高中物理《向心力》教案1 新人教版必修2

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人教版必修二《向心力》教案

人教版必修二《向心力》教案.7 向心力★新课标要求（一）知识与技能1、理解向心力的概念。

2、知道向心力大小与哪些因素有关。

理解公式的确切含义，并能用来进行计算。

3、知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度。

（二）过程与方法通过用向心力演示器探究向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并理解公式的含义。

（三）情感、态度与价值观1、在实验中，培养动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。

2、感受成功的快乐，体会实验的意义，激发学习物理的兴趣。

★教学重点明确向心力的意义、作用、公式及其变形。

★教学方法实验探究，教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论。

★教学工具向心力演示器，带线小球等。

★教学过程（一）引入新课教师活动：用实例引入。

（二）进行新课一、向心力过渡：我们研究一个力时，除了要知道它的方向，还要知道它的大小，向心力的大小与哪些量有关呢？1.实验猜想教师引导猜测结论归纳：向心力大小可能与物体的质量、角速度、线速度、半径有关.过渡：那么猜想是否正确呢？下面通过实验进行检验.2.实验探究：我们要探究一个物理量与多个物理量之间的关系，用什么办法呢？如何操作？学生活动：思考并发表见解。

教师活动：听取学生代表的发言，点评。

［演示］3.逐一介绍向心力演示器的构造和使用方法①构造(略)——主要介绍各部分的名称②使用方法：匀速转动手柄1，可以使塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过杠杆的作用力使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等分格子可显示出两个球所受向心力的比值.4.操作方法①用质量不同的钢球和铝球，使它们的运动半径r和角速度ω相同，观察并分析向心力与物体质量之间的关系.②用两个质量相同的小球，保持小球转动的半径相同，观察并分析向心力与角速度之间的关系.③用两个质量相同的小球，保持小球运动的角速度相同，观察并分析向心力与运动半径之间的关系.［学生活动］观察，记录数据。

人教版高中物理必修2第五章第6节向心力教案

《向心力》教学设计一、教材分析选用教材：人教版必修2第五章第六节教材分析：本节“向心力”的教学是继“圆周运动”、“向心加速度”之后第三次关于圆周运动的教学，前两次是对圆周运动的描述，即研究其运动学方面的内容，而本节则从动力学角度分析物体做匀速圆周运动的原因，这样学生对圆周运动的认识才更加完整。

向心力的教学是遵循先进行理论分析，再进行实验验证的顺序。

在前一节，教材从理论的角度给出了向心加速度的方向及计算公式。

到了本节，教材从理论角度出发，根据牛顿第二定律，得出做匀速圆周运动的物体受到的合外力的方向和大小，即向心力的方向和大小。

理论的推导需要实验的验证，实验应该尽量从生活中提取素材、使用通用的器材来完成验证实验，拉近科学与学生的距离，使学生感到科学就在我身边，对科学产生亲近感。

教材中使用圆锥摆来完成验证向心力的表达式，这容易让学生进行分组实验。

通过这个实验，学生能够很容易理解向心力是按照效果命名的，是由其他性质的力提供的。

二、学情分析学生已经掌握在直线运动中用牛顿运动定律分析对物体的运动，但还未在圆周运动中使用牛顿运动定律，通过这一节对匀速圆周运动的分析，让学生知道圆周运动中力与运动的关系，遵守的仍然是牛顿运动定律。

向心力这部分内容对现阶段的高中学生来说是一重点也是难点，很多学生在学到这部分内容时都感觉很抽象。

在前一节，学生尝试探究匀速圆周运动中向心加速度的方向与表达式，因此在这一节中如果能做好验证向心力公式的实验，将对学生理解向心力是效果力起极大的帮助作用。

三、重难点分析重点：实验验证向心力的表达式难点：向心力是根据力的效果命名的，是由其他性质的力提供的四、教学目标分析知识与技能1、了解向心力的概念，知道向心力是根据力的效果命名的2、掌握向心力的表达式，计算简单情景中的向心力过程与方法1、在实验探究的过程中，体验向心力的存在，会分析向心力的来源2、会测量、分析实验数据，获得实验结果，体会理论与实验相结合的物理学研究方法情感态度与价值观在实验的过程中树立实验与理论相辅相成、尊重实验结果的科学价值观五、教学方法实验教学法六、教学过程1、创设情境，激发思考每组学生发一个系有细绳的小球，让学生抓住绳子一端，让小球在桌面上做匀速圆周运动。

