2. 匀速圆周运动的向心力和向心加速度第二课时教案

第二章

匀速圆周运动

第二节 匀速圆周运动的向心力和向心加速度 （教案）

西昌市川兴中学

一、知识目标：

1．理解向心力是做匀速圆周运动的物体所受的合外力。

2．理解向心力大小与哪些因素有关，理解公式的含义，并能用来进行计算。

3．理解向心加速度的概念，结合牛顿第二定律，得出向心加速度的公式。

4．知道在变速圆周运动中，可用公式求质点在圆周上某一点的向心力和向心加速度。

二、能力目标：

1．学会用运动和力的关系分析问题。

2．理解向心力和向心加速度公式的确切含义，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．理解向心力和向心加速度的概念。

2．知道向心力大小的公式，向心加速度大小的公式，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，方向在时刻改变。

教学方法：

实验法、讲授法、归纳法、推理法

教学步骤：

一、引入新课

1．复习提问

（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：由于匀速圆周运动的速度方向时刻在变，所以匀速圆周运动是变速曲线运动。而力是改变物体运动状态的原因。所以做匀速圆周运动的物体所受合外力有何特点？加速度又如何呢？本节课我

李红霞

们就来共同学习这个问题。

二、新课教学

1．向心力的概念及其方向

（1）在光滑水平桌面上，做演示实验

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）模拟上述实验过程

（3）引导学生讨论、分析：

a：绳绷紧前，小球为什么做匀速直线运动？

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）通过讨论得到：

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，方向不断变化。

c：向心力的作用效果——只改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。

2．向心力的大小

（1）通过课本实验体验向心力的大小

a：拉住绳的一端，让小球尽量做匀速圆周运动，改变转动的快慢、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：刚才同学们已猜想到向心力可能与m、w、r有关，那么，我们的猜想是否正确呢？下边我们通过实验来检验一下。

（2）操作方法：

a：保持小球运动的角速度和运动半径相同，用两个质量不相同的小球，观察向心力的大小与质量之间的关系。

b：保持小球运动的角速度和质量相同，使运动的半径不同，观察向心力大小与半径之间的关系。

c：保持小球运动的半径和质量相同，使运动的角速度不同，观察向心力大小与角速度之间的关系。

（3）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：F＝mr（说明该公式的得到方法，控制变量法、定量测数据）

2

vv2 （4）学生据推导向心力的另一表达式Fmrr 3．向心加速度

（1）做圆周运动的物体，在向心力F的作用下必然要产生一个加速度，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。

v2 （2）结合牛顿运动定律推导得到ar或ar2

4．说明的几个问题：

（1）由于a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改变的变加速运动。

（2）做匀速圆周运动的物体，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．例题讲解

四．课后小结

五．课后作业:练习册第二节作业

六．板书设计：本节课使用多媒体教学，用课件展示整个教学过程。