小學(xué)健康的教案

向心力的實(shí)例分析。

一名優(yōu)秀的教師就要對(duì)每一課堂負(fù)責(zé)，高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是教師工作中的一部分。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容，幫助高中教師營(yíng)造一個(gè)良好的教學(xué)氛圍。優(yōu)秀有創(chuàng)意的高中教案要怎樣寫呢？以下是小編為大家收集的“向心力的實(shí)例分析”供大家借鑒和使用，希望大家分享！

向心力的實(shí)例分析學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
（1）．知道向心力是使物體產(chǎn)生向心加速度的原因．
（2）．會(huì)在具體問題中分析向心力的來源，并能初步應(yīng)用公式計(jì)算．
（3）．能理解運(yùn)用勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律分析和處理生產(chǎn)和生活中的具體實(shí)例．
（4）．知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運(yùn)動(dòng)，會(huì)求變速圓周運(yùn)動(dòng)中物體在特殊點(diǎn)的向心力和向心加速度．
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】會(huì)在具體問題中分析向心力的來源，并結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解有關(guān)問題．
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】
1．具體問題中向心力的來源．
2．對(duì)變速圓周運(yùn)動(dòng)的理解和處理．
【學(xué)習(xí)過程】
一、復(fù)習(xí)提問
提問1：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體有什么特點(diǎn)？

提問2：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力就是物體受到的合外力，那么什么樣的力可以提供或充當(dāng)向心力呢？

提問3：向心力是一種實(shí)際存在的力嗎？在受力分析中如何處理向心力？在實(shí)際問題中又如何確定向心力的大小呢？
展示生活中的圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例的圖片或影片，生活中有很多物體在做圓周運(yùn)動(dòng)，他們的向心力是由哪些力來提供呢？這節(jié)課我們結(jié)合生活中一些具體的問題來分析向心力的來源問題。
二、新課學(xué)習(xí)
（一）、火車轉(zhuǎn)彎問題
1．分析火車在平直軌道上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受什么力？

2．如果火車在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)彎時(shí)情況又有何不同呢？。

3．火車轉(zhuǎn)彎做的是一段圓周運(yùn)動(dòng)，需要有力來提供火車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，而平直路前行不需要．那么火車轉(zhuǎn)彎時(shí)是如何獲得向心力的?

4．高速行駛的火車的輪緣與鐵軌擠壓的后果會(huì)怎樣?
如何解決這一實(shí)際問題?結(jié)合學(xué)過的知識(shí)加以討論，提出可行的解決方案，并畫出受力圖，加以定性說明．
交流與討論
學(xué)生發(fā)揮自己的想象能力，結(jié)合知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案．結(jié)合受力圖發(fā)表自己的見解……
設(shè)計(jì)的方案：
5．運(yùn)用剛才的分析進(jìn)一步討論：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度多大時(shí)才不至于對(duì)內(nèi)外軌道產(chǎn)生相互擠壓?
選擇合適的彎道傾斜角度，使向心力僅由支持力FN和重力G的合力F合提供：
F向=mv02/r=F合=mgtanθ
v0=
討論：
（1）當(dāng)v=v0，F(xiàn)向=F合內(nèi)外軌道對(duì)火車兩側(cè)車輪輪緣都無(wú)彈力。
（2）當(dāng)vv0，F(xiàn)向F合外軌道對(duì)外側(cè)車輪輪緣有彈力。
（3）當(dāng)vv0，F(xiàn)向F合內(nèi)軌道對(duì)內(nèi)側(cè)車輪輪緣有彈力。
6．提問：要使火車轉(zhuǎn)彎時(shí)損害最小，對(duì)行駛的速度有什么要求？

〖拓展應(yīng)用〗
1．解釋下列現(xiàn)象：
（1）．為什么高速公路彎道處外高內(nèi)低，超速車道比主車道更傾斜？

（2）．在場(chǎng)地自行車比賽中，為什么比賽路面也是外高內(nèi)低，

（3）．飛機(jī)要在空中實(shí)施水平轉(zhuǎn)彎，應(yīng)該怎樣飛行？

（4）．汽車在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)彎是什么力提供向心力？

（二）、汽車過拱形橋（只限在最高點(diǎn)）
分析汽車過橋的特點(diǎn)
1．汽車過橋時(shí)做什么運(yùn)動(dòng)？在最高點(diǎn)汽車受什么力的作用？什么力提供汽車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力？

投影問題情境：質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛，若橋面的圓弧半徑為R，試畫出受力分析圖，分析汽車通過橋的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力．通過分析你可以得出什么結(jié)論?汽車在橋頂出現(xiàn)什么現(xiàn)象？
2．當(dāng)汽車對(duì)橋的壓力剛好減為零時(shí)，汽車的速度有多大，當(dāng)汽車的速度大于這個(gè)速度時(shí)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？

3．分析汽車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)，汽車對(duì)橋的壓力比汽車的重力大些還是小些？
4．剛才同學(xué)們分析了汽車在拱形橋最高點(diǎn)和凹形橋的最低點(diǎn)的情形，如果汽車不在拱形橋的最高點(diǎn)或最低點(diǎn)，前面的結(jié)論還是否能用?如果不能直接運(yùn)用，又如何來研究這一問題呢?

