人教版高一年级《向心力》教案
【教案】向心力+教学设计高一下学期物理人教版(2019)必修第二册

《向心力》教学设计一、教材分析《向心力》一节是普通高中新人教版教科书必修第二册第六章曲线运动的重点、难点,具有承前启后的作用。
它既是本章知识的一个拐点,又是本章内容拓展的重要基础;通过学习,既能使学生从对圆周运动的表面认识上升到理论分析,又能让学生从生活中的圆周运动分析提高到对天体运动及带电粒子在电磁场中的运动的分析及推演。
同时,《向心力》一节能够充分体现力和运动的在物理学中的重要性,是运动与力关系学习的好素材。
二、学情分析学生通过前面的学习,了解了描述圆周运动的各个物理量及其关系,并且学生已经经历了同学之间相互协作、相互讨论、相互交流及最后的成果展示的学习过程,具备了处理问题的一般思路方法:提出问题—分析问题—解决问题。
三、教学目标1、物理观念::建立向心力的物理观念,掌握向心力的确切含义。
2、科学思维:在实验中,培养学生动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。
3、科学探究:通过对向心力大小与哪些因素有关的探究,熟悉科学探究的一般过程:提出问题——猜想与假设——实验验证——分析数据——得出结论。
4、科学态度与责任:通过观察、实验及探究、交流与讨论等学习活动,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
四、教学重难点理解向心力的概念、特点、会分析向心力的来源,感受向心力大小的影响因素,探究向心力大小的表达式。
五、教学过程教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课视频播放:空中飞椅飞椅与人一起做匀速圆周运动。
飞椅和人为什么没有被甩出去呢?做圆周运动的物体受力有什么特点呢?观看视频,思考物体能够做圆周运动的原因通过学生熟悉的物理情景,便于引发学生从已有物理知识出发思考,引出新知讲授新课一、向心力演示实验:小球在水平面内做圆周运动研究小球所受合力的方向F N与G相平衡,所以合力为F小球受到重力,桌面支持力和细线的拉力作用。
松手,小球将沿切线方向飞出,做匀速直线运动。
学生代表协作老师进行实验,对实验进行投屏。
6.2向心力教学设计-高一下学期物理人教版(1)

向心力一、教学目标1.物理观念了解向心力的概念,知道向心力是根据力的作用效果命名2.科学思维体验向心力的存在,会分析向心力的来源。
3.科学探究能从日常生活中发现与物理学有关的问题,并能从物理学的角度比较明确地表述发现问题。
4.科学态度与责任尝试经过思考发表自己的见解,尝试运用圆周运动的规律解决一些与生产和生活相关的实际问题。
二、教学重难点教学重点:理解向心力的概念、公式、特点。
会分析向心力的来源教学难点:理解向心力是一个效果力,会分析向心力的来源三、教学分析在前面的学习中,学生已经掌握了物体做曲线运动的条件。
知道力是改变物体运动的原因,那么圆周运动属于速度变化的曲线运动,而且收到始终指向圆心的力。
在此基础上给出向心力的概念学生不难接受。
同样对于理解向心力的方向时刻指向圆心也不难。
但是对于寻找向心力,理解向心力可以是重力、弹力或摩擦力等有一定的难度。
虽然在高一已经学习了上述知识,但是感性认识是理性认识的基础,要使学生由感性认识上升到理性认识,必须通过教师的耐心指导,和更多的典型实例分析,才能让学生达到共识。
基于此教师通过分组实验,小组合作分析实验,得出向心力的大小和其他物理量的关系。
培养了学生合作探究精神和实验操作能力等。
在共同探究学习过程中理解向心力。
这样既提高了学习兴趣,又提高了教学效果。
四、教学过程一、创设情境、导入新课演示电钻旋转塑料管实验【演示实验】演示电钻旋转塑料管实验【启发思考】做圆周运动的塑料管受重力吗?为什么没有因为重力而下落呢【思考】塑料管为什么没有下落呢?这和它的运动有关系吗?创设引起学生认知冲突的实例,激发学生学习兴趣,使学生思维快速进入新课二、新课教学二、温故知新,引出概念1.复习回顾圆周运动的相关概念。
