高一物理向心力与向心加速度.docx

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1、高一物理向心力与向心加速度向心力与向心加速度学案 学习目标： （1）理解向心力的概念，通过实例相识向心力的作用及向心力的来源。 （2）通过试验理解向心力大小与哪些因素有关系，能运用向心力公式进行计算。 （3）知道向心加速度及其公式，能运用牛顿其次定律分析匀速圆周运动的向心力和向心加速度。 试验探究：向心力的大小与哪些因素有关？ 猜想：_。 试验方法：限制变量法 试验器材：向心力演示器 试验步骤： 1探究向心力F与质量m的关系 r、相同，长短槽上小球质量比为1比2。 在r、肯定时，F向与m成_比。 长槽端标尺露出 格数（向心力） 短槽端标尺露出 格数（向心力） 1 2 3 向心力之比为 2探究向

2、心力F与半径r的关系 m、相同，长短槽上小球半径比为2比1。 在m、肯定时，F向与r成_比。 长槽端标尺露出 格数（向心力） 短槽端标尺露出 格数（向心力） 2 4 6 向心力之比为 3探究向心力F与角速度的关系 m、r相同，长短槽上小球角速度比为1比2。 在m、r肯定时，F向与_比。 长槽端标尺露出 格数（向心力） 短槽端标尺露出 格数（向心力） 1 2 向心力之比为 巩固1： 对物体受力分析，说明向心力的来源。 物体随转盘一起匀速圆周运动物体随滚筒一起匀速圆周运动 巩固2： 长度为05m的轻绳一端系一质量为2kg的小球，另一端固定，小球绕固定点在光滑水平面上以4m/s的速度做匀速圆周运动，

3、请计算小球做匀速圆周运动的向心力和向心加速度的大小？ 当堂检测： 1、下列关于向心力的说法正确的是（） A、向心力是物体做匀速圆周运动时产生的一个特别性质的力 B、做匀速圆周运动的物体的向心力是不变的 C、向心力不变更物体的速度 D、做匀速圆周运动的物体，合外力供应向心力 2、关于向心加速度说法正确的是（） A、它是描述物体运动快慢的物理量 B、它是描述向心力改变快慢的物理量 C、它是描述速度方向改变快慢的物理量 D、它是描述速度大小改变快慢的物理量 3、向心力、向心加速度和半径的关系说法正确的有（） A、由公式F=m2r可知在m和肯定的状况下，向心力和半径成正比 B、由公式F=mv2/r可知

4、向心力和半径成反比 C、由公式a=2r可知向心加速度和半径成正比 D、由公式a=v2/r可知向心加速度和半径成反比 向心力与向心加速度 【设计思想】 向心力概念的建立有两条途径：一是先通过试验建立向心力概念，归纳出向心力公式，再推出向心加速度；二是先通过理论推导导出向心加速度，再推出向心力。本节课目的是想通过先理论分析，得出向心力的存在，再通过试验探究，用理论指导实践。理论推导严谨，能训练学生的推理实力，试验方法讲向心力，降低了难度，便于学生理解接受。这样让学生真正相识到向心力的存在及意义。 【教学目标】 一、学问与实力 1、知道向心力的定义和方向，通过实例相识向心力的作用效果及来源。 2、通

5、过试验理解向心力的大小与哪些因素有关，初步驾驭向心力的公式并可以进行计算。 3、知道向心加速度及其公式，能运用牛顿其次定律分析匀速圆周运动的向心力及向心加速度。 4、经验向心力和向心加速度的概念形成过程的体验，大胆发表自己对有关问题的相识。 二、过程与方法 通过向心力理论分析到试验探究，培育学生用理论指导实践的素养和实力。 三、情感看法与价值观 培育学生视察生活，思索生活现象的实力，同时培育学生大胆分析及勇于探究的科学素养，以及敬重试验、实践的客观唯物精神。 【教学重点】 向心力概念的建立及试验探究向心力的大小是教学重点。 【教学难点】 向心力概念的建立及试验探究向心的大小也是教学难点。通过简

6、洁实例及分组试验加强感知，突破难点。 【教具打算】 1、小球、细绳和光滑木板16套 2、小链球16对。 3、向心力演示器16台。 4、课件。 【教学过程】 一、引入新课 观赏视频：我国选手赵宏博和申雪在06年冬奥会花样滑冰竞赛中，以精彩表演获得金牌，为国争光。视频中申雪的运动可以近似看成什么运动？（学生回答：匀速圆周运动），其运动状态时刻变更的缘由是什么？（学生回答：受到合外力）有力就会产生（加速度）。这节课我们共同探究做匀速圆周运动的物体合外力及加速度的特点。 板书：向心力与向心加速度 二、学生试验引出向心力的定义 引导学生分组利用手中的小球、细线、光滑水平木板，构建一个简洁的匀速圆周运动，