〖拓展應(yīng)用〗
下面請(qǐng)同學(xué)看影片回答問題
1、雜技”水流星”在通過最高點(diǎn)時(shí)為什么水沒有流出來？

2、演示小球過“山車”，學(xué)生求小球過“山車”在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)最小速度（知小球過“山車”在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R）

3、滿足什么條件如圖所示的翻滾過山車就不會(huì)從最高點(diǎn)掉不下來？

4、思維拓展-------思考與討論
地球可以看做一個(gè)巨大的拱形橋。汽車沿南北行駛，不斷加速。請(qǐng)思考：會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況。速度大到一定程度時(shí)，地面對(duì)車的支持力是零，此時(shí)汽車處于什么狀態(tài)？駕駛員與座椅間的壓力是多少？駕駛員軀體各部分間的壓力是多少？駕駛員此時(shí)可能有什么感覺？

[課堂訓(xùn)練]
例：一輛質(zhì)量m=2t的小轎車，駛過半徑R=90m的一段圓弧形橋面，求：
(1)若橋面為凹形，汽車以20m／s的速度通過橋面最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面壓力是多大?
(2)若橋面為凸形，汽車以l0m／s的速度通過橋面最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面壓力是多大?
(3)汽車以多大速度通過凸形橋面頂點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面剛好沒有壓力？
【課堂小結(jié)】
本節(jié)課通過一些具體的實(shí)例探究了物體在水平面內(nèi)和豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，知道了在具體圓周運(yùn)動(dòng)中如何來確定向心力。用向心力公式求解問題時(shí)的解題步驟如何？
（1）明確研究對(duì)象，確定它在哪個(gè)平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，找到圓心和半徑；
（2）確定研究對(duì)象在某個(gè)位置所處的狀態(tài)，進(jìn)行具體的受力分析，分析哪些力提供了向心力；
（3）根據(jù)牛頓第二定律，以及向心力公式列方程；
（4）解方程，對(duì)結(jié)果進(jìn)行必要的討論。
【閱讀資料】
海南汽車試驗(yàn)場(chǎng)
海南汽車試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)環(huán)境優(yōu)美，花香鳥語(yǔ)，各種試驗(yàn)道路縱橫交錯(cuò)，形成一道獨(dú)特的風(fēng)景線。其中，高速性能試驗(yàn)跑道尤為特別，它全長(zhǎng)6公里，是我國(guó)最長(zhǎng)的高速試車道，南北兩個(gè)環(huán)道有如兩個(gè)環(huán)型墻壁繞成一圈，跑道兩邊高差達(dá)5米多，有兩層樓高，路面與地平面的夾角成43度多，當(dāng)汽車在上面駕駛時(shí)，有如飛車走壁一般，真叫人驚嘆不已。
有機(jī)會(huì)乘上試驗(yàn)車在高速跑道上奔馳一圈，感受更為奇妙：從車內(nèi)往外看，車好象是貼著斜壁，如履平地，疾走如飛；而此時(shí)乘客的感覺，象是被一股力量緊緊地吸住，如果揮動(dòng)雙手將有一種沉重感，這種感覺是在一般跑道上無(wú)法感受到的。

延伸閱讀

向心力

總課題曲線運(yùn)動(dòng)總課時(shí)第8課時(shí)
課題向心加速度向心力課型習(xí)題課
教
學(xué)
目
標(biāo)1．進(jìn)一步掌握向心力、向心加速度的有關(guān)知識(shí)，理解向心力、向心加速度的概念。
2．熟練應(yīng)用向心力、向心加速度的有關(guān)公式分析和計(jì)算有關(guān)問題
教學(xué)
重點(diǎn)理解向心力、向心加速度的概念并會(huì)運(yùn)用它們解決實(shí)際問題。
教學(xué)
難點(diǎn)應(yīng)用向心力、向心加速度的有關(guān)公式分析和計(jì)算有關(guān)問題。
學(xué)法
指導(dǎo)合作探究、精講精練、
教學(xué)
準(zhǔn)備圓錐擺
教學(xué)
設(shè)想知識(shí)回顧→學(xué)生掌握基本公式，基本概念→合作探究→突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)→典型例題分析→鞏固知識(shí)→達(dá)標(biāo)提升
上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了向心力、向心加速度的知識(shí)，要掌握它們的含義及求解公式，弄清它們間的聯(lián)系，為后面的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。下面我們通過習(xí)題課加深對(duì)上節(jié)課知識(shí)的理解和應(yīng)用。
教學(xué)過程
師生互動(dòng)補(bǔ)充內(nèi)容或錯(cuò)題訂正

