第一篇：高中物理勻速圓周運動向心力教案新人教版必修1

勻速圓周運動 向心力的教案示例

一、教學目標

二、重點、難點分析

向心力概念的建立及計算公式的得出是教學重點，也是難點。通過生活實例及實驗加強感知，突破難點。

三、教具

1.轉臺、小傘；

2.細繩一端系一個小球（學生兩人一組）； 3.向心力演示器。

四、主要教學過程

（一）引入新課

演示：將一粉筆頭分別沿豎直向下、水平方向、斜向上拋出，觀察運動軌跡。復習提問：粉筆頭做直線運動、曲線運動的條件是什么？

啟發學生回答：速度方向與力的方向在同一條直線上，物體做直線運動；不在同一直線上，做曲線運動。

進一步提問：在曲線運動中，有一種特殊的運動形式，物體運動的軌跡是一個圓周或一段圓弧（用單擺演示），稱為圓周運動。請同學們列舉實例。

（學生舉例教師補充）

電扇、風車等轉動時，上面各個點運動的軌跡是圓……大到宇宙天體如月球繞地球的運動，小到微觀世界電子繞原子核的運動，都可看做圓周運動，它是一種常見的運動形式。提出問題：你在跑400m過彎道時身體為何要向彎道內側微微傾斜？鐵路和高速公路的轉彎處以及賽車場的環形車道，為什么路面總是外側高內側低？可見，圓周運動知識在實際中是很有用的。

引入：物理中，研究問題的基本方法是從最簡單的情況開始。板書：勻速圓周運動

（二）教學過程設計

思考：什么樣的圓周運動最簡單？ 引導學生回答：物體運動快慢不變。

板書：1.勻速圓周運動物體在相等的時間里通過的圓弧長相等，如機械鐘表針尖的運動。思考：勻速周圓運動的一個顯著特點是具有周期性。用什么物理量可以描述勻速圓周運動的快慢？（學生自由發言）

板書：2.描述勻速圓周運動快慢的物理量

（1）線速度：物體通過的圓弧長s與所用時間t的比值。

當t很短，s很短，即為某一時刻的瞬時速度。線速度其實就是物體做圓周運動的瞬時速度。當物體做勻速圓周運動時，各個時刻線速度大小相同，而方向時刻在改變。那么，線速度方向有何特點呢？

演示：水淋在小傘上，同時搖動轉臺。觀察：水滴沿切線方向飛出。思考：說明什么？

師生分析：飛出的水滴在離開傘的瞬間，由于慣性要保持原來的速度方向，因而表明了切線方向即為此時刻線速度的方向。

板書：方向：沿著圓周各點的切線方向。如圖3。

（2）角速度：半徑轉過的角度φ所用時間的比值。如圖4。

（3）周期：質點沿圓周運動一周所用的時間。如：地球公轉周期約365天，鐘表秒針周期60s等，周期長，表示運動慢。

（角速度、周期可由學生自己說出并看書完成）板書：（師生共同完成）

思考：物體做勻速圓周運動時，v、ω、T是否改變？（ω、T不變，v大小不變、方向變。）講述：勻速周周運動是勻速率圓周運動的簡稱，它是一種變速運動。

提出問題：勻速圓周運動是一種曲線運動，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，這個合外力的方向有何特點呢？學生小實驗（兩人一組）：

線的一端系一小球，使小球在水平面內做勻速圓周運動。小球質量很小（可用橡皮塞等替代），甩動時線速度盡量大，小球重力與拉力相比可忽略，以保證拉線近似在水平方向。觀察并思考：

①小球受力？

②線的拉力方向有何特點？ ③一旦線斷或松手，結果如何？（提問學生后板書并圖示）

概括：要使物體做勻速圓周運動，必須使物體受到與速度方向垂直而指向圓心的力作用，故名向心力。

板書：3.向心力：物體做勻速圓周運動所需要的力。

提出問題：向心力的大小跟什么因素有關？

（學生自己設想，用剛才的儀器做小實驗，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。）

演示實驗（驗證學生的設想）：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。

提問：實驗時能否讓三個量同時變？ 保持兩個量不變，使一個量變化。實驗裝置：向心力演示器。演示：搖動手柄，小球隨之做勻速圓周運動。提問：向心力由什么力提供？如何測量？

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。

演示內容：

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：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，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（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=mrω2。

