高中物理加速度教案
發(fā)表時(shí)間：2020-09-28《向心力和向心加速度》教學(xué)反思。
《向心力和向心加速度》教學(xué)反思
1.教材的處理
向心力和向心加速度的學(xué)習(xí)，都是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)，向心加速度概念的引入和理解在過去的教學(xué)中是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，但在現(xiàn)在的教材中這個(gè)難點(diǎn)被淡化了，突出了向心加速度兩個(gè)公式的物理意義的討論和理解，我認(rèn)為這樣很好，沒有必要再搞難,但是對(duì)于學(xué)有余力的學(xué)生,可以引導(dǎo)他們?nèi)ゾW(wǎng)站查閱向心加速度的幾種推導(dǎo)方法或老師給向心加速度推導(dǎo)方法的資料。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，解釋有關(guān)問題。
教材一開始就以“觀察與思考”的方式，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)例：細(xì)線系著的小球在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。目的是讓學(xué)生體驗(yàn)繩對(duì)手的拉力在不同情況下的感覺，從而引入向心力概念。這樣的引入不錯(cuò)，各個(gè)學(xué)校也都能做到。“實(shí)驗(yàn)與探究”這個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)很好，只是老師要提前讓學(xué)生們準(zhǔn)備大小不同的小物體、細(xì)繩，用生活物品做實(shí)驗(yàn)可以拉近科學(xué)與學(xué)生的距離。第一個(gè)“討論與交流”中的問題設(shè)計(jì)可以讓學(xué)生們通過思考和討論進(jìn)一步理解向心加速度兩個(gè)公式的物理意義；第二個(gè)“討論與交流”中的問題1我認(rèn)為放在向心力的概念后面比較好，可及時(shí)理解這個(gè)概念?！皩?shí)踐與拓展”是讓學(xué)生課后做的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)在第三節(jié)講授完之后再講解，效果會(huì)更好。講解本節(jié)教材，要積極體現(xiàn)新課程“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的改革理念。
2.演示實(shí)驗(yàn)
可以在本節(jié)第1節(jié)課教學(xué)完向心力、向心加速度知識(shí)后，用向心力演示器給學(xué)生做演示實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證向心力的公式。
相關(guān)閱讀
《向心力與向心加速度》學(xué)案
學(xué)習(xí)目標(biāo)：
（1）理解向心力的概念，通過實(shí)例認(rèn)識(shí)向心力的作用及向心力的來源。
（2）通過實(shí)驗(yàn)理解向心力大小與哪些因素有關(guān)系，能運(yùn)用向心力公式進(jìn)行計(jì)算。
（3）知道向心加速度及其公式，能運(yùn)用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度。
實(shí)驗(yàn)探究：向心力的大小與哪些因素有關(guān)？
猜想：_____________________________________________。
實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法
實(shí)驗(yàn)器材：向心力演示器
實(shí)驗(yàn)步驟：
1．探究向心力F與質(zhì)量m的關(guān)系
r、ω相同，長(zhǎng)短槽上小球質(zhì)量比為1比2。
在r、ω一定時(shí)，F(xiàn)向與m成_______比。
長(zhǎng)槽端標(biāo)尺露出
格數(shù)（向心力）
短槽端標(biāo)尺露出
格數(shù)（向心力）
1
2
3
向心力之比為
2．探究向心力F與半徑r的關(guān)系
m、ω相同，長(zhǎng)短槽上小球半徑比為2比1。
在m、ω一定時(shí)，F(xiàn)向與r成_______比。
長(zhǎng)槽端標(biāo)尺露出
格數(shù)（向心力）
短槽端標(biāo)尺露出
格數(shù)（向心力）
2
4
6
向心力之比為
3．探究向心力F與角速度ω的關(guān)系
m、r相同，長(zhǎng)短槽上小球角速度比為1比2。
在m、r一定時(shí)，F(xiàn)向與ω____________比。
長(zhǎng)槽端標(biāo)尺露出
格數(shù)（向心力）
短槽端標(biāo)尺露出
格數(shù)（向心力）
1
2
向心力之比為
鞏固1：
對(duì)物體受力分析，說明向心力的來源。
物體隨轉(zhuǎn)盤一起勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體隨滾筒一起勻速圓周運(yùn)動(dòng)
