2.2匀速圆周运动的向心力和向心加速度导学案(一)

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高中物理匀速圆周运动的向心力和向心加速度教案新人教版必修2

2．知道向心力大小与哪些因素有关，理解公式的含义．
3．理解向心加速度的概念，结合牛顿第二定律得出向心加速度的公式．
教学重点：
1．理解向心力的概念．
2．学生实验探究：感受向心力和影响向心力大小的因素．
教学难点：理解向心力的概念及向心力公式的得出
教学方法：学生实验探究与教师演示实验相结合；学生思考、猜想、讨论与教师提问、讲解相结合
教学过程
二次备课
一、引入新课
如图,用一根结实的细线拴着一个小钢球在较为光滑的桌面上做圆周运动．体验绳对手的拉力，并思考：
1．增大旋转速度，体验拉力大小的变化．
2．增大旋转半径，体验拉力的变化．
3．松手后，物体还能继续做圆周运动吗？
结论：物体做圆周运动需要受到沿半径方向指向圆心的合力．
思考：匀速圆周运动是曲线运动，速度方向时刻在变化，所以做匀速圆周运动的物体一定受到合外力作用，做匀速圆周运动的物体所受合外力有何特点？
2.保持m和r相同，研究向心力F与角速度ω的关系；
3.保持ω和m相同，研究向心力F与半径r的关系
实验结果：
1．用质量比为2:1的钢球和铝球，使他们的运动半径r和ω均相同，观察露出的红白相间方格数比值为2:1，即两球所受向心力的比值也为2:1，因此F与m成正比．
2．当m、r相同时，角速度比值为2:1，向心力的比值为4:1，因此F与ω2成正比
对于某一做匀速圆周运动的物体来说向心力和向心加速度的大小不变但向心力和向心加速度的方向却时刻在改变始终指向圆心所以匀速圆周运动是加速度的方向不断改变加速度和向心力是变化的的变加速曲线运动
扬州市新华中学教案
编号：授课日期：月日
课题
第2节匀速圆周运动的向心力和向心加速度
主备人

粤教版高一物理必修2_《匀速圆周运动》学案1

2.1《匀速圆周运动》学案【学习目标】【知识和技能】1．了解物体做圆周运动的特征2．理解线速度、角速度和周期的概念，知道它们是描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量，会用它们的公式进行计算。

3．理解线速度、角速度、周期之间的关系：2rv r Tπω== 【过程和方法】1．联系日常生活中所观察到的各种圆周运动的实例，找出共同特征。

2．联系各种日常生活中常见的现象，通过课堂演示实验的观察，归纳总结描述物体做圆周运动快慢的方法，进而引出描述物体做圆周运动快慢的物理量：线速度大小s v t=，角速度大小t ϕω=，周期T 、转速n 等。

3．探究线速度与周期之间的关系2r v T π=，结合2Tπω=，导出v r ω=。

【情感、态度和价值观】1．经历观察、分析总结、及探究等学习活动，培养尊重客观事实、实事求是的科学态度。

2．通过亲身感悟，获得对描述圆周运动快慢的物理量（线速度、角速度、周期等）以及它们相互关系的感性认识。

【学习重点】线速度、角速度、周期概念的理解，及其相互关系的理解和应用，匀速圆周运动的特点【知识要点】一、线速度1．定义：质点做圆周运动通过的弧长与所用时间的比值叫做线速度。