任務(wù)一知識(shí)回顧
（獨(dú)立完成下列問題）
1．什么是向心力、向心加速度？
（1）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的始終指向的合力，叫做向心力。
注意:向心力是根據(jù)力的作用效果命名的，不是一種新的性質(zhì)的力。向心力的作用效果：只改變運(yùn)動(dòng)物體的速度方向，不改變速度大小。
（2）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的沿半徑指向的加速度，叫做向心加速度。
2．向心加速度和向心力的大小怎樣計(jì)算？

（1）、向心加速度公式：ａ＝＝＝

(2)、向心力公式：F＝＝＝
任務(wù)二典型例題分析

例題1、如圖所示，用同樣材料做成的A、B、c三個(gè)物體放在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)．已知三物體質(zhì)量間的關(guān)系ma=2mb=3mc，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之間的關(guān)系是rC=2rA=2rB，那么以下說法中錯(cuò)誤的是：()
A．物體A受到的摩擦力最大
B．物體B受到的摩擦力最小
C．物體C的向心加速度最大
D．轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速加快時(shí)，物體B最先開始滑動(dòng)

合作與交流：如圖所示，細(xì)繩一端系著質(zhì)量為M＝0.6kg的物體，靜止在水平面上，另一端通過光滑小孔吊著質(zhì)量為m＝0.3kg的物體，M與圓孔的距離為0.2m．M和水平面的最大靜摩擦力為2N．現(xiàn)使此平面繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)．問角速度ω在什么范圍內(nèi)，m會(huì)處于靜止?fàn)顟B(tài)?(g＝10m/s2)

例題2．內(nèi)壁光滑圓錐筒固定不動(dòng)，其軸線豎直，如圖，兩質(zhì)量相同的小球A和B緊貼內(nèi)壁分別在圖示所在的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）
A．A球的線速度必定大于B球的線速度
B．A球?qū)ν脖诘膲毫Ρ囟ù笥贐球?qū)ν脖诘膲毫?br> C．A球的角速度必定大于B球的角速度
D．A球的運(yùn)動(dòng)周期必定大于B球的運(yùn)動(dòng)周期

合作與交流：如圖所示，已知水平桿長(zhǎng)L1=0.1米，繩長(zhǎng)L2=0.2米，小球m的質(zhì)量m=0.3千克，整個(gè)裝置可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)該裝置以某一角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，繩子與豎直方向成30°角．g取10m/s2，求：
（1）試求該裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；
（2）此時(shí)繩的張力是多大？

任務(wù)三達(dá)標(biāo)提升
1．下列說法正確的是?
A．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種勻速運(yùn)動(dòng)?
B．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種勻變速運(yùn)動(dòng)?
C．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變加速運(yùn)動(dòng)?
D．物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)其合力不改變線速度的大小
2．下列關(guān)于向心力的論述中，正確的是：（）
A.物體做圓周運(yùn)動(dòng)后，過一段時(shí)間后就會(huì)受到向心力
B.向心力與重力、彈力、摩擦力一樣是一種特定的力，它只有物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)才產(chǎn)生。
C.向心力可以是重力、彈力、摩擦力等力中的某一種力，也可以是這些力中某幾個(gè)力的合力。
D.向心力既可能改變物體運(yùn)動(dòng)的方向，又可能改變物體運(yùn)動(dòng)的快慢
3．一個(gè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，它的轉(zhuǎn)速如果增加到原來的4倍，軌道半徑變?yōu)樵瓉淼?/4，則向心加速度為：
A.與原來的相同B.原來的4倍
C.原來的8倍D.原來的16倍
4．關(guān)于質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的下列說法中，正確的是（）
A．由a=v2/r可知，a與r成反比B．由a=ω2r可知，a與r成正比
C．由v=ωr可知，ω與r成反比D．由ω=2π/T可知，ω與T成反比
5．如圖5所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁上緊靠著一個(gè)物體一起運(yùn)動(dòng)，物體所受向心力是?
A．重力B．彈力?
C．靜摩擦力D．滑動(dòng)摩擦力?
6．如圖所示的兩輪以皮帶傳動(dòng)，沒有打滑，A、B、C三點(diǎn)的位置關(guān)系如圖，若r1r2，O1C=r2，則三點(diǎn)的向心加速度的關(guān)系為()
A．a(chǎn)A=aB=aCB．a(chǎn)CaAaB
C．a(chǎn)CaAaBD．a(chǎn)C=aBaA
7．汽車在半徑為R的水平彎道上轉(zhuǎn)彎，車輪與地面的摩擦系數(shù)為μ，那么汽車行駛的最大速率為_____。
8．一個(gè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體若其半徑不變，角速度增加為原來的2倍時(shí)，所需的向心力比原來增加了60N，物體原來所需的向心力是N．?
9、質(zhì)量為1．0kg的物體放在可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤上，物體與轉(zhuǎn)軸間用輕彈簧相連．物體與轉(zhuǎn)盤問最大靜摩擦力是重力的0．1倍，彈簧的勁度系數(shù)為600N／m，原長(zhǎng)為4cm，此時(shí)圓盤處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示．
（1）圓盤開始轉(zhuǎn)動(dòng)后，要使物體與圓盤保持相對(duì)靜止，圓盤的最大角速度ω0=
(2)當(dāng)角速度達(dá)到2ω0時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量X=．(g取10m／s2)