播放视频,利用流程图理论分析得出向心力的概念。
【引入新知】向心力概念:做匀速圆周运动的物体受到的合外力总是指向圆心,我们把这个力叫做向心力。
【回答】力与加速度满足牛顿第二定律。
高中物理教案向心力5篇

高中物理教案向心力5篇教案取材内容合理,切合课程宗旨,符合培养目标定位的要求,适应现实需要,讲述内容观点正确,有实际应用价值。
这里由小编给大家分享高中物理教案向心力,方便大家学习。
高中物理教案向心力篇1一、教材分析首先介绍热传递的三种方式:热传导、热对流和热辐射。
进而分析系统在单纯的热传递过程中系统内能的变化,自然引出热量与系统内能概念的区别与联系,最后研究做功与热传递在改变系统内能上的异同。
二、教学目标知识与技能1.了解热传递的三种方式。
2.知道热传递是改变系统内能的一种方式。
3.能区分热量与内能的概念。
4.知道热传递与做功对改变系统的内能是有区别的过程与方法能举例说明热传递能够改变系统内能情感、态度与价值观了解感受能量的转移,增强我们学习物理、探索自然的兴趣。
三、教学重点难点重点:热传递对内能的改变。
难点:热量与内能的区别四、学情分析本节内容稍简单,易于学生接受。
五、教学方法自主学习、讨论、讲解六、课前准备铁丝、布、酒精灯七、课时安排1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑基础知识提问:1、焦耳的两个实验说明了什么?2、什么是内能?内能于什么有关?(二)情景引入、展示目标想一想,使一段铁丝的温度升高有哪些方法?回答:将铁丝来回多次弯折,用布摩擦,将铁丝放在火上烧,与高温物体接触……教师:可以通过做功改变物体内能,今天我们来学习改变物体内能的另一种方式——热传递。
(三)合作探究、精讲点播教师:引导学生阅读教材62页有关内容,思考并回答问题。
(1)什么是热传递?(2)热传递有几种方式?举例说明。
(3)热传递过程的实质是什么?1.热传递(1)热量从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分,叫做热传递。
(2)热传递的三种方式:热传导、热对流和热辐射。
(3)热传递的实质:能量的转移①热传导:不借助于物质的宏观移动,而靠分子、原子等粒子的热运动,使能量由高温物体(或物体的高温部分)向低温物体(或物体的低温部分)传递的过程,这种过程在气体、液体和固体中都能发生。
高中物理人教版向心力教案

高中物理人教版向心力教案教学内容:向心力的概念、性质及应用教学目标:1. 理解向心力的定义和性质;2. 掌握向心力的计算方法;3. 能够解决相关向心力应用问题。
教学重点:理解向心力的概念和性质,掌握向心力的计算方法。
教学难点:能够熟练运用向心力计算方法解决实际问题。
教学准备:实验器材、实验文档、PPT或教学板书教学步骤:一、导入新知识(5分钟)1. 利用实验或实例引出向心力的概念;2. 引导学生思考,提出问题:什么是向心力?向心力的作用是什么?二、向心力的定义和性质(15分钟)1. 理解向心力的定义;2. 探讨向心力的性质和特点;3. 讲解向心力与离心力的区别。
三、向心力的计算方法(15分钟)1. 介绍向心力的计算公式及相关物理量;2. 讲解如何根据不同情况计算向心力;3. 联系具体例题,引导学生进行实际计算练习。
四、向心力的应用(15分钟)1. 分析向心力在日常生活和工程中的应用;2. 案例分析讨论:什么情况下会产生向心力?向心力如何影响物体运动?3. 带领学生结合案例进行讨论和思考,深化理解向心力的应用。
五、课堂练习和展示(10分钟)1. 组织学生进行相关计算练习;2. 学生展示解题过程和答案,老师进行点评和指导。
六、课堂总结(5分钟)1. 总结本节课的重要内容和要点;2. 引导学生将学到的知识进行总结和归纳。
教学反思:通过本节课的教学,学生能够全面掌握向心力的概念、性质和计算方法,进一步理解向心力在实际问题中的应用。
