2. 匀速圆周运动的向心力和向心加速度教案设计范例

《

向心力

》教学设计

一、【教材分析】

本节内容是第五章曲线运动中的一节，是本章的重点，也是学生学好圆周运动的关键点，起着承上启下的作用。

二、【学情分析】

初中物理教学是以直观教学为主，而高中物理主要是以实验推理为主。针对部分学生逻辑推理能力需要教师引导学生主动探究，自己归纳总结，理解推导公式，从而达到灵活运用的目的，抓住学生的心理特点进行教学设计。和抽象思维能力不是很强，不注重对知识内涵的研究，习惯于硬套公式。

三、【教学目标】

1、知识与能力

（1）理解向心力的概念，通过实例认识向心力的作用效果及来源。

（2）

通过实验探究理解向心力的大小与哪些因素有关，初步掌握向心力的公式并能应用公式进行计算。

2、过程与方法

（1）经历形成向心力概念的过程，培养学生观察、分析、归纳能力

（2）培养学生探究物理问题的习惯，训练学生观察实验的能力和分析综合能力。

3、情感态度与价值观

培养学生观察生活，思考生活现象的能力，学习科学研究方法和科学研究态度，发展

学生对科学的好奇心与求知欲，使学生乐于探究自然界的奥秘，体验探索自然规律的艰辛

与喜悦，同时培养学生尊重实验、实践的客观唯物精神。

四、【教学重点与难点】

重点：1、向心力概念的建立及实验探究向心力的大小。2、知道向心力并能用来进行计算。

难点: 向心力概念的建立及实验探究向心力的大小,通过简单实例分析和演示实验加强

感知，突破难点。

五、【教法学法】

教法：本课采用以启发探究式教学法为主，以实验、讲授法为辅助教学

学法 学生自发思考、猜想、讨论，充分发挥学生的主动性。 六、【教具准备】

多媒体器材，课件，向心力演示器，钢球，木球，细绳

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课：

复习提问引入：

学生独立思考、回 a. 什么是匀速圆周运动？

顾已学知识，

b. 描述匀速圆周运动快慢的物理量有鼓励主动集体回哪几个? 答问题

c. 上述各个物理量间有什么关系?

集体回答：

把学生带入课堂，并且使学生明确本节课的内容

温故知新

v

vr

nf2r2，，TT

学生认真听讲

1T

新课教学：

一、向心力

（1）引入：欣赏视频：我国选手赵宏博和申雪在06年冬奥会花样滑冰比赛中，以精彩表演获得金牌，为国争光。

(2)录像短片：

取一根细绳，一端系上一小球，另一端固定在光滑水平面上（见课件），绳绷紧后小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。

