2. 匀速圆周运动的向心力和向心加速度优秀教学设计

匀速圆周运动的向心力和向心加速度

教学目标

：

一、知识与技能

1．理解向心力的概念．

2．知道向心力大小与哪些因素有关，理解公式的含义．

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．

二、过程与方法

1．通过实验，体验和感受做匀速圆周运动的物体需要向心力．

2．先猜想影响向心力大小的因素，再进行实验探究．

3．通过演示实验，验证匀速圆周运动的向心力公式，结合牛顿第二定律得出向心加速度的公式．

三、情感态度与价值观

1．亲身探究活动，使学生获得成功的乐趣，培养学生参与物理活动的兴趣．

2．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．

3．培养学生实事求是、尊重客观规律的科学态度，培养学生在实验中严谨、细致、耐心的态度．

教学重点难点：

教学重点：

1．理解向心力的概念．

2．学生实验探究：感受向心力和影响向心力大小的因素．

教学难点：

理解向心力的概念及向心力公式的得出．

教学准备：

质量不同的小球（钢球、橡胶球）、细绳、用过的空心圆珠笔杆（去笔尖）、弹簧秤、向心力演示器、

PPT 课件、多媒体投影设备．

教法、学法：

学生实验探究与教师演示实验相结合；学生思考、猜想、讨论与教师提问、讲解相结合．

教学过程：

教学环节

教学内容及教师活动

1．同学们跑步转弯时，身体会自然的怎么样？

2．

演示：游乐园里的引入新课

“旋转秋千”的运动情况

学生主体活动

设计意图及说明

从日常生活情景中构建物理情由于学生对这景，培养学生把生两个问题有很丰富活与物理联系在一演示实验的现象，使学生产生悬念，激发好奇心和探索你知道其中的奥秘吗？的日常经验，会大胆起的习惯，特别是物体做匀速圆周运动的条件猜想

是什么？这就是我们这节课要探究的问题

的欲望．

细绳上栓一个小物体，抡动细绳，使物体在光滑的桌面上做匀速圆周运动（匀速圆周运动是变速运动，必有合外力，这个力就是向心力）

1.承上启下，引出向心力的概念：维持物体的匀速圆周运动需要一个指向圆心的力的作用，这个力就叫向心力．

（提问：做匀速圆周运动的物新课讲解

的作用）

圆周运动的向心力只是合外力，是效果力，并不是真正受到的力；向心力的方向始终沿着半径指向圆心；向心力的作用只是改变速度的方向，不改变速度的大小．（举例对比：

F

与

v

在同一直线时，

F

对

v

的作用）

指导学生做教材中的实验，提问：

1．如果增大或减小小球化？

学生实验体验

学生亲身进行

实验简单易

加深对匀速圆

向心力的概念体，是否都受到指向圆心的力周运动的理解，引导学生回答物体做匀是本课的难点，加向心力的概念，教师应深入浅出地做出理论分析，使学生容易接受．

2．总结：使物体做匀速速圆周运动的条件．

上新教材没有明确的旋转速度，手的感觉有何变实验探究，然后小组做，效果明显，学讨论交流，归纳结生通过亲身感受获际教学效果表明学生乐于参与观察，敢于实验．

2．如果增大或减小小球论，回答老师的提得成功的乐趣，实的旋转半径，手的感觉有何变问．

化？

3．如果增大或减小小球的质量，手的感觉有何变化？

4．如果松手，将会发生什么现象？

提问：向心力的大小与哪猜想

演示实验验证

得到向心力的计算公些因素有关？

为了定量得出向心力的向心力跟物体的质量、圆周运动半径、角速度有关

学生观察、思

大小与质量、线速度、半径的考、分析，导出向心

式

关系，设计如下实验：

教师先介绍向心力演示器的结构和使用方法，然后进行如下操作：

(1)运动径r和相同,铝球和钢球的质量比为 1: 2，观察露出的红白相间的方格数比值为 1: 2 ，即两球所受向心力的比值也为 1:2 ，

因此F

与

m

成正比．

(2) 当

m、r

相同时，值为 1 : 9 ，

因此F与(3)当

m

、也为1:2 ，

2力的表达式

培养学生实事律的科学态度，让Fmw2r．

求是、尊重客观规又根据w2

T

学生体会到实验在

探索物理规律中的作用和方法．

得出向心力另外的表达式：

的比值为 1 : 3 ，向心力的比

成正比．

相同时，半径比为 1:2 ，向心力的比值因此F与r成正比．

教师由此验证向心力大小的公式：

学生结合牛顿让学生明白匀速圆周运动的向心力和向心加速度大小不变，但方向时刻在改变．所以匀速圆周运动又是一

种变速运动．

做圆周运动的物体，在向一个加速度，根据牛顿第二定引出向心加速

律，这个加速度的方向与向心力的方向相同，所以称为向心加速度．（对比：直线运动中的加速度与向心加速度的区别．）

1、

请大家分析下面物体的向心力是由什么力提供旋转漏斗内的玻璃球；

例题分析

2、“神州”五号飞船发射升空后，进入椭圆轨道，然后实施变轨进入距地球表面约343km的圆形轨道。已知飞船的质量为8000kg，飞船约90min绕地球一圈，地球半径的？（①

旋转秋千；

②

心力

F

的作用下必然要产生第二定律得到：

学生学会判断，计算讨论解决．

取6.37×103kg，试求飞船在变轨成功后的向心加速度及其所受的向心力。

1．对本节课内容进行小总结与作业

结．

2．作业．

学生回忆知识．

巩固

板书设计：

1. 向心力概念：

2. 向心表达式：

3. 向心加速度：

4. 例题分析：

反思：

圆周运动的向心力