

三、鼓勵學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。

以下是課堂實錄：

生1（男）：老師我回答第一個問題，我覺得向心加速度方向與向心力的方向相同，因為根據牛頓第二定律，師：大家都同意他的看法嗎？

生2（女）：我不同意，因為牛頓第二定律是在直線運動中的，這里是曲線運動，情況不一樣，所以不能用牛頓第二定律得出來。

生3（女）：我認為他是對的。因為牛頓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。也沒說在曲線運動中不成立，所以是對的。

（師引導學生通過受力分析，并由上節課學習的在圓周運動中某點的向心加速度方向指向圓心，從而總結得到牛頓第二定律在曲線運動中仍成立。）

生4：根據牛二律

可以得到

得到加速度的方向與力的方向是一致的。

四、用實驗驗證理論──用向心力演示儀驗證向心力表達式

師：剛才我們已經得到了向心力的表達式。理論的正確與否我們必須要用實踐去證明。

引導學生說出怎么去驗證──利用控制變量法。

介紹向心力演示儀原理，請一位學生自己來演示給全班同學看。

引導學生由多次實驗現象可以得到：

半徑r、角速度ω一定，比；質量m、半徑r一定，題都得到了解決

與質量m成正比 質量m、角速度ω一定，與半徑r成正

與角速度ω的平方成正比；到此為止，以上學生提出的很多問

五、從游樂園里轉椅出發落實：①分析圓錐擺中向心力的來源②用圓錐擺實驗可以粗略去驗證向心力表達式

分析圖

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動，什么情況下做變速圓周運動。

師：哪個力提供向心力？

有向心力就向心加速度，上節課我們學習的向心力可以改變什么？

引導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對物產生怎么樣的影響？

引導學生得到切向力改變了速度的大小。

2、總結什么情況下，物體做勻速圓周運動，什么情況是做變速圓周運動

勻速圓周運動：只有向心加速度時。

變速圓周運動：同時具有向心加速度和切向加速度時。

3、分析圖，讓學生獲得在不同情況下如何分析向心力和切線力的來源

4、讓學生觀察和自己動手體驗變速圓周運動從而得到變速圓周運動物體受力情況。

六、課堂小結

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

【板書設計】

向心力

1．定義：使物體做圓周運動，指向圓心的力。

2．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．這是一節探究型學習課。本堂課中學生活動較多，所用時間相應就多了，所以整堂課沒有寬裕的時間用來提供例題讓學生利用向心力表達式簡單計算物體做勻速圓周運動所需的向心力和分析向心力的來源。

2．因為整堂都是以學生為主的探究性學習，創設情景讓學生提出自己關心、想要知道的問題，解決問題的時候又主要是以學生自評和互評以及合作學習而得出結論的，所以在結論的得出或是結論的表述可能會不嚴密，難免缺少知識的系統性，因此如何處理和保持好探究性學習中知識的系統性是探究性學習中的值得我們去研究的問題。