教学设计1：6.2第1课时 实验：探究向心力大小的表达方式
实验六探究向心力大小的表达式
（2）在图乙中取①②两条曲线为相同
转动半径、不同质量下向心力与角速
度的关系图线，由图乙可知。曲线①
对应的砝码质量
（选填“大
于”或“小于”）曲线②对应的砝码
质量。
解析 （2）若保持角速度和半径都不变，则砝码做圆周运动的向心加速度不
变，由牛顿第二定律得Fn＝man可以知道，质量大的砝码需要的向心力大，所 以曲线①对应的砝码质量小于曲线②对应的砝码质量。
目录
（1）某同学为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制
和
两个
变量保持不变。改变转台的转速，对应每个转速由
读出金属块受到的拉
力，由光电计时器读出转动的周期T，计算出转动的角速度ω＝
。
目录
（2）上述实验中，该同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用
图像法来处理数据，结果画出了如图乙所示的图像，图线是一条过原点的直
（1）本实验采用的科学方法是
。
A.控制变量法 C.微元法
B.累积法 D.放大法
解析：（1）在该装置中控制半径、角速度不变，只改变质 量来研究向心力与质量之间的关系，故采用控制变量法， 所以A正确。 答案：（1）A
目录
（2）图示情境正在探究的是
。
A.向心力的大小与半径的关系 B.向心力的大小与线速度大小的关系 C.向心力的大小与角速度大小的关系 D.向心力的大小与物体质量的关系 解析：（2）控制半径、角速度不变，只改变质量来研究向 心力与质量之间的关系，所以D正确。
目录
二、实验原理 1.探究方法：控制变量法。 2.定性感知实验设计思路 如图所示，细线穿在圆珠笔的杆中，一端拴住小物体，另一端用一只 手牵住，另一只手抓住圆珠笔杆并用力转动，使小物体做圆周运动， 可近似地认为作用在小物体上的细线的拉力提供了小物体做圆周运动 所需的向心力，而细线的拉力可用牵住细线的手的感觉来判断。 3.定量探究实验设计思路 （1）控制小物体质量和做圆周运动的半径不变，探究向心力与角速度的关系。 （2）控制小物体质量和角速度不变，探究向心力与半径的关系。 （3）控制小物体做圆周运动的半径和角速度不变，探究向心力与质量的关系。
探究向心力大小的实验解析
探究向心力大小的实验解析【1】引言在物理学中，向心力是指物体在进行往心运动时受到的向心方向的力。
向心力大小的实验解析是一项重要的实验，它帮助我们深入理解向心力的性质以及影响向心力大小的因素。
本文将从实验目的、实验装置、实验步骤、实验结果和实验解析等方面，对探究向心力大小的实验进行详细解析。
【2】实验目的探究向心力的大小取决于哪些因素，以及不同因素对向心力的影响程度。
【3】实验装置实验所需装置包括：1. 一个旋转平台：用于进行往心加速度实验，可通过调节旋钮改变转速。
2. 一根线：用于连接旋转平台和待测物体。
3. 不同质量的物体：用于实验时作为待测物体。
【4】实验步骤以下是实验的基本步骤：1. 将旋转平台放置在平稳的表面上，并保证其稳定无摇晃。
2. 将线连接到旋转平台上，并将另一端绑在待测物体上。
3. 启动旋转平台，使其以一定速度旋转。
4. 观察待测物体受到的向心力是否足够使其保持在旋转平台上。
如果保持不住，可以逐渐增加物体的质量，直到其能够保持在平台上。
5. 对不同质量的物体重复实验，记录实验数据。
【5】实验结果根据实验数据的记录，我们可以得出以下结果：1. 随着待测物体质量的增加，在相同的转速下，待测物体所受的向心力也相应增加。
2. 在相同的待测物体质量下，随着旋转平台转速的增加，待测物体受到的向心力也相应增加。
【6】实验解析根据实验结果分析，我们可以得出以下结论：1. 向心力的大小与待测物体的质量成正比关系。
质量越大，向心力越大。
这是因为质量越大的物体在给定的转速下，具有更大的惯性，需要更大的力来保持在旋转平台上。
2. 向心力的大小与旋转平台的转速成正比关系。
转速越快，向心力越大。
这是因为转速越快，物体所受到的加速度越大，所需的向心力也就越大。
【7】观点和理解通过这个实验，我们可以更深入地理解向心力的性质和影响因素。
我们发现，向心力的大小与物体的质量和转速密切相关，这为我们进一步研究其他与向心力相关的问题提供了思路。
《向心力》教学设计
《向心力》教学设计教学设计：向心力一、整体目标：1.了解向心力的概念和基本特点；2.掌握向心力的计算方法；3.理解向心力与离心力的关系；4.能够应用向心力的知识解决相关问题。
二、教学内容：1.向心力的概念和表达式；2.向心力的计算方法；3.向心力与离心力的区别；4.向心力的应用。