“向心力”教學(xué)設(shè)計(jì)

一般給學(xué)生們上課之前，老師就早早地準(zhǔn)備好了教案課件，規(guī)劃教案課件的時(shí)刻悄悄來臨了。在寫好了教案課件計(jì)劃后，這樣我們接下來的工作才會(huì)更加好！你們會(huì)寫多少教案課件范文呢？小編特地為您收集整理““向心力”教學(xué)設(shè)計(jì)”，希望對(duì)您的工作和生活有所幫助。

一、教學(xué)內(nèi)容分析

向心力是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的合外力，它是本章圓周運(yùn)動(dòng)的重點(diǎn)。由于這一節(jié)內(nèi)容比較多，可分為兩個(gè)課時(shí)，第一課時(shí)講述有關(guān)向心力的概念，第二課時(shí)是生活中向心力的應(yīng)用實(shí)例，而本--是第一課時(shí)有關(guān)向心力的概念。本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)是學(xué)生如何建立向心力的概念，為了使學(xué)生容易接受，教材采取以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)加上必要的簡(jiǎn)單的理論分析的方法，在這里，編者增加了一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，就是借助向心力演示器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，把學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)論逐一驗(yàn)證，從而驗(yàn)證了向心力公式，更有力說明了實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和重要性。課本35頁(yè)中的“討論與交流”這一點(diǎn)學(xué)生往往覺得抽象，只是理論來分析，這里編者把它改成實(shí)驗(yàn)探究，這樣學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)親身感受，定性分析，這比理論分析更具有說服力。

二、教學(xué)對(duì)象分析

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，更深一步來分析，為什么線速度的方向時(shí)刻在變？是什么力來改變物體的這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這個(gè)力有何特點(diǎn)？學(xué)生帶著這些疑問來進(jìn)入本節(jié)課的學(xué)習(xí)。

三、--思想及策略

在以往的教學(xué)中，課堂教學(xué)實(shí)施往往過于注重知識(shí)傳授傾向，老師滿堂灌，學(xué)生被動(dòng)的接受，很難從多方面培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。而新課程強(qiáng)調(diào)“將學(xué)習(xí)的重心從過分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳承和積累向獲取知識(shí)的探究過程轉(zhuǎn)化，從學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)向主動(dòng)獲取知識(shí)轉(zhuǎn)化，從而培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的精神”。為此本--和教學(xué)實(shí)施就是采用學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究和教師演示實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)法。

本節(jié)首先通過日常生活經(jīng)驗(yàn)和觀察中的兩個(gè)實(shí)例，提出問題，加上老師的即時(shí)演示實(shí)驗(yàn)，其現(xiàn)象更加深學(xué)生心中的疑惑，激發(fā)他們求知探索的欲望，更易引起學(xué)習(xí)的興趣。然后學(xué)生親身進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究來感受向心力。當(dāng)學(xué)生對(duì)向心力的概念有了一定的認(rèn)識(shí)后，就進(jìn)一步提出向心力的大小與哪些因素有關(guān)呢？可以先讓學(xué)生根據(jù)前述實(shí)驗(yàn)做出猜想，然后再讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)猜想進(jìn)行驗(yàn)證，教師可以按照教材的設(shè)計(jì)指導(dǎo)學(xué)生完成，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)向心力的感性認(rèn)識(shí)。教師還借助了向心力演示器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，把學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)論逐一驗(yàn)證，從而驗(yàn)證了向心力公式。接著運(yùn)用牛頓第二定律，給出向心加速度的公式，讓學(xué)生明白勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度的大小不變，但方向時(shí)刻在改變。最后把課本35頁(yè)的“討論與交流”改成實(shí)驗(yàn)探究，這樣學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)親身感受，定性分析，這比理論分析更具有說服力。

本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)是學(xué)生如何建立向心力的概念，而突破這一點(diǎn)的辦法是讓學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身感受，獲得感性認(rèn)識(shí)。由于本節(jié)課學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)比較多，教學(xué)中老師需根據(jù)學(xué)生的實(shí)際能力去引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，必要時(shí)做出指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)中提倡學(xué)生敢于動(dòng)手，嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、耐心的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并能分析，小組之間討論與交流，歸納結(jié)論。本節(jié)課以實(shí)驗(yàn)探究為主線，以問題和小組交流貫穿課堂的始終，把傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力和學(xué)生情感有機(jī)的結(jié)合起來。

