第一篇：高中物理新課標人教版必修2優秀教案： 圓周運動

圓周運動 整體設計

教材首先列舉生活中的圓周運動，以及科學研究所涉及的范圍，大到星體的運動，小到電子的繞核運轉，接著通過比較自行車大小齒輪以及后輪的運動快慢引入線速度、角速度的概念及周期、頻率、轉速等概念，最后推導出線速度、角速度、周期間的關系.教材設計環環相扣、結構嚴謹，使整節課渾然一體，密不可分.本節課可以通過生活實例（自行車齒輪轉動或皮帶傳動裝置），讓學生切實感受到做圓周運動的物體有運動快慢與轉動快慢及周期之別，有必要引入相關的物理量加以描述.學習線速度的概念，可以根據勻速圓周運動的概念引導學生認識弧長與時間比值保持不變的特點，進而引出線速度的大小與方向.學習角速度和周期的概念時，應向學生說明這兩個概念是根據勻速圓周運動的特點和描述運動的需要而引入的，即物體做勻速圓周運動時，每通過一段弧長都與轉過一定的圓心角相對應，因而物體沿圓周轉動的快慢也可以用轉過的圓心角與時間比值來描述，由此引入角速度的概念.又根據勻速圓周運動具有周期性的特點，物體沿圓周轉動的快慢還可以用轉動一圈所用時間的長短來描述，為此引入了周期的概念.講述角速度的概念時，不要求向學生強調角速度的矢量性.在講述概念的同時，要讓學生體會到勻速圓周運動的特點：線速度的大小、角速度、周期和頻率保持不變的圓周運動.教學重點

線速度、角速度、周期概念，及其相互關系的理解和應用，勻速圓周運動的特點.教學難點

角速度概念的理解和勻速圓周運動是變速曲線運動的理解.課時安排

1課時

三維目標 知識與技能

1.了解物體做圓周運動的特征.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動快慢的物理量，會用它們的公式進行計算.3.理解線速度、角速度、周期之間的關系.過程與方法

1.聯系日常生活中所觀察到的各種圓周運動的實例，找出共同特征.2.知道描述物體做圓周運動快慢的方法，進而引出描述物體做圓周運動快慢的物理量：線速度v、角速度ω、周期T、轉速n等.3.探究線速度與角速度之間的關系.情感態度與價值觀

1.經歷觀察、分析總結及探究等學習活動，培養學生實事求是的科學態度.2.通過親身感悟，使學生獲得對描述圓周運動快慢的物理量（線速度、角速度、周期等）以及它們相互關系的感性認識.課前準備

多媒體課件、機械鐘表、小球、細線、風扇、雨傘、水等.教學過程 導入新課

演示導入

演示機械式鐘表時針、分針、秒針的運動情況（可以撥動鐘表的調節旋鈕），讓學生觀察后說出不同指針運動的特點，從而引出圓周運動的概念.情景導入

演示2：水淋在雨傘上，同時搖動傘柄.觀察：水滴沿切線方向飛出.思考：這說明什么？

結論：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.例1 分析下圖中，A、B兩點的線速度有什么關系.解析：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在相同的時間內通過的弧長相等，所以它們線速度大小相等.答案：大小相等

二、角速度

學生閱讀教材并思考以下幾個問題： 1.角速度是描述圓周運動快慢的物理量；

2.角速度等于半徑轉過的角度φ和所用時間t的比值；(ω=3.角速度的單位是rad/s.結合數學知識，交流討論角速度的單位.說明：對某一確定的勻速圓周運動而言，角速度ω是恒定的.4.周期、頻率和轉速

學生閱讀教材并思考以下幾個問題：

做圓周運動的質點運動一周所用的時間叫周期；周期的倒數（單位時間內質點完成周期性運動的次數）叫頻率；每秒鐘轉過的圈數叫轉速.注明：下列情況下，同一輪上各點的角速度相同.三、線速度、角速度、周期之間的關系

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，那么它們之間有什么樣的關系呢？

?)t

分析：一物體做半徑為r的勻速圓周運動，問：

1.它運動一周所用的時間叫周期，用T表示，它在周期T內轉過的弧長為2πr.由此可知它的線速度為2?rT.2.一個周期T內轉過的角度為2π，物體的角速度為通過思考總結得到：

2?.T2??r??T???v=ωr 2?????T?v?

