高中物理人教版第五章曲線運動向心力 精品獲獎

向心力一、教學目標1、知識與技能理解向心力的概念。理解向心力的大小與哪些因素有關，理解公式的確切意義并能用來計算。在變速圓周運動中，會用上述公式求質點在圓周上某一點的向心力和向心加速度。2、過程與方法通過用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式的實驗來了解向心力的大小與哪些因素有關，并理解公式的含義。3、情感、態(tài)度與價值觀（1）在實驗中培養(yǎng)動手的習慣并提高分析問題、解決問題的能力。二、教學重點（1）向心力的計算公式。確定向心力。三、教學難點通過受力分析，確定什么力提供了物體做勻速圓周運動的向心力。四、教學過程◆引入【教師活動】上節(jié)課我們推導了物體做勻速圓周運動的加速度的方向，了解了它的計算式。這節(jié)課進一步來研究做勻速圓周運動的物體的受力特點?！粝蛐牧Α窘處熁顒印颗ｎD第二定律反映了物體所受的合外力和產(chǎn)生的加速度的關系。根據(jù)加速度的表達式，可以得到向心力的表達式，應是怎樣的？方向如何？【學生活動】思考回答Fn=mEQ\f(v2,r)或者Fn=mrω2牛頓第二定律的同向性，可知向心力和向心加速度的方向是相同的，時刻指向圓心?！窘處熁顒印肯蛐牧Φ姆较蚝臀覀兩瞎?jié)課猜想的是一樣的，細心對生活中的圓周運動進行分析，都能得到同樣的結論。向心力的表達式我們可以通過實驗來驗證。大家來看P53“實驗”介紹實驗并演示【學生活動】協(xié)助老師實驗，計算【學生活動】課堂練習【教師活動】點評，小結【教師活動】通過剛才對向心力的學習，大家比較一下，向心力和前面學過的重力、彈力、摩擦力有什么不同？請舉例說明【學生活動】討論，回答問題向心力不是像重力、彈力、摩擦力哪樣，按力的性質來命名，而是從力的作用效果來命名的。凡是產(chǎn)生加速度的力，不管屬于哪種性質的力，都是向心力?！窘處熁顒印奎c評，分析向心力的作用效果，就是使物體沿著圓周運動，而不飛出去。例如，上節(jié)課舉到的例子中，物體由細繩牽引，繞左面的圖釘作勻速圓周運動，如果繩子斷了，這物體就要沿圓周的切線方向飛出，可見繩子拉力產(chǎn)生作用，是使它不致偏離圓周。在這個例子里，繩子的拉力就是向心力，而這個力的性質是彈力。重力，摩擦力也可以作為向心力，大家課后思考一下，有哪些例子可以說明，我們在以后的學習中會接觸到。◆變速圓周運動和一般的曲線運動（1）“做一做”【教師活動】通過上面的學習我們知道了物體做勻速圓周運動時，所受的合外力是指向圓心的，這個力始終和物體的速度方向相垂直，所以只改變速度的方向，而沒有改變速度的大小。如果物體做變速圓周運動的話，受力情況又有什么不同呢？大家體驗一下課本P54“做一做”的過程，看能得到什么啟示?！緦W生活動】做實驗，回答問題?！窘處熁顒印奎c評，分析第一方面：大家可以體會到向心力的大小，和角速度線速度的關系是符號前面所學公式的。這里需要說明，因為沙袋受到重力的作用，它的運動很像圓錐擺的運動，手所用的力不完全是向心力，但這個實驗對于體會向心力相關的因素還是很有意義第二方面：在操作的過程中，我們可以通過掄繩子來調節(jié)沙袋做圓周運動的速度的大小。那么，是不是向心力可以改變速度的大小呢？【學生活動】思考，討論（2）分析力對物體的作用效果【教師活動】仔細觀察就可以發(fā)現(xiàn)，使沙袋加速時，繩子牽引沙袋的方向并不與沙袋運動的方向垂直。也就是說，沙袋加速時，它所受的力并不通過運動軌跡的圓心。右圖表示作圓周運動的沙袋正在加速的情況。實際情況是，沙袋在速度增大的同時繼續(xù)沿著圓周運動，所以根據(jù)力的效果，可以把F分解為兩個相互垂直的分力：跟圓心相切的分力Ft和指向圓心的分析Fn。Ft產(chǎn)生圓周切線方向的加速度，簡稱切向加速度。切向加速度是與物體的速度方向在同一直線上的，它改變了物體速度的大小。Fn產(chǎn)生指向圓心的加速度，這就是向心加速度，它始終與速度方向垂直，其表現(xiàn)就是改變了速度的方向。上面的分析同時也給我們提供研究曲線運動的方法？大家想一想，這個方法如何遷移到曲線運動上來呢？【學生活動】閱讀課文，思考，回答問題【教師活動】點評，小結我們可以把曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看成是一小段圓弧。然后用圓周運動的分析方法進行處理?！緦W生活動】完成課后練習（5）（3）小結五、板書設計一、向心力1、什么是向心力。2、大?。篎n=mEQ\f(v2,r)或者Fn=mrω23、方向：始終指向圓心