【教案】向心力+教學(xué)設(shè)計(jì)高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

人教版高中物理必修二第六章6.2向心力教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)設(shè)計(jì)思路】學(xué)情分析：在學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了磁與電和電磁感應(yīng)現(xiàn)象的知識(shí)，對(duì)磁體間的相互作用規(guī)律、電流周圍存在著磁場(chǎng)、電與磁之間存在著一定的聯(lián)系以及發(fā)電機(jī)的原理等知識(shí)，已經(jīng)初步掌握。教材分析：《向心力》為人教版高中物理必修二第六章《圓周運(yùn)動(dòng)》第二節(jié)的教學(xué)內(nèi)容。主要研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的方向、大小、來(lái)源。新教材相比于舊教材在教學(xué)順序和實(shí)驗(yàn)方法兩個(gè)方向發(fā)生了改變，舊版教材先學(xué)習(xí)向心加速度再學(xué)習(xí)向心力，而新教材先學(xué)習(xí)向心力，實(shí)驗(yàn)也由原來(lái)的“利用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力表達(dá)式”變?yōu)榱死孟蛐牧ρ菔酒鳌疤骄肯蛐牧Υ笮〉谋磉_(dá)式”。教學(xué)過(guò)程：教學(xué)目標(biāo)物理觀念1、理解向心力的概念，知道向心力大小與哪些因素有關(guān)。2、學(xué)會(huì)判斷向心力的來(lái)源3、學(xué)會(huì)用圖像、關(guān)系式等多種方式認(rèn)識(shí)和表達(dá)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，發(fā)展學(xué)生的運(yùn)動(dòng)與相互作用的物理觀念?？茖W(xué)思維知道通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的道理?？茖W(xué)探究通過(guò)實(shí)驗(yàn)“感受向心力”、“探究向心力大小的表達(dá)式”，使學(xué)生在提出問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、器材選取、數(shù)據(jù)處理、發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律、得出結(jié)論、分析改進(jìn)等方面得到鍛煉?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任通過(guò)圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生養(yǎng)成良好的思維表達(dá)習(xí)慣和科學(xué)的價(jià)值觀，體會(huì)實(shí)驗(yàn)的意義，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：理解向心力的概念，明確向心力的來(lái)源及向心力實(shí)驗(yàn)探究。難點(diǎn)：分析向心力的來(lái)源，向心力實(shí)驗(yàn)探究及公式確定。教學(xué)資源向心力演示儀、自制簡(jiǎn)易向心力探究?jī)x器、ppt演示文稿。教學(xué)方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究法、啟發(fā)式教學(xué)、情景探究教學(xué)教學(xué)過(guò)程【鞏固】1.什么是圓周運(yùn)動(dòng)，什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)？2.什么是線速度、角速度和周期?3.線速度、角速度和周期之間的關(guān)系【創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入新課】一、視頻引入：展示鏈球比賽視頻；引導(dǎo)學(xué)生思考甩動(dòng)鏈球做圓周運(yùn)動(dòng)需要力嗎？【搭建平臺(tái)新課教學(xué)】一、圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析：1、那么你認(rèn)為鏈球做圓周運(yùn)動(dòng)的力指向何方？2、觀察鏈球的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員松開手后鏈球還能繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)嗎？3、小球受哪些力，有什么特點(diǎn)？分析得到：圓周運(yùn)動(dòng)合外力指向圓心。結(jié)合曲線運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)再次論證：當(dāng)速度與合外力不共線，物體做曲線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度與合外力夾角為銳角，物體速率變大，當(dāng)速度與合外力夾角為鈍角，速率變小，直角時(shí)速率不變。由于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體速率不變，故合外力應(yīng)始終與速度垂直，而圓周運(yùn)動(dòng)速度沿切線方向，故合外力始終垂直于切線，故始終指向圓心。二、向心力1.定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的指向圓心的力2.方向：向心力的方向始終指向圓心，由于方向時(shí)刻改變，所以向心力是變力．3.效果力：向心力是根據(jù)力的作用效果來(lái)命名的，凡是產(chǎn)生向心加速度的力，不管屬于哪種性質(zhì)，都是向心力．4、大?。哼M(jìn)行探究①預(yù)實(shí)驗(yàn)：感受向心力、定性探究影響向心力大小的因素利用簽字筆殼、細(xì)線和鑰匙及鑰匙扣組成簡(jiǎn)易裝置；筆蓋一端甩動(dòng)做圓周運(yùn)動(dòng)，另一端懸掛重物，不同質(zhì)量的重物需要對(duì)應(yīng)的速度才能使筆蓋穩(wěn)定的轉(zhuǎn)動(dòng)。分別在控制其他物理量不變的情況下：加快轉(zhuǎn)速、增加半徑、增加筆帽；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：其他條件不變的情況下：轉(zhuǎn)速越大，向心力越大；半徑越大，向心力越大；質(zhì)量越大，向心力越大。②利用向心力演示儀探究影響向心力大小的因素實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)步驟：①保持ω和r相同，研究小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力Fn與質(zhì)量m之間的關(guān)系(鋼球—鋁球)，記錄實(shí)驗(yàn)教據(jù)。②保持m和r相同，研究小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力Fn與角速度ω之間的關(guān)系(不同)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。