答案：3∶1 1∶1 1∶1 課堂小結

本節課通過描述做勻速圓周運動物體的快慢問題，引入了勻速圓周運動的線速度與角速度及周期、頻率、轉速等概念，最后推導出線速度、角速度、周期間的關系.勻速圓周運動的實質是勻速率圓周運動，它是一種變速運動.描述勻速圓周運動快慢的物理量：

線速度：v=角速度：ω=?s ?t?? ?t1周期與頻率：f=

T2?r2?相互關系：v=

ω=

v=rω

TT布置作業

教材“問題與練習”1、2、5.板書設計 5.圓周運動

一、描述勻速圓周運動的有關物理量

1.線速度

（1）定義：做圓周運動的物體通過的弧長與所用時間的比值（2）公式：v=?s(s為弧長,非位移)?t（3）物理意義 2.角速度

（1）定義：做圓周運動的物體的半徑掃過的角度與所用時間的比值（2）公式：ω=?? ?t（３）單位：rad/s（４）物理意義 3.轉速和周期

二、線速度、角速度、周期間的關系 v=rω ω=2? T活動與探究

(2)1 s內可讀的扇區數為1 s×5 r/s×18/r=90(個),故可讀字節數=512×90=46 080(字節).說明：本題的用意是讓學生結合實際情況來理解勻速圓周運動.設計點評

本教學設計通過大量的生活實例，引導出圓周運動的定義.對比描述直線運動的物體運動快慢的速度概念，并結合實例得出線速度以及角速度的概念，并通過分析歸納得出線速度和角速度的關系.整個設計緊緊和學生的生活實際結合，化抽象為具體，較好地突破了難點.-

第二篇：高中物理新課標版人教必修2優秀教案： 拋體運動的規律

拋體運動的規律

整體設計

本節課的主要內容是拋體運動的概念和規律的教學.平時生活中的一些錯誤的思維定勢會影響學生對拋體運動規律的理解.本節課從理論上通過對拋體運動位移和速度規律的分析，引導學生獨立利用已有概念探索新知識，培養創造思維和獨立學習能力.平拋運動是整個曲線運動知識的重要內容之一.采用的是運動的合成與分解的方法，它是一種研究運動的基本方法，它能將復雜的問題化為簡單的問題.其研究方法還是解決“帶電粒子在電場中偏轉運動”的重要規律之一.拋體運動（重點是平拋運動）是學生第一次應用運動的分解和合成的方法分析曲線運動的規律，對掌握研究平拋運動的方法有一定的難度，這種方法在“力的合成與分解”“運動的合成與分解”的學習中學生已有基礎，并且學生已有直線運動知識準備及牛頓第一定律、第二定律作為基礎，可以接受和深入理解用兩個運動的合成的方法討論平拋運動，實現知識的遷移.在教學中應讓學生主動嘗試應用這種方法來解決平拋物體運動規律這個新問題.為了讓學生能順利地掌握研究平拋運動的方法，在教師的引導下，通過日常生活中平拋運動的現象與生產、生活的聯系，使學生更深入理解運動的規律.平拋運動規律的推導要從牛頓第二定律出發，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動、豎直方向的自由落體運動.這是因為在力學里，根據受力確定物體的運動規律，是一個基本方法.這是新教材與過去教材的不同.教學重點

1.平拋運動、拋體運動的特點和規律.2.用平拋運動、拋體運動規律去解答有關問題.教學難點

1.讓學生能根據運動合成與分解的方法探究出平拋運動和斜拋運動的一般規律.2.學習和借鑒本節課的研究方法解決實際問題.課時安排

1課時 三維目標 知識與技能

1.會用運動的合成與分解的方法分析平拋運動.2.知道平拋運動可以看成水平方向的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合運動，并且這兩個運動互不影響具有獨立性.3.能應用平拋運動的規律交流討論并解決實際問題.在得出平拋運動規律的基礎上進而分析斜拋運動.分析斜拋運動不在具體規律，而在方法.過程與方法