反饋練習：

①對于做勻速圓周運動的物體，下面說法正確的是：A速度不變；B速率不變；C角速度不變；D周期不變。

②如圖7為一皮帶傳動裝置，在傳動過程中皮帶不打滑。試比較輪上A、B、C三點的線速度、角速度大小。

③物體做勻速圓周運動所需要的向心力跟半徑的關系，有人說成正比，有人說成反比。你對這兩種說法是如何理解的？

④（前后呼應）解釋跑400m彎道時身體為何要傾斜等一類問題。（火車拐彎要求課后看書）

（三）課堂小結 1.科學方法

①點明建立概念的過程：是通過大量實例，概括抽象出本質的內容，即由個別到一般的思維過程。

②點明實驗歸納的過程：必須經過多次實驗，必須有足夠的事實，由多個特殊的共同結論才能歸納出一般情況下的結論。

2.知識內容：（見板書）

3.對向心力的理解：向心力并不是一種特殊性質的力，它的名稱只是根據始終指向圓心這一作用效果來命名的。下節課再進一步討論。

五、說明

1.向心力、向心加速度的講授順序。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。

先講加速度，理論推導嚴謹，又能訓練學生的推理能力，但方法較抽象，對基礎差的學生難度較大。考慮到我所任班級學生的實際情況，我選用了先講向心力，降低了難度，便于學生理解、接受，現行必修教材采用的也是這一順序。不足之處是：由于實驗存在誤差，只能粗略得出結論，而且課堂不可能做很多實驗，實驗歸納的事實不足。解決的關鍵是盡量減小實驗誤差，補充實例，彌補實驗事實不足的缺陷。

第二篇：勻速圓周運動 向心力的教案示例

勻速圓周運動 向心力的教案示例

一、教學目標 1.物理知識方面：

（1）理解勻速圓周運動是變速運動；

（2）掌握勻速圓周運動的線速度、角速度、周期的物理意義及它們間的數量關系；（3）初步掌握向心力概念及計算公式。

2.通過勻速圓周運動、向心力概念的建立過程，培養學生觀察能力、抽象概括和歸納推理能力。

3.滲透科學方法的教育。

二、重點、難點分析

向心力概念的建立及計算公式的得出是教學重點，也是難點。通過生活實例及實驗加強感知，突破難點。

三、教具

1.轉臺、小傘；

2.細繩一端系一個小球（學生兩人一組）； 3.向心力演示器。

四、主要教學過程

（一）引入新課

演示：將一粉筆頭分別沿豎直向下、水平方向、斜向上拋出，觀察運動軌跡。復習提問：粉筆頭做直線運動、曲線運動的條件是什么？

啟發學生回答：速度方向與力的方向在同一條直線上，物體做直線運動；不在同一直線上，做曲線運動。

進一步提問：在曲線運動中，有一種特殊的運動形式，物體運動的軌跡是一個圓周或一段圓弧（用單擺演示），稱為圓周運動。請同學們列舉實例。

（學生舉例教師補充）

電扇、風車等轉動時，上面各個點運動的軌跡是圓……大到宇宙天體如月球繞地球的運動，小到微觀世界電子繞原子核的運動，都可看做圓周運動，它是一種常見的運動形式。提出問題：你在跑400m過彎道時身體為何要向彎道內側微微傾斜？鐵路和高速公路的轉彎處以及賽車場的環形車道，為什么路面總是外側高內側低？可見，圓周運動知識在實際中是很有用的。

引入：物理中，研究問題的基本方法是從最簡單的情況開始。板書：勻速圓周運動

（二）教學過程設計

思考：什么樣的圓周運動最簡單？ 引導學生回答：物體運動快慢不變。

板書：1.勻速圓周運動物體在相等的時間里通過的圓弧長相等，如機械鐘表針尖的運動。思考：勻速周圓運動的一個顯著特點是具有周期性。用什么物理量可以描述勻速圓周運動的快慢？

（學生自由發言）

板書：2.描述勻速圓周運動快慢的物理量

（1）線速度：物體通過的圓弧長s與所用時間t的比值。

當t很短，s很短，即為某一時刻的瞬時速度。線速度其實就是物體做圓周運動的瞬時速度。當物體做勻速圓周運動時，各個時刻線速度大小相同，而方向時刻在改變。那么，線速度方向有何特點呢？