③保持ω和m相同，研究小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力Fn與半徑r之間的關(guān)系(r不同)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力Fn的大小，在質(zhì)量和角速度一定時(shí)，與半徑成正比；在質(zhì)量和半徑一定時(shí)，與角速度的平方成正比；在半徑和角速度一定時(shí)，與質(zhì)量成正比?！究偨Y(jié)】精確的實(shí)驗(yàn)表明，向心力的大小可表示為3.向心力的來(lái)源實(shí)例向心力示意圖用細(xì)線拴住小球在光滑水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)線的拉力提供向心力，F(xiàn)向＝FT地球繞太陽(yáng)運(yùn)行、人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行萬(wàn)有引力提供向心力，F(xiàn)向＝F萬(wàn)物體隨轉(zhuǎn)盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且相對(duì)轉(zhuǎn)盤靜止轉(zhuǎn)盤對(duì)物體的靜摩擦力提供向心力，F(xiàn)向＝Ff物塊隨著圓桶一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊的受力？物塊向心力的來(lái)源?物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力提供向心力，即桶對(duì)物塊的支持力。F向=FN向心力的來(lái)源：可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個(gè)力的合力，還可以是某個(gè)力的分力。物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由合力提供向心力。向心力不是物體真實(shí)受到的一個(gè)力，不能說(shuō)物體受到向心力的作用，只能說(shuō)某個(gè)力或某幾個(gè)力提供了向心力。受力分析時(shí)絕對(duì)不能出現(xiàn)向心力。三、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)（1）當(dāng)沿圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力不指向圓心時(shí)，物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)。（2）可以把F合分解為與圓周相切的Ft和指向圓心的Fn，F(xiàn)t使小物體的速度越來(lái)越大，F(xiàn)n提供小物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力。[結(jié)論]：變速圓周運(yùn)動(dòng)所受的合力F合部分提供向心力2、一般曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)（1）定義：運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)（2）一般的曲線運(yùn)動(dòng)，各個(gè)位置的彎曲程度不同，但是可以把曲線分割成很多很短的小段，每一段都可以看做圓周的一部分（具有不同的曲率半徑），就可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法來(lái)處理?！眷柟烫嵘R(shí)運(yùn)用】1、用細(xì)線拴住一球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）A.在線速度一定情況下，線越長(zhǎng)越易斷B.在線速度一定情況下，線越短越易斷C.在角速度一定情況下，線越長(zhǎng)越易斷D.在角速度一定情況下，線越短越易斷答案：BC2、關(guān)于向心力，以下說(shuō)法正確的是（）A、向心力就是除物體所受重力、彈力、摩擦力以外的一種新力B、向心力就是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體所受的合力C、向心力是勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體線速度變化的原因D、物體不受向心力的作用，物體也能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)答案：BC3、關(guān)于向心力說(shuō)法中正確的是（）A、物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的力叫向心力；B、向心力不改變速度的大??；C、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的的物體所受向心力是不變的；D、向心力是除物體所受重力、彈力以及摩擦力以外的一種新的力;答案：B4、質(zhì)量為m的小球做圓錐擺時(shí)細(xì)繩長(zhǎng)L，與豎直方向成θ角，求小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度ω。小球受力：由向心力公式：5、如圖，半徑為r的圓筒繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，小橡皮塊緊帖在圓筒內(nèi)壁上，它與圓筒的摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)要使小橡皮不落下，則圓筒的角速度至少多大？（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）解析：小橡皮恰不下落時(shí)，有：Ff=mg其中：Ff=μFN而由向心力公式：FN=mω2r解以上各式得：【課堂小結(jié)知識(shí)更新】1.向心力方向：總是指向圓心——方向不斷變化，是變力！2.向心力效果：只改變速度的方向，不改變速度的大小。3.向心力大小：4.向心力來(lái)源：效果力，由性質(zhì)力（重力、彈力或摩擦力等）提供（1）向心力為物體所受的過(guò)圓心方向的合力（2）勻速圓周運(yùn)動(dòng)：物體所受的合外力全部指向圓心（3）變速圓周運(yùn)動(dòng)：物體所受的合外力不是指向圓心（合力與速度夾角為銳角加速，鈍角減速）板書設(shè)計(jì)6.2向心力一、一個(gè)平面運(yùn)動(dòng)的實(shí)例三、向心力的大小二、向心力1、感受向心力1、定義2、探究向心力大小的表達(dá)式2、方向特點(diǎn)3、效果四、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線4、來(lái)源分析運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)教后反思本節(jié)課對(duì)學(xué)生的思維要求和動(dòng)手操作要求較高，對(duì)于物體勻速圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程也需要一定的空間想象能力和理解能力，學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)，有一