鞏固2：
長(zhǎng)度為0．5m的輕繩一端系一質(zhì)量為2kg的小球，另一端固定，小球繞固定點(diǎn)在光滑水平面上以4m/s的速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)計(jì)算小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度的大??？
當(dāng)堂檢測(cè)：
1、下列關(guān)于向心力的說法正確的是（）
A、向心力是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的一個(gè)特殊性質(zhì)的力
B、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力是不變的
C、向心力不改變物體的速度
D、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，合外力提供向心力
2、關(guān)于向心加速度說法正確的是（）
A、它是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量
B、它是描述向心力變化快慢的物理量
C、它是描述速度方向變化快慢的物理量
D、它是描述速度大小變化快慢的物理量
3、向心力、向心加速度和半徑的關(guān)系說法正確的有（）
A、由公式F=mω2r可知在m和ω一定的情況下，向心力和半徑成正比
B、由公式F=mv2/r可知向心力和半徑成反比
C、由公式a=ω2r可知向心加速度和半徑成正比
D、由公式a=v2/r可知向心加速度和半徑成反比
高一物理向心力與向心加速度
第2節(jié)向心力與向心加速度
從容說課
教材分析
教材先講向心力，后講向心加速度，回避了用矢量推導(dǎo)向心加速度這個(gè)難點(diǎn)，通過實(shí)例給出向心力概念，再通過探究性實(shí)驗(yàn)給出向心力公式，之后直接應(yīng)用牛頓第二定律得出向心加速度的表達(dá)式，順理成章，便于學(xué)生接受.
向心力和向心加速度是個(gè)難點(diǎn).可以先從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度推導(dǎo)出向心加速度的公式和向心加速度的方向，然后運(yùn)用牛頓第二定律得出向心力公式，這樣講邏輯性強(qiáng)，有利于學(xué)生理解公式的來源，但這種講法比較難，可能有的學(xué)生不易接受.本書未采取這種講法，而是根據(jù)公式先講向心力.對(duì)于小球在繩的拉力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的情況來說，由繩的拉力引出向心力比較容易接受，然后在定性分析的基礎(chǔ)上直接給出向心力公式，再由牛頓第二定律導(dǎo)出向心加速度的公式.
至于向心加速度公式的推導(dǎo)，則視學(xué)生基本情況而定.如果學(xué)生基礎(chǔ)較好，也可改變本書的講法，即先講此推導(dǎo)，再得出向心力的公式.
教學(xué)建議
1.要通過對(duì)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例進(jìn)行分析入手，從中引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)到：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體都必須受到指向圓心的力的作用，由此引入向心力的概念.
2.對(duì)于向心力概念的認(rèn)識(shí)和理解，應(yīng)注意以下三點(diǎn)：
第一點(diǎn)是向心力只是根據(jù)力的方向指向圓心這一特點(diǎn)而命名的，或者說是根據(jù)力的作用效果來命名的，并不是根據(jù)力的性質(zhì)命名的，所以不能把向心力看作是一種特殊性質(zhì)的力.
第二點(diǎn)是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，所需的向心力就是物體受到的合外力.
第三點(diǎn)是向心力的作用效果只是改變線速度的方向.
3.讓學(xué)生充分討論向心力的大小可能與哪些因素有關(guān)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究活動(dòng).
4.講述向心加速度公式時(shí)，不僅要使學(xué)生認(rèn)識(shí)到勻速圓周運(yùn)動(dòng)是向心加速度大小不變、方向始終與線速度垂直并指向圓心的變速運(yùn)動(dòng)，在這里還應(yīng)把“向心力改變速度方向”與在直線運(yùn)動(dòng)中“合外力改變速度大小”聯(lián)系起來，使學(xué)生全面理解“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”的含義，再結(jié)合無論速度大小或方向改變，物體都具有加速度，使學(xué)生對(duì)“力是物體產(chǎn)生加速度的原因”有更進(jìn)一步的理解.
教學(xué)重點(diǎn)理解向心力和向心加速度的概念.知道向心力大小F=mrω2=mv2/r，向心加速度的大小a=rω2=v2/r，并能用來進(jìn)行計(jì)算.