演示：水淋在小傘上，同時搖動轉臺。觀察：水滴沿切線方向飛出。

思考：說明什么？

師生分析：飛出的水滴在離開傘的瞬間，由于慣性要保持原來的速度方向，因而表明了切線方向即為此時刻線速度的方向。

板書：方向：沿著圓周各點的切線方向。如圖3。

（2）角速度：半徑轉過的角度φ所用時間的比值。如圖4。

（3）周期：質點沿圓周運動一周所用的時間。如：地球公轉周期約365天，鐘表秒針周期60s等，周期長，表示運動慢。

（角速度、周期可由學生自己說出并看書完成）板書：（師生共同完成）

思考：物體做勻速圓周運動時，v、ω、T是否改變？（ω、T不變，v大小不變、方向變。）講述：勻速周周運動是勻速率圓周運動的簡稱，它是一種變速運動。

提出問題：勻速圓周運動是一種曲線運動，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，這個合外力的方向有何特點呢？學生小實驗（兩人一組）：

線的一端系一小球，使小球在水平面內做勻速圓周運動。小球質量很小（可用橡皮塞等替代），甩動時線速度盡量大，小球重力與拉力相比可忽略，以保證拉線近似在水平方向。觀察并思考：

①小球受力？

②線的拉力方向有何特點？ ③一旦線斷或松手，結果如何？（提問學生后板書并圖示）

概括：要使物體做勻速圓周運動，必須使物體受到與速度方向垂直而指向圓心的力作用，故名向心力。

板書：3.向心力：物體做勻速圓周運動所需要的力。

提出問題：向心力的大小跟什么因素有關？

（學生自己設想，用剛才的儀器做小實驗，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。）

演示實驗（驗證學生的設想）：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。提問：實驗時能否讓三個量同時變？ 保持兩個量不變，使一個量變化。實驗裝置：向心力演示器。

演示：搖動手柄，小球隨之做勻速圓周運動。提問：向心力由什么力提供？如何測量？

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。

演示內容：

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：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，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（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=mrω2。

反饋練習：

①對于做勻速圓周運動的物體，下面說法正確的是：A速度不變；B速率不變；C角速度不變；D周期不變。

②如圖7為一皮帶傳動裝置，在傳動過程中皮帶不打滑。試比較輪上A、B、C三點的線速度、角速度大小。

③物體做勻速圓周運動所需要的向心力跟半徑的關系，有人說成正比，有人說成反比。你對這兩種說法是如何理解的？

④（前后呼應）解釋跑400m彎道時身體為何要傾斜等一類問題。（火車拐彎要求課后看書）

（三）課堂小結 1.科學方法

①點明建立概念的過程：是通過大量實例，概括抽象出本質的內容，即由個別到一般的思維過程。

②點明實驗歸納的過程：必須經過多次實驗，必須有足夠的事實，由多個特殊的共同結論才能歸納出一般情況下的結論。

2.知識內容：（見板書）

3.對向心力的理解：向心力并不是一種特殊性質的力，它的名稱只是根據始終指向圓心這一作用效果來命名的。下節課再進一步討論。

五、說明

1.向心力、向心加速度的講授順序。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。

先講加速度，理論推導嚴謹，又能訓練學生的推理能力，但方法較抽象，對基礎差的學生難度較大。考慮到我所任班級學生的實際情況，我選用了先講向心力，降低了難度，便于學生理解、接受，現行必修教材采用的也是這一順序。不足之處是：由于實驗存在誤差，只能粗略得出結論，而且課堂不可能做很多實驗，實驗歸納的事實不足。解決的關鍵是盡量減小實驗誤差，補充實例，彌補實驗事實不足的缺陷。

2.對向心力的教學，本節完成了感知、概括、定義，即完成了個別到一般的過程和簡單的再認。而進一步的再認即一般到個別，留待下節完成，所以本節對向心力的要求教學目標定為初步掌握。