1.學生能通過對生活事例的分析得出平拋運動的定義.2.體會平拋運動規律的探究過程，體會運動的合成和分解在探究平拋運動規律中的應用.3.平拋運動的研究方法——可以用兩個簡單的直線運動來等效替代.利用已知的直線運動的規律來研究復雜的曲線運動，滲透物理學等效代換的思想.4.掌握平拋運動的研究方法的基礎上自主探究斜拋運動.情感態度與價值觀

1.培養學生仔細觀察、認真思考、積極參與、勇于探索的精神.2.培養學生將所學知識應用于實踐的意識和勇氣，主動探究實現知識遷移.課前準備

自制多媒體課件、小球

教學過程 導入新課

故事導入

1992年11月15日是柯受良永生難忘的日子，這一天他創下了飛躍長城的壯舉，此次飛越的距離雖僅有30米，但地勢險要，落點前面是懸崖峭壁，稍不慎就會撞得粉身碎骨，因此不少人說，這是在“賭命”.但見他面帶笑容和自信，騎著摩托車以每小時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，摩托車就重重地落在接應臺上，整個過程不到10秒鐘，在場的觀眾看著這一驚險場面，無不目瞪口呆.就是在祖**親的博大懷抱中，柯受良成為世界上第一個飛越長城的人，這是他人生輝煌的一個轉折點.1997年，香港回歸前夕，柯受良駕駛跑車成功飛越了黃河天塹壺口瀑布，長度達55米.飛越當天刮著大風，第一次飛越沒有成功，但第二次成功了，其中有過很多危險的動作，但他都安全度過了，因此獲得了“亞洲第一飛人”的稱號.情景導入

1.沿多個角度將粉筆拋出.2.沿多個角度將紙片拋出.粉筆和紙片都是拋體運動嗎？什么是拋體運動？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，物體所做的運動叫做拋體運動.今天我們用運動分解的觀點來分析拋體運動.3.將小球從講桌推向桌邊，小球離開講桌做的運動是平拋運動.那么，什么是平拋運動呢？平拋運動有什么規律呢？ 復習導入

1.復習物體做直線運動的條件和做曲線運動的條件.2.復習運動的合成和分解的方法，并理解分運動與合運動的等時性和各分運動的獨立性,指出這種方法在解決復雜運動問題時的作用.3.復習如何用坐標描述做一維運動和二維運動的物體的位置和速度.4.復習勻變速直線運動規律的數學表達式.推進新課

演示：將粉筆以與水平方向各種夾角拋出，說明：在空氣阻力可以忽略的情況下，粉筆都在做拋體運動.引導學生分析得出：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動叫做平拋運動.物體做平拋運動有兩個條件：①有水平初速度;②運動過程中只受重力.請同學們想一想，平時生活中你見過平拋運動嗎？舉例說明.研究物體的運動規律就是要確定物體在任一時刻的位置和速度.一、拋體的位置

首先，研究初速度為v0的平拋運動的位置隨時間變化的規律.教師設疑：還能像描述勻變速直線運動那樣，用一維坐標來描述平拋物體的運動位置嗎？

不能，由于拋體運動是曲線運動，至少要用二維坐標才能描述平拋物體的運動.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手的位置，描出軌跡.我們以小球離開手的位置為坐標原點，以水平拋出的方向為x軸的方向，豎直向下的方向為y軸的方向，建立坐標系，并從這一瞬間開始計時.用牛頓第二定律的觀點分析水平方向、豎直方向的力和運動的特征.問題1：豎直方向受什么力，有沒有加速度，有沒有初速度？水平方向受什么力，有沒有加速度，有沒有初速度？

問題2：是否可以把平拋運動看成是水平方向和豎直方向上兩個運動的合成,這兩個方向上的運動各有什么特點呢？

結論1：因拋出時，物體只受重力的作用，豎直方向有大小為g的加速度，沒有初速度;不受水平方向的力，所以，小球在水平方向沒有加速度，水平方向保持初速度v0不變.2：平拋運動可以看作水平方向的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合運動,并且兩個分運動與平拋運動具有等時性.平拋運動物體在任意時刻t的位置：