引导：学生分析、讨论

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？

猜想：某时刻剪段细绳小球还做匀速圆周运动吗？

点拨：由于竖直方向小球不运动，故重力和合力为零，因此小球水平面内的匀速圆周运动效果由绳子的拉力来产生的。

设问：在小球运动过程中绳子拉力方向有何特点？这个力起什么作用？

点拨：此拉力方向在变，且始终指向圆心。与速度方向垂直，作用只改变速度的方向

点拨：物体在运动方向上不受力，所以在此方向上没有加速度，速度大小不会改变，向心力的作用只改变速度的方向。

过程：实验模拟——受力分析——力与运动关系分析——结论

总结：

一、向心力

1、定义：做匀速圆周运动的物体受到一个沿半径指向圆心的合力的作用，这个力叫做向心力。

2、方向：向心力总是指向圆心，方向不断变化。

3、作用效果：不改变速度大小，只改变运动物体的速度方向

通过几个典型实例引导学生分析向心力的来源：

a：让学生讨论摩托车，赛车急转弯时，向心力的来源（结合感觉）。

学生观察小球运动情况

学生讨论

学生从理解的基础上接受、明确向心力的作用效果。

学生对于新概念认真听讲。

学生积极讨论，回答自己的真实想法

通过播放有关圆周运动的视频、模拟实验来导入新课，来激发学生的学习积极性和兴趣，启发学生解决问题，使抽象的问题具体化。

培养学生的观察能力，分析问题的能力

培养学生大胆的猜测

对于最基本定义，要明确、肯定的给出

b：卫星绕地球运行可近似看作是匀速圆周学生对卫星进行运动，讨论向心力的来源。

受力分析，（只受重

力）

学生对转盘上的物体进行受力分析，b:重力

c：分析转盘上物体所做的圆周运动。

A

O

c：摩擦力

ｄ：讨论火车转弯时所需向心力

找出合外力（重力，支持力和摩擦力）

引导学生分析、讨论火车转弯时的受力情况，找出合外力（重力，支持力）

通过具体的实例分析，激发学生的求知欲望，让学生主动参与到探究科学的过程中，成为学习的主体，积极主动地获取知识和提高能力。

培养学生分析问题的能力

通过分析，帮助学生理解

F N F 向

d：重力和支持力的合力

e：圆锥摆圆周运动（如图）

e：重力和拉力的合力

引导学生分析受力情况

学生认真听讲，归纳总结

G

分析总结： 4．向心力的来源：

（1）向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质的力。

O

（2）向心力的来源：可以是重力、弹力、大胆发言，应和

摩擦力等各种性质的力，也可以是几老师的问题

个力的合力，也可以是某个力的分力。

物体做匀速圆周运动时，由合力提供

向心力F向= Ｆ合。

（3）向心力不是物体真实受到的一个力，

不能说物体受到向心力的作用

，只

能说某个力或某几个力提供了向心

力。

5．向心力的大小

①质量，半径一定， F∝ω

②角速度、质量一定，F∝r

③角速度，半径一定， F∝m

充分发挥了物理学生仔细观察实由大量精确的实验得出

验，讨论提出的问题，实验和课件辅助的功物体做匀速圆周运动所需的向心力

能，突出了知识的形归纳总结

大小为：Fmr2 观察得到：向成过程，有利于学生心力的大小与角速度有关，角速度越大，所需向心力就越大。

对所学知识的理解和把握。

培养学生的观察能力

培养学生的探究能力

培养学生的推理能力

培养学生的归纳总结能力

直接给出定培养学生的分析能力

及运用公式解题v根据推导向心力的

r心力的大小与半径有关，运动半径越大，例题：一根长0.40m的细绳，一端栓一质所需向心力就越大

量为0.2kg的小球，在光滑水平面上绕绳的观察得到：向另一端做匀速圆周运动，若运动的角速度为心力的大小与物体质5.0rad/s，则绳对小球需施加多大的拉力？

量有关，质量越大，分析：

向心力就越大。

F

N

F向

G

学生推导向心力的另一表达式

v2另一表达式：Fm

r观察得到：向

小球受到竖直向下的重力G和竖直向上学生推理

的支持力FN和沿绳指向圆心的拉力，这三结合向心力的公个力的合力提供了小球做匀速圆周运动的式由牛顿第二定律推向心力。由于G和FN是一对平衡力，因此导向心加速度的公绳的拉力就是为小球提供做匀速圆周运动式。

的向心力。

解：根据向心力公式可知

F向=Fmr2

=0.2×0.40×5.0N=2.0N 巩固练习：

1.关于向心力的说法中正确的是( ) A.物体受到合外力指向圆心时物体做匀速圆周运动

B.向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的

C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，也可以是某一个力的分力

D.向心力只改变物体运动的方向，不可能改变物体运动的快慢

2.如图所示，小球在一细绳的牵引下，在光滑桌面上绕绳的另一端O作匀速圆周运动，关于小球的受力情况，下列说法中正确的是（ ）

A．受重力、支持力和向心力的作用 B．受重力、支持力、拉力和向心力的作用

C．受重力、支持力和拉力的作用 D．受重力和支持力的作用。

课堂小结

一、

向心力：

（1）定义：做匀速圆周运动的物体受到一个

沿半径指向圆心的合力的作用，这个力

叫做向心力

题

学生先独立思考

然后讨论分析

学生思考回答问

学生根据提示分析解答并计算

学生讨论分析解答

引导学生

理解掌握向心力的概念，重点强调向心力是一效果命名的合力

能力

巩固所学的知识

对所学知识做个总结

v2 （2）大小：Fmr或Fm

r2 方向：

沿半径指向圆心。

（3）

特点：

始终与速度方向垂直，

时刻发生变化。

（4）

来源：

重力、弹力、摩擦力

等某个性质的力或几

个力的

合力，或某个

力的分力。

布置作业：

A组、基础题（要求做）

课后练习 P97:1、2、3 物理练习册 P53：一、二、三

B组、提高题（选做）

课后练习 P97：4 补充题1

学生知识回顾

分层次

检测所学的知识