（常青）

第三篇：高中物理勻速圓周運動教案1新人教版必修1

勻速圓周運動

教學目標：

二、能力目標：

能夠勻速圓周運動的有關公式分析和解決有關問題。

三、德育目標：

通過描述勻速圓周運動快慢的教學，使學生了解對于同一個問題可以從不同的側面進行研究。

教學重點：

1、理解線速度、角速度和周期

2、什么是勻速圓周運動

3、線速度、角速度及周期之間的關系

教學難點：

對勻速圓周運動是變速運動的理解

教學方法：

講授、推理歸納法

教學用具：

投影儀、投影片、多媒體

教學步驟：

一、導入新課

（1）物體的運動軌跡是圓周，這樣的運動是很常見的，同學們能舉幾個例子嗎？（例：轉動的電風扇上各點的運動，地球和各個行星繞太陽的運動等）

（2）今天我們就來學習最簡單的圓周運動——勻速圓周運動

二、新課教學

（一）用投影片出示本節課的學習目標

1、理解線速度、角速度的概念

2、理解線速度、角速度和周期之間的關系

3、理解勻速圓周運動是變速運動

（二）學習目標完成過程

1、勻速圓周運動

（1）用多媒體投影一個質點做圓周運動，在相等的時間里通過相等的弧長。

（2）并出示定義：質點沿圓周運動，如果在相等的時間里通過的圓弧長度相同——這種運動就叫勻速圓周運動。

（3）舉例：通過放錄像讓學生感知：一個電風扇轉動時，其上各點所做的運動，地球和各個行星繞太陽的運動，都認為是勻速圓周運動。

（4）通過電腦模擬：兩個物體都做圓周運動，但快慢不同，過渡引入下一問題。

2、描述勻速圓周運動快慢的物理量

（1）線速度

a：分析：物體在做勻速圓周運動時，運動的時間t增大幾倍，通過的弧長也增大幾倍，所以對于某一勻速圓周運動而言，s與t的比值越大，物體運動得越快。b：線速度

1）線速度是物體做勻速圓周運動的瞬時速度。2）線速度是矢量，它既有大小，也有方向。

3）線速度的大小v?s t1 表示單位v????線速度????m/s s???弧長???mt???時間???s

??在圓周各點的切線方向上 4）線速度的方向? 5）討論：勻速圓周運動的線速度是不變的嗎？

6）得到：勻速圓周運動是一種非勻速運動，因為線速度的方向在時刻改變。

（2）角速度

a：學生閱讀課文有關內容 b：出示閱讀思考題

1）角速度是表示 的物理量

2）角速度等于 和 的比值 3）角速度的單位是

c：說明：對某一確定的勻速圓周運動而言，角速度?是恒定的 d：強調角速度單位的寫法rad/s（3）周期、頻率和轉速 a：學生閱讀課文有關內容

b：出示閱讀思考題：

1）叫周期，叫頻率； 叫轉速 2）它們分別用什么字母表示？

3）它們的單位分別是什么？

c閱讀結束后，學生自己復述上邊思考題。

（4）線速度、角速度、周期之間的關系

a：過渡：既然線速度、角速度、周期都是用來描述勻速圓周運動快慢的物理量，那么他們之間有什么樣的關系呢？ b：用投影片出示思考題

一物體做半徑為r的勻速圓周運動

1）它運動一周所用的時間叫，用T表示。它在周期T內轉過的弧長為，由此可知它的線速度為。

2）一個周期T內轉過的角度為，物體的角速度為。

c：通過思考題總結得到：

2?rr??t???v?wr 2?r?w??T? d：討論v??r v? 1）當v一定時，?與r成反比 2）當?一定時及v與r成正比 3）當r一定時，v與?成正比

（三）實例分析（用投影片出示）

例1：分析下圖中，A、B兩點的線速度有什么關系？

???分析得到：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2：分析下列情況下，輪上各點的角速度有什么關系？

???分析得到：同一輪上各點的角速度相同。

三、鞏固訓練

用電腦進行練習，并且進行激勵評價和升級訓練

（一）填空

1、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），所以勻速圓周運動中，勻速的含義是。

2、對于做勻速圓周運動的物體，哪些物理量是一定的？

（二）某電鐘上秒針、分針、時針的長度比為d1：d2：d3＝1：2：3，求 A：秒針、分針、時針尖端的線速度之比 B：秒針、分針、時針轉動的角速度之比。

（三）師生共同解答課本本節的思考與討論。

四、小結

1、什么叫勻速圓周運動？

2、描述勻速圓周運動快慢的物理量有哪幾個？分別說明它們的含義及求解公式，他們間的聯系。

五、作業

課本練習四（P92）

六、板書設計：

第四篇：高中物理必修1教案

高中物理必修1教案-《功率》(3000字)