2024秋季人教版高中物理必修第二册第六章圆周运动《向心力》

教学设计：2024秋季人教版高中物理必修第二册第六章圆周运动《向心力》教学目标（核心素养）1.物理观念：理解向心力的概念，掌握向心力是物体做圆周运动时所受合力的表现，明确向心力不是物体受到的某种新力，而是按效果命名的力。

2.科学思维：通过实例分析，学会运用牛顿第二定律分析圆周运动中向心力的来源，培养逻辑推理和问题解决能力。

3.科学探究：通过实验或模拟实验，观察不同条件下物体做圆周运动时的现象，探究向心力大小与哪些因素有关，提升科学探究能力。

4.科学态度与责任：认识圆周运动在日常生活和科学技术中的应用，如汽车转弯、天体运动等，激发探索自然规律的兴趣，培养用物理知识解决实际问题的意识。

教学重点•向心力的概念及其来源。

•理解和应用向心力公式F=mrv2=mrω2。

教学难点•理解向心力是效果力，不是物体实际受到的力。

•灵活运用向心力公式分析解决实际问题。

教学资源•多媒体课件（包含圆周运动视频、动画演示）。

•实验器材（如向心力演示器、小球、细绳、滑轮等）。

•教材、教辅资料及网络教学资源。

教学方法•讲授法结合演示法：通过教师讲解和实验演示，直观展示圆周运动及向心力的概念。

•探究学习法：引导学生设计实验，探究向心力大小与哪些因素有关。

•讨论交流法：组织学生分组讨论，分享对向心力理解的心得，促进思维碰撞。

教学过程导入新课•情境导入：播放一段汽车高速转弯时轮胎与地面摩擦产生响声的视频，提问学生：“为什么汽车能顺利转弯而不冲出路面？是什么力在起作用？”引发学生思考，引出圆周运动及向心力的概念。

新课教学1.概念建立：•讲解圆周运动的基本特点，强调物体做圆周运动时方向时刻改变，需要有力来改变其运动状态。

•引入向心力概念，解释向心力是使物体产生向心加速度、维持圆周运动所需的合力，不是物体实际受到的力，而是按效果命名的。

2.公式推导：•利用牛顿第二定律，从速度变化的角度推导向心力公式F=mrv2，解释公式中各物理量的含义。

6.向心力-人教版必修2教案

6.向心力-人教版必修2教案一、课程背景本次课程是物理学必修2中的第六章，主要内容为向心力的概念、公式以及相关应用。

本次课程所涉及的基础知识包括牛顿第二定律、圆周运动的基本概念等。

二、教学目标1.了解向心力的基本概念和公式；2.掌握向心力的计算方法；3.理解向心力在实际运用中的应用。

三、教学过程1. 向心力的概念向心力是指物体在圆周运动过程中，由于所受的向心力作用而产生的一种与切向速度方向垂直的力。

通俗的说，就是一个物体在做圆周运动时，由于其方向不断改变，所以需要一个力来使其沿着圆周运动。

2. 向心力的公式向心力的公式如下：F=mv²/R其中F为所受向心力大小，m为物体质量，v为物体在圆周运动中的速度，R为所做圆周运动的半径。

3. 向心力的计算方法在实际运用中，我们通常需要根据向心力的公式来计算所需的物理量。

以一个质量为m、速度为v、做半径为R的圆周运动的物体为例，其所受的向心力大小即为：F=mv²/R需要注意的是，该公式只适用于做圆周运动的物体，对于做曲线运动的物体则不适用。