2．公式：tlv ∆∆=。

单位：m/s 3．矢量：4．方向：质点在圆周上某点的线速度方向就是沿圆周上该点的切线方向。

线速度也有平均值和瞬时值之分。

如果所取的时问间隔t ∆很小很小，这样得到的就是瞬时线速度。

上面我们所说的速度方向就是指瞬时线速度的方向，与半径垂直，和圆弧相切。

5．物理意义：描述质点沿圆周运动快慢的物理量。

线速度越大，质点沿圆弧运动越快。

6．匀速圆周运动(1)定义：物体沿着圆周运动，并且线速度大小处处相等的运动叫匀速圆周运动。

或质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧长度相等，这种运动就叫做匀速圆周运动。

(2)因线速度方向不断发生变化，故匀速圆周运动是一种变速运动，这里的“匀速”是指速率不变。

2020版高中物理教科必修二课件：2.2 匀速圆周运动的向心力和向心加速度

r
T2
中,向心力大小不变;在非匀速圆周运动中,其大小随速
率v的变化而变化。
2.向心力的作用效果:由于向心力的方向与物体运动方向始终垂直,故向心力不改变线速度的大小,只改变线速度的方向。
3.向心力的来源:物体做圆周运动时,向心力由物体所受力中沿半径方向的力提供。可以由一个力充当向心力;也可以由几个力的合力充当向心力;还可以是某个力的分力充当向心力。
Q点的向心加速度分别为多大?
【解析】同一轮子上的S和P点角速度相同,即ωS=ωP,
由向心加速度公式a=ω2r,可得 aS ＝ rS ，
a P rP
所以aS=aP·rrSP
=0.12×1
3
m/s2=0.04 m/s2,
又因为皮带不打滑,所以皮带传动的两轮边缘各点线速
度大小相等:vP=vQ,
由向心加速度公式 a＝v2 可得 aP ＝rQ ，
提示:(1)手有被绳拉的感觉。 (2)如果松手,球会脱离绳的牵引。 (3)小球在绳的拉力作用下做圆周运动。
【典例示范】如图,小物体A与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做
匀速圆周运动,则 ( )
A.A受重力、支持力,两者的合力提供向心力 B.A受重力、支持力和指向圆心的摩擦力,摩擦力充当向心力 C.A受重力、支持力、向心力、摩擦力 D.A受重力、支持力、向心力
2.匀速圆周运动的向心力和向心加速度
一、向心力及其方向
1.定义:做圆周运动的物体,受到的始终指向_圆__心__的合力。 2.方向:始终指向_圆__心__,总是与运动方向_垂__直__。 3.作用效果:向心力只改变速度_方__向__,不改变速度大小。
4.来源:可能是_弹__力__、重力、摩擦力或是它们的_合__力__。做匀速圆周运动的物体,向心力就是物体受到的_合__力__, 做非匀速圆周运动的物体,向心力不是物体所受到的合力。

高一物理向心加速度向心力导学案

第五节向心加速度导学案一、向心加速度1.定义：做匀速圆周运动的物体有指向的加速度。

2.公式：a n ＝___ __或a n ＝___ _.3.方向：沿半径方向指向：，与速度方向。

知识点一：对速度变化量的理解 1、在一条直线上 2、不在一条直线上3、速度的变化量△v 等于从同一点作出物体在一段时间的始末两个速度的矢量V 1和V 2，从初速度矢量V 1的末端作一个矢量△v 至末速度矢量V 2的末端，矢量△v 就等于速度的变化量。

