2. 匀速圆周运动的向心力和向心加速度设计意图

教科版必修2

高中物理

2.2匀速圆周运动的向心力和向心加速度

教案

2.2 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．理解向心力是做物体匀速圆周运动的物体所受的合外力。

2．理解向心力大小与哪些因素有关，理解公式的含义，并能用来进行计算。 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。

4．知道在变速圆周运动中，可用公式求质点在圆周上某一点的向心力和向心加速度。

二、过程与方法

1．学会用运动和力的关系分析分题

2．理解向心力和向心加速度公式的确切含义，并能用来进行计算。

三、情感态度与价值观

通过a与r及?、v之间的关系，使学生明确任何一个结论都有其成立的条件。以及各物理量间的逻辑关系。

教学重点：

1．理解向心力和向心加速的概念。

2．知道向心力大小，向心加速的大小，并能用来进行计算。

教学难点：

匀速圆周运动的向心力和向心加速度都是大小不变，方向在时刻改变。

教学准备：

结实的细线拴着一个小钢球，秒表，J2130 向心力演示仪，质量不同的小球（钢球、木球），多媒体投影设备．

教学过程：

一、实验探究，引入新课

二、探索物体做圆周运动的条件

在同学们猜想研究的基础上，大屏幕投影教材第 26 页图 2-2-2 ，并提出下列思考题： 1．对研究对象作出受力示意图， 2．猜想合力的方向，检验完善自己的猜想． 3．合力的方向应该指向哪里？ 在学生研究讨论的基础上，师生共同得出结论： 大量事实说明，物体做圆周运动的条件是必须受到一个指向圆心的合外力，这个指向圆心的合外力就叫做向心力． 思考： 1．通过对图2-2-2 中三个物体的受力分析，你认为向心力由那些力提供？ 2．你认为向心力是按力的性质命名的还是按力的作用效果命名的？ 在同学们思考、研究讨论的基础上，师生共同得出结论： 向心力是根据力的作用效果命名的．它可以是一个力，可以是某个力的分力，也可以是几个力的合力． 请学生列举生活中物体做匀速圆周运动向心力来源的实例． 物理学史教育：牛顿对向心力与圆周运动的关系的认识． 三、认识向心加速度（由教师直接给出向心加速度的表达式）

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2.2匀速圆周运动的向心力和向心加速度

教案

1. 方向：由牛顿第二定律得出，沿半径方向指向圆心． 2. 大小：（直接给出）（详解参见教材第 29 页的“发展空间”．） 然后根据第一节的内容得出

a 的其他表达式． 交流与思考： 从个问题吗？ 四、由牛顿第二定律结合向心加速度的表达式，学生可以自己得出向心力的表达式．学生可以适当讨论，相互启发，完成几组常用表达式的书写．

以上内容1课时．

五、探究影响向心力大小的相关因素

学生实验：用向心力演示仪分组探究影响向心力大小的因素． 教师先介绍向心力演示仪的结构、原理和使用方法，然后提出下列问题引起学生的思考： 怎样研究一个物理量和诸多物理量的关系？启发学生运用控制变量法．

学生实验：探究向心力与物体的质量、运动的半径和角速度的关系． 请学生汇报自己的实验结果： 1．用质量比为 2:1 的钢球和铝球，使他们的运动半径

R 和

ω

均

相同，观察露出的红白相间方格数比值为 2:1 ，即两球所受向心力的比值也为 2:1 ，因此

F 与

m 成正比． 同理得出： 2．当

m、ω

相同时，半径比为 2:1 ，向心力的比值也为 2:1 ，因此

F 与

R 成正比． 3．当

m、R 相同时，

角速度

比值为 2:1 ，向心力的比值为 4:1 ，因此

F 与

ω2 成正比 在学生思考、研究讨论的基础上，师生共同得出结论： 向心力的大小与物体的质量

m 、圆周半径

R 、转动角速度的平方

ω正比． 即：

F ＝

mRω2

六、实践应用

完成教材第 29 页例题，体验圆周运动的应用． 七、课堂小结

引导学生进行课堂小结： 1．本节你学到了哪些知识． 2．本节你学到了哪些研究问题的方法． 3．本节的学习，对你今后的学习、研究有什么启发． 八、课后作业

1. 完成“练习与评价”的作业； 2. 实践体验：完成发展空间的实验室操作和课本 29 页的两个活动体验，并在作业本上写出感受． 教学流程图：

2 看，似乎a

跟R 成正比；从看，似乎 a

跟成

R

反比．你能解答这

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教案

学习效果评价

教学设计后记：

一、教学设计中的特色 1. 注重以学生体验探究为主线；通过物理情景的创设引导学生探究，让学生感受到物理源于生活． 2. 注重以学生为主体；无论是问题情景的创设还是对问题的探究，都努力创造条件让学生参与，并努力增大参与面与思维量． 二、教学设计后的思考 1. 如何在有限的课堂时间内进行最具实效的合作探究？在课堂教学中，要鼓励学生发表自己的见解、提出自己的问题，进行问题的交流、合作和探究，这是新课标和新课程所反映的一个基本理念．但是，相对而言，探究有时是一个较长的过程，在有限的课堂时间内，学生实际的合作探究过程有时显得较长．本教学设计实际授课时间也并不宽裕．

如何

在有限的课堂时间内进行最具实效的合作探究？关键在于教师，教师必须在保证学生自主、合作探究的前提下做好引导．这也是在新的教学方式下对教师提出的更高要求，需要我们在实践中深入研究和探索．

2. 在对学生想法和问题的评价中，如何把握好“鼓励称赞”和“指出错误”的“度”？在本节课的教学设计和教学实践中，教师充分考虑了民主平台和和谐氛围的创设，对学生所提出的看法和想法，努力以“鼓励赞赏”为主的态度进行评价，充分保证了学生学习的积极性和主动性．

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