高中物理必修1教案-《功率》

一、教學內容分析

1．內容與地位

《普通高中物理課程標準》共同必修模塊“物理2”中涉及本節的內容標準是“理解功率，關心生產和生活中常見機械功率的大小及其意義”。要求學生理解功率的概念，會進行功率的計算；會分析汽車發動機功率一定時，牽引力和速度的關系；嘗試自己設計實驗，測量人在某種運動中的功率。由于功率在生活、生產中應用很廣，教學中可充分利用這一優勢，使抽象的物理概念變得富有實際意義。發展學生應用知識解決實際問題能力，樹立正確的價值觀。

本節課的教學應立足于培養學生的思維能力，通過學習物理研究方法，使學生學會思考問題。在建立“功率”概念中，讓學生體會用比值方法來建立一個新物理概念。機車起動過程的分析著重培養學生的邏輯思維，引導學生認識物理與社會生活的密切聯系，綜合運用動力學知識和功率概念分析問題和解決問題的能力。通過學生設計測量人的做功功率的實驗，達到學以致用的目的，培養學生運用科學知識解決實際問題能力。

2．教學目標：

（1）通過實例體驗功率概念的形成過程及功率的實際意義，理解功率概念。

（2）從功率概念的定義，體會用比值方法建立物理概念的方法。

（3）理解功率與力和速度的關系。會利用功率的兩個公式來解釋現象和進行計算。

（4）了解平均功率、瞬時功率、額定功率、實際功率區別和聯系。

（5）具有敢于發表自己觀點，堅持原則，善于合作的良好

習慣。

3．重點難點：教學重點是理解功率的概念；難點是理解功

率與力、速度的關系，瞬時功率和平均功率的計算。

二、案例設計

（一）新課引入

問題：人們在生產、生活和工作中使用了大量的機械來做功，這與人力直接做功或畜力做功，在完成功的快慢方面有何不同？請舉例說明。（引發學生思考，讓學生從身邊生活尋找做功事例，并思考機械與人或畜力做功的差異。）

功是能量轉化的量度，人們十分關注做功的多少。然而不同的機械或人，其做功的快慢是不同的。（分析一些生產事例、工作場面，或展示一些做功快慢不同的圖片。有條件的情況下還可通過多媒體手段更生動地展示這些畫面和情景，使學生對做功快慢的情形有更為形象和具體的認識，從而為建立正確的“功率”概念打下良好基礎。）

參考事例：①挖土機與人，要完成相同的挖土任務，人花的時間要長得多。②建筑工地上要把磚塊或水泥等建筑材料搬到樓頂上，起重機和搬運工相比，起重機要比工人快得多。③從水井里提水，使用抽水機比人工要快得多④家住在高樓（如8層），乘電樓比走路要快得多。⑤拖拉機耕地比牛耕地要快得多，等等。列舉生產、生活中發生的事例，使學生體會功率與生活、生產息息相關，無處不在，研究功率具有重要的現實意義。

說明：通過引導學生分析有關事例，形成初步共識：人們選用機械來做功時，不僅要考慮做功多少，還要考慮機械做功的快慢。如挖掘機做功比人快；大卡車比拖拉機做功快；拖拉機耕地比牛耕地要快；起重吊車比搬運工人做功快；抽水機比轆轤提水快，等等。研究做功的快慢有著重要的實際意義。

通過一個實際問題，具體數據，讓學生感性地認識做功的快慢。如在某高樓建筑中需要搬運一批磚頭

到一高層上，在搬運磚頭過程中，起重機和搬運工人的生產記錄情況如下表所示：

師：不同的機器或物體做功有快有慢，如何來衡量做功的快慢呢？請同學們思考并提出解決方案。（引導學生思考：如何比較物體做功快慢？討論中注意培養學生的發散思維能力和批判思維能力。）

預測學生可能有以下回答：

①選擇相同時間，比較做功多少，做功多的，做功就快；

②選擇做相同的功，比較做功的時間長短，時間長的，做功就慢。

③類比“速度”的定義方法，用做功和完成這些功所花的時間的比值來定義“功率”。

說明：對學生提出的各種方案可能有問題或不完整，教師應鼓勵學生在交流中補充完善自己的認識。教學中注意引導學生類比如“速度”、“加速度”概念的定義方法，體會比值法定義功率概念。

（二）新課教學

1．功率

（1）定義式：物理學上用物體所做的功W與完成這些功所用時間t的比值，作為在該時間內物體平均做功快慢的量度。即 Ｐ=W/ t（2）物理意義：表示物體做功快慢的物理量.。