同时,通过案例分析和课堂练习,激发学生学习兴趣,提高学生的学习效果。
向心力 教学设计 高一下学期物理人教版(2019)必修第二册

教学设计课程基本信息课题向心力(第一课时)教学目标1、知道向心力的概念及特点。
2、感受影响向心力大小的因素,通过实验探究向心力大小的表达式。
3、掌握向心力的表达式,能够计算简单情境中的向心力。
教学内容教学重点:1.向心力的概念及特点。
2.通过实验探究向心力大小的表达式。
教学难点:1.通过实验探究向心力大小的表达式,掌握向心力的表达式,能够计算简单情境中的向心力。
教学过程一、导入新课:通过空中飞椅与人一起做匀速圆周运动,做匀速圆周运动的物体,运动状态在不断变化,提问迫使物体做圆周运动的力的方向有何特点?二、新课讲授(一)向心力实例思考1:一个小球在细线的牵引下,绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动。
问题:用剪刀将细线剪断,小球还能做圆周运动吗?剪断绳子之前,小球做匀速圆周运动时,受力情况如何?合力有什么特点?向心力的概念:做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心,这个指向圆心的力就叫作向心力。
用符号Fn来表示。
实例思考2:月球绕地球实例思考3:小球在空中做匀速圆周运动。
向心力的特点:(1)向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力中的某一个力,也可以是几个力的合力,还可以是某个力的分力。
物体做匀速圆周运动时,由合力提供向心力。
(2)向心力是根据作用效果命名的,并不是一种新的性质的力。
(3)向心力的方向总指向圆心,与速度方向垂直,是变力,作用是只改变速度的方向。
(二)探究向心力大小的表达式。
定性猜想:在绳子的一端拴一个沙袋,另一端握在手中。
将手举过头顶,使沙袋在水平面内做圆周运动。
此时,沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。
换用不同质量的沙袋,并改变沙袋转动的速度和绳的长度,感受拉力的变化。
1.保持沙袋转动的速度和绳的长度不变,沙袋的质量越大,感受到拉力越大。
2.保持绳的长度和沙袋的质量不变,沙袋转动的速度越大,感受到拉力越大。
3.保持沙袋的质量和沙袋转动的速度不变,绳子长度越长,感受到的拉力越大。
《向心力》教学设计(精选2篇)

《向心力》教学设计(精选2篇)《向心力》篇1一、教学内容分析向心力是物体做匀速圆周运动时所受到的合外力,它是本章圆周运动的重点。
由于这一节内容比较多,可分为两个课时,第一课时讲述有关向心力的概念,第二课时是生活中向心力的应用实例,而本--是第一课时有关向心力的概念。
本节课的教学重点和难点是学生如何建立向心力的概念,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,在这里,编者增加了一个演示实验,就是借助向心力演示器进行实验,把学生的实验结论逐一验证,从而验证了向心力公式,更有力说明了实验的科学性和重要性。
课本35页中的“讨论与交流”这一点学生往往觉得抽象,只是理论来分析,这里编者把它改成实验探究,这样学生通过实验亲身感受,定性分析,这比理论分析更具有说服力。
二、教学对象分析在前面的教学中,学生已经学习了匀速圆周运动,对匀速圆周运动有了一定的理解。
知道描述匀速圆周运动快慢的物理量有线速度、角速度、周期、转速等,并理解线速度、角速度、周期、半径之间的关系。
学生知道在转动装置中,共轴的轮子上各点的角速度相等;皮带转动(不打滑)中,凡和皮带接触的点,线速度的大小相等。
这些都为本节课的学习奠定了基础。
学生知道匀速圆周运动是一种变速运动,因为它的线速度方向时刻在变,但只是表面的知道,更深一步来分析,为什么线速度的方向时刻在变?是什么力来改变物体的这种运动状态,这个力有何特点?学生带着这些疑问来进入本节课的学习。
