2. 匀速圆周运动的向心力和向心加速度优质课教学设计

匀速圆周运动的向心力与向心加速度

——————

李

文

教材地位：《匀速圆周运动》位于普通高中课程标准试验教科书必修2第二章，是一种特殊的抛体运动，承接了前一章抛体运动的内容，并为接下来学习万有引力定律奠定了坚实的基础。

而《匀速圆周运动的向心力和向心加速度》是匀速圆周运动的重点、难点，对学生学习教材分析

本章知识具有十分重要的意义。

通过学习，既能使学生从对圆周运动的表面认识上升到理论分析，又能让学生从生活中的圆周运动分析提高到对天体运动分析及推演。同时，《匀速圆周运动的向心力和向心加速度》一节能够充分体现力和运动的在物理学中的重要性，是运动与力关系学习的好素材。

高一年级的学生普遍好奇心强，思维具有一定的独立性。通过前面的学习，已经对牛顿学情分析

第二定律、角速度、线速度及相互关系有了足够的认知，并且具备了处理问题的一般思路方法。

（一）知识与技能

1、理解向心力的概念

2、会分析其来源，探究向心力大小与哪些因素有关

3、并应用向心力、向心加速度的公式解决物理问题

（二）过程与方法

教学目标

1．通过对向心力概念的探究体验，让学生理解其概念的内涵。并熟悉处理问题的一般方法：提出问题、分析问题、解决问题

2．通过探究向心力的大小与哪些因素有关，学会总结物理规律的一般方法

（三）情感态度价值观

1．经历从自己提出问题到自己解决问题的过程，培养学生的问题意识及思维能力。

2．经历不断改进实验的研究过程，培养学生分析问题、解决问题的能力。

3．让学生通过学习本章知识，使学生感到科学就在身边，调动学生学习的积极性，培养学生的学习兴趣。

教学重点、难点

1．教学重点

2．教学难点



理解向心力的来源



探究向心力大小与哪些因素有关

实验法、讲授法、问答法



理解向心力的来源，理解向心力是按效果命名的一种力

。

教学方法

教学用具

多媒体课件、自制向心力演示器、小球、铁球、细线、玻璃杯、透明塑料盆等。

教师活动

学生活动

1、

提出问题:物体为什1、集中注意力，观看视频

么会做圆周运动？

思考物体为什么会做匀播放视频

速圆周运动的原因。

①我国运动员赵宏博和

申雪花样滑冰夺冠视频、

②嫦娥一号飞天模拟视

频

③过山车视频。

2、学生举例：接着我让学生让学生举出生活中做圆周在观看了视频的基础上自己运动的例子

举例，学生可能会举：中国的

杂技（飞车走壁、水流星），旋转餐桌上的碗等例子。

1、实验研究：

小球在光滑水平面上做匀速圆周运动：

观察思考：同学们实验后会思考这些问题，然后总结归纳：

通过视频激发学生学习兴趣调动学生学习积极性

这样就自然地引领学生感知生活中的物理，懂得物理来源于生活，同时又服务于生活，且在观看视频的同时也渗透了爱国主义教育、激发了学生民族自豪感。

设计意图

教学过程

视

频

引

入

通过学问答和讨论

新

课

学

习

1、做出受力分析图：

提出问题：

问题1：小球受到哪些力作用？

问题2：是哪个力在使小球做圆周运动？

的方式让学生既可以激发学生兴趣，学会思考解决问题的方法、学会FN总结归纳

让同学们小组讨论可以让同学们交流想法，学会发表意见接纳他人意见学会合作、交流，学生可以较为容易的总结得出猜想。

让学生对做圆周运动的物体进行受力分析从而理解向心力的来源，并由此突出重点之一突破了第一个难点，说明向心力是一种以效果命名的力而不是一种性质力

G

2、求出合力：

问题3：这个力的方向有什么特点？

问题4：小组讨论这个力对小球运动起什么作用？

问题5：让学生总结归纳向心力的定义

2．理解向心力的来源

举出有关圆周运动的实例，分析向心力和这个力的来源。

拉力使小球做圆周运动

3、始终沿半径指向圆心

4、讨论后得出结论:只改变速度的方向，不改变速度的大小

5、向心力是始终指向圆心的等效力

受力分析

F合=F杂技转环

飞天走壁

转转盘