四、教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

教

學(xué)

目

標(biāo)

知識(shí)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(guān)，理解公式的含義。

3．理解向心加速度的概念，結(jié)合牛頓第二定律得出向心加速度的公式。

過程與方法

1．通過實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)和感受做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體需要向心力。

2．先猜想影響向心力大小的因素，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

3．通過演示實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式，結(jié)合牛頓第二定律得出向心加速度的公式。

情感態(tài)度與價(jià)值觀

1．通過親身的探究活動(dòng)，使學(xué)生獲得成功的樂趣，培養(yǎng)學(xué)生參與物理活動(dòng)的興趣。

2．培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的求知欲，樂于參與觀察，敢于實(shí)驗(yàn)，體會(huì)實(shí)驗(yàn)在探索物理規(guī)律中的作用和方法。

3．培養(yǎng)學(xué)生事實(shí)求是、尊重客觀規(guī)律的科學(xué)態(tài)度，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、耐心的實(shí)驗(yàn)修養(yǎng)。

教學(xué)重點(diǎn)

1．理解向心力的概念。

2．學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究：感受向心力和影響向心力大小的因素。

教學(xué)難點(diǎn)

理解向心力的概念。

五、教法學(xué)法

學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究，教師演示實(shí)驗(yàn)相結(jié)合；學(xué)生思考、猜想、討論，教師提問、講解相結(jié)合。

六、教學(xué)用具和課時(shí)安排

質(zhì)量不同的小物體（鋼球、木球）、小繩、圓珠筆桿、向心力演示器、圓環(huán)軌道、CAI課件、多媒體投影設(shè)備。

課時(shí)安排1課時(shí)。

七、教學(xué)流程圖

八、教學(xué)過程

教學(xué)

環(huán)節(jié)

教學(xué)內(nèi)容及教師組積活動(dòng)

學(xué)生主體活動(dòng)

設(shè)計(jì)意圖及說明

情景

設(shè)疑

引入

新課

1．同學(xué)們跑步轉(zhuǎn)彎時(shí)，身體會(huì)自然的怎么樣？（例如4*100米接力賽）

2．在濕滑的水泥路上轉(zhuǎn)彎時(shí)，無(wú)論是騎自行車還是駕車，必須怎么辦？

3．教師演示：把小球在不同的高度沿著斜面軌道滾下時(shí)，觀察通過圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的情況。（例如娛樂場(chǎng)所里玩“過山車”游戲）你知道其中的奧秘嗎？物體做圓周運(yùn)動(dòng)的條件是什么？這就是我們這一節(jié)課要探究的問題了。

1．由于學(xué)生對(duì)前面的兩個(gè)問題有很豐富的日常經(jīng)驗(yàn)，會(huì)大膽發(fā)言。

2．觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)現(xiàn)象和老師提出的問題進(jìn)行思考，產(chǎn)生懸念。

從日常生活情景中構(gòu)建物理情景，以培養(yǎng)學(xué)生把生活與物理聯(lián)系一起的習(xí)慣，特別是演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，使學(xué)生產(chǎn)生懸念，激發(fā)好奇心和探索欲望。

實(shí)

驗(yàn)

與

探

究

教師指導(dǎo)學(xué)生做課本實(shí)驗(yàn)，提出問題：1．你牽繩的手有什么感覺？2．如果增大或減小小球的線速度，手的感覺有何變化？3．如果松手，將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？4．小球勻速圓周運(yùn)動(dòng)受到哪些力的作用？合外力是哪個(gè)？這個(gè)力起什么作用？

學(xué)生親身進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，然后小組討論交流，歸納結(jié)論，回答老師的提問。

這實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易做，效果明顯，學(xué)生通過親身感受使學(xué)生獲得成功的樂趣，實(shí)際教學(xué)效果表明學(xué)生樂于參與觀察，敢于實(shí)驗(yàn)。

引

出

向

心

力

概

念

1．承上啟下，引出向心力的概念：維持物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要一個(gè)指向圓心的力的作用，這個(gè)力就叫向心力。

2．配合演示動(dòng)畫片。

3．教師強(qiáng)調(diào)：使物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力只是合外力，并不是真正受到的力；向心力的作用只是改變速度的方向，不改變速度的大小。（舉例對(duì)比：F與V同一直線時(shí)，F(xiàn)對(duì)V的作用）

引導(dǎo)學(xué)生回答物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件。

學(xué)生觀察、思考、回答、理解、記錄。

向心力的概念是本課的難點(diǎn)，加上新教材沒有明確向心力的概念，教師應(yīng)深入淺出地做出理論分析，使學(xué)生容易接受。

猜

想

與

假

設(shè)