教學(xué)難點(diǎn)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度都是大小不變，方向在時(shí)刻改變.
教具準(zhǔn)備投影儀、投影片、多媒體、CAI課件、向心力演示器、鋼球、木球、細(xì)繩.
課時(shí)安排1課時(shí)
三維目標(biāo)
一、知識(shí)與技能
1.理解向心加速度和向心力的概念；知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生向心加速度的原因；
2.知道向心力大小與哪些因素有關(guān)，理解向心力公式的確切含義，并能用來進(jìn)行計(jì)算.
二、過程與方法
1.懂得物理學(xué)中常用的研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和研究能力；
2.培養(yǎng)學(xué)生探究物理問題的習(xí)慣，訓(xùn)練學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)的能力和分析綜合能力.
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.通過a與r及ω、v之間的關(guān)系，使學(xué)生明確任何一個(gè)結(jié)論都有其成立的條件；
2.培養(yǎng)學(xué)生對(duì)現(xiàn)象的觀察、分析能力，培養(yǎng)將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中去的思想.
教學(xué)過程
導(dǎo)入新課
由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻在變，勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)刻在改變，所以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定有加速度，所受合外力一定不為零.那么做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力有何特點(diǎn)？加速度又如何呢？本節(jié)課我們就來共同學(xué)習(xí)這個(gè)問題.
推進(jìn)新課
一、向心力
演示實(shí)驗(yàn)：在光滑水平桌面上，繩的一端拴住一個(gè)小球，繩的另一端固定于桌上，原來細(xì)繩處于松弛狀態(tài)，用手輕擊小球，小球先做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)繩繃直后，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng).
（用CAI課件，模擬上述實(shí)驗(yàn)過程）
討論：1.繩繃緊前，小球?yàn)槭裁醋鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)？
2.繩繃緊后，小球?yàn)楹巫鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)？小球此時(shí)受到哪些力的作用？合外力是哪個(gè)力？這個(gè)力的方向有什么特點(diǎn)？這個(gè)力起什么作用？
結(jié)論：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球，受到的繩的拉力就是它的合力，這個(gè)拉力方向始終指向圓心，方向不斷變化，不改變速度的大小，只改變速度的方向.
（1）概念：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的始終指向圓心的合力，叫做向心力.
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.
（2）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.
向心力指向圓心，而物體運(yùn)動(dòng)的方向沿切線方向，物體在運(yùn)動(dòng)方向上不受力，速度大小不會(huì)改變，所以向心力的作用只是改變速度的方向，不改變速度的大小.
二、向心力的大小
體驗(yàn)向心力的大小：每組學(xué)生發(fā)給用細(xì)線連結(jié)的鋼球、木球各一個(gè)，讓學(xué)生拉住繩的一端，讓小球盡量做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，改變轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢、細(xì)線的長(zhǎng)短多做幾次.
引導(dǎo)學(xué)生猜想：向心力可能與物體的質(zhì)量、角速度、半徑有關(guān).
過渡：剛才同學(xué)們已猜想到向心力可能與m、v、r有關(guān)，那么，我們的猜想是否正確呢？下面我們通過實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)一下.
（介紹向心力演示器的構(gòu)造和使用方法）
構(gòu)造：（略）介紹各部分的名稱
使用方法：勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，可以使塔輪以及長(zhǎng)槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的小球就做勻速圓周運(yùn)動(dòng).使小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂的擋板對(duì)小球的壓力提供，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^杠桿的作用使彈簧測(cè)力套筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上露出的紅白相間等方格可顯示出兩個(gè)球所受向心力的比值.
實(shí)驗(yàn)操作：用質(zhì)量不同的鋼球和鋁球，使它們運(yùn)動(dòng)的半徑r和角速度ω相同，觀察得到，向心力的大小與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，向心力也越大.
用兩個(gè)質(zhì)量相同的小球，保持運(yùn)動(dòng)半徑相同，觀察向心力與角速度之間的關(guān)系.
仍用兩個(gè)質(zhì)量相同的小球，保持小球運(yùn)動(dòng)的角速度相同，觀察向心力的大小與運(yùn)動(dòng)半徑之間的關(guān)系.
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：向心力的大小與物體質(zhì)量m、圓周半徑r和角速度ω都有關(guān)系.