得出结论：向心力可能是弹力重力、摩擦力等其中一个力或几个力的合力

3、分析来源

3、探究向心力大小与哪些因素有关：

①让学生根据向心力来源的学习，想办法将玻璃杯中的乒乓球提起来，并作出受力分

学生得出结论：转得越快（转速越大），向心力越大

转得快转得慢析图

②让学生感受转动玻璃杯转得快跟转的慢的施力情况有什么不同。

学生猜想：向心力大小可能还与物体质量和轨道半径有关

提问：让学生根据生活经验猜想除了转速影响向心力外，还有没有什么因素会影响向心力的大小？

让学生根据生活经验和刚学过的知识实现玻璃杯提起乒乓球的趣味实验，激发学生探究向心力大小与哪些因素有关的兴趣

③让学生感受转动轻的学生得出结论：质量越大，向心力越大。

填满泥土的乒乓球乒乓球和重的乒乓球施力情况有什么不同。

学生得出结论：轨道半径越大，向心力越大。

根据以上结论大胆假设:向心力与质量、半径、角速度成正④让学生感受用杯子转和盆子转施力情况的不同

ω

比即

F=kmrω

科学验证：

记录数据，数据分析如下：

次

数

半

径

R 1 2 3 ……

质

量

M

转

速

n

向

心

力F

⑤介绍自制向心力演示器结构，采用控制变量法进行测量，探究向心力大小。

引导学生根据实验现象中向心力与物体质量、轨道半径、角速度正相关的关系大胆假设

进行科学验证和数据分析，让学生体会科学探究的严谨性和科学性从而解决第二个重点、难点

⑴质量、半径不变，改变角速度测量三次。

⑵半径、角速度不变，改变质量测量三次，验证向心力表达式。

⑶角速度、质量不变，改变半径测量三次，验证向心力公式

9

处理数据：计算比例系数K值，发现规律：K=ω得出向心力表达式:F=mrωω

得出结论：做匀速圆周运动的物体向心力大小，当质量与半径一定时，与角速度的平方成正比；当角速度与半径一定时，与质量正比；当角速度与质量一定时，与半径正比

并且有v=ωr得F=mvv/

4、向心加速度

提出要求：让学生根据加速的物理意义总结向心加速度的物理意义。

要求2：让学生根据牛顿第二定律对比写出向心加速度的公式，并根据公式之处向心加速度的方向

典型例题

例题：

如图所示，在游乐场中，小明小明发现当转盘转动起来时自己有向外被甩的感觉，小明想不通这是为什么？请同学们帮助小明分析一下原因。（希望能画图分析）

1、根据速的物理意义总结向心加速度的物理意义。

2、根据牛顿第二定律对比写出向心加速度的公式及其方

加强学习加速度与力之间的关系，让学生更深刻地认识力与运动的关系

自主思考，求解问题，交流评价分析：

当转盘转动起来时，小明和小动。由于做圆周运动需要向心力，所以他们的合力要分别指向圆心。对小明和小新各自受力分析，如图所示，这个向外的运动趋势产生了静摩擦力。

和同学小新坐在大转盘上玩。新各自绕中轴做匀速圆周运所学知识解决问题通过典型例题的分析加深学生对这节课只是的理解，并让学生学会运用

课堂小结

课堂小结：回顾本节课所学知识，重点讲述了分析向心力来源的方法和探究向心力大小

布置作业：提出问题：

F=mrωω

F=mvv/r

第一个公式向心力与半径成正比，第二个公式里向心力与半径成反比，这是否矛盾？

巩固所学知识，自觉学习，完成作业

再次总结知识重点加深学生对所学重、难点知识的印象并

让学生课后完成作业自主学习

匀速圆周运动的向心力和向心加速度一.向心力1、定义：始终指向圆心的等效的力。2、作用效果：只改变速度的方向3、向心力的来源：重力、弹力、摩擦力等力的分力或合力。4、实验探究猜想：F=Kmrω向心力表达式：F=mrω或F=mv2/r二、向心加速度2板书设计

N1、大小：a= ω2r = v2/rf课后反思

TOG2、方向：不断变化但始终指向圆心3、物理意义：描述速度方向变化的的的物理量G

本节课在“和谐高效、思维对话”的理念下展开，旨在以“问题引领”形式，启发学生思维,突出了探究方法和实证思想，不仅实现知识目标，同时达成了过程与方法、情感态度与价值观目标，提升了学生的科学素养。