7、让学生对小球进行受力，得出匀速圆周运动物体所受合外力的特点：始终指向圆心，从而引出向心力的定义。 板书：向心力 1、向心力的定义：做匀速圆周运动的物体会受到一个始终指向圆心等效的力。 三、学生视察得到向心力的方向 再引导学生视察分析得到向心力的方向时刻在改变，是一个变力但始终指向圆心而且和速度方向垂直。 板书：向心力的方向：始终指向圆而且速度方向垂直 四、引导学生分析得到向心力的作用效果 因为向心力和速度方向始终垂直，所以向心力不做功，不变更速度的大小，只变更速度的方向，得到向心力的作用效果。 板书：向心力的作用效果：不变更速度的大小，只变更速度的方向。 五、通过三个典型题目引导学生分析向心力

8、的来源 对物体受力分析，说明向心力的来源。 物体随转盘一起匀速圆周运动物体随滚筒一起匀速圆周运动 板书：向心力的来源：向心力可以由重力、弹力、摩擦力等某个力供应，也可以由它们的合力，或某个力的分力供应。 六、试验探究：向心力的大小 提出问题：向心力的大小跟哪些因素有关？ （引导学生用两个小链球试验，凭感觉粗略体验。学生经试验、探讨有了自己的看法后，自由发言。） 学生的猜想：向心力跟物体质量m、半径r、角速度有关。 （若学生说到v，可引导学生由公式v=r得出和v有重复的部分） 进一步引导学生猜想它们的定量关系。学生可能猜想向心力与质量成正比，与半径成正比，与角速度成正比。老师先不要作出推断。 提

9、问：试验时能否让三个量同时变。 学生：不行，应当保持其它量不变，使一个量改变即限制变量法。 试验装置：向心力演示器。 介绍构造： 讲解工作原理：小球向外压挡板，挡板对小球的反作用力指向转轴，供应了小球做匀速圆周运动的向心力，两力大小相等，同时小球压挡板的力使挡板另一端压缩套在轴上的弹簧，弹簧被压缩的格数可以从标尺中读出，即显示了向心力大小。 演示操作：如何实现限制变量。 强调留意事项： 学生分组试验得出： F向心力与质量的关系：、r肯定，取两球使mA=2mB视察：(学生读数)FA=2FB。 结论：向心力Fm。 F向心力与半径的关系：m、肯定，取两球使rA=2rB视察：(学生读数)FA=2FB。

10、 结论：向心力Fr。 F向心力与角速度的关系：m、r肯定，使A=2B视察：(学生读数)FA=4FB。 结论：向心力F2。 归纳：综合上述试验结果可知：物体做匀速圆周运动须要的向心力与物体的质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。但不能由一个试验、一个测量就得到一般结论，事实上要进行多次测量，同时选取更精密的仪器，大量试验，但我们不行能一一去做。同学们刚才所做的试验得出：m、r、越大，F越大；若将试验稍加改进，如课本中所介绍的小试验，加一弹簧秤测出F，可粗略得出结论。我们还可以设计许多试验都能得出这一结论，说明这是一个带有共性的结论。测出m、r、的值，可知向心力大小为：F=mr2r。

11、板书：向心力：F向心力=m2r=mv2/r 我们知道合外力必定产生加速度，向心力实际就是物体做匀速圆周运动的合外力，这个力产生的加速度是怎么样的呢？ 七、依据牛顿其次定律推导出向心加速度 板书：向心加速度 1、向心加速度大小：a=F向心力/m=2r=v2/r=v a=42r/T2=42rf2 提问：方向是怎么样的？ 板书：向心加速度的方向：与向心力同向，始终指向圆心 思索：匀速圆周运动是匀变速运动还是非匀变速运动？ 学生：不是，因为加速度不恒定。方向时刻在变更。 板书：向心加速度的物理意义：描述速度方向改变快慢的物理量。 【刚好巩固】 长度为05m的轻绳一端系一质量为2kg的小球，另一端固定，