4. 向心力在实际运用中的应用向心力在实际运用中有着广泛的应用。

例如，在半径为R、速度为v的转弯路段上行驶的汽车，其所需的向心力即为：F=mv²/R若向心力不足，则汽车将无法保持在转弯路段上；若向心力过大，则汽车将发生侧滑等危险情况。

另外，向心力也常常在摩托车、滑板等运动中得到应用。

在这些运动中，运动员经常需要在转弯时施加向心力，以保持身体的平衡。

四、教学总结通过本次课程，我们了解到了向心力的概念、公式以及相关应用。

理解和掌握向心力的计算方法和实际应用，可以使我们更好地理解圆周运动的基本概念，以及掌握物理学中更为复杂的运动形式的运动规律。

中学高中物理《向心力》教案 (新人教版必修2)

7 向心力整体设计向心力是本节教学的重点，由向心加速度和牛顿第二定律引入向心力是教材所用的方法，这与以前的先学习向心力再学习向心加速度有所不同.学生对于向心力的理解不是很清楚，本节重点突出了向心力的理解及向心力在圆周运动中的作用.而向心力概念的学习，应及时强调指出，向心力是根据力的效果命名的，而不是根据力的性质命名的，它不是重力、弹力、摩擦力等以外的特殊力，而是做匀速圆周运动的质点受到的合外力，沿着半径指向圆心，它的方向时刻改变.本节的难点是运用向心力、向心加速度知识解释有关现象，处理有关问题.在学习时可以让学生认识实例：用细线系着的小球在水平面上做匀速圆周运动或是一些生活中的实例让学生体验或观察，从而引入向心力概念.教学重点向心力概念的建立及计算公式的得出及应用.教学难点向心力的来源.时间安排1课时三维目标知识与技能1.理解向心力的概念.2.知道向心力大小与哪些因素有关.理解公式的确切含义，并能用来计算.3.会根据向心力和牛顿第二定律的知识分析和讨论与圆周运动相关的物理现象.过程与方法1.通过向心力概念的学习，知道从不同角度研究问题的方法.2.体会物理规律在探索自然规律中的作用及其运用.情感态度与价值观1.经历科学探究的过程，领略实验是解决物理问题的一种基本途径，培养学生实事求是的科学态度.2.通过探究活动，使学生获得成功的喜悦，提高他们学习物理的兴趣和自信心.3.通过向心力和向心加速度概念的学习，认识实验对物理学研究的作用，体会物理规律与生活的联系.课前准备细杆、细绳（2）、小球、直尺、秒表、盛水的透明小桶.教学过程导入新课情景导入前面两节课，我们学习、研究了圆周运动的运动学特征，知道了如何描述圆周运动.知道了什么是向心加速度和向心加速度的计算公式，这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征.观察下面几幅图片，并根据图做水流星实验，让学生自己体验实验中力的变化，考虑一下为什么做圆周运动的物体没有沿着直线飞出去而是沿着一个圆周运动.前三幅图可以看出物体之所以没有沿直线飞出去是因为有绳子在拉着物体，而第四幅图是太阳系各个行星绕太阳做圆周运动是由于太阳和行星之间有引力作用，是太阳和行星之间的引力使各个行星绕太阳在做圆周运动.如果没有绳的拉力和太阳与行星之间的引力，那么这些物体就不可能做圆周运动，也就是说做匀速圆周运动的物体都会受到一个力，这个力拉着物体使物体沿着圆形轨道在运动，我们把这个力叫做向心力.复习导入复习旧知1.向心加速度：做匀速圆周运动的物体，加速度指向圆心，这个加速度称为向心加速度.2.表达式：a n =rv 2=r ω2. 3.牛顿第二定律：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同.表达式：F=ma.推进新课一、向心力通过刚才的学习我们知道了向心力和向心加速度具有相同的方向，都指向圆心，而且物体是在向心力的作用下做圆周运动，因此我们根据牛顿第二定律可知向心力的大小为：F n =m a n =m Rv 2=m r ω2=mr(T 2)2. 实验探究演示实验(验证上面的推导式)：研究向心力跟物体质量m 、轨道半径r 、角速度ω的定量关系.实验装置：向心力演示器演示：摇动手柄，小球随之做匀速圆周运动.①向心力与质量的关系：ω、r 一定，取两球使m A =2m B ,观察：(学生读数)F A =2F B ,结论：向心力F∝m.②向心力与半径的关系：m 、ω一定，取两球使r A =2r B ,观察：(学生读数)F A =2F B ,结论：向心力F∝r.③向心力与角速度的关系：m 、r 一定，使ωA =2ωB ,观察：(学生读数)F A =4F B ,结论：向心力F∝ω2. 归纳总结：综合上述实验结果可知：物体做匀速圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比.