通過控制變量法、定量測(cè)數(shù)據(jù)等，可以得到勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力大小為
F=mrω2
根據(jù)線速度和角速度的關(guān)系v=rω可得，向心力大小跟線速度的關(guān)系為
.
三、向心加速度
（1）加速度的方向
做勻速圓周運(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，據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得到，這個(gè)加速度的方向與向心力的方向相同，始終沿半徑指向圓心.
做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體沿半徑指向圓心的加速度，叫做向心加速度.
（2）向心加速度的大小
根據(jù)向心力公式，結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律F=ma，推導(dǎo)得到：a=rω2或.
四、說明
（1）向心力的實(shí)質(zhì)就是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力.
它是根據(jù)力的效果命名的，不是一種新的性質(zhì)的力，在受力分析時(shí)不能重復(fù)考慮.
（2）勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)是在大小不變、方向時(shí)刻變化的變力作用下的變加速曲線?運(yùn)動(dòng).
做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，向心力的大小不變，方向總指向圓心，是一個(gè)大小不變方向時(shí)刻變化的變力.向心加速度也是大小不變方向時(shí)刻變化的，不是一個(gè)恒矢量.
思考與討論：
一個(gè)圓盤可繞通過圓盤中心O且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤上放置一個(gè)小木塊A，它隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)——做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示.木塊受幾個(gè)力的作用？各是什么性質(zhì)的力？方向如何？木塊所受的向心力是由什么力提供的？
研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)要注意以下幾個(gè)問題：
1.正確分析物體的受力，確定向心力
由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知，產(chǎn)生加速度的力是物體受到的各個(gè)力的合力.因此產(chǎn)生向心加速度的力是向心力，向心力一般是由合力提供，在具體問題中也可以是由某個(gè)實(shí)際的力提供，如拉力、重力、摩擦力等.
2.確定勻速圓周運(yùn)動(dòng)的各物理量之間的關(guān)系
描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量主要是線速度、角速度、軌道半徑、周期和向心加速度.這里需要指出的是在計(jì)算中常常遇到π值的問題，一定注意帶入3.14而不是180°，因?yàn)閳A周運(yùn)動(dòng)中的角速度是以弧度/秒為單位的.例如鐘表的分針周期是60分鐘，求它轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.根據(jù)，那么=1.74×10-3弧度/秒.
3.要注意雖然圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度公式是從勻速圓周運(yùn)動(dòng)推出的，但是它也適用于非勻速圓周運(yùn)動(dòng)情況，可以是瞬時(shí)關(guān)系.
【例題剖析1】
汽車在水平彎道上拐彎，彎道半徑是r.如果汽車與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，那么為了不使汽車發(fā)生滑動(dòng)的最大速率是（）
A.B.C.D.
【教師精講】汽車在水平彎道上做圓周運(yùn)動(dòng)，受到重力、支持力和靜摩擦力作用，其中重力和支持力大小相等，方向相反，作用力互相抵消.所以靜摩擦力一定沿彎道半徑指向圓心，提供向心力.
隨汽車行駛速率增大，需要的向心力也增大，則靜摩擦力增大.因此靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)，汽車速率不能再增大，否則會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng).由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得：
,N=mg
fm=μN(yùn)則,
，因此選項(xiàng)A正確.