1．教師提出問題：向心力的大小與哪些因素有關(guān)？

2．引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并對(duì)猜想進(jìn)行驗(yàn)證。

學(xué)生根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)作出猜想，一般學(xué)生都會(huì)各抒己見，大膽發(fā)表自己的猜想。最后師生共同討論，得出實(shí)驗(yàn)探究的方案。

學(xué)生經(jīng)歷了“提出問題→猜想與假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→實(shí)驗(yàn)探究→分析與論證→交流與合作→得出結(jié)論”等一系列過程，親身體會(huì)到科學(xué)探究的過程

實(shí)

驗(yàn)

與

探

究

教師演示動(dòng)畫片，讓學(xué)生知道怎樣使用器材探究。同時(shí)明確：細(xì)繩的拉力提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力。注意用牽細(xì)繩的手的感覺來判斷向心力的大小。教師強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意安全。

用先前準(zhǔn)備的空心圓珠筆桿和實(shí)驗(yàn)室配備的帶小繩的鐵球、木球。

學(xué)生按照先前設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與探究，對(duì)猜想進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)后小組內(nèi)互相交流感受，進(jìn)行分析、討論、總結(jié)結(jié)論：（1）當(dāng)m、相同時(shí)，r越大F越大。（2）當(dāng)m、r相同時(shí)，越大F越大。（3）當(dāng)、r相同時(shí)，m越大F越大。

培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、耐心的實(shí)驗(yàn)修養(yǎng)。

演

示

實(shí)

驗(yàn)

教師先介紹向心力演示器的結(jié)構(gòu)和使用方法，然后進(jìn)行如下操作如下：

（1）用質(zhì)量比為2：1的鋼球和鋁球，使他們運(yùn)動(dòng)的半徑r和相同，觀察得到露出的紅白相間方格數(shù)比值為2：1，即兩個(gè)球所受向心力的比值也為2：1，因此F與m成正比。

（2）當(dāng)m、相同時(shí)，半徑比為2：1，向心力的比值也為2：1，因此F與r成正比。（3）當(dāng)m、r相同時(shí)，比值為2：1，向心力的比值為4；1，因此F與2成正比。

教師由此驗(yàn)證向心力大小的公式：F＝mr2

學(xué)生觀察、思考、分析，然后根據(jù)推導(dǎo)向心力的另一表達(dá)式。

培養(yǎng)學(xué)生事實(shí)求是、尊重客觀規(guī)律的科學(xué)態(tài)度，讓學(xué)生體會(huì)到實(shí)驗(yàn)在探索物理規(guī)律中的作用和方法。

引出

向心

加速

度的

概念

做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在向心力F的作用下必然要產(chǎn)生一個(gè)加速度，根據(jù)牛頓第二定律得到：這個(gè)加速度的方向與向心力的方向相同，所以稱為向心加速度。（對(duì)比：直線運(yùn)動(dòng)中的加速度與向心加速度的區(qū)別。）

學(xué)生結(jié)合牛頓第二定律得到：

讓學(xué)生明白勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度的大小不變，但方向時(shí)刻在改變。所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)又是一種變速運(yùn)動(dòng)。

實(shí)

驗(yàn)

與

探

究

看課本35頁(yè)的“討論與交流”，引導(dǎo)學(xué)生從公式和轉(zhuǎn)換成公式F＝mr2和進(jìn)行探究：同一物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)半徑比較大時(shí)，向心力比較大還是比較??？教師引導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，如圖示：

其中小球分別到繩結(jié)A、B的距離比為2：1。引導(dǎo)學(xué)生手握繩子，使小球在水平方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)另一位學(xué)生幫助：看著手表，每秒鐘喊2次口令。

操作一：手握繩結(jié)A，手握繩子，使小球每2次口令運(yùn)動(dòng)1周，即每秒1周。

操作二：改為手握繩結(jié)B，仍使小球每秒運(yùn)動(dòng)1周。

操作三：又改為手握繩結(jié)A，但使小球每秒鐘運(yùn)動(dòng)2周。

以上3次實(shí)驗(yàn)學(xué)生注意體會(huì)繩子拉力的大小。

師生共同歸納：操作一與操作二m、相同，但r越大F就越大。操作二與操作三m、v相同，但r越小反而F就越大。

學(xué)生對(duì)課本35頁(yè)的“討論與交流”往往有點(diǎn)迷糊，難以理解。現(xiàn)在能通過實(shí)驗(yàn)親身感受，定性分析，學(xué)生才確信真理，這比理論分析更有說服力。

舉一反三，即從公式看，當(dāng)一定時(shí)，a與r成正比；從公式看，當(dāng)v一定時(shí)，a與r成反比。

總結(jié)與

作業(yè)

1．對(duì)本節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)。

2．作業(yè)：練習(xí)課本37頁(yè)習(xí)題1、2

學(xué)生知識(shí)回顧

鞏固所學(xué)的知識(shí)

檢測(cè)所學(xué)的知識(shí)