三、--思想及策略在以往的教学中,课堂教学实施往往过于注重知识传授倾向,老师满堂灌,学生被动的接受,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--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。
向心力第1课时教案高一下学期物理人教版

第二节向心力(第一课时)《课程标准解读》第78页内容解读2.2.3 通过实验,探究并了解匀速圆周运动向心力大小与半径、角速度、质量的关系。
学生通过观察、实验,知道什么是向心力,要会分析实际情况下物体做圆周运动的向心力。
【教学目标】【课前预习】1.认真阅读教材P27P30。
2.完成学习指导“自学新教材注重基础性”部分。
【课堂探究】主题探究一对向心力的理解1.向心力的方向做匀速圆周运动的物体受到的合力,方向时刻在变化,始终指向圆心,与线速度的方向垂直。
2.向心力的作用效果不改变线速度的大小,只改变线速度的方向。
问题:为什么匀速圆周运动的合力指向圆心?3.向心力的来源做匀速圆周运动的物体,向心力等于物体所受的合力,常等效为三种情况:合力充当向心力;某一个力充当向心力;某个力的分力充当向心力。
练习巩固:(1)回答课本27页(2)P30 典例1、素养1、2 课后题2向心力的大小定性感知:做一做感受向心力发现向心力与质量、绳长、转动速度有关。
主题探究二探究向心力大小的表达式1.实验仪器2.实验原理及探究方法(1)实验原理匀速转动手柄,挡板对小球的弹力提供了小球的向心力,小球对挡板的反作用力,可通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降,露出标尺,根据标尺上露出的红白相间的等分标记,粗略计算两小球所受向心力的比值。
(2)探究方法——控制变量法在m、r、ω中,分别只改变一个量,探究向心力F与它们之间的关系。
3.实验步骤(1)把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上,使它们的转动半径相同。
调整变速塔轮上的皮带,使两个小球的角速度不同。
探究向心力的大小与角速度的关系。
(2)保持两个小球质量不变,增大长槽上小球的转动半径。
调整变速塔轮上的皮带,使两个小球的角速度相同。
探究向心力的大小与轨道半径的关系。
(3)换成质量不同的小球,使两小球的转动半径相同。
调整变速塔轮上的皮带,使两个小球的角速度也相同。
探究向心力的大小与质量的关系。
向心力教案(集锦12篇)

向心力教案(集锦12篇)向心力教案第1篇一、设计思路以高中物理新课改的基本理念为指导,基于高一学生的实际和与向心力相关的学习任务,注重在教学中体现科学探究精神,使学生尽可能完整地经历科学探究的过程。
通过学生探究式的大胆的假设和猜想以及科学的分析,不仅仅获取科学知识,同时能将物理理论应用生活实际之中。
鉴于教材根据牛顿第二定律直接推导出向心力的表达式的教学方法,本节课突破该教学方法,采用“引导探究”式教学法,该教学法以解决问题为中心,注重学生的独立钻研,着眼于创新思维的培养,充分发挥学生主动性。
其主要程序是:不仅重视知识的获得,而且更重视学生获得知识的过程及方法,更加突出了学生的主动学习。
学生活动约占课时的一半,力求体现“以教师为主导,以学生为主体”的教学思想。
二、前期分析学习任务向心力是高中物理新课程必修2的内容,本节课是从动力学的角度研究匀速圆周运动的,这部分知识是本章的重点和难点,也是学好圆周运动的关键点,学好这部分知识,可以为后面的天体运动和带电粒子在匀强磁场中的运动打好基础。
教材的编排思路很清晰,先是从身边的事例出发,让学生体验到做圆周运动的物体需要有一个指向圆心的力,从而引出向心力的概念。
由于上一节中,已经从一般性的结论入手,利用矢量运算,在普遍情况下得出匀速圆周运动的物体的加速度方向指向圆心的结论,进一步得到了向心加速度的大小。
