基于大單元教學(xué)設(shè)計(jì)的高中物理導(dǎo)學(xué)案 必修二 第六章 第二節(jié) 向心力

基于大單元教學(xué)設(shè)計(jì)的高中導(dǎo)學(xué)案必修第二冊6.2《向心力》導(dǎo)學(xué)案課題名6.2《向心力》課型新授課核心素養(yǎng)1.理觀念：理解向心力的概念，通過定量探究認(rèn)識向心力的大小。2.科學(xué)思維：通過對生活中圓周運(yùn)動(dòng)的觀察和分析，培養(yǎng)學(xué)生模型建構(gòu)的能力。通過從現(xiàn)象共性中提煉關(guān)鍵信息，培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)能力。3.科學(xué)探究：通過探究向心力的大小，學(xué)生體驗(yàn)利用控制變量法研究問題的過程。4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，領(lǐng)略實(shí)驗(yàn)是解決物理問題的一種基本途徑，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：向心力的概念的理解及命名方式；向心力的來源，影響向心力大小的因素難點(diǎn)：向心力公式及應(yīng)用；變速圓周運(yùn)動(dòng)的分析教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程課堂導(dǎo)入[導(dǎo)入]知識精講[主干知識導(dǎo)引][概念梳理夯實(shí)基礎(chǔ)]一、向心力的定義1．定義：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受合力方向始終指向圓心，這個(gè)指向圓心的合力就叫做向心力．2．大?。篎＝mω2r＝meq\f(v2,r).3．方向：總是沿半徑指向圓心，方向時(shí)刻改變．4.來源：如右圖，一小球用細(xì)線拉著在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，分析小球受力情況，并分析小球向心力的來源。得出：向心力是根據(jù)力的作用效果命名的，不是具有確定性質(zhì)的力，它可以是某一個(gè)力，也可是幾個(gè)力的合力或某一個(gè)力的分力。二、向心力的大小(1)實(shí)驗(yàn)探究控制變量探究內(nèi)容m、r相同，改變?chǔ)靥骄肯蛐牧n與角速度ω的關(guān)系m、ω相同，改變r(jià)探究向心力Fn與半徑r的關(guān)系ω、r相同，改變m探究向心力Fn與質(zhì)量m的關(guān)系(2)公式：Fn＝mω2r或Fn＝meq\f(v2,r)。三、向心加速度1．定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度指向圓心，這個(gè)加速度稱為向心加速度．2．向心加速度的大小的表達(dá)式：a＝eq\f(v2,r)＝rω2＝eq\f(4π2,T2)r＝ωv.3．向心加速度的作用：向心加速度的方向始終與線速度的方向垂直，只改變線速度的方向，不改變線速度的大小．4．勻速圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：向心加速度的方向始終指向圓心，方向時(shí)刻改變，是一個(gè)變加速度，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)不是勻變速運(yùn)動(dòng)，而是變加速運(yùn)動(dòng)．[知識深化加深理解]變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)1.變速圓周運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,其所受的合力不指向圓心,合力F可以分解為互相垂直的兩個(gè)分力:跟圓周相切的分力Ft和指向圓心的分力Fn。Ft產(chǎn)生切線方向的加速度,切向加速度與物體的速度方向共線,它改變速度的大小;Fn產(chǎn)生指向圓心方向的加速度,與速度方向垂直,改變速度的方向。(1)物體做加速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),合力F方向與速度v方向間的夾角小于90°,如圖甲所示,其中Ft使v增大,Fn使v改變方向。(2)物體做減速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),合力F方向與速度v方向間的夾角大于90°,如圖乙所示,其中Ft使v減小,Fn使v改變方向。2.一般曲線運(yùn)動(dòng)的研究方法如圖所示,可以把曲線分割成許多很短的小段,每一小段可看作一小段圓弧,研究質(zhì)點(diǎn)在每一小段的運(yùn)動(dòng)時(shí),可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理。[拔高認(rèn)知突破瓶頸]下列常見的圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例向心力的來源[隨堂練習(xí)]1．下列關(guān)于向心力的說法中正確的是()A．物體受到向心力的作用才可能做圓周運(yùn)動(dòng)B．向心力是指向圓心方向的合力，是根據(jù)力的作用效果來命名的，但受力分析時(shí)應(yīng)該畫出C．向心力可以是重力、彈力、摩擦力等各種力的合力，也可以是其中某一種力或某幾種力的合力D．向心力只改變物體運(yùn)動(dòng)的方向，不改變物體運(yùn)動(dòng)的快慢答案CD解析向心力是一種效果力，實(shí)際上是由某種或某幾種性質(zhì)力提供，受力分析時(shí)不分析向心力，A、B錯(cuò)，C對．向心力只改變物體線速度的方向，不改變線速度的大小，D對．2.如圖所示，某物體沿eq\f(1,4)光滑圓弧軌道由最高點(diǎn)滑到最低點(diǎn)過程中，物體的速率逐漸增大，則()A．物體的合力為零B．物體的合力大小不變，方向始終指向圓心OC．物體的合力就是向心力D．物體的合力方向始終與其運(yùn)動(dòng)方向不垂直(最低點(diǎn)除外)答案D解析物體做加速曲線運(yùn)動(dòng)，合力不為零，A錯(cuò)誤；物體做速度大小變化的圓周運(yùn)動(dòng)，合力不指向圓心，合力沿半徑方向的分力等于向心力，合力沿切線方向的分力使物體速度變大，即除在最低點(diǎn)外，物體的速度方向與合力的方向夾角為銳角，合力與速度不垂直，B、C錯(cuò)誤，D正確。3..如圖所示，一個(gè)圓盤在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，盤面上距圓盤中心一定距離處放有一個(gè)小木塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，木塊受哪些力作用(????)A.木塊受重力、圓盤的支持力和向心力

B.圓盤對木塊的支持力、靜摩擦力和重力

C.圓盤對木塊的靜摩擦力、支持力和重力以及向心力作用

D.圓盤對木塊的支持力和靜摩擦答案B解析小木塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力指向圓心，對木塊受力分析，受重力、支持力和靜摩擦力，

重力和支持力平衡，靜摩擦力提供向心力．故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．

故選：B對小木塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和受力分析，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力等于向心力，指向圓心，結(jié)合運(yùn)動(dòng)情況，再對木塊受力分析即可．

4.（多選）如圖所示的圓錐擺中，關(guān)于小球受力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，下列說法正確的是A.小球始終在水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)B.小球受到重力、繩的拉力、向心力共三個(gè)力的作用C.小球運(yùn)動(dòng)所需向心力是由重力與繩的拉力兩個(gè)力的合力提供的D.小球所需向心力是由繩的拉力在水平方向上的分力提供的答案CD解析小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度方向不停變化，不是平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤。小球只受到重力