但不能由一个实验、一个测量就得到定论，实际上要进行多次测量，大量实验，但我们不可能一一去做.同学们由刚才所做的实验得出：m 、r 、ω越大，F 越大；若将实验稍加改进，如教材中所介绍的小实验，加一弹簧秤测出F ，可粗略得出结论(要求同学回去做).我们还可以设计很多实验都能得出这一结论，说明这是一个带有共性的结论.测出m 、r 、ω的值，可知向心力大小为：F=mr ω2.二、实验：用圆锥摆粗略验证向心力表达式原理：如图所示，让细绳摆动带动小球做圆周运动，逐渐增大角速度直到绳刚好拉直，用秒表测出n 转的时间t ，计算出周期T ，根据公式计算出小球的角速度ω.用刻度尺测出圆半径r 和小球距悬点的竖直高度h,计算出角θ的正切值.向心力F=mgtan θ,测出数值验证公式mgtan θ=mr ω2.课堂训练1.下列关于向心力的说法中，正确的是（）A.物体由于做圆周运动产生了一个向心力B.做匀速圆周运动的物体，其向心力为其所受的合外力C.做匀速圆周运动的物体，其向心力不变D.向心加速度决定向心力的大小2.有长短不同、材料相同的同样粗细的绳子，各拴着一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，那么（）A.两个小球以相同的线速度运动时，长绳易断B.两个小球以相同的角速度运动时，长绳易断C.两个球以相同的周期运动时，短绳易断D.不论如何，短绳易断3.A 、B 两质点均做匀速圆周运动，m A ∶m B =R A ∶R B =1∶2，当A 转60转时，B 正好转45转，则两质点所受向心力之比为多少？参考答案：1.B 2.B3.解答：设在时间t 内，n A =60转，n B =45转,质点所受的向心力F=m ω2R=m(tn π2)2·R ，t 相同，F∝mn 2R 所以94214560212222=⨯⨯==B B B A A A B A R n m R n m F F . 讨论交流1.根据我们前面的学习，大家讨论生活中你所遇到的圆周运动中是哪些力在提供向心力. 强调：向心力不是像重力、弹力、摩擦力那样作为某种性质的力来命名的.它是从力的作用效果来命名的，凡是产生向心加速度的力，不管是属于哪种性质的力，都是向心力.2.由物体做曲线运动的条件可知，物体必定受到一个与它的速度方向不在同一条直线上的合外力作用，匀速圆周运动是一种曲线运动，匀速圆周运动合外力的方向有何特点呢？匀速圆周运动速率不变，方向始终垂直半径，说明合外力不会使速度大小发生变化，只改变速度方向，匀速圆周运动合外力的方向始终指向圆心.三、变速圆周运动和一般曲线运动问题：前面我们学习了加速度，做直线运动的物体其加速度可以改变物体运动的快慢，现在我们又学习了向心加速度，那么向心加速度是否也改变物体运动速度的大小？讨论交流根据刚才我们的实验（验证向心力表达式的实验）可知，向心加速度并不能改变物体运动速度的大小，而是在改变物体运动的方向.我们在这个实验中可以感受到，如果要使物体的速度不断增大，我们对物体施加的力就不能保持始终指向圆心，而是与向心力的方向有一个角度.根据力F产生的效果可以把力F分解成两个相互垂直的两个分力：一个是指向圆心的产生向心加速度的向心力;另一个是沿圆周的切线方向的分力，这个力沿圆周切线方向产生加速度，这个加速度使物体的速度不断变大.因此这个运动不能是匀速圆周运动，而是变速圆周运动.也就是说变速圆周运动既有指向圆心的向心加速度，还有沿圆周切线方向的加速度，称为切向加速度.做变速圆周运动的物体所受的力曲线运动：物体的运动轨迹不是直线也不是圆周的曲线运动.对于这样的运动尽管曲线的各个地方的弯曲程度不同，我们在研究时可以把这条曲线分成许多极短的小段，每一小段可以看作是一段圆弧.这些圆弧的弯曲程度不同，可以表示为有不同的半径，这样在分析质点运动时，就可以采用圆周运动的分析方法来处理问题了.一般的曲线可以分为很多小段，每段都可以看作一小段圆弧，各段圆弧的半径不一样课堂训练1.如图所示，在光滑的水平面上钉两个钉子A和B，相距20 cm.用一根长1 m的细绳，一端系一个质量为0.5 kg的小球，另一端固定在钉子A上.开始时球与钉子A、B在一条直线上，然后使小球以2 m/s的速率开始在水平面内做匀速圆周运动.若绳子能承受的最大拉力为4 N，那么从开始到绳断所经历的时间是多少?解析：球每转半圈，绳子就碰到不作为圆心的另一个钉子，然后再以这个钉子为圆心做匀速圆周运动，运动的半径就减小0.2 m，但速度大小不变（因为绳对球的拉力只改变球的速度方向）.根据F=mv2/r知，绳每一次碰钉子后，绳的拉力（向心力）都要增大，当绳的拉力增大到F max =4 N 时，球做匀速圆周运动的半径为r min ，则有F max =mv 2/r minr min =mv 2/F max =（0.5×22/4）m=0.5 m.