2. 匀速圆周运动的向心力和向心加速度板书设计及意图

《匀速圆周运动的向心力》教学设计

课

题

匀速圆周运动的向心力

1．知识与技能：

了解向心力的概念，理解向心力的计算公式。

2．过程与方法：

课

型

新授课

教学目标(1)通过匀速圆周运动的向心力概念的建立过程，培养学生观察能力、抽象概括和归纳推理能力；

(2)通过实验探究向心力大小和哪些因素有关，得出向心力表达式的过程，培养学生动手能力、合作能力。

3．情感态度与价值观：

渗透科学方法和强化合作理念的教育。

复习引入新课

1．线速度v和周期T的关系：

。

2．角速度ω和周期T的关系：

。

3．线速度v与角速度ω的关系：

。

新课教学

做曲线运动的物体合外力与速度方向不同线，而匀速圆周运动也是曲线运动，他的合

外力也和速度不同线，除此以外，做匀速圆周运动的物体的合外力还具备什么特点呢？

教学重点难点教学方法

向心力概念的建立及计算公式的得出是教学重点，也是难点。通过生活实例及实验加强感知，突破难点。

教学方法

实例分析、实验探究、小组讨论、归纳总结、多媒体辅助教学

教

学

活

动

学

生

活

动

回顾知识

1

学生活动

分析两个做匀速圆周运动的物体的受力情况，归纳合外力的特点？

近似光滑的桌面

感受向心力的方向，分析做匀速圆周运动的物体的θ

C

受力情况及合外ω

力的特点？

在水平面上做匀速圆周运动

通过活动感知向心力的大小并猜想向心力的影响因素。

结论：做匀速圆周运动的物体，合外力方向始终

。

教师：由此我们就将这个指向圆心的合外力叫做匀速圆周运动的向心力。

板书

一、向心力

1 定义：指向圆心的合外力

2 方向：总是指向圆心，与速度方向垂直

认识一个力不仅分析其方向，还要研究它的大小，哪些因素影响向心力的大小呢？请同学们利用桌上的小钢球和塑料小球，感受向心力的大小并自行改变条件，猜想：向心力的大小和哪些因素有关？

学生活动感受向心力大小

猜想：向心力与质量、角速度、周期、线速度、半径等有关

同学们猜想的这些因素中，角速度、周期、线速度存在关系，所以我们只需要找到向心力和其中一个量的关系即可推出向心力和其他物理量的关系，并且引导学生的出这几个（角速度、周期、线速度）物理量中周期最好测量。

我们就先探究向心力和质量、半径、周期的关系，再推导向心力和其他物理量的关系。

提问：在物理中，要研究一个量和几个量的关系一般会用到什么方法？

控制变量法，那同学们就依据控制变量的思想，以小组为单位讨论如何设计方案：探究向心力与质量、半径、周期的关系？

学生讨论

请学生讨论的方案。

保持周期、半径不变，探究向心力和质量的关系

保持周期、质量不变，探究向心力和半径的关系

保持质量、半径不变，探究向心力和周期的关系

探究向心力大小

（板书）

实验方法：控制变量法（板书）

介绍探究实验器材、实验原理。说明实验时，如何改变质量、半径、周期。

实验时提醒学生注意观察、积极思考、注意安全。

学生分组讨论设计实验方案，体会控制变量法的应用

2

提醒，1、每次测量前都要检查物体小钢球是否均匀分布在底座下方，大钢球是否均匀分布在底座两侧；2、每次测量前都要将测力计数据清零；

师：由于时间关系，我们分组去完成刚才这组同学设计的方案。1、2、3探究向心力和质量的关系；4、5、6探究向心力和半径的关系；

7、8、9探究向心力和周期的关系。将数据记录在相应表格中，并在坐标纸上作出图像。同学们在实验中，分工协作，合作完成，都参与到活动中去。下面开始吧！

学生分组实验

学生做实验过程中去知道学生做实验

请同学们展示自己组通过实验的得到的结果：

1、2、3的同学分别展示所作出的图，表明向心力和质量成正比；

4、5、6的同学分别展示所作出的图，表明向心力和半径成正比；

7、8、9探究向心力和周期的关系。这组的同学可能得不出图，或者得到的反应出向心力和周期成反比的关系。

通过验证牛顿第二定律实验中，加速度与合外力、质量的关系的分析方法，迁移类比并引导学生一起分析向心力和角速度的关系，向心力和角速度平方的关系，得出向心力和角速度的平方成正比的关系。

提问：向心力正比于质量半径角速度的平方的乘积？

是不是这样的关系呢？我们通过电子表格计算出量半径角速度的平方的乘积，(放大展示给大家看)测出的向心力和计算出的结果，几乎一致，向心力和质量半径角速度的平方的乘积近似相等，

理论计算和更为精确的实验表明，F=mω2r

提问：如果用周期和线速度表示呢？

得出向心力和周期的表达式，反问同学们？向心力和周期是成反比吗？

向心力应该和周期的平方成反比

学生分工明确、合作探究完成实验，培养学生动手能力、合作能力、实验数据处理能力

课堂小结

1、向心力的定义及方向

2、向心力的大小及公式

课后反思

3