12、小球绕固定点在光滑水平面上以4m/s的速度做匀速圆周运动，请计算小球做匀速圆周运动的向心力和向心加速度的大小？ 【课堂小结】 1学问内容：(见板书) 2试验方法：限制变量法。 3物理思想：先猜想后探究，从定性到定量。 向心力、向心加速度教学目标： 一、学问目标： 1、理解向心加速度和向心力的概念 2、知道匀速圆周运动中产生向心加速度的缘由。 3、驾驭向心力与向心加速度之间的关系。 二、实力目标： 1、学会用运动和力的关系分析分题 2、理解向心力和向心加速度公式的准确含义，并能用来进行计算。 三、德育目标： 通过a与r及、v之间的关系，使学生明确任何一个结论都有其成立的条件。 教学重点： 1、理

13、解向心力和向心加速的概念。 2、知道向心力大小，向心加速的大小，并能用来进行计算。 教学难点： 匀速圆周运动的向心力和向心加速度都是大小不变，方向在时刻变更。 教学方法： 试验法、讲授法、归纳法、推理法 教学用具： 投影仪、投影片、多媒体、CAI课件、向心力演示器、钢球、木球、细绳 教学步骤： 一、引入新课 1：复习提问（用投影片出示思索题） （1）什么是匀速圆周运动 （2）描述匀速圆周运动快慢的物理量有哪几个？ （3）上述物理量间有什么关系？ 2、引入：由于匀速云的速度方向时刻在变，所以匀速圆周运动是变速曲线运动。而力是变更物体运动状态的缘由。所以做匀速圆周运动的物体所受合外力有何特点？加速

14、度又如何呢？本节课我们就来共同学习这个问题。 二、新课教学 （一）用投影片出示本节课的学习目标： 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、了解向心力的来源 （二）学习目标完成过程 1：向心力的概念及其方向 （1）在光滑水平桌面上，做演示试验 a：一个小球，拴住绳的一端，绳的另一端固定于桌上，原来细绳处于松驰状态 b：用手轻击小球，小球做匀速直线运动 c：当绳绷直时，小球做匀速圆周运动 （2）用CAI课件，模拟上述试验过程 （3）引导学生探讨、分析： a：绳绷紧前，小球为什么做匀速圆周运动？ b：绳绷紧后，小球为何做匀速圆周运动？小球此时受到哪些力的作用？合外

15、力是哪个力？这个力的方向有什么特点？这个力起什么作用？ （4）通过探讨得到： a：做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合力的作用，这个力叫向心力。 b：向心力指向圆心，方向不断改变。 c：向心力的作用效果只变更运动物体的速度方向，不变更速度大小。 2、向心力的大小 （1）体验向心的大小 a：每组学生发用细线联结的钢球、木球各一个，让学生拉住绳的一端，让小球尽量做匀速圆周运动，变更转动的快慢、细线的长短多做几次。 b：引导学生猜想：向心力可能与物体的质量、角速度、半径有关。 c：过渡：刚才同学们已猜想大向心力可能与m、v、r有关，那么，我们的猜想是否正确呢？下边我们通过试验来检验一下。 （2）

16、a：用实物投影仪，投影向心力演示器。 b：介绍向心力演示的构造和运用方法 构造：（略）主要介绍各部分的名称 运用方法：匀速转动手柄1，可以使塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力供应，球对挡板的反作用力通过杠杆的作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等方格可显示出两个球所受向心力的比值。 （3）操作方法： a：用质量不同的钢球和铝球，使他们运动的半径r和角速度相同视察得到：向心力的大小与质量有关，质量越大，向心力也越大。 b：用两个质量相同的小球，保持运动半径相同，视察向心力与角速度

17、之间的关系 c：仍用两个质量相同的小球，保持小球运动的角速度相同，视察向心力的大小与运动半径之间的关系。 （4）总结得到：向心力的大小与物体质量m、圆周半径r和角速度都有关系，且给出公式：Fmr2（说明该公式的得到方法，空气变量法、定量测数据） （5）学生据推导向心力的另一表达式 3、向心加速度 （1）做圆周运动的物体，在向心力F的作用下必定要产生一个加速度，据牛顿运动定律得到：这个加速度的方向与向心力的方向相同，叫做向心加速度。 （2）结合牛顿运动定律推导得到 4、说明的几个问题： （1）由于a向的方向时刻在变，所以匀速圆周运动是瞬时加速度的方向不断变更的变加速运动。 （2）做匀速圆周运动的

18、物体，向心力是一个效果力，方向总指向圆心，是一个变力。 （3）做匀速圆周运动的物体受到的合外力就是向心力。 三、巩固训练 1：向心加速度只变更速度的，而不变更速度的。 2、一个做匀速圆周运动的物体，当它的转速度为原来的2倍时，它的线速度、向心力分别变为原来的几倍？假如线速度不变，当角速度变为原来的2倍时，它的轨道半径和所受的向心力分别为原来的几倍 3、（1）用CAI课件展示思索与探讨中的物理情景 （2）分析木块受几个力的作用？各是什么性质的力？ （3）木块所受的向心力是由什么供应的？ 四、小结 1：什么是向心力和向心加速度？它们的大小和方向有什么特点？ 2：向心力的求解公式（1）（2） 3：向