绳第二次碰钉子后半径减为0.6 m ，第三次碰钉子后半径减为0.4 m.所以绳子在第三次碰到钉子后被拉断，在这之前球运动的时间为：t=t 1+t 2+t 3=πl/v+π（l-0.2）/v+π（l-0.4）/v=（3l-0.6）·π/v=（3×1-0.6）×3.14/2 s=3.768 s.答案：3.768 s说明：需注意绳碰钉子的瞬间，绳的拉力和速度方向仍然垂直，球的速度大小不变，而绳的拉力随半径的突然减小而突然增大.2.如图所示，水平转盘的中心有个竖直小圆筒，质量为m 的物体A 放在转盘上，A 到竖直筒中心的距离为r.物体A 通过轻绳、无摩擦的滑轮与物体B 相连，B 与A 质量相同.物体A 与转盘间的最大静摩擦力是正压力的μ倍，则转盘转动的角速度在什么范围内，物体A 才能随盘转动?解析：由于A 在圆盘上随盘做匀速圆周运动，所以它所受的合外力必然指向圆心，而其中重力、支持力平衡，绳的拉力指向圆心，所以A 所受的摩擦力的方向一定沿着半径或指向圆心或背离圆心.当A 将要沿盘向外滑时，A 所受的最大静摩擦力指向圆心，A 的向心力为绳的拉力与最大静摩擦力的合力，即F+F m ′=m ω12r ①由于B 静止，故F=mg ② 由于最大静摩擦力是压力的μ倍，即F m ′=μF N =μmg ③由①②③解得ω1=r g /)1(μ+当A 将要沿盘向圆心滑时，A 所受的最大静摩擦力沿半径向外，这时向心力为：F-F m ′=m ω22r ④由②③④得ω2=r g /)1(μ-.故A 随盘一起转动，其角速度ω应满足r g r g /)1(/)1(μωμ+≤≤-. 答案：r g r g /)1(/)1(μωμ+≤≤-课堂小结1.向心力来源.2.匀速圆周运动时，仅有向心加速度.同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动是变速圆周运动.3.匀速圆周运动向心加速度大小不变，方向指向圆心，时刻在变化，所以不是匀变速运动.布置作业教材“问题与练习”第1、3题.板书设计7.向心力1.做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，根据牛顿第二定律，这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的合力.这个合力叫做向心力2.表达式：F n =m a n = m Rv 2=m r ω2=mr(T π2)2 3.向心力的方向：指向圆心4.向心力由物体所受的合力提供活动与探究课题：讨论汽车在过弯道时为什么要减速，不减速会出现什么情况，如果让你设计弯道你应该怎么设计，设计的依据是什么.过程：用汽车模型（最好用遥控小汽车，以便于方向的改变）或其他工具模拟汽车在过弯道时，为何要减速.若不减速应该怎么办.通过实际操作，找到合适的方法，并进行理论分析.习题详解1.解答：地球绕太阳做匀速圆周运动的向心加速度为a=ω2r=22)36002436514.32()2(⨯⨯⨯=r T π×1.5×1011 m/s 2=5.95×10-5 m/s 2 所以太阳对地球的引力是F=ma=6.0×1024×5.95×10-5N=3.57×1020 N.2.解答:小球的受力分析如图所示，因此小球的向心力是由重力和支持力的合力提供的.3.解答：（1）向心力F=m ω2r=0.10×42×0.10 N=0.16 N.（2）我同意甲的观点，因为物体的受力为重力、支持力和静摩擦力，其中重力和支持力的合力为零,所以合外力即为静摩擦力.另外，物体相对于圆盘的运动趋势是沿半径方向向外，而不是向后，故乙的观点是错误的.4.解答：根据机械能守恒有不论钉子钉在何处，小球到达最低点的速度都是相等的，而在碰钉子前和碰钉子后的区别就是做圆周运动的圆心由O 点移到A 点，即圆周运动的半径不一样.设碰钉子后细绳的拉力为T ，则据牛顿第二定律有T-mg=rv m 2.可以看出，当r 越小时，细绳的拉力T 越大，即当细绳与钉子相碰时，如果钉子的位置越靠近小球，绳就越容易断.5.解答：我认为正确的是丙图，因为如果将力F 分解为沿切线和垂直于切线的两个方向，由于汽车是沿M 向N 的方向上做减速运动，则只有丙图是符合的.设计点评向心力和向心加速度是比较抽象的内容，因此学生不太容易理解，在教学设计时尽量采用了一些生活中的事例，易于帮助学生理解.本设计让学生通过自己动手实验亲自感受拉力的变化，加深对向心力的理解.教学中尽可能多地让学生参与课堂教学活动和课堂实验，体现了以学生为主体的教学理念.。

