《向心力与向心加速度》教学设计1

《向心力与向心加速度》教学设计

一、教材分析

1、教材的地位及作用：本课是山东版高中物理必修2第4章匀速圆周运动的第2节。是在学习了描述圆周运动的几个物理量后，进一步从力的角度深入分析物体做圆周运动的原因。是受力分析及牛顿第二定律在圆周运动中的应用，是为解决圆周运动实例分析问题所学的准备知识，也是学习第5章万有引力定律及其应用的知识基础。本节具有承前启后的重要作用。

2、教材处理：为利于突出重点、突破难点，对教材作了调整：把向心力和向心加速度的大小放到下节课教学，而将实例分析的部分内容纳入本课时。

3、教学目标

根据新课程标准结合学生特点制定如下目标：

（1）知识与技能：

①理解向心力的概念、方向、作用；

②会分析不同条件下作圆周运动的物体所受向心力，掌握分析向心力来源的思想方法；

③培养学生运用已有知识解决新问题的能力，使学生的思维能力得到进一步发展。

（2）过程与方法：通过演示实验引导学生运用已有知识分析新问题，得出新结论；通过讲练结合的方法巩固新知识。

（3）情感态度、价值观：使学生在知识的运用中体会知识的价值，激发进一步学习的兴趣。

4、重点和难点

重点:理解向心力的概念,掌握分析向心力来源的思想方法；

难点:进一步培养学生应用力学方法解决问题的能力。

二、学生现状分析及教学方法

学生已经初步掌握了解决力学问题的思想方法，已经能够比较熟练的进行受力分析并运用牛顿第二定律解决问题。所以，教学主要采用实验与启发式教学相结合的方法，应用部分主要采用讲练结合的方法。

三、学法指导

考虑到本节的重点、难点以及学生已有的知识水平，教学主要在教师的引导下，让学生自己实现由“旧知”向“新知”的过渡和迁移。对于能顺利完成过渡和迁移的学生，可以通过从不同的角度提问、讨论来发展他们的思维能力，同时，帮助过渡有困难的学生明白在圆周运动中如何确定向心力。这样可以较好地调动学生学习的主动性，发展学生的思维品质。使学生体会到寻找向心力的来源，就是受力分析及牛顿第二定律在新情景中的应用。让学生在轻松、民主的学习环境中完成学习任务。

四、教学程序

1、引入新课

学生已经知道，处于平衡状态的物体所受合力为零；当合力与速度共线时，物体做变速直线运动；合力与速度不共线时，物体做曲线运动。圆周运动是一种常见的曲线运动（如过山车）。那么，做圆周运动的物体受力有什么特点？

2、讲授新课

（1）向心力

向心力概念的建立是本节的重点也是难点，考虑到学生的任知规律及已有的知识水平，采用实验与启发式教学相结合的方法，来解决这个问题。

演示：细线栓小球在光滑圆盘上做匀速圆周运动。

画图，引导学生分析小球受力情况；总结受力特点：合力方向始终指向圆心，时刻与速度方向垂直。归纳向心力的概念。

定义：做圆周运动的物体，受到的始终指向圆心的合力称为向心力。

方向：时刻指向圆心，始终与速度方向垂直。

作用：只改变速度的方向，不改变速度的大小。

（2）向心力是一种效果力

在学生初步形成向心力概念时，为使学生加深对概念的理解，进一步引导学生分析圆锥摆运动中物体受力情况，分别从力的分解与合成的角度找出向心力。

通过以上各例的分析，学生很容易看出：向心力并不是一种新的性质力，在具体情境中它可能由某个力来充当，如弹力、重力、摩擦力等；也可能由某些力的合力或某个力的分力来充当。所以向心力是一种效果力。

提出问题：做圆锥摆运动的物体受到重力、拉力和向心力的作用，是否正确？

（3）实例分析

在多数同学都能分析出圆锥摆运动中向心力的来源时，及时练习巩固。本着由生活到物理的原则，从学生身边的现象入手，引导学生分析各种情况下向心力的来源。如问：洗衣机脱水筒中的衣服随脱水筒作圆周运动时，什么力提供向心力？随餐桌一起转动的茶杯，什么力提供向心力？为了使学生加深对向心力的认识，可以引导学生分析非匀速圆周运动中向心力如何确定？如绳栓小球在竖直平面内的圆周运动。

弹力提供向心力摩擦力提供向心力

具体施教中，建立物理模型，要求学生动手画受力分析图，确定向心力。较难的在教师引导下分析解决。为突出本节重点、突破难点，打下基础。对生活中常见事例的分析，可以培养学生运用所学知识解决问题的勇气，使学生体会到知识的价值，激发学生的学习兴趣。对非匀速圆周运动的分析可以使学生的思维能力得到进一步的发展。

通过以上各例的分析，可以使学生较好的掌握确定向心力的方法：即对物体受力分析，然后将力沿半径方向与速度方向分解，找沿半径指向圆心的合力，即向心力。在匀速圆周运动中，也可以说向心力由合外力充当。所以当物体只在两个力的作用下做匀速圆周运动时，还可以直接用合成法来确定向心力。

非匀速圆周运动向心加速度的方向

（4）向心加速度

由向心力产生的加速度叫做向心加速度。根据牛顿第二定律可知，向心加速度的方向与向心力的方向一致，始终指向圆心，与速度方向垂直。所以，向心加速度只能表示速度方向变化快慢，不能表示速度大小变化快慢。

3、练习：选择有针对性的习题，围绕重点内容进行训练，检查学习效果。

4、小结：以问题的形式进行小结。

提出：“什么力可以做为向心力？”“作匀速圆周运动的物体所受各力的合力有什么特点？”这两个问题，让学生回答并概括所学知识。其实，向心力就是由沿半径方向的合力来充当的。其中：在匀速圆周运动中，也可以说向心力由合外力充当。以问题的形式小结可以使学生的思维品质得到较高层次的发展，从而形成新的知识结构。

5、布置作业

五、板书设计：见幻灯片