三、教学方法：1.讲解法：通过讲解向心力的概念和计算方法，引导学生理解向心力的基本原理和应用；2.实验法：通过实验展示向心力及其作用，加深学生对向心力的认识；3.讨论法：组织学生进行讨论，探讨向心力与离心力的关系，激发学生思考和提高解决问题能力；4.练习法：通过练习巩固学生对向心力的掌握程度，提高运用知识解决问题的能力。
四、教学过程：1.导入：通过一个简单的例子引入向心力的概念，让学生了解向心力是什么以及在什么情况下会出现。
2.讲解向心力的概念和表达式：通过讲解向心力的公式和应用，让学生明白向心力是一种偏向轴心的力，其大小与质点在圆周运动的半径和角速度成正比。
3.实验展示向心力的作用：设计一个实验，让学生观察在固定半径下改变角速度时向心力的变化，加深学生对向心力的理解。
4.讨论向心力与离心力的区别：引导学生讨论向心力与离心力的异同，解释两者之间的关系，并帮助学生理解向心力在圆周运动中的作用。
5.练习向心力的计算方法：设计一些练习题，让学生计算给定条件下的向心力大小，加深学生对向心力计算方法的掌握。
6.应用向心力解决问题：设计一些应用题目，让学生运用向心力的知识解决实际问题，培养学生的动手能力和解决问题的思维能力。
五、教学评价：1.课堂表现评价：通过课堂表现来评价学生对向心力的理解和掌握程度；2.作业评价：布置一些作业题目，让学生在课后进行练习，并通过批改作业来评价学生的学习情况；3.考试评价：通过阶段性考试或期末考试来评价学生对向心力知识的全面掌握情况，检验教学效果。
六、教学反思：1.教学设计：在设计教学内容和方法时要考虑到学生的实际情况和学习能力，以确保教学效果；2.教学引导：要及时引导学生，解答学生疑问，引导学生自主学习，提高学生的学习主动性和积极性；3.教学环节：要灵活运用不同的教学方法，使教学内容更加生动有趣，激发学生学习的兴趣；4.教学评价：要及时对学生的学习情况进行评价，发现问题及时解决，确保教学效果的达到。
19-20版：6.2 第1课时 实验：探究向心力大小的表达式（创新设计）
向心力第1课时实验：探究向心力大小的表达式核心素养目标物理观念向心力及其特点、表达式。
科学思维会测量、分析实验数据，获得实验结论。
科学探究利用向心力演示器探究向心力大小的表达式。
知识点一向心力[观图助学]用一根结实的细绳拴住软木塞，细绳水平使软木塞在光滑桌面上做匀速圆周运动，软木塞受几个力的作用？方向如何？1.向心力的定义：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。
2.向心力的作用：只改变速度的方向。
3.效果力：向心力是根据力的作用效果命名的。
[思考判断](1)做匀速圆周运动的物体所受的向心力是恒力。
(×)(2)向心力和重力、弹力一样，是性质力。
(×)(3)向心力可以由重力、弹力或其它力等来提供，是效果力。
(√)软木塞的受力图如下图所示拉力的方向指向圆心，那我们可以说软木塞所受拉力就是向心力吗？做匀速圆周运动的物体的向心力大小不变，方向不断改变。
知识点二探究向心力大小的表达式1.实验仪器向心力演示器2.实验思路转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。
横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。
(1)在小物体的质量和角速度不变的条件下，改变小物体做圆周运动的半径进行实验。
(2)在小物体的质量和做圆周运动的半径不变的条件下，改变物体的角速度进行实验。
(3)换用不同质量的小物体，在角速度和半径不变的条件下，重复上述操作。
3.进行实验(1)保持m和r一定：研究小球做圆周运动所需向心力F与角速度ω之间的关系(如图所示)，记录实验数据。
研究向心力与角速度之间的关系序号12345 6F nωω2(2)保持ω和m一定：研究小球做圆周运动所需向心力F与半径r之间的关系(如图所示)，记录实验数据。
研究向心力与半径之间的关系,序号12345 6F nr(3)保持ω和r一定：研究小球做圆周运动所需向心力F与质量m之间的关系(如图所示)，记录实验数据。
学案1：6.2第1课时 实验：探究向心力大小的表达方式
第1课时实验：探究向心力大小的表达方式[想一想]轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。
