高中物理人教版第五章曲線運動向心力 人教版高中物理第5章第6節(jié)向心力教案

高中物理課堂教學(xué)教案課題向心力一、三維目標（一）、知識與技能1．理解向心力的概念及其表達式的確切含義．2．知道向心力大小與哪些因素有關(guān)，并能用來進行計算．3．知道在變速圓周運動中，可用上述公式求質(zhì)點在某一點的向心力和向心加速度．（二）、過程與方法1．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(guān)，并具體“做一做”來理解公式的含義．2．進一步體會力是產(chǎn)生加速度的原因，并通過牛頓第二定律來理解勻速圓周運動、變速圓周運動及一般曲線運動的各自特點．（三）、情感、態(tài)度與價值觀1．在實驗中，培養(yǎng)學(xué)生動手的習(xí)慣并提高分析問題、解決問題的能力．2．感受成功的快樂．體會實驗的意義，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣．二、教學(xué)重點、難點（一）教學(xué)重點1．體會牛頓第二定律在向心力上的應(yīng)用．2．明確向心力的意義、作用、公式及其變形．（二）教學(xué)難點1．圓錐擺實驗及有關(guān)物理量的測量．2．如何運用向心力、向心加速度的知識解釋有關(guān)現(xiàn)象．三、教學(xué)方法探究、講授、討論、練習(xí)四、教具準備多媒體課件、圓錐擺等實驗設(shè)備五、教學(xué)活動[新課導(dǎo)入]師：前面兩節(jié)課，我們學(xué)習(xí)、研究了圓周運動的運動學(xué)特征，知道了如何描述圓周運動．這節(jié)課我們再來學(xué)習(xí)物體做圓周運動的動力學(xué)特征——向心力．[新課教學(xué)]一、向心力[自主閱讀]師：請同學(xué)們閱讀教材“向心力”部分，思考并回答以下問題，1．舉出幾個物體做圓周運動的實例，說明這些物體為什么不沿直線飛去．2．用牛頓第二定律推導(dǎo)出勻速圓周運動的向心力表達式．學(xué)生認真閱讀教材，列舉并分析實例，體會向心力的作用效果，并根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出勻速圓周運動的向心力表達式．[交流與討論]師：請同學(xué)們交流各自的閱讀心得并進行相互間的討論．生：用手槍一個被繩子系著的物體，使它做圓周運動，是因為繩子的力在拉著它．一旦繩子斷了，小球就會飛出去．生：地球之所以繞太陽做圓周運動，是太陽對地球的引力在“拉”著它．師：同學(xué)們有沒有發(fā)現(xiàn)過，做圓周運動的物體由于突然不受力了，結(jié)果物體沿直線飛出去的現(xiàn)象?生：我自己做過這個實驗：用手掄一個被繩子系著的物體，使它做圓周運動，一旦繩子斷了，小球就會飛出去．生：本章第一節(jié)中，砂輪上的砂粒被刀具碰掉后，沿切線方向飛出去的現(xiàn)象．師：剛才同學(xué)們說得很好，圓周運動是變速運動，有加速度，故做圓周運動的物體一定受到力的作用．而我們知道做勻速圓周運動的物體具有向心加速度，根據(jù)牛頓第二定律，這個加速度一定是由于它受到了指向圓心的合力的作用．這個合力叫做向心力．下面請同學(xué)們把剛才由牛頓第二定律推出的向心力的表達式展示出來．投影學(xué)生推出的向心力表達式：FN=mv2/r,FN=mrω2點評：學(xué)生的思維在于老師的激發(fā)，學(xué)習(xí)的積極性在于老師的調(diào)動．通過讓學(xué)生發(fā)表見解，提出疑問，培養(yǎng)學(xué)生的語言表達能力和分析問題的能力．二、實驗：用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式[實驗與探究]師：請同學(xué)們閱讀教材“實驗”部分，思考下面的問題：1．實驗器材有哪些?2．簡述實驗原理(怎樣達到驗證的目的)．3．實驗過程中要注意什么?如何保證小球在水平面內(nèi)做穩(wěn)定的圓周運動，測量哪些物理量(記錄哪些數(shù)據(jù))?4．實驗過程中產(chǎn)生誤差的原因主要有哪些?學(xué)生認真閱讀教材，思考問題，找學(xué)生代表發(fā)言．教師聽取學(xué)生的見解，點評、總結(jié)．教師演示并與學(xué)生一起參與完成實驗，及時發(fā)現(xiàn)并記錄演示實驗過程中存在的問題．點評：讓學(xué)生親歷實驗驗證的過程．體驗成功的樂趣．培養(yǎng)動手能力和團結(jié)協(xié)作的團隊精神．教師聽取學(xué)生匯報驗證的結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生對實驗的可靠性作出評估．[交流與討論]生：實驗的過程中，多項測量都是粗略的，存在較大的誤差，用兩個方法得到的力并不嚴格相等．生：通過實驗我們還體會到．向心力并不是像重力、彈力、摩擦力那樣具有某種性質(zhì)的力來命名的．它是效果力，是按力的效果命名的．在圓錐擺實驗中，向心力是小球重力和細線拉力的合力，還可以理解為是細線拉力在水平面內(nèi)的一個分力．生：數(shù)圈數(shù)測時間時，要從零開始數(shù)起．生：我有一個改進的實驗，不知是否可行，其裝置如圖6．