【例題剖析2】如圖所示，在半徑等于R的半圓形碗內(nèi)有一個(gè)小物體從A點(diǎn)勻速滑下，下列說法中正確的是（）
A.物體在下滑過程中，所受合力為零
B.物體滑到底端時(shí)，對(duì)碗底的壓力大于物體的重力
C.物體下滑過程中，所受合力不為零
D.物體滑到底端時(shí)，對(duì)碗底的壓力等于物體的重力
【教師精講】物體沿碗勻速下滑，是在豎直平面內(nèi)做勻速率圓周運(yùn)動(dòng).圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，因此一定有加速度，所以物體所受合力不能為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確.物體下滑到碗底時(shí)，速度沿水平方向，但是此時(shí)向心加速度沿半徑指向圓心，即豎直向上.所以物體這時(shí)受到的豎直向上的支持力大于豎直向下的重力，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
【例題剖析3】有一圓錐擺，其擺線所能承受的拉力是有一定限度的.在擺球質(zhì)量m一定，且保持?jǐn)[角θ不變時(shí)，下面說法正確的是（）
A.角速度一定，擺線越長(zhǎng)越容易斷
B.角速度一定，擺線越短越容易斷
C.線速度一定，擺線越長(zhǎng)越容易斷
D.線速度一定，擺線越短越容易斷
【教師精講】圓錐擺是球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，擺球受到重力和擺線拉力，它們的合力作向心力，沿水平方向指向圓心.設(shè)擺線長(zhǎng)為l，擺線對(duì)球的拉力為T，如圖所示.由幾何關(guān)系可知，合力F=Tsinθ,軌道半徑r=lsinθ，因此根據(jù)牛頓定律F=Tsinθ=mω2lsinθ,,
則T=mω2l①
②
根據(jù)①式可以得知當(dāng)角速度一定時(shí)，拉力T和擺線長(zhǎng)l成正比，所以選項(xiàng)A正確.根據(jù)②式可以得知當(dāng)線速度一定時(shí)，拉力T和擺線長(zhǎng)l成反比，所以選項(xiàng)D正確.
五、鞏固練習(xí)
1.關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說法，以下說法正確的是（）
A.因?yàn)?所以向心加速度與半徑成反比
B.因?yàn)閍=ω2r,所以向心加速度與半徑成正比
C.因?yàn)?所以角速度與半徑成反比
D.因?yàn)棣?2πn,所以角速度與轉(zhuǎn)速成正比
2.擺角為θ的圓錐擺所受的向心力大小是（）
A.mgB.mgsinθC.mgcosθD.mgtanθ
3.如圖所示，一輕桿一端固定一質(zhì)量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).以下說法正確的是（）
A.小球過最高點(diǎn)時(shí)，桿受力可以是零
B.小球過最高點(diǎn)時(shí)的最小速率為rg
C.小球過最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力可以豎直向上，此時(shí)球受到的重力一定大于桿對(duì)球的作用力
D.小球過最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力一定豎直向下
4.關(guān)于向心力的說法正確的是（）
A.物體受到向心力的作用才可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
B.向心力是指向圓心的力，是根據(jù)作用效果命名的
C.向心力可以是物體受到的幾個(gè)力的合力，也可以是某個(gè)實(shí)際的力或幾個(gè)力的分力
D.向心力的作用是改變物體速度的方向，不可能改變物體的速率
5.質(zhì)量為m的木塊從半球形的碗口下滑到碗底的過程中，如果由于摩擦力的作用使木塊的速率保持不變，那么（）
A.因?yàn)樗俣却笮〔蛔儯阅緣K的加速度為零
B.木塊下滑過程中所受的合力越來越大
C.木塊下滑過程中，加速度大小不變，方向始終指向球心
D.木塊下滑過程中，摩擦力大小始終不變
6.圓形軌道豎直放置，質(zhì)量為m的小球經(jīng)過軌道內(nèi)側(cè)最高點(diǎn)而不脫離軌道的最小速率為v.現(xiàn)在使小球以2v的速率通過軌道最高點(diǎn)內(nèi)側(cè)，那么它對(duì)軌道的壓力大小為（）
A.0B.mgC.3mgD.5mg
參考答案：
1.D2.D3.AC4.ABCD5.C6.C
課堂小結(jié)
這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了向心力和向心加速度，掌握了它們大小的計(jì)算公式和方向特點(diǎn)，進(jìn)一步明確了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)——是在大小不變方向時(shí)刻變化的變力作用下的變加速曲線運(yùn)動(dòng).
布置作業(yè)
課本P72作業(yè)3、4、5.
板書設(shè)計(jì)
1.向心力
（1）概念：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的始終指向圓心的合力，叫做向心力.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.
（2）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.向心力的大小
向心力的大小與物體質(zhì)量m、圓周半徑r和角速度ω都有關(guān)系.
F=mrω2
根據(jù)線速度和角速度的關(guān)系v=rω可得，向心力大小跟線速度的關(guān)系為
.
3.向心加速度
（1）加速度的方向
做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的沿半徑指向圓心的加速度，叫做向心加速度.