知识点二：向心加速度的推导如图所示，物体从A 点经时间Δt 沿圆周匀速率运动到B 点，转过的角度为Δθ，物体在B 点的速度V B 可以看成是它在A 点的速度V A (V A ＝V B ＝V )和速度的变化量ΔV 的合速度，当Δt 趋近于0时，Δθ也趋近于0，B 点接近A 点，Δv 与v A 垂直，指向圆心．所以向心加速度方向沿半径指向圆心．因为v A 、v B 和Δv 组成的三角形与△OAB 是相似三角形，所以Δv AB ＝v A r 即Δv ＝AB ·v Ar将上式两边同时除以Δt ，得Δv Δt ＝AB Δt ×v r =v ×vr ，即2v a r= 知识点三：对加速度的进一步理解1．物理意义：描述速度方向改变的快慢．2．方向：向心加速度的方向总是沿着半径指向圆心，即方向始终与运动方向垂直．由于向心加速度始终与速度垂直，故向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小，故向心加速度的大小表示速度方向改变的快慢．3．公式a n ＝v 2r ＝ω2r ＝4π2T2r ＝4π2n 2r ＝ωv对于a n ＝v 2r＝ω2r ＝ωv ，也适用于非匀速圆周运动．4．在公式a n ＝v 2r＝ω2r 中当v 恒定n a 与r 的成反比，ω恒定n a －r n a 与r 成反比练习:1.关于质点做匀速圆周运动的下列说法中正确的是（）A.由可知与r 成反比B.由可知，与r 成正比C.当一定时，与r 成反比D.由可知，角速度与转速n 成正比2.如图所示，,a b 是地球表面北半球不同纬度上的两个点，如果把地球看作是一个球体，,a b 两点随地球自转做匀速圆周运动，这两个点具有大小相同的( )A. 线速度B. 角速度C. 加速度D. 轨道半径3. 关于向心加速度，下面说法正确的是（）A.向心加速度是描述线速度变化的物理量B.向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小C.向心加速度大小恒定，方向时刻改D.向心加速度的大小也可用来计算 4.关于向心加速度的说法正确的是( )A.向心加速度越大，物体速率变化越快B.向心加速度的大小与轨道半径成反比C.向心加速度的方向始终与速度方向垂直D.在匀速圆周运动中向心加速度是恒量 5.如图所示，O 、O 1为两个皮带轮，O 轮的半径为r ，O 1的半径为R ，且R ＞r ，M 点为O轮边缘上的一点，N 点为O 1轮上的任意一点，当皮带轮转动时，（设转动过程中不打滑）则（）A.M 点的向心加速度一定大于N 点的向心加速度B.M 点的向心加速度一定等于N 点的向心加速度C.M 点的向心加速度可能小于N 点的向心加速度D.M 点的向心加速度可能等于N 点的向心加速度 6.如图所示，一个球绕中心轴线OO ′的角速度做匀速圆周转动，则（）A.,a b 两点线速度相同 B. ,a b 两点角速度相同C.若，则两点的速度之比D.若，则两点的向心加速度之比10.在图中，A 、B 为咬合传动的两齿轮，rA ＝2rB ，则A 、B 两轮边缘上两点的( ) A ．角速度之比为2∶1 B ．向心加速度之比为1∶2 C ．周期之比为1∶2 D ．转速之比为2∶1第六节向心力导学案一、向心力1、定义：做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，产生向心加出卷人；范洪娟核对人：葛丽丽审核人：范洪娟学案高一物理Wu li xue△V ＝？V 1 V 2△V ＝？ V 1V 2 △V ＝？v v v ∆=-210t v v a t-=2nv a r =n a r ω=2nωπ=5题图V 1V 2mgTF θθ速度的原因一定是物体受到了指向_________________的合力，这个合力叫做向心力。

向心力向心加速度教学设计

向心力向心加速度教学设计教材分析本节内容是高中物理教学的难点之一，且与高二教材中的“磁场”一章密切相关。

对向心力、向心加速度概念的理解以及对公式确切含义的理解是本课的难点。

由圆周运动特点分析得出向心力的方向、向心力的概念。

演示实验、课后“感受向心力”小实验的讨论，这些都有助于学生对公式的含义有明确地认识。

总之，本节着重从动力学的角度研究匀速圆周运动，围绕着向心力、向心加速度与哪些因素有关展开，在教学时围绕概念正确理解和应用。

至于向心力的来源可以在下个课时着重讨论。

三维教学目标分析（一）知识与技能1、知道什么是向心力，理解匀速圆周运动的向心力大小不变，方向总是指向圆心；2、知道向心力的来源；3、知道匀速圆周运动的向心力的公式，会解答有关问题；4、养成探究物理问题的习惯，养成观察实验的能力和分析综合能力。