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

12平拋運動物體在任意時刻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動軌跡.分析：在初中數學中已經學過，直角坐標系中的一條曲線可以用包含x、y的關系式來代表.平拋運動的軌跡能否用包含x、y的關系式來代表呢？ 解答：將（1）（2）兩式消去時間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的.課堂訓練

(1)在距地面高為h=20 m處，有兩個物體A、B，在A以v0=20 m/s平拋的同時，B物體做自由落體運動，問誰先落地（）

A.A先落地

B.B先落地

C.同時落在

(2)某人從一列在平直鐵軌上勻速行駛的列車上，將一物體自由地釋放于窗臺外，在不計空氣阻力的情況下，則本人看到該物體的運動軌跡是（）

(3)在上題中，若有一個人站在地面上靜止不動，則看到該物體的運動軌跡是（）

參考答案：(1)C(2)A

(3)C

自主探究

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

斜拋運動的位置

問題：1.斜拋運動的物體僅受重力，水平方向的速度變化嗎？如果水平速度不變，應該有多大？ 2.斜拋運動與平拋運動在豎直方向上相比，有什么相同和不同？ 結論：1.水平方向做速度為vx= v0cosθ的勻速直線運動.2.豎直方向做初速度為vy=v0sinθ豎直上拋運動或豎直下拋運動.斜上拋運動： x=vxt=v0cosθ·t y=v0sinθ·t-斜下拋運動：x=vxt= v0cosθ·t y=v0sinθ·t+

三、拋體的速度

要求學生畫出在平面坐標中平拋運動的軌跡和速度的方向，同樣道理，先把平拋運動分解，確定兩個分運動在某時刻的速度，再將兩個分速度合成，就是平拋運動的速度.水平速度：vx=v0

1212gt2 gt2

豎直速度：vy=gt平拋運動的速度:vt的大小vt=vx?vy?22v0?2gh.2例2 一個物體以10 m/s的速度從10 m的高度水平拋出，落地時速度的方向與地面的夾角θ是多少（不計空氣阻力）? 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，可以用勻變速運動的規律.解答：落地時，物體在水平方向的速度vx=v0=10 m/s.落地時豎直方向的速度記為vy,在豎直方向遵循勻變速運動的規律，有

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

1.平拋運動物體的飛行時間由什么量決定？寫出表達式.2.平拋運動物體的水平飛行距離由什么量決定？寫出表達式.3.平拋運動物體的落地速度由什么量決定？寫出表達式.參考答案：1.飛行時間由高度決定，表達式為:t=

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

本節課主要內容包括：1.拋體運動和平拋運動的概念：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動叫做平拋運動；

2.平拋運動可以看作水平的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合運動.并且兩個分運動與平拋運動具有等時性;3.初速度為v0的平拋運動的位置隨時間變化的規律x=v0t，y=gt2/2;4.初速度為v0的平拋運動的速度隨時間變化的規律vx=v0、vy=gt.本節課不僅是知識的學習，更為重要的是在已有的知識基礎上實現知識的遷移，靈活運用運動合成和分解的科學思維方法，將曲線運動化為直線運動，使復雜問題簡單化.布置作業

教材“問題與練習”第1、2題

板書設計

3.拋體運動的規律

一、拋體的位置

任意一點的位置P(x,y)，其中x=vt y=

12gt

22任意時刻的位移: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

任意時刻的速度由vx=v0,vy=gt得vt=v0?2gh

四、斜拋的運動規律

(斜上拋、斜下拋、斜上拋和斜下拋): 處理方法：運動的合成與分解

活動與探究

課題：平拋運動的特點

內容：自制一個能自動噴出墨水的注射器代替小鋼球，讓注射器做平拋運動的同時自動噴出墨水，在坐標紙上就記錄下注射器的運動軌跡.2具體做法：用一次性注射器（優點是針頭在正中，且不易摔碎）.在活塞尾端和管套端用橡皮筋拴上,其松緊程度可調整,使抽入水后在橡皮筋的彈力作用下能自動噴出較強的水流即可.為了防止針管在軌道上滑動,可在針管外貼一周橡皮膏(或套上一適當的膠套).習題詳解