九、教學(xué)反思

上完這節(jié)課后，從整個(gè)課堂活動(dòng)中看，學(xué)生很喜歡老師多舉一些生活的實(shí)例，能大膽發(fā)言。比如教師情景設(shè)疑導(dǎo)入新課，強(qiáng)烈的激發(fā)學(xué)生好奇心和探索欲望，課堂氣氛非常好；教師叫學(xué)生猜想時(shí)，他們都很活躍，各抒己見。在課堂中，學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)比較多，但他們的積極性很高，每個(gè)學(xué)生都在“玩”那個(gè)帶繩子的小球。就這樣，這節(jié)課就在學(xué)生的探究性活動(dòng)中結(jié)束了，學(xué)生通過親自動(dòng)手，親身感受，在這“玩”當(dāng)中獲得了成功的愉悅，這種充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位和以學(xué)生為主的探究實(shí)驗(yàn)課，比老師講和做好得多，達(dá)到了事半功倍的效果！

本節(jié)課的難點(diǎn)是如何建立向心力的概念，特別是讓學(xué)生理解向心力并不是物體真正受到的力，這一點(diǎn)比較抽象，教師應(yīng)注意把握語(yǔ)言的簡(jiǎn)練，深入淺出的加以說明。由于整堂課探究實(shí)驗(yàn)較多，要注意控制好時(shí)間，如果時(shí)間確實(shí)不夠，可以課堂練習(xí)一些題目，把最后的探究實(shí)驗(yàn)留在課后“做一做”。

十、課后點(diǎn)評(píng)

本--和教學(xué)實(shí)施都落實(shí)了高中物理新課程的目標(biāo)要求，體現(xiàn)了新課程的精神，采取“學(xué)生自主探究，教師啟發(fā)導(dǎo)學(xué)”的新教法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生自主探究。本--讓學(xué)生經(jīng)歷了“提出問題→猜想與假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→實(shí)驗(yàn)探究→分析與論證→交流與合作→得出結(jié)論”等一系列過程，親身體會(huì)到科學(xué)探究的過程。通過實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生人人參與，親身體驗(yàn)探究過程，活躍學(xué)生思維，并在探究中突破教學(xué)難點(diǎn)。教師結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)，同時(shí)充分利用“多媒體課堂輔助教學(xué)資料庫(kù)”的教學(xué)課件，使課堂的教學(xué)效果大大提高。這是一節(jié)科學(xué)的、操作性很強(qiáng)的--案例。

向心力與向心加速度

4.2《向心力與向心加速度》學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
（一）知識(shí)與技能
1、理解向心加速度和向心力的概念
2、知道向心力、向心加速度與線速度、角速度的關(guān)系式。
3、能夠運(yùn)用向心力公式求解有關(guān)問題。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】
理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)中加速度的產(chǎn)生原因，掌握向心力的確定方法和計(jì)算公式。
【知識(shí)要點(diǎn)】
1．向心力
（1）大?。?br> （2）方向：總指向圓心，時(shí)刻變化
（3）“向心力”是一種效果力。任何一個(gè)力，或者幾個(gè)力的合力，或者某一個(gè)力的某個(gè)分力，只要其效果是使物體做圓周運(yùn)動(dòng)的，都可以作為向心力?！跋蛐牧Α辈灰欢ㄊ俏矬w所受合外力。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，向心力就是物體所受的合外力，總是指向圓心。做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，向心力只是物體所受合外力在沿著半徑方向上的一個(gè)分力，合外力的另一個(gè)分力沿著圓周的切線，使速度大小改變。
2．向心加速度
做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，加速度方向始終指向，這個(gè)加速度叫做。
3、向心加速度的大小表達(dá)式有an＝、an＝等。
4、勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一個(gè)加速度大小不變、方向時(shí)刻變化的變加速曲線運(yùn)動(dòng)。

3．處理方法：
一般地說，當(dāng)做圓周運(yùn)動(dòng)物體所受的合力不指向圓心時(shí)，可以將它沿半徑方向和切線方向正交分解，其沿半徑方向的分力為向心力，只改變速度的方向，不改變速度的大?。黄溲厍芯€方向的分力為切向力，只改變速度的大小，不改變速度的方向。分別與它們相應(yīng)的向心加速度描述速度方向變化的快慢，切向加速度描述速度大小變化的快慢。
做圓周運(yùn)動(dòng)物體所受的向心力和向心加速度的關(guān)系同樣遵從牛頓第二定律：Fn=man在列方程時(shí)，根據(jù)物體的受力分析，在方程左邊寫出外界給物體提供的合外力，右邊寫出物體需要的向心力（可選用等各種形式）。