于是根据牛顿第二定律,就可以得到做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向和大小,即向心力的大小和方向。
接着,教材为了让学生对向心力有一个感性的认识,设计了“实验”栏目——“用圆锥摆验证向心力的表达式”。
实际上,这个实验除了要验证向心力表达式以外,另外一个目的就是可以让学生体验到“向心力不是一个新的性质力,而是一个效果力”,也即让学生初步学会分析向心力的来源。
本节中又讨论了变速圆周运动和一般的曲线运动。
这样安排的目的是从生活实际出发,在更广阔的背景下让学生认识到什么情况下物体将做匀速圆周运动,什么情况下会做变速圆周运动,以及知道如何处理一般曲线运动的方法。
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人教版高一年级《向心力》教案一、设计思想建构主义教学理论启示我们要转变教学观念,创造以“学生为主体,教师为主导”的教学环境,使学生在真实的情景中完成任务,改变我们长期存在的教师在台上讲,学生在台下听的灌输式教学,充分发挥学生学习的自主性,引导学生主动发现问题,分析问题,解决问题,主动建构良好的认知结构,培养创新精神。
二、教材分析教材先通过实例让学生从运动和力的角度进行分析,分析物体的受力特点,从而得出向心力的概念,有助于学生体会和理解。
教材接着从理论的角度,根据牛顿第二定律,推导出向心力的数学表达式。
之后,为了让学生对向心力公式有一定的认识和理解,教材中设计了验证性实验:用圆锥摆粗略验证向心力的表达式。
通过圆锥摆实验,拉近科学与生活的距离,使学生感到科学就在身边,对科学产生亲切感。
本节还有一点与过去不同,那就是在讨论完匀速圆周运动后讨论了变速圆周运动和一般曲线运动。
这块内容的补充,不仅为分析物体在曲线最高点、最低点的受力分析和运动情况提供了理论依据,而且为学生提供了处理问题的一种思维方法:从特殊到一般。
这部分知识的学习,可以为万有引力和带电粒子在匀强磁场中的运动等内容做好必要的准备。
当然,学习完这一节之后,中学里所有的运动形式都学习完毕了,从而可以让学生在更广阔的角度理解运动和力的关系。
三、学情分析通过前几节内容的学习,学生已经知道了曲线运动的条件,学习了处理曲线运动的重要方法——运动的合成和分解,还利用运动的合成与分解知识研究了平抛运动。
接着引入角速度、线速度、周期、转速等物理量描述了匀速圆周运动的规律。
这些知识的学习,为学生学习向心力做好了知识上的准备。
由于向心力是一种学生感到陌生的力,而高一学生的抽象思维能力和逻辑推理还不是很强,所以需要在教学中通过实例、实验,使学生对向心力的认识从感性认识升华到理性认识。
四、教学目标1.知识与技能(1)知道什么是向心力,理解它是一种效果力。
(2)理解向心力公式的确切含义,并能用来进行简单的计算。
(3)知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力,知道合外力的作用效果。
2.过程与方法(1)通过对向心力概念的探究体验,让学生理解其概念。
并掌握处理问题的一般方法:提出问题,分析问题,解决问题。
(2)在验证向心力的表达式的过程中,体会控制变量法在解决问题中的作用。
(3)经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程,让学生领会解决问题从特殊到一般的思维方法。
并学会用运动和力的观点分析、解决问题。
3.情感态度与价值观(1)经历从特殊到一般的研究过程,培养学生分析问题、解决问题的能力。
(2)实例、实验紧密联系生活,拉近科学与学生的距离,使学生感到科学就在身边,调动学生学习的积极性,培养学生的学习兴趣。
五、重点难点1.教学重点(1)理解向心力的概念和公式的建立。
(2)理解向心力的公式,并能用来进行计算。
(3)理解向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。
2.教学难点(1)理解向心力的概念和公式的建立。