（3）單位：教師請一位同學正確地說出公式中各個字母所表示的物理量及其單位。

Ｐ：功率，單位：瓦（W），常用單位還有千瓦（ｋW）

W：力所做的功，單位：焦耳（J）

ｔ：做功所用時間，單位：秒(s)單位換算：１kW = 1000 W１W=１J/s（4）功率是標量，功率表示做功過程中能量轉化的快慢。

（5）討論與交流：

小實驗：把一枚硬幣放在書的封面上，打開書的封面形成一個斜面，并使硬幣開始下滑。請同學仔細分析一下，在下滑的過程中硬幣共受到幾個力的作用？哪些力做正功？哪些力做負功？哪些力不做功？如果斜面的傾角增大，情況會有什么變化？傾角增大時，功率是否也增大？

提示：①比較不同傾角時的功率，應注意硬幣開始下滑處的高度應相同。討論功率時須指明哪個力的功率。②實驗的分析討論，要注意所分析的是某個力的平均功率。注意引導學生進行受力分析、做功分析，可利用功率的定義式，在理論上進行的推演，使思維更加嚴密。

（6）認識一些常見機械做功功率

①汽車發動機：5×10 W ～ 15×10 W ②摩托車約2×10 W ③噴氣客機約2×10 W ④火箭的發動機約 1×10 W ⑤ 人的平均功率約 1×10 W，優秀運動員短時間內的功率可達1000W ⑥人心臟跳動的功率 1.5W左右 ⑦萬噸巨輪 10W以上 ⑧藍鯨游動的功率可達350kW 等等。61324438 2．功率與力、速度的關系

思考與討論：一部汽車載重時和空車時，在公路上以相同的速度行駛，試討論這兩種情況下汽車的輸出功率是否相同？為什么？

預測學生會回答：

①載重汽車與地摩擦力較大，牽引力也大，由于行駛速度一樣，故相同時間內，載重車的牽引力做功較多，所以載重汽車的輸出功率較大。

②載重汽車行駛得比空車慢，因此功率較小。

③載重汽車比空車費力，因此載重車的輸出功率較空車時要大些。

說明：上述分析討論的目的是啟發學生思考功率與力和速度有何關系。學生分析可能會出現片面和不完整回答，教師要參加到學生的討論分析中，幫助、啟發和引導學生形成正確的認識。

(正確的回答應是①)。教師根據課堂需要還可以提出一些問題讓學生進一步討論，如汽車在上坡和下坡時功率、速度和牽引力會怎樣變化？ 接著，教師引導學生思考，如何計算牽引力的功率。（讓學生根據所學知識和功率定義式進行推演，培養良好的科學思維能力和思維習慣）

提出問題：某汽車在平直公路上做勻速直線運動，已知其在牽引力大小為F，運行速度為V，試求此時汽車牽引力F的功率為多少？

注意引發學生思考解決問題的思路，應用功和功率的定義式進行分析和推導。

課堂分析結果： Ｐ＝F〃ｖ

即力F的功率等于力F和物體運動速度ｖ的乘積.。注意：這里的F是速度V方向上的作用力。

分析討論：由V=S/t求出的是物體在時間ｔ內的平均速度，代入公式Ｐ＝Fｖ求出的功率是F在時間ｔ內的平均功率；如果ｔ取得足夠小，則V表示瞬時速度，此時由Ｐ＝Fｖ求得的功率就是F在該時刻的瞬時功率。即當V為平均速度時，求得的功率就是平均功率，V為瞬時速度時，求得的功率就是瞬時功率。

（1）總結：

①平均功率Ｐ＝Fｖ(ｖ是平均速度)

②瞬時功率Ｐ＝Fｖ(ｖ是瞬時速度)

③如果物體做勻速直線運動，由于瞬時速度與平均速度相等，故此時平均功率等于瞬時功率。交流討論問題：由求出的是瞬時功率還是平均功率?