（二）过程与方法1、要通过对物体做圆周运动的实例进行分析入手，从而认识到：做圆周运动的物体都必须受到指向圆心的力的作用，由此理解向心力的概念；2、通过充分讨论向心力来源、向心力大小可能与哪些因素有关，并设计实验进行探究活动；3、能通过思考交流，体验探究与合作学习。

（三）情感态度与价值观1、领略到物理就在自己的身边，体验自然界的奇妙与和谐，发展好奇心与求知欲；2、在探究合作过程中，增强探究意识与合作意识，增强与人交流的意识；3、养成敢于发表自己观点，既坚持原则又尊重他人的良好习惯；4、意识到物理规律在现实生活中的重要作用，增强对物理学习的兴趣；5、在用实验得出结论的过程中，逐步树立严谨科学的实验态度和正确的认识观。

教学重点①心力概念的教学②明确向心力的意义、作用、公式及其变形。

教学难点如何运用向心力的知识解释有关现象教学方法实验法、教授法、归纳推理法。

教学用具向心力演示器、塑料小球和细绳课时安排1课时教学过程导入新课复习导入▪那么，是怎样的力使物体做圆周运动呢？二．新课教学㈠向心力1、向心力的定义2、向心力的特点3、向心力的来源分析利用桌上的单摆小球，手执绳的一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。

匀速圆周运动的向心力和向心加速度教案

匀速圆周运动的向心力和向心加速度教案一、教学目标1. 让学生理解匀速圆周运动的概念，掌握物体做匀速圆周运动时所受的向心力。

2. 让学生了解向心加速度的概念，理解向心加速度与线速度、半径的关系。

3. 通过实例分析，培养学生运用匀速圆周运动知识解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 匀速圆周运动的概念2. 向心力的概念及其作用3. 向心加速度的概念及其计算公式4. 向心加速度与线速度、半径的关系5. 实例分析：匀速圆周运动在实际中的应用三、教学重点与难点1. 教学重点：匀速圆周运动的概念向心力的概念及其作用向心加速度的概念及其计算公式向心加速度与线速度、半径的关系2. 教学难点：向心力、向心加速度的理解和运用实例分析中相关参数的计算和调整四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生思考匀速圆周运动中的向心力来源。