（2）向心加速度的大小
根據(jù)向心力公式，結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律F=ma，推導(dǎo)得到a=rω2或.
活動(dòng)與探究
感受向心力：
在一根結(jié)實(shí)的細(xì)繩的一端拴一個(gè)橡皮塞或其他小物體，掄動(dòng)細(xì)繩，使小物體做圓周運(yùn)動(dòng)（如圖所示）.依次改變轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度、半徑和小物體的質(zhì)量，體驗(yàn)一下手拉細(xì)繩的力（使小球運(yùn)動(dòng)的向心力），在下述幾種情況下，大小有什么不同：使橡皮塞的角速度增大或減小，向心力是變大還是變??；改變半徑r盡量使角速度保持不變，向心力怎樣變化；換個(gè)橡皮塞，即改變橡皮塞的質(zhì)量m，而保持半徑r和角速度不變，向心力又怎樣變化.
做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，要注意不要讓做圓周運(yùn)動(dòng)的橡皮塞甩出去碰到人或其他物體.
《向心力與向心加速度》
【設(shè)計(jì)思想】
向心力概念的建立有兩條途徑：一是先通過實(shí)驗(yàn)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(dǎo)導(dǎo)出向心加速度，再推出向心力。本節(jié)課目的是想通過先理論分析，得出向心力的存在，再通過實(shí)驗(yàn)探究，用理論指導(dǎo)實(shí)踐。理論推導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn)，能訓(xùn)練學(xué)生的推理能力，實(shí)驗(yàn)方法講向心力，降低了難度，便于學(xué)生理解接受。這樣讓學(xué)生真正認(rèn)識(shí)到向心力的存在及意義。
【教學(xué)目標(biāo)】
一、知識(shí)與能力
1、知道向心力的定義和方向，通過實(shí)例認(rèn)識(shí)向心力的作用效果及來源。
2、通過實(shí)驗(yàn)理解向心力的大小與哪些因素有關(guān)，初步掌握向心力的公式并可以進(jìn)行計(jì)算。
3、知道向心加速度及其公式，能運(yùn)用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力及向心加速度。
4、經(jīng)歷向心力和向心加速度的概念形成過程的體驗(yàn)，大膽發(fā)表自己對(duì)有關(guān)問題的認(rèn)識(shí)。
二、過程與方法
通過向心力理論分析到實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生用理論指導(dǎo)實(shí)踐的素養(yǎng)和能力。
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
培養(yǎng)學(xué)生觀察生活，思考生活現(xiàn)象的能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生大膽分析及勇于探究的科學(xué)素養(yǎng)，以及尊重實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐的客觀唯物精神。
【教學(xué)重點(diǎn)】
向心力概念的建立及實(shí)驗(yàn)探究向心力的大小是教學(xué)重點(diǎn)。
【教學(xué)難點(diǎn)】
向心力概念的建立及實(shí)驗(yàn)探究向心的大小也是教學(xué)難點(diǎn)。通過簡(jiǎn)單實(shí)例及分組實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)感知，突破難點(diǎn)。
【教具準(zhǔn)備】
1、小球、細(xì)繩和光滑木板16套
2、小鏈球16對(duì)。
3、向心力演示器16臺(tái)。
4、課件。
【教學(xué)過程】
一、引入新課
欣賞視頻：我國(guó)選手趙宏博和申雪在06年冬奧會(huì)花樣滑冰比賽中，以精彩表演獲得金牌，為國(guó)爭(zhēng)光。視頻中申雪的運(yùn)動(dòng)可以近似看成什么運(yùn)動(dòng)？（學(xué)生回答：勻速圓周運(yùn)動(dòng)），其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)刻改變的原因是什么？（學(xué)生回答：受到合外力）有力就會(huì)產(chǎn)生（加速度）。這節(jié)課我們共同探究做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體合外力及加速度的特點(diǎn)。
板書：向心力與向心加速度
二、學(xué)生實(shí)驗(yàn)引出向心力的定義
引導(dǎo)學(xué)生分組利用手中的小球、細(xì)線、光滑水平木板，構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，讓學(xué)生對(duì)小球進(jìn)行受力，得出勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體所受合外力的特點(diǎn)：始終指向圓心，從而引出向心力的定義。
板書：向心力
1、向心力的定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體會(huì)受到一個(gè)始終指向圓心等效的力。