學生小組討論后得出：由公式求出的功率，反映了該力在t時間內做功的平均快慢，故由公式求出功率是平均功率。

（2）額定功率與實際功率的認識

問：人力直接做功能否像汽車做功那樣快呢？汽車做功能否像飛機做功那樣快呢？人如果做功過快，會產生什么后果呢？汽車超負荷運轉會產生什么后果呢？（人做功過快，會引起疲勞、甚至受傷、生病等，汽車超負荷工作會造成發動機熄火或燒毀。）

問：奧運長跑運動員能否用100米短跑的速度來完成5000米的賽跑路程呢？為什么？

提示：奧運比賽是一種挑戰運動局限的比賽，人與機器一樣，不能長時間超負荷運動，短跑運動員在100米賽跑中，時間不過是十幾秒，能以最大的速度跑完全程，此時運動員的輸出功率是正常時的數十倍。在5000米的長跑運動中，運動員不可能長時間超負荷運動，因此長跑運動員不可能一直保持百米賽跑那樣的速度。

說明：此問目的在于學生通過思考自己身邊所熟悉的問題，認識額定功率和實際功率的概念以及概念的意義。

①額定功率：指動力機械在長時間正常工作時最大輸出功率。也是機械發動機銘牌上的標稱值，額定功率是動力機械重要的性能指標，一個動力機械的額定功率是一定的。

②實際功率：機械在運行過程中的功率是實際功率，實際功率可以小于額定功率，可以等于其額定功率（稱滿負荷運行），但不能大于額定功率，否則會損壞機械。③很多機械的銘牌上都標有這臺機器的額定功率，請同學將家里的電器設備上的額定功率都記錄下來，并計算家里的每部機器每天要做多少功？要消耗多少電能？哪一部機器最耗電？請與同桌同學進行交流。

（3）汽車發動機的功率一定時，牽引力與速度的關系

當汽車輸出功率一定時，根據公式P=FV可知，物體的運動速度V與牽引力F成反比，如果汽車需要較大的牽引力，就必須減小運動速度。

思考：汽車以額定功率在平直公路行駛時，若前方遇到了一段較徒的上坡路段，汽車司機要做好什么調整，才能確保汽車駛到坡頂？為什么？

學生可能回答：①加大油門，汽車可順利到達坡頂。②汽車要換檔，才能順利駛到坡頂。

師生共同分析：①根據P=FV 知，汽車以額定功率行駛，因遇上坡路段，汽車所需的牽引力增大了，若要保持行駛速度不變，這是不可能的；加大油門，只會增加發動機的輸出功率（超過額定功率），發動機將因超負荷而過熱損壞。②這是一種正確的操作方式，當司機將發動機的速度檔位調低后，速度減少了，牽引力加大了，只要牽引力足夠，汽車便可順利上坡。

思考：汽車等交通工具，如何才能獲得更大的行駛速度？

3．學生進行測功率活動。（建議課后安排）

問題：如何才能知道在某種運動中自己做功的功率呢？請同學設計一個測量方案，并進行實際測量。說明：應激勵積極思考、設計可行方案，動腦動手，體驗科學實驗方法和感受實驗成果的喜悅。實驗方案舉例：（讓學生結合自己的情況來進行設計實驗）

方案1：學生快速跑上樓，來測量做功的最大功率。

方案2：估算學生自己平時上樓或爬山過程的功率。

方案3：設計沿某一竹桿或樹桿上爬一定的高度，來測量做功功率。

方案4：利用跳繩運動，來測量做功功率。

方案5：測算自己舉起杠鈴時的最大功率（需要同學的幫忙）

說明：①有關實驗方案、原理、器材、數據的測定及同學協作等，都應放手讓學生自行討論、分工，這樣才能培養學生的實驗能力，給學生以合作交流的機會。

②方案選定后，要注意引導學生如何求功和功率，需要選擇哪些實驗器材，測量哪些物理量？測量是否存在誤差問題，如何才能較準確地測量。

③根據學生設計的方案，組織學生進行實驗。最后實驗結果，讓學生通過實物展臺進行交流匯報，師生共同觀看，最后還可以進行評選活動。

④活動目的是：培養學生應用物理知識解決實際問題能力，并通過親身的實驗，達到內化知識，提升能力。同時也在實驗過程中培養學生嚴謹的科學態度。

三、案例評析

本案例的教學設計體現了物理知識源于生活，又應用于生活。“功率”與生活、生產聯系密切，在引入功率、額定功率、實際功率等概念時，都注意通過生產、生活的具體實例引入，使原本枯燥無味的概念教學變得生動和有趣，學生易于認識和理解“功率”概念，有利于激發學生的學習熱情。在知識形成過程中，注重引導學生學習科學思維方法，體會比值法在定義“功率”概念的作用，提高學生的應用科學思維方法解決問題的能力。通過設計測定人在某種運動中做功功率實驗，來達到內化和強化物理概念和物理規律的理解，實現知識由理論向實踐的轉化，加強物理與生活、生產和科技的聯系。