2. 利用公式推导和实例分析，让学生理解向心加速度的概念及其与线速度、半径的关系。

3. 通过小组讨论和互动交流，培养学生解决实际问题的能力。

五、教学过程1. 导入新课：讲解匀速圆周运动的概念，引导学生思考物体在做匀速圆周运动时所受的力。

2. 讲解向心力：分析物体做匀速圆周运动时所受的向心力来源，讲解向心力的概念及其作用。

3. 推导向心加速度：引导学生利用牛顿第二定律推导向心加速度的计算公式，并解释其物理意义。

4. 分析向心加速度与线速度、半径的关系：通过公式分析和实例验证，让学生理解向心加速度与线速度、半径的关系。

5. 实例分析：选取实际生活中的匀速圆周运动实例，让学生运用所学知识解决实际问题。

7. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。

六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对匀速圆周运动、向心力、向心加速度的理解程度。

2. 练习题：布置难易适中的练习题，检查学生对向心力、向心加速度计算公式的掌握情况。

3. 小组讨论：观察学生在小组讨论中的表现，了解学生对实例分析的掌握程度。

七、教学反思1. 针对课堂反馈，反思教学内容和方法是否适合学生的认知水平。

高中物理第二章2匀速圆周运动的向心力和向心加速度教案1教科版必修2

第2节匀速圆周运动的向心力和向心加速度（1）三维目标一、知识与技能1. 通过对圆周运动实例的分析，归纳总结物体做圆周运动的条件，理解向心力的概念．2. 理解加速度的概念，能利用公式计算向心加速度的大小．3. 归纳影响向心力大小的因素，理解公式的确切含义．二、过程与方法1. 通过对物体做圆周运动的条件的体验式研究，通过对物理现象的观察、分析和归纳，体会实验探究的方法．2. 通过对向心力大小决定因素的研究，提高学生的科学探究能力，体会物理研究的重要方法——实验方法．三、情感态度与价值观1．通过亲身的探究活动，学生获得成功的乐趣，培养学生参与物理活动的兴趣．2．培养学生对科学的求知欲，乐于参与观察，敢于实验，体会实验在探索物理规律中的作用和方法．3．培养学生实事求是、尊重客观规律的科学态度，培养学生在实验中严谨、细致、耐心的态度．（2）教学重点1．理解向心力的概念．2．学生实验探究：感受向心力和影响向心力大小的因素．（3）教学难点理解向心力的概念及向心力加速度的概念．（4）教学建议在以往的教学中，课堂教学往往过于注重知识传授，教师满堂灌，学生被动接受，很难从多方面培养学生的综合素质．而新课程强调“将学习的重心从过分强调知识的传承和积累向获取知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的精神”．为此，本教学设计和教学实施就是采用学生实验探究和教师演示实验相结合的实验探究教学法．物体做匀速圆周运动时所受到的合外力提供向心力，这是本章的重点．本节课的教学重点和难点是使学生建立向心力的概念，为了使学生容易接受，教材采取以实验为基础加上必要的简单的理论分析的方法，这里增加了一个演示实验，用向心力演示仪进行实验，把学生的实验结论逐一验证，从而验证了向心力公式，有力地说明了实验的科学性和重要性．教材第 28 页中的“活动”，教师把弹簧秤改为力传感器，通过对实际数据的分析，使结论更有说服力．在最后一个活动中，用带细线的单摆、实验用的小球（钢球和橡胶球）和塑料管结合弹簧秤使学生亲身体验，能帮助学生更好地理解影响向心力的因素．新课导入设计导入一情景设疑引入新课1．同学们跑步转弯时，身体会自然的怎么样？（例如 4×100 米接力赛）2．中国是杂技大国，有一个大型杂技叫飞车走壁，不知道大家看过没有？（展示课件，教师介绍飞车走壁的杂技）3．教师演示：小球从不同的高度沿着斜面轨道滚下，观察通过圆环的运动情况．（例如娱乐场所里的“过山车”）你知道其中的奥秘吗？物体做圆周运动的条件是什么？这就是我们这节课要探究的问题．导入二实验探究，引入新课学生分组实验用一根结实的细线拴着一个小钢球在较为光滑的桌面上做圆周运动．体验绳对手的拉力，并完成下列思考题：1．增大旋转速度，体验拉力大小的变化．2．增大旋转半径，体验拉力的变化．（用秒表计时控制转动速度不变）3．松手后，物体还能继续做圆周运动吗？结论：物体做圆周运动需要受到沿半径方向指向圆心的合力．思考：匀速圆周运动是曲线运动，速度方向时刻在变化，所以做匀速圆周运动的物体一定受到合外力作用，做匀速圆周运动的物体所受合外力有何特点？猜想：有的同学根据刚才的探究实验，猜想进行受力分析，有的同学根据力的定义想到：力是改变物体运动状态的原因，进行受力分析．提出课题：§ 2.2 圆周运动的向心力高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

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高一物理必修2 2.2匀速圆周运动的向心力和向心加速度导学案(一) 班级: 学习小组: 组内编号: 姓名: 组内评价: 教师评价:
蓬安县高效课堂导学案高一物理必修2 编制：姚建荣审核：祝定高 1
2.2 匀速圆周运动的向心力和向心加速度(一)
【学习目标】
1.知道物体做匀速圆周运动的条件，理解向心力的概念。

