滬科版必修二 研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 第1課時(shí) 教案.doc

2.2研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律教學(xué)目標(biāo)(一) 知識(shí)與技能1.知道什么是向心力，理解它是一種效果力2.知道向心力大小與哪些因素有關(guān)。理解公式的確切含義，并能用來(lái)進(jìn)行計(jì)算3.結(jié)合向心力理解向心加速度4.理解變速圓周運(yùn)動(dòng)中合外力與向心力的關(guān)系(二) 過(guò)程與方法1.從受力分析來(lái)理解向心加速度，加深對(duì)牛頓定律的理解。2.通過(guò)用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)來(lái)了解向心力的大小與哪些因素有關(guān)，并理解公式的含義。3.經(jīng)歷從勻速圓周運(yùn)動(dòng)到變速圓周運(yùn)動(dòng)再到一般曲線運(yùn)動(dòng)的研究過(guò)程，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)解決問(wèn)題從特殊到一般的思維方法。并學(xué)會(huì)用運(yùn)動(dòng)和力的觀點(diǎn)分析、解決問(wèn)題。(三) 情感態(tài)度與價(jià)值觀1.通過(guò)親身的探究活動(dòng)，使學(xué)生獲得成功的樂(lè)趣，培養(yǎng)學(xué)生參與物理活動(dòng)的興趣。2.經(jīng)歷從特殊到一般的研究過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。3.實(shí)例、實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系生活，拉近科學(xué)與學(xué)生的距離，使學(xué)生感到科學(xué)就在身邊，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)重點(diǎn)1.理解向心力的概念和公式的建立。2.理解向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小。3.運(yùn)用向心力、向心加速度的知識(shí)解釋有關(guān)現(xiàn)象。教學(xué)難點(diǎn)1.理解向心力的概念和公式的建立。2.運(yùn)用向心力、向心加速度的知識(shí)解釋有關(guān)現(xiàn)象。教學(xué)過(guò)程一、引入師：同學(xué)們，在上節(jié)課的學(xué)習(xí)中，我們單純從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度用公式對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度進(jìn)行了研究，得到的結(jié)論是：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度大小為,方向總是與速度方向垂直，始終指向圓心。于是我們把勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度又稱(chēng)作向心加速度。師：今天我們將結(jié)合物體受力從動(dòng)力學(xué)角度用公式來(lái)研究向心加速度。師：現(xiàn)在我們已知知道了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度的特點(diǎn)，有哪位同學(xué)能告訴我：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的合外力有什么特點(diǎn)？生：根據(jù)公式，我們知道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力應(yīng)該，方向總是與速度垂直指向圓心。二、向心力師：由于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力始終指向圓心，所以我們把勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體所受的合外力又稱(chēng)作向心力?！径x】做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力由于指向圓心，所以該合外力又叫做向心力。師：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力真的指向圓心嗎？下面我們結(jié)合幾個(gè)實(shí)例體會(huì)驗(yàn)證一下這個(gè)結(jié)論。畢竟理論只有結(jié)合實(shí)際才能被更透徹地理解。地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)可以近似看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，試分析做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體（地球）所有受的合外力的特點(diǎn)?！窘馕觥康厍蛑皇艿教?yáng)對(duì)它的吸引力，合力即為吸引力。該吸引力指向地球做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心即日心。光滑桌面上一個(gè)小球，由于細(xì)繩的牽引，繞桌面上的圖釘做勻速圓周運(yùn)動(dòng)?！窘馕觥啃∏蚴苤亓Α⒅С至?、繩子的拉力。合力是繩子的拉力，方向沿繩子指向圓心（圖釘）使轉(zhuǎn)臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)上的物體也隨之做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)與物體間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)【解析】物體受重力、支持力、靜摩擦力。合外力為靜摩擦力，方向指向圓心。 師：大家結(jié)合生活實(shí)驗(yàn)仔細(xì)體會(huì)向心力的定義，回答下面的問(wèn)題?！締?wèn)題】向心力是不是像重力、彈力、摩擦力那樣按性質(zhì)來(lái)命名的？如果是，那么它的施力物體是什么？如果不是，那它是按什么來(lái)命名的？【解析】向心力不是按性質(zhì)命名的，它只是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力。是按效果命名的。