(2)理解向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。
六、教学策略与手段向心力是高中物理的一个重点内容,同时也是一个难点内容,在对物体进行受力分析时,往往不清楚运动过程中什么力提供向心力,这说明学生对向心力的认识和理解不够深刻、全面。
为了突破难点,教师在教学中通过具体的实例、实验,激发学生的求知欲望,让学生主动参与到探究的过程,成为学习的主体,积极主动地获取知识和能力。
本节课的教学流程设计为:创设情境→发现问题→进行猜想→理论推导→实验验证→得出结论→指导实践。
在教学手段上,充分使用ppt、视频、演示实验、故事讲述,以增强教学的生动性和形象性,活跃课堂气氛,从而充分调动学生学习的积极性,落实教学目标。
七、课前准备1.实验仪器:带细绳的钢球(两人一个),铁架台,钢球一个,细绳一条,刻度尺,圆形瓶盖,秒表,物块,圆形瓶盖。
2.视频:自行车转弯,公园的转椅。
3.制作ppt。
八、教学过程(一)引入新课【演示实验】让物块在旋转的平台上尽可能做匀速圆周运动。
【教师活动】物块为什么可以做匀速圆周运动?这节课我们就来研究这个问题。
(设计意图:从实验引入,激发学生的好奇心,活跃课堂气氛。
)(二)新课教学一、向心力1.向心力的概念【学生活动】在教师引导下对物块进行受力分析:物块受到重力、摩擦力与支持力。
【教师活动】物块所受到的合力是什么?【学生活动】重力与支持力相互抵消,合力就是摩擦力。
【教师活动】这个合力具有怎样的特点?【学生活动】思考并回答:方向指向圆周运动的圆心。
【教师活动】得出向心力的定义:做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力。
(做好新旧知识的衔接,使概念的得出自然、流畅。
)2.感受向心力【学生活动】学生手拉着细绳的一端,使带细绳的钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动。
【教师活动】钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动,什么力使钢球做圆周运动?【学生活动】对钢球进行受力分析,发现拉力使钢球做圆周运动。
(设计意图:利用常见的小实验,让学生亲身体验,增强学生对向心力的感性认识。
)【教师活动】也就是说,钢球受到的拉力充当圆周运动的向心力。
大家动手实验并猜想:拉力的大小与什么因素有关?【学生活动】动手体验并猜想:拉力的大小可能与钢球的质量m 、线速度的v 、角速度ω、周期T ,半径r 有关。
【教师活动】那么我们如何研究向心力n F 与m 、v 、ω、T 、r 之间的关系呢?【学生活动】思考、讨论并回答:采用控制变量法,保持m 、v 、ω、T 、r 中的四个量不变,研究n F 与剩下的一个量之间的关系。
【教师活动】如果保持钢球的质量m 、线速度的v 、角速度ω、周期T 不变,半径r 可以变化吗?【学生活动】在教师引导下根据各个物理量之间的关系思考并回答:半径r 不能变化。
【教师活动】那么我们怎样研究这几个物理量之间的关系呢?【学生活动】思考、讨论并回答:由于做匀速圆周运动的物体, v 、ω、T ,r 这四个物理量中,只要有两个量确定了,其他两个量也就跟着确定了。
所以只需要研究向心力n F 与m ,v 、ω、T 、r 这四个物理量中两个物理量的关系。
【教师活动】引导学生采用控制变量法做实验,体验向心力的大小。
【学生活动】采用控制变量法做实验,体验向心力的大小。
【教师活动】大家体验后,感觉向心力n F 与哪些物理量有什么样的关系?【学生活动】根据自己的体验并回答:质量m 、半径r 一定,线速度v 越大,向心力n F 越大;质量m 、线速度v 一定,半径r 越大,向心力n F 越大;质量m 、半径r 一定,周期T 越大,向心力n F 越小……(设计意图:积极引导学生猜想,并渗透实验方法:控制变量法的教学。
)3.推导向心力的表达式【教师活动】这是向心力与各个物理量之间可能存在的定性关系。