【典型例題】

例1如圖所示，將一質(zhì)量為m的擺球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩吊起，上端固定，使擺球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，細(xì)繩就會(huì)沿圓錐面旋轉(zhuǎn)，這樣就構(gòu)成了一個(gè)圓錐擺，則關(guān)于擺球A的受力情況，下列說法中正確的是（）
A．?dāng)[球受重力、拉力和向心力的作用
B．?dāng)[球受拉力和向心力的作用
C．?dāng)[球受重力和拉力的作用
D．?dāng)[球受重力和向心力的作用
【解析】：我們?cè)谶M(jìn)行受力分析時(shí)，“物體受到哪幾個(gè)力的作用”中的力是指按照性質(zhì)命名的力，顯然，物體只受重力G和拉力FT的作用，而向心力F是重力和拉力的合力，如圖所示。也可以認(rèn)為向心力就是FT沿水平方向的分力FT2，顯然，F(xiàn)T沿豎直方向的分力FT1與重力G平衡。所以，本題正確選項(xiàng)為C。
例2如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動(dòng)，有兩個(gè)質(zhì)量相等的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則以下說法中正確的是（）
A．A球的線速度必定大于B球的線速度
B．A球的角速度必定小于B球的線速度
C．A球的運(yùn)動(dòng)周期必定小于B球的運(yùn)動(dòng)周期
D．A球的向心加速度必定小于B球的向心加速度
答案：AB
【解析】：小球A和B的受力情況如圖所示，由圖可知，兩球的向心力都來源于重力G和支持力FN的合力，建立如圖所示的坐標(biāo)系，則有：
FN1＝FNsinθ＝mg
FN2＝FNcosθ＝F
所以F＝mgcotθ。
也就是說FN在指向圓心方向的分力即合力F＝mgcotθ提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，可見A、B兩球受力情況完全一樣，當(dāng)然向心力肯定也大小相等。由于前提是兩球的向心力一樣，所以比較時(shí)就好比較了
比較兩者線速度大小時(shí)，由F＝mv2r可知：r越大，v一定較大，因此選項(xiàng)A正確。
比較兩者角速度大小時(shí)，由F＝mrω2可知：r越大，ω一定較小，因此選項(xiàng)B正確。
比較兩者的運(yùn)動(dòng)周期時(shí)，由F＝mr（2πT）2可知：r越大，T一定較大，因此選項(xiàng)C不正確。
由a=Fm，可知，兩球的向心加速度一樣大，因此選項(xiàng)D不正確。
例3如圖所示，細(xì)繩的一端固定于O點(diǎn)，另一端系一個(gè)小球，在O點(diǎn)的正下方釘一個(gè)釘子A。讓小球從一定高度擺下，經(jīng)驗(yàn)告訴我們，當(dāng)細(xì)繩與釘子相碰時(shí)，如果釘子的位置越靠近小球，繩就越容易斷。請(qǐng)用圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)加以論證。
【解析】：在繩子與釘子相碰的瞬間，速度大小不變，但小球從大半徑的圓周運(yùn)動(dòng)突變到小半徑的圓周運(yùn)動(dòng)，所以由于v不變，根據(jù)公式知：r越小，F(xiàn)越大，故繩越易斷。

【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】
1．關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的向心加速度方向，下列說法正確的是（）
A．與線速度方向始終相同B．與線速度方向始終相反
C．始終指向圓心D．始終保持不變
2．關(guān)于質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的下列說法正確的是（）
A．由a=v2/r，知a與r成反比
B．由a=ω2r，知a與r成正比
C．由ω=v/r，知ω與r成反比
D．由ω=2πn，知ω與轉(zhuǎn)速n成正比
3．A、B兩小球都在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A球的軌道半徑是B球軌道半徑的2倍，A的轉(zhuǎn)速為30r/min，B的轉(zhuǎn)速為15r/min。則兩球的向心加速度之比為（）
A．1：1B．2：1C．4：1D．8：1
4．如圖所示，輕桿的一端有一個(gè)小球，另一端有光滑的固定軸O．現(xiàn)給球一初速度，使球和桿一起繞O軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，用F表示球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)桿對(duì)小球的作用力，則F（）
A．一定是拉力
B．一定是推力
C．一定等于零
D．可能是拉力，可能是推力，也可能等于零
5．一質(zhì)點(diǎn)沿著半徑r=1m的圓周以n=1r/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖，試求：
(1)從A點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過1/4s的時(shí)間質(zhì)點(diǎn)速度的變化；
(2)質(zhì)點(diǎn)的向心加速度的大小。

【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練參考答案】
1．C
2．D
3．D
4．D
5．解析(1)求出1/4s的時(shí)間連接質(zhì)點(diǎn)的半徑轉(zhuǎn)過的角度是多少；
(2)求出質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)和1/4s末線速度的大小和方向。
(3)由矢量減法作出矢量三角形。
(4)明確邊角關(guān)系，解三角形求得Δv的大小和方向。
(5)根據(jù)an=v2/r或an=ω2r求出向心加速度的大小。
答案(1)Δv=2πm/s方向與OA連線成45°角指向圓心O(2)a=4π2m/s2

高一物理向心力與向心加速度