19、心加速度的求解公式（1）（2） 4、匀速圆周运动是一种什么性质的运动？ 五、作业 课后练习三 六、板书设计 高一物理教案：向心力 向心加速度教学设计 高一物理教案：向心力 向心加速度教学设计 教学目标 学问目标 1、知道什么是向心力，什么是向心加速度，理解匀速圆周运动的向心力和向心加速度大小不变，方向总是指向圆心. 2、知道匀速圆周运动的向心力和向心加速度的公式，会解答有关问题. 实力目标 培育学生探究物理问题的习惯，训练学生视察试验的实力和分析综合实力. 情感目标 培育学生对现象的视察、分析实力，会将所学学问应用到实际中去. 教学建议 教材分析 教材先讲向心力，后讲向心加速度，回避了用矢量推

20、导向心加速度这个难点，通过实例给出向心力概念，再通过探究性试验给出向心力公式，之后干脆应用牛顿其次定律得出向心加速度的表达式，顺理成章，便于学生接受. 教法建议 1、要通过对物体做圆周运动的实例进行分析入手，从中引导启发学生相识到：做圆周运动的物体都必需受到指向圆心的力的作用，由此引入向心力的概念. 2、对于向心力概念的相识和理解，应留意以下三点： 第一点是向心力只是依据力的方向指向圆心这一特点而命名的，或者说是依据力的作用效果来命名的，并不是依据力的性质命名的，所以不能把向心力看做是一种特别性质的力. 其次点是物体做匀速圆周运动时，所需的向心力就是物体受到的合外力. 第三点是向心力的作用效果

21、只是变更线速度的方向. 3、让学生充分探讨向心力大小，可能与哪些因素有关?并设计试验进行探究活动. 4、讲解并描述向心加速度公式时，不仅要使学生相识到匀速圆周运动是向心加速度大小不变，向心加速度方向始终与线速度垂直并指向圆心的变速运动，在这里还应把“向心力变更速度方向”与在直线运动中“合外力变更速度大小”联系起来，使学生全面理解“力是变更物体运动状态的缘由”的含义，再结合无论速度大小或方向变更，物体都具有加速度，使学生对“力是物体产生加速度的缘由”有更进一步的理解. 教学设计方案 向心力、向心加速度 教学重点：向心力、向心加速度的概念及公式. 教学难点：向心力概念的引入 主要设计： 一、向心力

22、： (一)让学生探讨汽车急转弯时乘客的感觉. (二)展示图片1.链球做圆周运动须要向心力.全日制一般高级中学教科书(试验修定本必修)物理.第一册98页 (三)演示试验：做圆周运动的小球受到绳的拉力作用. (四)让学生探讨，揣测向心力大小可能与哪些因素有关?如何探究?引导学生用“限制变量法”进行探究性试验.(用向心力演示器试验) 演示1：半径r和角速度 肯定时，向心力 与质量m的关系. 演示2：质量m和角速度 肯定时，向心力 与半径r的关系. 演示3：质量m和半径r肯定时，向心力 与角速度 的关系. 给出 进而得在 . (五)探讨向心力与半径的关系： 向心力原委与半径成正比还是反比?提示学生留意

23、数学中的正比例函数 中的k应为常数.因此，若m、 为常数 据 知 与r成正比;若m、v为常数，据 可知 与r成反比，若无特别条件，不能说向心力 与半径r成正比还是成反比. 二、向心加速度： (一)依据牛顿其次定律 得： (二)探讨匀速圆周运动中各个物理量是否为恒量： v T f 探究活动 感受向心力 在一根牢固的细绳的一端拴一个橡皮塞或其他小物体，抡动细绳，使小物体做圆周运动(如图).依次变更转动的角速度、半径和小物体的质量. 体验一下手拉细绳的力(使小球运动的向心力)，在下述几种状况下，大小有什么不同：使橡皮塞的角速度 增大或减小，向心力是变大，还是变小;变更半径r尽量使角速度保持不变，向心力怎样改变;换个橡皮塞，即变更橡皮塞的质量m，而保持半径r和角速度 不变，向心力又怎样改变. 做这个试验的时候，要留意不要让做圆周运动的橡皮塞甩出去，遇到人或其他物体. 第18页 共18页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页