人教课标版高中物理必修二：《向心力》教案-新版

5.6 《向心力》教学设计一、核心素养通过《向心力》的学习探究过程，让学生体会科学紧密联系生活实践，拉近与科学的距离，让学生感受科学就在身边，发展对学习的积极性和学习兴趣。

二、教学目标1. 了解向心力概念，知道向心力是根据力的效果命名的一种力。

2. 知道向心力的大小与哪些因素有关，并能用来进行简单的计算。

3. 通过对圆周运动的物体受力分析，体会到任何运动状态的变化都能找到动力学原因。

4. 创设物理情景，感受物理实验，学生通过对具体现象的分析，归纳向心力产生的来源，体会向心力是如何产生的。

三、教学重难点1. 理解向心力的概念、公式。

2. 会在具体问题中分析向心力。

3. 理解向心力是一个效果力，会分析向心力的来源。

四、教学过程1. 复习回顾，引出本节知识点。

已经学习了曲线运动中的一种典型运动——匀速圆周运动，请同学们回顾匀速圆周运动的特点。

匀速圆周运动中，圆周说明这是一个曲线运动，质点的速度方向时刻改变；匀速说明速度的大小不变。

由此得出匀速圆周运动属于一种变速运动。

能够导致速度发生变化说明质点有加速度，这个加速度与速度在方向上应该有什么关系呢？因为a与v垂直，v沿圆周的切线方向，那么a就沿半径方向指向圆心，我们把这样的加速度形象的称为向心加速度。

