高中物理人教版第五章曲線運(yùn)動(dòng)向心力【省一等獎(jiǎng)】

6.向心力教學(xué)設(shè)計(jì)（2016/12/27）甘肅省會(huì)寧縣第二中學(xué)730799【摘要】做圓周運(yùn)動(dòng)的物體不沿直線飛去是因?yàn)樗艿搅肆Φ淖饔?，即向心力?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1.了解向心力概念，知道向心力是根據(jù)力的效果命名的。2.體驗(yàn)向心力的存在，會(huì)分析向心力的來源。3.掌握向心力的表達(dá)式,計(jì)算簡(jiǎn)單情景中的向心力。4.從牛頓第二定律角度理解向心力表達(dá)式。5.初步了解“用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式”的原理。6.會(huì)測(cè)量、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論?！娟P(guān)鍵詞】向心力研究向心力驗(yàn)證向心力公式【知識(shí)對(duì)比】知識(shí)點(diǎn)初中高中向心力初中未涉及了解向心力概念，體驗(yàn)向心力的存在，會(huì)分析向心力的來源向心力公式初中未涉及掌握向心力的表達(dá)式,計(jì)算簡(jiǎn)單情景中的向心力；從牛頓第二定律角度理解向心力表達(dá)式；了解“用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式”的原理【課時(shí)安排】1課時(shí)—、向心力【問題導(dǎo)學(xué)】做圓周運(yùn)動(dòng)的物體為什么不沿直線飛去而沿著一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)呢？【情景引入】月球圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是地球?qū)υ虑虻娜f有引力。一根繩子拉著一個(gè)小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球的向心力是靠繩子的拉力和重力共同提供的；一個(gè)木塊放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起作圓周運(yùn)動(dòng)，木塊的向心力是靠轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)它的靜摩擦力提供的。那么什么是向心力呢？向心力根據(jù)牛頓第二定律，物體必須有力的作用才會(huì)產(chǎn)生加速度，因此做圓周運(yùn)動(dòng)的物體也必須有一個(gè)力的作用，這個(gè)力每時(shí)每刻都指向運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心，因此取名向心力。其大小為：向心力是以力的作用效果來命名的，并不是一種新的力，它可以是重力，彈力或摩擦力，也可以是這些力的合力.對(duì)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體來說，其向心力就是它所受的合力。板書：1.向心力：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體也必須有一個(gè)力的作用，這個(gè)力每時(shí)每刻都指向運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心，因此取名向心力。2.大?。?.方向：每時(shí)每刻都指向運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心,與運(yùn)動(dòng)速度方向垂直4.理解：應(yīng)該指出的是，向心加速度和向心力的公式雖然是從勻速圓周運(yùn)動(dòng)推得的，但因?yàn)椋虼?，它們也適用于變速圓周運(yùn)動(dòng)。因?yàn)樵诤芏桃欢螘r(shí)間內(nèi)的變速運(yùn)動(dòng)可以看作勻速運(yùn)動(dòng)，這個(gè)思想我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)用到過。一般圓周運(yùn)動(dòng)的處理辦法：繩子拉著小球在豎直平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)是一種典型的變速圓周運(yùn)動(dòng)，如果小球在下圖所示的位置時(shí)的速度為，那么它此時(shí)的向心加速度就是.將它所受的重力沿軌跡的切線方向和半徑方向進(jìn)行正交分解二、研究向心力【問題導(dǎo)學(xué)】向心力演示儀研究向心力，當(dāng)研究幾個(gè)物理量之間的關(guān)系時(shí)，采用控制變量法?！厩榫耙搿繉?shí)驗(yàn)步驟（1）向心力演示儀水平放置在桌面上.（2）將水平的傳動(dòng)皮帶掛在兩半徑相同的變速輪上，即角速度相等，將質(zhì)量不等的兩球放在滑槽擋板處，使兩球作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑相同，搖動(dòng)手柄，隨著轉(zhuǎn)速的增加，兩個(gè)標(biāo)尺上露出的格數(shù)也隨之增加，但質(zhì)量大的一側(cè)的始終比質(zhì)量小的一側(cè)的格數(shù)大，若質(zhì)量之比為1:2，露出的格數(shù)之比為1:2，說明不變時(shí)，。（3）改變兩小球的質(zhì)量讓其相等，讓他們作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不同，發(fā)現(xiàn)半徑大的一側(cè)的始終比半徑小一側(cè)的格數(shù)大，若半徑之比為1:2，露出的格數(shù)之比為1:2，說明不變時(shí)，。（4）讓兩小球質(zhì)量相等，作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑相同，將皮帶放在半徑不同的塔輪上時(shí)，由于線速度相同，則角速度不同，發(fā)現(xiàn)角速度大的一側(cè)的始終比角速度小一側(cè)的格數(shù)大，若角速度之比為1:3，露出的格數(shù)之比為1:9，說明不變時(shí)，下面利用多變量組合的方法組合起來：1.由不變時(shí)，可得=1\*GB3①2.由不變時(shí)，可得=2\*GB3②3.由不變時(shí)，可得=3\*GB3③=1\*GB3①代入=2\*GB3②得，=4\*GB3④=3\*GB3③代入=4\*GB3④得，即，這就是我們需要的向心力公式。三、驗(yàn)證向心力公式用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式,又四、一般的曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡即不是直線運(yùn)動(dòng)也不是圓周的圓周運(yùn)動(dòng)，可以稱為一般的曲線運(yùn)動(dòng)。盡管曲線各個(gè)位置的彎曲程度不一樣，但在研究時(shí)，可以把這條曲線分割成許多很短的小段，質(zhì)點(diǎn)在每一小段的運(yùn)動(dòng)都可以看做圓周運(yùn)動(dòng)的一部分。這樣在分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過曲線上某一位置的運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法來處理了。板書設(shè)計(jì)：一、向心力1.向心力：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體也必須有一個(gè)力的作用，這個(gè)力每時(shí)每刻都指向運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心，因此取名向心力。2.大小：3.方向：每時(shí)每刻都指向運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心,與運(yùn)動(dòng)速度方向垂直4.理解：二、研究向心力1.由不變時(shí)，可得=1\*GB3①2.由不變時(shí)，可得=2\*GB3②3.由不變時(shí)，可得=3\*GB3③=1\*GB3①代入=2\*GB3②得，=4\*GB3④=3\*GB3③代入=4\*