2. 匀速圆周运动的向心力和向心加速度优秀导入

向心力

向心加速度

一、教学目标： 1、

知识与技能 （1）能通过实验感知向心力的存在以及向心力的基本特点； （2）了解分别从动力学和运动学角度分析向心力方向的基本思路； （3）会用矢量图表示速度变化量和速度的关系，体会向心加速度的分析方法。 （4）理解向心力概念、本质、特点及作用效果。

（5）会分析具体实例中向心力的来源。

2、

过程与方法 （1）学生在向心力概念的建立过程中，体会了“直观感知、分析归纳、理论论证、实例应用”这样的研究问题的一般的科学方法； （2）学生通过理论分析，体会到将已有知识与新的物理情境相互作用的逻辑推理过程，了解理论推导的一般方法； （3）体会数学方法在物理问题解决中的运用。 3、

情感、态度与价值观 （1）通过匀速圆周运动的向心力的概念的建立过程，培养学生的观察能力、归纳能力以及逻辑推理能力； （2）通过亲身的探究活动，使学生获得成功的乐趣，培养学生参与物理活动的兴趣。 （3）培养学生对科学的求知欲，乐于参与观察，敢于实验，体会实验在探索物理规律中的作用和方法。 二、教学重点

难点 重点：

（1）理解向心力、向心加速度的概念

（2）会分析向心力的来源

难点：（1）用矢量图分析向心加速度的方向

（2）理解向心力是一种效果力 三、教学流程

四、教学过程

一、情境引入 1、教师设问：在我手里有一开口水杯，里面装有水，你能做到让杯口倒立而水不流出吗？（教师演示“水流星”实验并引导学生观察实验，提出问题。） 2、播放视频：自行车场地赛场景（教师引导学生关注弯道和直道的情况，提出问题。） 学生仔细观察实验现象、观看有关视频，产生悬念，在教师引导下大胆发言，提出有价值

的相关问题，激起探求新知识的兴趣。

教师归纳：刚刚的这两个现象都涉及到圆周运动，而大家提出的问题都和圆周运动的受力情况有关。做圆周运动的物体受到怎样的力？又存在怎样的加速度？这就是我们这堂课所讨论的课题——向心力，向心加速度 教师引导学生从简单到复杂研究圆周运动的受力情况，即首先研究匀速圆周运动的受力特点，从而确定探究课题。

二、直观感知，分析归纳，建立概念

1、设问：怎样使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动？ 2、请同学们利用实验器具（拴有绳子的小球、带有竖直挡板的玻璃圆槽）使小球在水平面上做圆周运动。 学生动手进行操作：用绳子拉着小球在桌面上做圆周运动；给小球一初速度，使小球在圆槽内做圆周运动。

用绳子拴住小球在桌面上作圆周运动并撤去绳子进行对比实验。

3、引导学生根据自己的感受分析使物体做圆周运动的原因。 4、演示实验：使小球在带有竖直挡板的光滑圆槽内做匀速圆周运动并提问，撤去挡板的某一小块进行对比实验。 5、播放视频：地球围绕太阳做公转

提问：大家能否根据结合刚才讨论几个实例谈谈看你觉得使物体作匀速圆周运动的力有什么特点？

（教师播放相关课件并充实和完善学生的回答。）

三、理论上论证

过渡并设问：以上结论我们是从仅有的几个实例获得的，不足以获得一般性结论。要获得科学的结论，还必须从理论上加以论证。如何从理论上论证：作匀速圆周运动的物体一定需要一个指向圆心的力呢？ 1、启发学生将动力学知识运用于匀速圆周运动的具体情境，引导学生从“力——>加速度——>运动”这条途径进行论证； 2、启发学生从运动学角度出发，从“运动——>加速度——>力”这条途径进行论证。引导设问： （1）回顾在前面研究匀变速直线运动时是如何加速度的？我们设法把这种方法迁移过来。 （2）用定义式分析匀速圆周运动的加速度，和分析匀变速直线运动的加速度相比，有什么不同之处？ （3）怎样分析某点的瞬时加速度？

（4）引导学生画矢量图来分析匀速圆周运动中某点瞬时加速度的方向，之后教师用flash课件重现分析过程。

师生共同总结：由于圆对称，在圆周各处的加速度方向都应指向圆心，这个加速度就是向心加速度；由牛二定律也就一定存在指向圆心的合外力，我们把这个合外力称为匀速圆周运动的向心力。该力的作用仅改变物体的运动方向，而不改变大小。

四、实例分析

1、先让学生分析前面讨论过的几个实例中什么力提供向心力。 2、展示出电动转盘，打开电源使转盘匀速转动，然后关闭电源。设问： （1）现在我在转盘上放上一个小物体，物体既没有绳子拉着，也没有挡板挡着，当转盘匀速转动时，物体可否跟着转盘做匀速圆周运动呢？（学生回答后教师进行演示实验） （2）是什么力为物体提供向心力？ （3）怎么证明你的想法是正确的？ （教师掀起粗糙表面，换成较光滑表面后进行对比实验） （4）大家再做个设想，如果使转盘表面的光滑程度再提高，变成了一个理想的光滑表面，情况又会如何呢？ 3、用ppt呈现有关自行车在弯道上的图片，引导学生分析自行车在弯道上匀速行驶时的受力情况以及向心力来源。 4、用ppt呈现圆锥摆运动，引导学生进行受力分析以及小球做圆锥摆运动向心力的来源。 5、引导学生在已分析的若干实例的基础上进行总结向心力的来源:向心力可以由弹力、摩擦力、引力、几个力的合力或某一个力的分力来提供，不管实际受到什么力，只要能产生指向圆心的作用效果，就能为物体做圆周运动提供向心力，向心力是按照力的效果命名的力。

五、小结与拓展

1、小结：对以上研究方法以及知识点进行总结 2、引申拓展：对于一般圆周运动，由于运动方向时刻在改变，一定需要向心力的作用，也就存在向心加速度 3、引导学生分析为什么水流星实验中，在最高点时杯口倒立而水不流出？