小球受哪些力？合外力有何特点？【思考】：向心力是不是像重力、弹力、摩擦力那样按性质来命名的？【牢记】：向心力是，它是物体所受力的合力.向心力的作用效果是只改变速度的，不改变速度的 .【思考】：匀速圆周运动的合力有何特点？【牢记】：匀速圆周运动的合力大小不变，方向沿半径指向圆心，方向时刻变化，是一变力.1、做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合外力，叫.2、向心力的方向：，即垂直于质点的运动方向.方向时刻发生变化，是变力.3、向心力的来源：向心力不是一种特殊的力，它可能是或或，或者是某个力的，还可能是它们的.注意：向心力是根据力的作用效果来命名的，受力分析时不要把向心力当作一个独立的力.4、向心力的作用效果:只改变v的方向,不改变v的大小.因为在运动方向上所受的合外力为0，这个方向上的加速度也为0，所以速度大小不变，只改变速度方向.探究方案一感受向心力1．实验原理如图所示，在绳子的一端拴一个小沙袋(或其他小物体)，另一端握在手中．将手举过头顶，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，此时沙袋所受的向心力近似等于．2．实验步骤(1)在小物体的质量和角速度不变的条件下，改变小物体做圆周运动的半径进行实验，比较向心力与的关系．(2)在小物体的质量和做圆周运动的半径不变的条件下，改变小物体的角速度进行实验，比较向心力与的关系．(3)换用不同质量的小物体，在角速度和半径不变的条件下，重复上述操作，比较向心力与质量的关系．3．实验结论：半径越，角速度越，质量越，向心力越大．探究方案二利用力传感器和光电传感器探究1．实验原理与操作如图所示，利用力传感器测量重物做圆周运动的向心力，利用天平、刻度尺、光电传感器分别测量重物的质量m、做圆周运动的半径r及角速度ω.实验过程中，力传感器与DIS数据分析系统相连，可直接显示力的大小．光电传感器与DIS数据分析系统相连，可直接显示挡光杆挡光的时间，由挡光杆的宽度和挡光杆做圆周运动的半径，可得到重物做圆周运动的角速度．实验时采用法，分别研究向心力与质量、半径、角速度的关系．2．实验数据的记录与分析(1)设计数据记录表格，并将实验数据记录到表格中(表一、表二、表三)①m、r一定(表一)序号12345 6F nωω2②m、ω一定(表二)序号12345 6F nr③r、ω一定(表三)序号12345 6F nm(2)数据处理分别作出F n－ω、F n－r、F n－m的图像，若F n－ω图像不是直线，可以作F n－ω2图像．(3)实验结论：①在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与成正比．②在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与成正比．③在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与成正比．【练一练】1．(多选)下列关于向心力的叙述中，正确的是()A．向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力B．做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用力外，还一定受到一个向心力的作用C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力D．向心力只改变物体线速度的方向，不改变物体线速度的大小2．如图甲为“用向心力演示器验证向心力公式”的实验示意图，图乙为俯视图．图中A、B 槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同．a、b两轮在皮带的传动下匀速转动．(1)两槽转动的角速度ωA________ωB(选填“>”“＝”或“<”)．(2)现有两个质量相同的钢球，①球放在A槽的边缘，②球放在B槽的边缘，它们到各自转轴的距离之比为2∶1，如图乙所示，则钢球①、②的线速度之比为________，受到的向心力之比为________．3．如图所示是一种简易的圆周运动向心力演示仪，图中A、B为两个穿在水平光滑杆上并通过棉线与转轴相连的重锤．试结合下列演示现象，分析影响向心力大小的因素．(1)使线长L A＝L B，质量m A＞m B，加速转动横杆．现象：连接A的棉线先断．表明：在半径和角速度一定的条件下，圆周运动所需向心力随________的增大而增大．(2)使质量m A＝m B，线长L A＞L B，加速转动横杆．现象：连接A的棉线先断．表明：在物体质量和角速度一定的条件下，圆周运动所需向心力随________的增大而增大．(3)对任一次断线过程进行考察．现象：并不是横杆一开始转动就断线，而是加速了一段时间之后线才断的．表明：在物体质量和转动半径一定的条件下，圆周运动所需向心力随______的增大而增大．4．如图甲所示是一个研究向心力大小与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的水平圆盘上，圆周轨道的半径为r，力电传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度大小，表格中是所得数据，图乙为F－v图像、F－v2图像、F－v3图像．