1.解答：（1）摩托車能越過壕溝.摩托車做平拋運動，在豎直方向位移為y=1.5 m=2yg39.812gt

2經歷時間t=?s=0.55 s 在水平方向位移x=vt=40×0.55 m=22 m＞20 m 所以摩托車能越過壕溝.一般情況下，摩托車在空中飛行時，總是前輪高于后輪，在著地時，后輪先著地.說明：本題的目的是讓學生學會使用平拋物體的運動規律來解決實際問題.（2）摩托車落地時在豎直方向的速度為vy=gt=9.8×0.55 m/s=5.39 m/s 摩托車落地時在水平方向的速度為vx=v=40 m/s

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

2經歷時間t=?s=0.71 s 在水平方向位移x=vt=13.3 m 零件做平拋運動的初速度為v=x/t=13.3/0.71 m/s=18.7 m/s=67.4 km/h＞60 km/h 所以該車已經超速.3.解答:（1）讓小球從斜面上某一位置A無初速釋放；測量小球在地面上的落點P與桌子邊沿的水平距離x；測量小球在地面上的落點P與小球靜止在水平桌面上時球心的豎直距離y.小球離開桌面的初速度為v=xg2y.（2）測量鋼球在斜面上開始滾下的位置相對桌面的高度h，鋼球開始的重力勢能為mgh，如認為滾到桌面的動能為12mv，由機械能守恒定律mgh=

212mv，所以鋼球速度v2=2gh.對

2比這兩個速度發現v1＜v2，這是因為鋼球滾到桌面時的動能除有向前運動的動能外，還有轉動的動能，鋼球的重力勢能有一部分轉化成鋼球轉動的動能，不計算這部分動能而認為12mv=mgh使v2值偏大.2說明：本題討論鋼球從桌面滾下按機械能守恒定律求速度v2造成的誤差大，只要求學生聯系實際知道這是因為沒有考慮鋼球的轉動動能造成的，教學中不需要進一步討論.下面列舉我們對本題所做的實驗和數據作參考.實驗儀器：平拋實驗器.小球參數：鋼球直徑17.486 mm（用千分尺測量）；鋼球質量21.8 g.實驗方法：

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驗器上拆下，用鐵架臺夾持，調節出口水平，在小球水平出口B處安裝光電門，測量小球在水平出口B處的擋光時間t.用千分尺或游標卡尺測出小球的直徑D，算出小球的平均速度作為B位置的瞬時速度v=1.10 m/s.以上兩種方法的測量數據基本一致.③測出小球從位置A到水平位置的豎直高度h=10.4 cm，用機械能守恒定律計算出小球在B位置的速度為v=1.43 m/s.數據分析：從平拋曲線測量的速度與光電門測量的速度，兩者基本一致，可以作為速度的準確值.與用機械能守恒定律計算的速度值誤差約為29%.小球重力勢能Ep=22.2×10 J，平動動能Ek1=13.4×10 J，可知小球轉動動能Ek2=8.79×10 J.轉動動能約占總能量的39.6%.設計點評

本節課教學設計注重學生知識的形成過程和對知識的真正理解，教學過程中注重啟發學生思維活動的主動性和創造性.使學生不僅掌握了本節知識，而且發展學生學習科學的思維方法，有助于學生今后的自主學習.首先，有意識地讓學生在已有知識的基礎上順利進行新知識的同化.復習了物體做曲線運動的條件、用二維坐標描述物體在平面上的曲線運動、勻變速直線運動規律的數學表達式和合成與分解的方法及應用它解決復雜問題的意義;其次，關注學生知識的形成過程，讓學生達到對知識的深層次理解，而不僅僅是結論的記憶.先討論在研究平拋運動時為什么要分解，接著從理論上探究為什么平拋運動可以分解成水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，再將分運動合成為平拋運動，認識平拋運動的特點、規律;最后，通過領會平拋運動的分析方法，繼續運用這一方法深入探究斜拋運動，使學生的思維方式得到升華.-3

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：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

??

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

第五篇：新課標人教A版必修2全套教案