三、學(xué)生觀察得到向心力的方向
再引導(dǎo)學(xué)生觀察分析得到向心力的方向時(shí)刻在變化，是一個(gè)變力但始終指向圓心而且和速度方向垂直。
板書：向心力的方向：始終指向圓而且速度方向垂直
四、引導(dǎo)學(xué)生分析得到向心力的作用效果
因?yàn)橄蛐牧退俣确较蚴冀K垂直，所以向心力不做功，不改變速度的大小，只改變速度的方向，得到向心力的作用效果。
板書：向心力的作用效果：不改變速度的大小，只改變速度的方向。
五、通過三個(gè)典型題目引導(dǎo)學(xué)生分析向心力的來源
對(duì)物體受力分析，說明向心力的來源。
物體隨轉(zhuǎn)盤一起勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體隨滾筒一起勻速圓周運(yùn)動(dòng)
板書：向心力的來源：向心力可以由重力、彈力、摩擦力等某個(gè)力提供，也可以由它們的合力，或某個(gè)力的分力提供。
六、實(shí)驗(yàn)探究：向心力的大小
提出問題：向心力的大小跟哪些因素有關(guān)？
（引導(dǎo)學(xué)生用兩個(gè)小鏈球?qū)嶒?yàn)，憑感覺粗略體驗(yàn)。學(xué)生經(jīng)實(shí)驗(yàn)、討論有了自己的看法后，自由發(fā)言。）
學(xué)生的猜想：向心力跟物體質(zhì)量m、半徑r、角速度ω有關(guān)。
（若學(xué)生說到v，可引導(dǎo)學(xué)生由公式v=ωr得出ω和v有重復(fù)的部分）
進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生猜想它們的定量關(guān)系。學(xué)生可能猜想向心力與質(zhì)量成正比，與半徑成正比，與角速度成正比。老師先不要作出判斷。
提問：實(shí)驗(yàn)時(shí)能否讓三個(gè)量同時(shí)變。
學(xué)生：不行，應(yīng)該保持其它量不變，使一個(gè)量變化即控制變量法。
實(shí)驗(yàn)裝置：向心力演示器。
介紹構(gòu)造：
講解工作原理：小球向外壓擋板，擋板對(duì)小球的反作用力指向轉(zhuǎn)軸，提供了小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，兩力大小相等，同時(shí)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(shù)可以從標(biāo)尺中讀出，即顯示了向心力大小。
演示操作：如何實(shí)現(xiàn)控制變量。
強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)：
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)得出：
①F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。
②F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。
③F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：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)量就得到一般結(jié)論，實(shí)際上要進(jìn)行多次測(cè)量，同時(shí)選取更精密的儀器，大量實(shí)驗(yàn)，但我們不可能一一去做。同學(xué)們剛才所做的實(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)，如課本中所介紹的小實(shí)驗(yàn)，加一彈簧秤測(cè)出F，可粗略得出結(jié)論。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=mrω2r。
板書：向心力：F向心力=mω2r=mv2/r
我們知道合外力必然產(chǎn)生加速度，向心力實(shí)際就是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合外力，這個(gè)力產(chǎn)生的加速度是怎么樣的呢？
七、根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出向心加速度
板書：向心加速度
1、向心加速度大小：a=F向心力/m=ω2r=v2/r=ωv
a=4π2r/T2=4π2rf2
提問：方向是怎么樣的？
板書：向心加速度的方向：與向心力同向，始終指向圓心
思考：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)還是非勻變速運(yùn)動(dòng)？
學(xué)生：不是，因?yàn)榧铀俣炔缓愣ā７较驎r(shí)刻在改變。
板書：向心加速度的物理意義：描述速度方向變化快慢的物理量。
【及時(shí)鞏固】
長(zhǎng)度為0．5m的輕繩一端系一質(zhì)量為2kg的小球，另一端固定，小球繞固定點(diǎn)在光滑水平面上以4m/s的速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)計(jì)算小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度的大??？
【課堂小結(jié)】
1．知識(shí)內(nèi)容：(見板書)
2．實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法。
3．物理思想：先猜想后探究，從定性到定量。