向心加速度的方向始终指向圆心，与速度方向垂直。

大小可以用公式进行计算。

由牛顿第二定律的表达式可知，加速度是由质点所受的合外力来提供的，因此向心加速度也是由做圆周运动的质点所受的合力来提供的。

下面研究这个用来提供向心加速度的力。

2. 实验探究：运动与力的关系。

小组进行实验探究，用笔尖在白纸上确定一个圆心，将绳套的一端套在笔上，给小球蘸上印泥。

将绳子放松为自由状态，即不把绳子绷紧，给小球一个垂直于绳子方向的初速度，纸上就会留下小球运动的轨迹。

进行实验，观察小球的运动轨迹，并讨论分析产生这一轨迹的原因。

实验发现，小球先做匀速直线运动；后做匀速圆周运动。

小球先后做这两种运动的原因是合外力不同，不同的力对用产生不同的运动性质。

人教版高中物理必修二第5章曲线运动《向心力》教学设计.doc

《向心力》教学设计一、教学目标1.知识与技能：理解向心力的概念；理解向心力的概念、公式及匀速圆周运动中供求关系，并能用来进行简单的判断计算。

会分析向心力的来源，会根据向心力和牛顿第二定律分析、讨论与圆周运动相关的物理现象；2•过程与方法：通过向心力概念的学习，体会物理规律在探索自然规律中的作用及其运用；3.情感态度和价值观：培养学生实事求是的科学态度；通过实验探究，使学生获得成功的喜悦，提高他们学习物理的兴趣和自信心，体会物理规律与生活的联系。

二、教学重点、难点1.教学重点理解向心力的概念、公式及匀速圆周运动屮供求关系，并能用来进行简单的判断计算。

会分析向心力的来源。

2.教学难点理解向心力是一个效果力，会分析向心力的来源，理解匀速圆周运动中供求关系，理解在变速圆周运动中向心力为合力沿半径方向的分力。

三、教学过程（一）复习回顾：知识回顾：匀速圆周运动向心加速度是如何定义的？其方向、物理意义、表达式是什么?1.定义：做匀速圆周运动的物体具有的总是指向圆心的加速度叫做向心加速度。

2•向心加速度的方向：指向圆心，时刻变化。

物理意义：描述物体速度方向变化快慢的物理量3.向心加速度大小：V2十2a n = y或a n=①厂问题：②哪来的？即②是如何产生的？（二）情景引入：展示学习目标，出示人造地球一卫星绕地球运行的图片问题1:请同学们观看动画，回答：（1）、地球绕太阳近似做什么运动？（2）、为什么地球绕太阳做这种运动，地球为什么没有飞出去？问题2：轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动，做匀速圆周运动的物体受力分析且求出合力。

学生冋答：凡与G平衡，合力为F, F即提供圆周运动的力。

2.认识向心力请同学们在总结归纳上面问题的基础上，给出向心力的定义、方向、大小、特点及作用效果。

（1）定义：做匀速圆周运动的物体受到指向圆心方向的合力（用Fn 表示）（2）方向：始终指向圆心（方向时刻发生变化遑一变力）（3）作用效果：产生向心加速度向心力和速度方向垂直只改变线速度的方向不改变线速度的大小个力的合力，还可以是某个力的分力。

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课题：§5.7 向心力
时间：2008年3月
6.7 向心力（第1课时）
教学目标:
知识与技能
1、理解向心力的概念。