2.知道影响向心力大小的因素，掌握计算向心力的方法。

3.理解向心加速度的概念，掌握计算向心加速度的方法。

【重点和难点】
向心力概念的建立及实验探究向心力的大小. 【自主学习】一、向心力：
任务一：阅读课本P25页，回答以下问题：
1.如图2-2-1，如果桌面光滑，用力抡动细绳，使物体做匀速圆周运动，物体的受到哪几个什么力的作用? ，其合外力的方向如何？
2.如图2-2-2中，月球受到力的作用，其合外力指向 “旋转秋千”受到力的作用，其合外力指向
这两个物体所受的合外力与线速度方向有什么关系？，它只是改变了线速度的，没有改变线速度的。

3. 向心力的定义：做匀速圆周运动的物体所受合力方向指向_____,这个力叫做向心力。

物体做匀速圆周运动的条件：合力始终指向_____。

4.分析下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别由什么力提供？ ①人造地球卫星绕地球运动时； ②小球在光滑的水平桌面上运动；（如图2） ③小球在水平面内运动；（如图3）
④玻璃球沿碗（透明）的内壁在水平面内运动；（如图4）（不计摩擦）
⑤使转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速圆周运动，转台与物体间没有相对滑动。

（如图5）
总结向心力的来源：任务二：阅读课本P25-27页，
1.亲手体验P25页图2-2-1的实验，回答：
半径不变，增大速度，拉力怎样变化？速度不变，增大半径，拉力怎样变化？
增大小球的质量，其它条件不变，拉力怎样变化？猜想：向心力可能与哪些因素有关： 2.阅读课本P26-27页：实验探究向心力的大小，回答：实验方法：注意控制的变量
①保持ω和r 相同,向心力F 与质量m 成_______ ②保持m 和r 相同,向心力F 与角速度ω成_____ ③保持ω和m 相同,向心力F 与半径r 成_______
结论：
3.向心力大小的表达式：F= = = =
4.回答P27页的讨论交流二、向心加速度：
任务三：阅读课本P28页，回答：
1.向心力的作用是____________,不断改变物体的_______,不改变物体的______.
2.向心加速度的定义:做匀速圆周运动的物体,它的加速度指向______,这个加速度称为向心加速度.向心加速度的方向时刻________.
③表达式：a= = = = 【合作探究】
【例1】关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（） A ．匀速圆周运动就是匀速运动 B ．匀速圆周运动是匀加速运动
C ．匀速圆周运动是一种变加速运动
D ．匀速圆周运动的物体处于平衡状态【例2】“神舟”五号飞船发射升空后,进入椭圆轨道,然后实施变轨进入距地球表面343km 的圆形轨道.已知飞船质量为8000kg,飞船约90min 绕地球一圈,地球半径取6.37×103km,试求飞船在变轨成功后的向心加速度及其所受的向心力.
【例3】水平圆盘上有两个质量相同的物体A 和B ，可视为质点. 用水平轻绳a 、b 以图中所示的方式连接，两绳长相同. 现在使圆盘以过圆心的竖直线OO ，
为轴匀速转动，物体A 、B 随之转动而不打滑.若忽略摩擦，两绳的拉力之比为（）
A. 3：2
B. 2：3
C. 1：1
D. 2：1 【当堂检测】
1. 关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期与向心加速度的关系，下列说法中正确的是：( )
A ．角速度大的向心加速度一定大
B ．线速度大的向心加速度一定大
C ．线速度与角速度乘积大的向心加速度一定大
D ．周期小的向心加速度一定大 2．甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相同时间
里甲转过60°角，乙转过45°角。

则它们的向心力之比为（）
A ．1∶4
B ．2∶3
C ．4∶9
D ．9∶16
3.在长0.2m 的细绳的一端系一小球,绳的另一端固定在光滑水平桌面上,使小球以0.6m/s 的速度在桌面上做匀速圆周运动,求小球运动的向心加速度和角速度.
4.质点做半径为r 的匀速圆周运动,其向心力大小为F,当它的半径不变,角速度增大到原来的2倍时,其向心力的大小比原来增大了15N,则原来的向心力大小F 是多大?
A
a b
O O
，
B。