5.6 向心力 教案(新人教版必修2)

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1、金太陽(yáng)新課標(biāo)資源網(wǎng)wx.jtyjy.com5.6向心力【學(xué)情分析】在前面的教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了勻速圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)有了一定的理解。知道描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量有線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速等，并理解線速度、角速度、周期、半徑之間的關(guān)系。學(xué)生知道在轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中，共軸的輪子上各點(diǎn)的角速度相等；皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)（不打滑）中，凡和皮帶接觸的點(diǎn)，線速度的大小相等。這些都為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。學(xué)生知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗木€速度方向時(shí)刻在變，但只是表面的知道，更深一步來(lái)分析，為什么線速度的

2、方向時(shí)刻在變？是什么力來(lái)改變物體的這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這個(gè)力有何特點(diǎn)？學(xué)生帶著這些疑問(wèn)來(lái)進(jìn)入本節(jié)課的學(xué)習(xí)?！窘谭ǚ治觥肯蛐牧κ潜竟?jié)教學(xué)的重點(diǎn)，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(xué)習(xí)向心力再學(xué)習(xí)向心加速度有所不同.學(xué)生對(duì)于向心力的理解不是很清楚，本節(jié)重點(diǎn)突出了向心力的理解及向心力在圓周運(yùn)動(dòng)中的作用.而向心力概念的學(xué)習(xí)，應(yīng)及時(shí)強(qiáng)調(diào)指出，向心力是根據(jù)力的效果命名的，而不是根據(jù)力的性質(zhì)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(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受到的合外力，沿著半徑指

3、向圓心，它的方向時(shí)刻改變.本節(jié)的難點(diǎn)是運(yùn)用向心力、向心加速度知識(shí)解釋有關(guān)現(xiàn)象，處理有關(guān)問(wèn)題.在學(xué)習(xí)時(shí)可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)例：用細(xì)線系著的小球在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)或是一些生活中的實(shí)例讓學(xué)生體驗(yàn)或觀察，從而引入向心力概念.【教學(xué)目標(biāo)】?　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(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。?　3.知道變速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力是合外力的一個(gè)分力，知道合外力的作用效果。教學(xué)重點(diǎn)：體會(huì)牛頓第二定律在向心力上的應(yīng)用；明確向心力的意義、作用、公式及其變形。教學(xué)難點(diǎn)：圓

4、錐擺實(shí)驗(yàn)及有關(guān)物理量的測(cè)量；如何運(yùn)用向心力、向心加速度的知識(shí)解釋有關(guān)現(xiàn)象。教學(xué)方法：探究、講授、討論、練習(xí)教具準(zhǔn)備：多媒體課件、圓錐擺等實(shí)驗(yàn)設(shè)備教學(xué)過(guò)程：引入新課教師活動(dòng)：前面兩節(jié)課，我們學(xué)習(xí)、研究了圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征，我們來(lái)復(fù)習(xí)一下前面學(xué)過(guò)的一些知識(shí)。1.向心加速度：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，加速度指向圓心，這個(gè)加速度稱為向心加速度.2.表達(dá)式：an==rω2.3.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(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同.表達(dá)式：F=ma.這節(jié)課我們將在此基

5、礎(chǔ)上學(xué)習(xí)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征――向心力。推進(jìn)新課一、向心力通過(guò)剛才的學(xué)習(xí)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(yùn)動(dòng)，因此我們根據(jù)牛頓第二定律可知向心力的大小為：第6頁(yè)共6頁(yè)金太陽(yáng)新課標(biāo)資源網(wǎng)wx.jtyjy.com金太陽(yáng)新課標(biāo)資源網(wǎng)wx.jtyjy.comFn=man=m=mrω2=mr()2.實(shí)驗(yàn)探究演示實(shí)驗(yàn)(驗(yàn)證上面的推導(dǎo)式)：研究向心力跟物體質(zhì)量m、軌道半徑r、角速度ω的定量關(guān)系.實(shí)驗(yàn)裝置：向心力演示器演示：搖動(dòng)手柄，小球隨之做勻速圓周

6、運(yùn)動(dòng).①向心力與質(zhì)量的關(guān)系：ω、r一定，取兩球使mA=2mB,觀察：(學(xué)生讀數(shù))FA=2FB,結(jié)論：向心力F∝m.②向心力與半徑的關(guān)系：m、ω一定，取兩球使rA=2rB,觀察：(學(xué)生讀數(shù))FA=2FB,結(jié)論：向心力F∝r.③向心力與角速度的關(guān)系：m、r一定，使ωA=2ωB,觀察：(學(xué)生讀數(shù))FA=4FB,結(jié)論：向心力F∝ω2.歸納總結(jié)：綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力與物體的質(zhì)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(gè)實(shí)驗(yàn)、一個(gè)測(cè)量就得到定論，實(shí)際上要進(jìn)行多次

7、測(cè)量，大量實(shí)驗(yàn)，但我們不可能一一去做.同學(xué)們由剛才所做的實(shí)驗(yàn)得出：m、r、ω越大，F(xiàn)越大；若將實(shí)驗(yàn)稍加改進(jìn)，如教材中所介紹的小實(shí)驗(yàn)，加一彈簧秤測(cè)出F，可粗略得出結(jié)論(要求同學(xué)回去做).我們還可以設(shè)計(jì)很多實(shí)驗(yàn)都能得出這一結(jié)論，說(shuō)明這是一個(gè)帶有共性的結(jié)論.測(cè)出m、r、ω的值，可知向心力大小為：F=mrω2.二、實(shí)驗(yàn)：用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力表達(dá)式原理：如圖所示，讓細(xì)繩擺動(dòng)帶動(dòng)小球做圓周運(yùn)動(dòng)，逐漸增大角速度直到繩剛好拉直，用秒表測(cè)出n轉(zhuǎn)的時(shí)間t，計(jì)算出周期T，根據(jù)公式計(jì)算出小球的角速度ω.用刻度尺測(cè)出圓半

8、徑r和小球距懸點(diǎn)的豎直高度h,計(jì)算出角θ的正切值.向心力F=mgtanθ,測(cè)出數(shù)值驗(yàn)證公式mgtanθ=mrω2.討論交流1.根據(jù)我們前面的學(xué)習(xí)，大家討論生活中你所遇到的圓周運(yùn)動(dòng)中是哪些力在提供向心力.強(qiáng)調(diào)：向心力不是像重力、彈力、摩擦力那樣作為某種性質(zhì)的力來(lái)命名的.它是從力的作用效果來(lái)命名的，凡是產(chǎn)生向心加速度的力，不管是屬于哪種性質(zhì)的力，都是向心力.2.由物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知，物體必定受到一個(gè)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(yùn)動(dòng)是一種曲線運(yùn)動(dòng)，勻速圓周運(yùn)