在“功率”的整個教學過程中，始終關注“生活與物理，物理與社會”的關系，培養學生關注物理學的技術應用，形成將物理知識應用于生活和生產實踐的意識，較好地體現了在知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀上對學生進行教育的課程理念。

四、相關鏈接

1．瓦特其人其事

生平簡介

瓦特(James Watt,1736～1819年)蘇格蘭發明家。1736年1月19日生于蘇格蘭格林諾克。童年時代的瓦特曾在文法學校念過書，然而沒有受過系統教育。瓦特在父親做工的工廠里學到許多機械制造知識，以后他到倫敦的一家鐘表店當學徒。

1763年瓦特到格拉斯大學工作，修理教學儀器。在大學里他經常和教授討論理論和技術問題。1781年瓦特制造了從兩邊推動活塞的雙動蒸汽機。1785年，他也因蒸汽機改進的重大貢獻，被選為皇家學會會員。1819年8月25日瓦特在靠近伯明翰的希斯菲德逝世。

科學成就

1763年，瓦特修理格拉斯哥大學的一臺紐可門泵，得以仔細研究了結構和工作原理，找到了熱量損失消耗大量燃料的癥結所在，他終于想出了加一個與汽缸分離的冷凝器，汽缸外裝上絕熱套子，使它一直保持高溫，新的蒸汽機的效率大大提高。瓦特并不滿足于已經取得的成就，1781年他又制造了從汽缸兩邊推動活塞的雙動作蒸汽機，并采用曲柄機構，使往復的直線運動轉變為旋轉運動。瓦特還設計了離心節速器，利用反饋原理控制蒸汽機的轉速。經過一系列的改革，蒸汽機迅速被各工業部門采用，為產業革命鋪平了道路。蒸汽機車加快了19世紀的運輸速度。蒸汽機→蒸汽輪機→發電機，蒸汽為第二次工業革命即電力發展鋪平了道路。

趣聞軼事

童年時代的瓦特和茶壺的故事

一天晚上，瓦特和一個小女孩在家里喝茶。瓦特不停地擺弄茶壺蓋，一會兒打開，一會兒蓋上，當他把茶壺嘴堵住時，蒸汽頂開了茶蓋。在旁的外祖母對瓦特的這種無聊動作極為不滿，加以訓斥。瓦特并不介意，他一心想著蒸汽的力量，從此萌發制造蒸汽機的念頭。

蒸汽機與產業革命

羅爾特所著《詹姆斯〃瓦特》中，曾寫道：“瓦特蒸汽機巨大的、不知疲倦的威力使生產方法以過去所不能想象的規模走上了機械化道路。

2．機動車輛常見的兩種啟動過程

對于汽車或機車等交通工具，在靜止開始啟動的過程中，發動機的輸出功率、牽引力和速度的關系滿足公式P＝F〃v，在P、F、v三個物理量中，若保持一個量不變，當另一個量變化時，第三個量也隨之變化。關于汽車的啟動過程是一個較為復雜的物理過程，下面我們就兩種常見的啟動過程分析如下： ①汽車（或機車）以恒定的功率啟動和行駛過程（請把握教材的難度和課標的難度）

汽車牽引功率保持恒定時，由P = FV可知，牽引力大小與速度成反比。結合牛頓第二定律F – f = ma可知，汽車以恒定功率啟動的過程，隨著汽車速度V的逐漸增大，汽車的加速度逐漸減小，直至加速度等于0，最后汽車做勻速運動。

思考：當汽車在平直公路行駛時，前方遇到了一段較徒的上坡路段，汽車司機應做好什么調整，才能確保汽車駛到坡頂？只靠加大油門能否順利到達坡頂？

②機車以恒定的牽引力啟動的過程：機車做的是加速度a=(F-f)/m的勻加速直線運動，汽車的輸出功率P隨汽車速度增大而增大，直至汽車輸出功率等于額定功率，勻加速過程結束。接著汽車保持功率不變，汽車通過減少牽引力，進一步提高速度，直到加速度a＝0，最后做勻速行駛運動。這一過程中各量的變化，可用下列流程圖來表示。

案例來源：陳峰主編，《走進課堂——高中物理（必修）新課程案例與評析》，高等教育出版社

薦初二物理《浮力》教學案例(5000薦薦初初二中物物理

教理

案教

學

案物

態例

變

字)

化

薦初中物理教學設計和反思(3000字)薦初中物理教學案例《密度》(800字)

第五篇：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