2. 匀速圆周运动的向心力和向心加速度优质课教案

向心力教学设计 江苏省江都中学 刘大杰

一、教学设计思路：

向心力概念一直是教学中的难点，不同版本教材的呈现方式有一定的差异，有的通过对某一典型实例分析归纳而获得向心力概念，而有的则起点较高，通过严密的理论推导而获得向心力概念。本设计主要依据人教版新课程教材（必修二），但不拘泥教材，试图打破教材框架，对教学素材进行重组，引导学生的思维从低级向高级发展，以促使他们对向心力概念的理解步步深入，层层推进。本课时主要针对向心力的方向、概念、来源、大小的教学。

本设计的基本思路是：创设情境引发学生提出与圆周运动受力有关的问题并确定探究课题；接着，学生通过简单的小实验探究物体做匀速圆周运动时受力的基本特点；在此基础上，通过引导学生实例分析自然得出向心力的来源，接着通过学生动手体验，教师演示实验探究引导学生从动力学角度在理论上论证前面实验中所归纳的结论，向心力概念的建立水到渠成；最后，引导学生在具体实例中学会分析向心力的来源，并深化对向心力概念的理解，

二、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）通过实例分析明确向心力的来源；

（3）通过实验探究和理论推导得出向心力的表达式；

（4）理解向心力概念、本质、特点及作用效果；

（5）掌握分析具体实例中向心力的思路；

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、

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。

三、教学重点和难点

重点：

（1）理解向心力的概念；

（2）会分析向心力的来源；

难点：

（1）理解向心力是一种效果力；

（2）通过动手体验、实验探究和理论推导得出向心力的表达式；

四、教学资源

1、

物理实验：

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（1）学生实验：拴有绳子的小球；

（2）演示实验：向心力演示器；

2、信息化平台：PPT、多媒体动画。

五、教学流程图

思维引导，引入新课

实例分析向心力的来源

实例分析

深化理解

学生动手体验，引入概念

学生动手体验

教师演示探究

理论分析推导

向心力的大小

课堂拓展、归纳总结

六、教学过程

【引入】

圆周运动是变速运动，因此圆周运动肯定有加速度，由牛顿运动定律知：物体做圆周运动，必然要受到外力的作用。

那么，是怎样的力使物体做圆周运动呢？

【新授】

实验探究（感受向心力）：

小组实验，水平面上，小球在细绳拉力作用下做圆周运动过程。

思考：牵绳的手有什么感觉？如果松手将发生什么现象？

对向心力的理解

1、定义：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合力，叫向心力。

2、符号：Fn 3、方向：始终指向圆心(与v 垂直);是变力

4、效果：只改变v 的方向，不改变v的大小。

实例分析

1、轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动；

2、物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动；

3、滚筒洗衣机中物体跟着滚筒匀速转动；

4、卫星绕地球做匀速圆周运动；

说明：

1、向心力的来源：物体所受的合力提供了物体做匀速圆周运动所需的向心力。（可以由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或者是几个力的合力来提供）

2、向心力是按照效果命名的力，并不是物体额外受到的一个新的性质的力；受力分析时, 不能多出一个向心力。

向心力的大小：

学生实验：感受向心力的大小与哪些因素有关；

小组实验，水平面上，小球在细绳拉力作用下做圆周运动

猜想：向心力大小可能与质量、半径、角速度有关

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演示探究：向心力演示仪

1、保持ω和r相同，研究小球做圆周运动所需向心力F与质量m之间的关系；

2、保持m和r相同，研究小球做圆周运动所需向心力F与角速度ω之间的关系；

3、保持ω和m相同，研究小球做圆周运动所需向心力F与半径r之间的关系；

理论推导：

F合＝Fn F合＝man F=mrω

an =ω2r

讨论交流：为什么在向心力大小的两种表达式中，一个式子中向心力的大小与半径成正比

另一式子中向心力的大小却与半径成反比？

实例分析（生活中的圆周运动）

1、游乐场中的旋转秋千 圆锥摆；

2、女运动员在冰面上做匀速圆周运动；

观察思考：

1、

链球是在做匀速圆周运动吗？ 2、

怎样才能使做圆周运动的物体速度变大、变小呢？

课堂小结：

作业布置：

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