7—1所示，讓小球在剛好要離開錐面的情況下做勻速圓周運動，我認為利用該裝置可以使測量值減少誤差．師：同學(xué)們能積極思維，勇于發(fā)表自己的見解，這很好．至于該方案效果如何，老師沒有做過，這里也不敢妄下結(jié)論，還請同學(xué)們課后進一步進行比較性的研究，老師期待著你們的實驗結(jié)論．點評：新課程理念強調(diào)，老師不一定要能回答學(xué)生提出的所有問題，但老師要起到一個引導(dǎo)者、一個領(lǐng)路人的作用．三、變速圓周運動和一般曲線運動師：鏈球的實驗中，我們可以通過掄繩子來調(diào)節(jié)鏈球速度的大小，這就給我們帶來一個疑問：難道向心力能改變速度的大小嗎?為什么?生：不能．因為我剛才做實驗時發(fā)現(xiàn)，當我的手保持不動時，鏈球的速度并不能改變，只有當我的手在動時，鏈球的速度才能改變，所以不能．但具體細節(jié)我還沒有搞清．生：剛才XXX同學(xué)的發(fā)現(xiàn)我也體會到了，我認為手不動時，繩子的拉力和鏈球運動的速度方向垂直，故鏈球的速度不變．而當手動時，繩子的拉力和鏈球運動的速度方向不垂直，此時可以把拉力分解為沿速度方向和垂直于速度方向的兩個分力，其垂直于速度方向的分力提供鏈球所需的向心力，并不改變鏈球的速度大?。欢厮俣确较虻姆至Ξa(chǎn)生的加速度使鏈球的速度發(fā)生了改變．師：剛才同學(xué)們交流、討論得很好，實際上這些現(xiàn)象，我們都可以通過運用牛頓第二定律來解決，希望同學(xué)們課后能進一步地認真總結(jié)，細細體會。點評：老師及時對學(xué)生進行恰當?shù)脑u價，是使學(xué)生能獲得成功培的保證．同時要善于培養(yǎng)學(xué)生閱讀教材并從中獲取信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的主動求知的意識．師：對于做一般曲線運動的物體，我們可以用怎樣的分析方法進行簡化處理?請同學(xué)們閱讀教材并結(jié)合課本圖—4的提示發(fā)表自己的見解．同時再與剛才研究的變速圓周運動去進行對比．點評：對學(xué)生注重物理學(xué)方法的教育[課堂分組實驗]師：請同學(xué)們兩人一組，完成課本第22頁“做一做”欄目中的實驗，自己感受向心力的大?。畬W(xué)生按照“做一做”欄目中的實驗介紹，獨立操作，在實驗中去體驗．點評：通過實驗，增強學(xué)生的感性認識，同時激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣．[課堂訓(xùn)練]1.質(zhì)量為m的球用長為L的細繩懸于天花板的O點，并使之在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，細線與豎直線成θ角，則以下正確的是()A.擺球受重力、拉力和向心力的作用B.擺球只受重力、拉力的作用C.擺球做勻速圓周運動的向心力為mg?tanθD.擺球做勻速圓周運動的周期為 2.南通在北緯32°，求南通所在處質(zhì)量為1Kg的物體繞地軸做圓周運動所受向心力是多大？（設(shè)地球半徑R=6400km，COS32°=）[小結(jié)]師：請同學(xué)們概括總結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容．投影展示出幾個學(xué)生的課堂小結(jié)，同時引導(dǎo)同學(xué)們分析，討論，并與各自的小結(jié)進行對比，看看誰總結(jié)得好，并把自己的體會寫下來．點評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力．教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架．[課外訓(xùn)練]1．如圖—5所示，一圓盤可以繞一個通過圓盤中心且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上放置一木塊，當圓盤勻速轉(zhuǎn)動時，木塊隨圓盤一起運動，那么…()A.木塊受到圓盤對它的摩擦力，方向背離圓盤中心B.木塊受到圓盤對它的摩擦力．方向指向圓盤中心C.因為木塊與圓盤一起做勻速轉(zhuǎn)動，所以它們之間沒有摩擦力D.因為摩擦力總是阻礙物體運動的，所以木塊受到圓盤對它的摩擦力的方向與木塊運動方向相反2．一個2.0kg的物體在半徑是1.6m的圓周上以4m／s的速率運動，向心加速度為多大?所需向心力為多大?3．太陽的質(zhì)量是1．98X1030kg，它離開銀河系中心大約3萬光年(1光年：9．46X10124．關(guān)于勻速圓周運動的周期大小，下列判斷正確的是…()A．若線速度越大，則周期一定越小B．若角速度越大，則周期一定越小C．若半徑越大，則周期一定越大D．若向心加速度越大，則周期一定越大5．線的一端系一個重物，手執(zhí)線的另一端使重物在光滑水平面上做勻速圓周運動，當轉(zhuǎn)速相同時．線長易斷，還是線短易斷?為什么?如果重物運動時系線被桌上的一個釘子擋住，隨后重物以不變的速率在系線的牽引下繞釘子做圓周運動，系線碰釘子時釘子離重物越遠線易斷?還是離重物越近線易斷?為什么?[布置作業(yè)]1.完成P22“問題與練習(xí)”中的