v/(m·s－1)1 1.52 2.5 3F/N0.882 3.5 5.57.9(1)v的关系时，保持圆柱体质量不变、半径r＝0.1 m的条件下得到的．研究图像后，可得出向心力F和圆柱体线速度大小v的关系式____________________________．(2)为了研究F与r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持____不变．(3)若已知向心力公式为F＝m v2r，根据上面的图线可以推算出，本实验中圆柱体的质量为____________．答案 (1)F ＝0.88v 2 (2)线速度大小v (3)0.088 kg解析 (1)研究数据表格和题图乙中B 图不难得出F ∝v 2，进一步研究知题图乙B 中图线的斜率k ＝ΔFΔv 2≈0.88，故F 与v 的关系式为F ＝0.88v 2.(2)还应保持线速度大小v 不变．(3)因F ＝m v 2r＝0.88v 2，r ＝0.1 m ，则m ＝0.088 kg.5.卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量．假设某同学在这种情况下设计了如图所示的装置(图中O 为光滑小孔)来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在水平桌面上做匀速圆周运动．设航天器中还有刻度尺、秒表等基本测量工具．(1)物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是________________________． (2)在物体运动周期T 已知的情况下，实验还需要测量的物理量是________． (3)待测质量的表达式为m ＝________.【参考答案】[想一想]F N与G相抵消，所以合力为F结论：做匀速圆周运动的小球，合外力指向圆心，与速度v垂直. 【牢记】：效果力方向大小1、向心力2、沿半径指向圆心3、重力弹力摩擦力分力合力探究方案一感受向心力1．绳对沙袋的拉力2．(1)半径(2)角速度3．大 大 大探究方案二 利用力传感器和光电传感器探究1． (3)实验结论：①角速度的平方 ②半径 ③质量 【练一练】 1．答案 ACD解析 向心力是根据力的作用效果来命名的，它可以是物体受到的重力、弹力、摩擦力中的某个力或这些力中某几个力的合力，也可以是某一个力的分力，因此，在进行受力分析时，不能再分析向心力，B 错误，C 正确；向心力时刻指向圆心，是一个变力，与线速度方向垂直，所以向心力只改变线速度方向，不改变线速度大小，A 、D 正确． 2．(1)＝ (2)2∶1 2∶13．(1)物体质量 (2)转动半径 (3)转动角速度 4.(1)F ＝0.88v 2 (2)线速度大小v (3)0.088 kg解析 (1)研究数据表格和题图乙中B 图不难得出F ∝v 2，进一步研究知题图乙B 中图线的斜率k ＝ΔFΔv 2≈0.88，故F 与v 的关系式为F ＝0.88v 2.(2)还应保持线速度大小v 不变．(3)因F ＝m v 2r＝0.88v 2，r ＝0.1 m ，则m ＝0.088 kg.5.(1)物体处于完全失重状态，对桌面没有压力，不受摩擦力 (2)物体做圆周运动的半径r 和弹簧秤的示数F (3)FT 24π2r。
《探究向心力大小的表达式》说课稿(全国实验说课大赛获奖案例)
《探究向心力大小的表达式》说课稿一、使用教材本实验使用的教材是人教版普通高中物理必修2第六章第二节向心力。
二、实验器材向心力演示仪、DisLab 向心力实验设备、力传感器、钩码、机械能实验背景板、数据采集器、笔记本电脑。
三、实验创新要求/改进要点2004版旧教材，在此处设计的是“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”该实验：很难给小球施加合适的初速度，让其在水平面内做匀速圆周运动，小球运动过程中由于阻力，轨迹也会慢慢变成椭圆；小球在摆动过程对应半径r 和高度h 和周期T 不好测量计算麻烦，所以，本实验只能够粗略验证验证向心力的大小。
2019新版教材中，重新选择了传统实验“向心力演示器”来探究向心力的大小。
这个实验的优点是：现象直观，操作方便。
这也是新教材选择它的原因。
但是，这个装置也有局限性：圆周运动的半径是设计好的固定值，不具有普遍意义。
向心力的数值只能通过比值比较，无法准确测量。
不过，我们可以用更精密的设备，改进创新数字实验来弥补这个问题。