本質(zhì)上它是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力，只是因?yàn)槠涮厥庑裕菏冀K指向圓心。所以才把勻速圓周運(yùn)動(dòng)這種特殊運(yùn)動(dòng)下的合外力又叫做向心力。按效果命名的力還有：動(dòng)力、阻力、壓力、支持力等?！拘蜗蟊确健看騻€(gè)形象的比方：搬運(yùn)工是什么人？男人？女人？小孩？還是老人？不能這樣說(shuō)。搬運(yùn)工是個(gè)角色名稱(chēng)，只要做的是這個(gè)工作，它就可以冠以搬運(yùn)工的名。一個(gè)大人做這個(gè)工作，則這個(gè)大人可以叫做搬運(yùn)工；兩個(gè)小孩做這個(gè)工作，則這兩個(gè)小孩也可以叫做搬運(yùn)工?！纠斡洝肯蛐牧κ切ЧΓ皇前葱再|(zhì)命名的新的類(lèi)型的力。三、向心力的作用效果師：現(xiàn)在我們來(lái)討論向心力的作用效果。力的作用效果可以物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，要討論力的作用效果，就是要討論在該力作用下物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是如何變化的。師：我們都知道在向心力的作用下物體做的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是如何變化的？生：速度大小不變，方向不斷變化。師：也就是說(shuō)向心力的作用效果是只改變物體的運(yùn)動(dòng)方向，不改變物體的速度的大小。上節(jié)課學(xué)習(xí)向心加速度的時(shí)候也說(shuō)過(guò)，向心力產(chǎn)生的向心加速度是用來(lái)描述物體速度方向變化快慢的物理量?！纠斡洝肯蛐牧Φ淖饔眯Ч侵桓淖兯俣鹊姆较?，不改變速度的大小。師：既然力與速度垂直時(shí)的作用效果是只改變速度方向，不改變速度大小，那力與速度同一直線時(shí)的作用效果是什么呢？生：學(xué)面的學(xué)習(xí)中我們已經(jīng)了解到：合外力與速度同一直線時(shí)，物體做直線運(yùn)動(dòng)，同向加速，反向減速。從這個(gè)結(jié)論我們可以看到：當(dāng)力與速度同一直線時(shí)，力只改變物體速度的大小，不改變速度的方向。師：回答得很好！那如果力與速度既然不在同一直線上，也不垂直，那這種情況下力的作用效果是什么？生：我們可以利用力的分解合成把這個(gè)力分解到速度所在的直線上和與速度垂直的方向上，則速度方向上的分力改變速度大小，不改變方向；垂直速度方向上的分力只改變速度方向，不改變速度大小。綜合來(lái)看就是這個(gè)力既改變速度大小，也改變速度方向。師：回答得非常好！到此，我們對(duì)力與運(yùn)動(dòng)的理解更透徹了?！纠斡洝苛εc速度同一直線，力只改變速度大小，不改變速度方向。力與速度垂直，力只改變速度方向，不改變速度大小。力與速度成其它任意角度，根據(jù)力的分解合成將力分解到速度所在直線和與速度垂直的直線上，則有力既改變速度大小，同時(shí)也改變速度方向。四、用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材 “實(shí)驗(yàn)”部分，引導(dǎo)學(xué)生思考下面的問(wèn)題：1、實(shí)驗(yàn)器材有哪些？2、簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理（怎樣達(dá)到驗(yàn)證的目的）3、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要注意什么？測(cè)量那些物理量（記錄哪些數(shù)據(jù)）？4、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中差生誤差的原因主要有哪些？學(xué)生認(rèn)真閱讀教材，思考問(wèn)題，學(xué)生代表發(fā)言。教師點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立驗(yàn)證。教師巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并記錄學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題。教師聽(tīng)取學(xué)生匯報(bào)驗(yàn)證的結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的可靠性作出評(píng)估。m(kg)d1(m)d2(m)d=d1-d2(m)t(s)r(m)fn=4m2r/t2f合=mgtan注：d1指懸掛點(diǎn)到紙面的距離,d2指球心到紙面的距離， d指懸掛點(diǎn)到球心的距離觀看動(dòng)畫(huà)：圓錐擺師生互動(dòng)，得出結(jié)論：1、實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，多項(xiàng)測(cè)量都是粗略的，存在較大的誤差，用兩個(gè)方法得到的力并不嚴(yán)格相等。2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們還體會(huì)到，向心力并不是像重力、彈力、摩擦力那樣具有某種性質(zhì)的力來(lái)命名的。它是效果力，是按力的效果命名的。在圓錐擺實(shí)驗(yàn)中，向心力是小球重力和細(xì)線拉力的合力，還可以理解為是細(xì)線拉力在水平面內(nèi)的一個(gè)分力。課后實(shí)驗(yàn)：“做一做”教師指導(dǎo)學(xué)生兩人一組，完成課本 “做一做”欄目中的實(shí)驗(yàn)，自己感受向心力的大小。五、演示實(shí)驗(yàn)：向心力演示器觀看視頻文件：向心力演示器實(shí)驗(yàn)觀看動(dòng)畫(huà)：向心力演示器六、變速圓周運(yùn)動(dòng)師：如果物體做的是變速圓周運(yùn)動(dòng)，那合外力還是指向圓心嗎？生：如果合外力還是指向圓心，即始終與速度垂直，則合外力只能改變速度的方向不能改變速度的大小，不可能能做變速圓周運(yùn)動(dòng)。師：那變速圓周運(yùn)動(dòng)的合外力應(yīng)該是怎樣的呢？生：變速圓周運(yùn)動(dòng)的合外力應(yīng)該既不指向圓心，也不與速度同一直線，而是成其它某一夾角，將其分解后切向與法向各分得一個(gè)分力，法向分力指向圓心，作用效果是改變速度方向，不改變速度大小，使物體做圓周運(yùn)動(dòng)；切身分力與速度同一直線，只改變速度大小，不改變方向。兩分力共同作用效果就是變速圓周運(yùn)動(dòng)。師：回答得很好！因?yàn)榉ㄏ蚍至Φ淖饔眯Ч遣桓淖兯?