高中物理人教版第五章曲線運(yùn)動(dòng)向心力 精品獲獎(jiǎng)

向心力一、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)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(guān)，理解公式的確切意義并能用來計(jì)算。在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，會(huì)用上述公式求質(zhì)點(diǎn)在圓周上某一點(diǎn)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(yàn)證向心力的表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)來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、情感、態(tài)度與價(jià)值觀（1）在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)動(dòng)手的習(xí)慣并提高分析問題、解決問題的能力。二、教學(xué)重點(diǎn)（1）向心力的計(jì)算公式。確定向心力。三、教學(xué)難點(diǎn)通過受力分析，確定什么力提供了物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。四、教學(xué)過程◆引入【教師活動(dòng)】上節(jié)課我們推導(dǎo)了物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度的方向，了解了它的計(jì)算式。這節(jié)課進(jìn)一步來研究做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的受力特點(diǎn)?！粝蛐牧Α窘處熁顒?dòng)】牛頓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(guān)系。根據(jù)加速度的表達(dá)式，可以得到向心力的表達(dá)式，應(yīng)是怎樣的？方向如何？【學(xué)生活動(dòng)】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(shí)刻指向圓心?！窘處熁顒?dòng)】向心力的方向和我們上節(jié)課猜想的是一樣的，細(xì)心對生活中的圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析，都能得到同樣的結(jié)論。向心力的表達(dá)式我們可以通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。大家來看P53“實(shí)驗(yàn)”介紹實(shí)驗(yàn)并演示【學(xué)生活動(dòng)】協(xié)助老師實(shí)驗(yàn)，計(jì)算【學(xué)生活動(dòng)】課堂練習(xí)【教師活動(dòng)】點(diǎn)評，小結(jié)【教師活動(dòng)】通過剛才對向心力的學(xué)習(xí)，大家比較一下，向心力和前面學(xué)過的重力、彈力、摩擦力有什么不同？請舉例說明【學(xué)生活動(dòng)】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(zhì)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(zhì)的力，都是向心力。【教師活動(dòng)】點(diǎn)評，分析向心力的作用效果，就是使物體沿著圓周運(yùn)動(dòng)，而不飛出去。例如，上節(jié)課舉到的例子中，物體由細(xì)繩牽引，繞左面的圖釘作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(gè)例子里，繩子的拉力就是向心力，而這個(gè)力的性質(zhì)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(xué)習(xí)中會(huì)接觸到。◆變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般的曲線運(yùn)動(dòng)（1）“做一做”【教師活動(dòng)】通過上面的學(xué)習(xí)我們知道了物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受的合外力是指向圓心的，這個(gè)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(yùn)動(dòng)的話，受力情況又有什么不同呢？大家體驗(yàn)一下課本P54“做一做”的過程，看能得到什么啟示。【學(xué)生活動(dòng)】做實(shí)驗(yàn)，回答問題?！窘處熁顒?dòng)】點(diǎn)評，分析第一方面：大家可以體會(huì)到向心力的大小，和角速度線速度的關(guān)系是符號前面所學(xué)公式的。這里需要說明，因?yàn)樯炒艿街亓Φ淖饔?，它的運(yùn)動(dòng)很像圓錐擺的運(yùn)動(dòng)，手所用的力不完全是向心力，但這個(gè)實(shí)驗(yàn)對于體會(huì)向心力相關(guān)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(diào)節(jié)沙袋做圓周運(yùn)動(dòng)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(xué)生活動(dòng)】思考，討論（2）分析力對物體的作用效果【教師活動(dòng)】仔細(xì)觀察就可以發(fā)現(xiàn)，使沙袋加速時(shí)，繩子牽引沙袋的方向并不與沙袋運(yùn)動(dòng)的方向垂直。也就是說，沙袋加速時(shí)，它所受的力并不通過運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心。右圖表示作圓周運(yùn)動(dòng)的沙袋正在加速的情況。實(shí)際情況是，沙袋在速度增大的同時(shí)繼續(xù)沿著圓周運(yùn)動(dòng)，所以根據(jù)力的效果，可以把F分解為兩個(gè)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(shí)也給我們提供研究曲線運(yùn)動(dòng)的方法？大家想一想，這個(gè)方法如何遷移到曲線運(yùn)動(dòng)上來呢？【學(xué)生活動(dòng)】閱讀課文，思考，回答問題【教師活動(dòng)】點(diǎn)評，小結(jié)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(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理。【學(xué)生活動(dòng)】完成課后練習(xí)（5）（3）小結(jié)五、板書設(shè)計(jì)一、向心力1、什么是向心力。2、大小：Fn=mEQ\f(v2,r)或者Fn=mrω23、方向：始終指向圓心