那大家能不能根据所学的知识,从理论上推导向心力的表达式。
【教师活动】在教师引导下根据向心加速度的表达式和牛顿第二定律推导:因为,/22ωr r v a n ==ma =合F ,所以n F =合F 22/ωmr r mv ==【教师活动】理论推导证明:n F 2222/4/T mr mr r mv πω⨯===(设计意图:培养学生的数学推理能力,体验探究的过程。
)4.粗略验证【演示实验】细线下面悬挂一个钢球,细线上端固定在铁架台上。
将圆形瓶盖置于水平桌面上,使钢球静止于瓶盖的圆心。
用手带动钢球,让钢球获得初速度,使它沿圆形瓶盖边缘做圆周运动。
【教师活动】钢球在做匀速圆周运动,那是什么力提供向心力?【学生活动】动手画图,对钢球进行受力分析,并在教师引导下找出提供向心力的合力。
【教师活动】哪几个力提供向心力?向心力的大小如何?【学生活动】绳子的拉力和钢球的重力提供向心力。
向心力的大小为θtan mg 。
【教师活动】我们要验证向心力的表达式是否正确,那么需要测量向心力θtan mg 的大小,如何测量呢?【学生活动】讨论并回答:小球质量可以用天平测量,再乘以重力加速度,就是mg ;小球重力mg 可以用弹簧秤测量; θtan 可以用圆周运动的半径与小球距悬点的竖直高度的比值算出。
【教师活动】我们已经求出了向心力的大小,那如何求r mv /2或者2ωmr 或者22/4T mr π⨯的大小?这三个关系式里,哪一条比较容易测量?【学生活动】思考并回答:22/4T mr π⨯。
【教师活动】在这条表达式里,只需要测量周期T ,我们有秒表,那么周期是测钢球圆周运动一圈的时间还是多圈的时间?【学生活动】测量多圈的时间,之后算出周期。
【教师活动】为什么测量多圈的时间?【学生活动】测量多圈,时间较准确,误差较小。
(设计意图:实验紧密联系生活,拉近科学与学生的距离,使学生感到科学就在身边。
同时,在实验中引导学生分析、解决问题,以提高学生的实验能力。
)5.向心力是效果力【教师活动】学以致用,请大家用刚才所学的知识解释塑料球为什么可以在旋转的圆柱形空瓶做匀速圆周运动?【学生活动】思考并解释。
【教师活动】播放自行车转弯的视频,并提问:自行车的弯道为什么要修成斜坡?【学生活动】观看视频并在教师引导下进行受力分析后发现:重力和斜坡对自行车的支持力的合力充当向心力。
【教师活动】播放公园的转椅的视频,并提问:转椅上的人做匀速圆周运动,什么力充当向心力?【学生活动】观看视频并思考、回答:人受到的重力和椅子对人的支持力的合力充当向心力。
【教师活动】这些例子都说明向心力只是一种效果力。
只要是产生向心加速度的力,不管是重力、弹力还是摩擦力,都可以是向心力。
(设计意图:通过具体实例让学生初步体验圆周运动的向心力的来源,加深学生对向心力概念的理解,并对圆周运动中力和运动的关系有更深入的认识。
)二、变速圆周运动【教师活动】日常生活中比匀速圆周运动更常见的是变速圆周运动。
接下来我们研究变速圆周运动中的向心力。
【演示实验】释放单摆,让钢球来回摆动。
【教师活动】小球从释放到最低点的运动过程中,小球的速度大小如何变化?【学生活动】速度逐渐变大。
【教师活动】小球绕着悬点做圆周运动,由于速度大小发生了变化,这是变速圆周运动。
那么什么力提供小球做圆周运动的向心力?【学生活动】在教师引导下对小球进行受力分析后得出: θsin G F F T n -=【教师活动】那么重力的另一分量θcos G 起着什么作用呢?【学生活动】思考、讨论并回答:θcos G 跟速度方向一致,起着改变速度大小的作用。
【教师活动】在单摆这样的变速圆周运动中,可以把力分解为跟圆周相切的的分力F t 和指向圆心的分力F n 。
F t 产生圆周切线方向的加速度,叫做切线加速度。
切线加速度与物体的运动方向在一条直线上,它改变了物体速度的大小。
那么指向圆心的分力F n 改变的是什么呢?【学生活动】在教师引导下思考并回答:指向圆心的分力F n 始终与速度方向垂直,改变的是物体运动的速度方向。