2、知道向心力与哪些因素有关，理解公式的确切含义并能用来计算。

3、会根据向心力知识分析和讨论与圆周运动相关的物理现象。

过程与方法
1、根据牛顿第二定律得出匀速圆周运动的物体所受合外力的方向和大小，即向心力的大小和方向。

2、通过锥摆实验粗略验证向心力的表达式。

3、讨论变速圆周运动和一般曲线运动。

（第二课时上）
情感态度价值观
1、经历科学探究的过程，领略实验是解决物理问题的一种基本途径，培养学生实事求是的科学态度。

2、使用生活中的常见物品做实验，拉近科学与学生的距离，使学生感到科学就在自己身边，对科学产生亲切感。

3、通过探究活动，使学生获得成功的喜悦，提高他们学习物理的兴趣和自信心。

教学仪器：铁架台、秒表、钢球、离心轨道、CAI课件、实物投影仪等
教学重点：1、体会牛顿第二定律在向心力上的应用。

2、明确向心力的意义、作用、公式及其变形。

教学难点：
1、圆锥摆实验及有关物理量的测量。

2、如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。

教学过程：
1、演示小“杂技”—“水流星”实验
2、图片演示：过山车实验。

引入新课题，并版书：§5.7向心力
3、实验：感知向心力，引入新课。

一、向心力
做圆周运动的物体为什么不沿直线飞去而是沿着一个圆周运动？那是因为它受到了力的作用。

用手抡着一个被绳着的物体，使它使圆周运动，是绳子的力在拉着它。

地球绕着太阳转动，是太阳对地球的引力在“拉”着它。

做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，根据牛顿第二定律，这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的合力。

这个合力就叫做向心力，即：
1、向心力：做匀速圆周运动的物体，会受到指向圆心的合力，这个合力叫做向心力。

⑴向心力总是指向圆心，始终与线速度垂直，只改变速度的方向而不改变大小。

⑵向心力是根据力的作用效果命名，可认定各种性质的力，也可以是它们的合力，还可以是某个力的分力。

⑶如果物体做匀速圆周运动，向心力就是物体受到的合外力；如果物体做非匀速圆周运动（线速度大小时刻改变），向心力并非是物体受到的合外力。

（下节课）
如图，在线的一端系一个小球，
另一端牵在手里，将手举过头顶，
使小球在水平面内做圆周运动，感受球运动时对手的拉力；改变小球转动的快慢、线的长度或小球的质量，感受向心力的变化跟那些因素有关。

承着小球质量变大、角速度变大、转动半径变大，小球对手的拉力也变大，说明小球受的向心力变大。

那么它们的定量关系怎样呢？
把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律，可得：
2、向心力的大小：
二、向心力大小的粗略验证
分析课本实验，加深对向心力的理解：
1、用刻度尺测出悬点距圆心高度h，
用秒表记录钢球运动n周的时间t，并没计出数据表格。

2、用公式计算出：∑F =mgtgθ=mg·r/h
F向= mrω2 =
3、比较g/h与4π2n2/t2大小。

4、比较两种方法得到的力对实验可靠性作出评估。

三、变速圆周运动和一般曲线运动（第二课时）
物体做加速圆周运动时，合外力方向与速度方向夹角小于90°，此时把F分解为两个互相垂直的分力：跟圆相切的F切和指向圆心的F向，如图所示，其中F切只改变υ的大小，F向只改变υ的方向，F向产生的加速度就是向心加速度。

同理，F与υ夹角大于90°时，F t使υ减速，F n改变υ方向。

综小：
1、同进具有向心加速度和切向加速度的圆周运动就是变速圆周运动。

链球运动员用力抢起链球时，是什么力使它加速的？小物体放在圆台上随圆台一起加速转动时，小物体受的摩擦力指向圆心吗？使物体加速的力是什么力？
2、一般曲线运动
运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，称为一般的曲线运动。

一般的曲线运动可以把曲线分割成许多小段，每一小段看成一小段圆弧，然后当作许多半径不同的圆周处理，再应用圆周运动的分析方法处理。

四、课堂总结、练习和作业
1、课堂总结：见课件
2、练习：见课件
3、作业：P22第1~4题。

五、板书设计：
①定义：匀速圆周运动过程中，始终指向圆心的
合外力，且与V垂直。

②方向：指向圆心，与V垂直大小。

F向=ma F向= mrω2 =
③特性：产生向心加速，只改变V方向，
不改变V大小。

④来源：物体所受合外力（匀速圆周）
特体所受合外力的部分（非匀速圆周）
F向：产生a向
变迼圆周运动∑ F
F切：产生a切
一般曲线运动：分割成不同的圆周运动，再应用圆周运动分析方法处理。