在完成向心力公式F=m ω2r 的探究后，通过简单改制DIS 机械能守恒实验器，探究向心力的另一个公式F =rv m 2。
我们把Dis 机械能守恒实验器的背景板安装在铁架台上，把力的传感器安装在铁架台的顶端，选择不同质量的钩码作为摆件，悬挂在力传感器的挂钩上，光电门传感向心力研究实验装置改进创新实验器放置在背景板最低点D。
四、实验原理/实验设计思路为了全面又精确的探究向心力的大小，我们计划分别应用传统的向心力演示器和自制改进的Dis数字实验设备，通过控制变量法，探究向心力与其决定因素之间的关系，确定向心力的大小表达式。
五、实验目标挖掘本实验蕴含的物理学科核心素养，从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面制订了本实验课学生学习的目标。
1.通过活动体验和科学探究，进一步完善向心力的概念，深化运动与相互作用观念。
2.感受影响向心力大小的因素，并通过理解实验原理探究它们之间的关系，领会利用控制变量法研究问题的科学思维。
【公开课】向心力+教案-2022-2023学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
人教版（2019）物理学科高一年级必修第二册6.2《向心力》教学设计课题名 6.2《向心力》课型新授课教学目标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、能够应用向心力公式求解圆周运动的问题。
教学重难点重点：概念以及物理量之间的联系；确定圆周运动各点运动快慢的方法难点：理解匀速圆周运动线速度方向，理解线速度、角速度的物理意义教学环节教学过程课堂导入【巩固】1.什么是圆周运动，什么是匀速圆周运动？2.什么是线速度、角速度和周期?3.线速度、角速度和周期之间的关系【导入】课本P27[问题？]做圆周运动的物体，其运动状态不断变化，说明物体一定受到了力的作用，那么迫使物体做圆周运动的力，其方向有什么特点呢？——牛顿第一定律知识精讲圆周运动受力分析1.飞椅与人受到哪些力？所受合力的方向有什么特点？2.转弯的赛车是否受到摩擦力？赛车受到的合力有何特点？3.使链球做圆周运动的力指向何方？4.使地球绕太阳做圆周运动需要力吗？指向哪里？一、向心力1.做匀速圆周运动的物体所受的指向圆心的力2．方向向心力的方向始终指向圆心，由于方向时刻改变，所以向心力是变力．3．效果力向心力是根据力的作用效果来命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力．4.作用效果改变线速度的方向。
由于向心力始终指向圆心，其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。
二、向心力的来源向心力是根据力的作用效果命名，由某个力或几个力的合力提供. 向心力来源可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力.几种常见的实例如下： 实例向心力示意图用细线拴住的小球在竖直面内转动至最高点时 绳子的拉力和重力的合力提供向心力，F 向＝F ＋G用细线拴住小球在光滑水平面内做匀速圆周运动 线的拉力提供向心力，F 向＝F T物体随转盘做匀速圆周运动，且相对转盘静止转盘对物体的静摩擦力提供向心力，F 向＝F f小球在细线作用下，在水平面内做圆周运动重力和细线的拉力的合力提供向心力，F 向＝F 合三、探究向心力大小的表达式 1.探究向心力大小的表达式影响向心力大小的因素很多，我们需要采用控制变量的方法来进行实验——向心力演示器 2. 实验步骤：①保持ω和r 相同，研究小球做圆周运动所需向心力F n 与质量m 之间的关系(钢球—铝球)，记录实验教据。
教学设计2：6.2第1课时 实验：探究向心力大小的表达方式
6.2第1课时实验：探究向心力大小的表达方式一、教学目标：1.定性感知向心力的大小与什么因素有关。
2.学会使用向心力演示器。
3.探究向心力与质量、角速度、半径的定量关系。
二、教学方法：探究法首先引导学生对做圆周运动的物体进行受力情况分析，并让学生明白物体沿半径方向受到的合外力，就是提供给物体做圆周运动的向心力。
从中引导启发学生认识到：做圆周运动的物体都必须受到指向圆心的力的作用，由此引入向心力的概念。
在探讨向心力大小可能与哪些因素有关时，可让学生充分讨论并设计实验进行探究活动。
三、教学过程：（一）引入新课：1、复习提问：a. 什么是匀速圆周运动？(单位时间内通过的弧长相等的圆周运动)b. 描述匀速圆周运动快慢的物理量有哪几个？（v、ω、T和f）c. 上述各个物理量间有什么关系?板书：2Tωπ=，2rTπ=v，v=ωr2、引入:根据生活经验可知，无论是跑步还是骑车，在水平湿滑的路面上转弯时都必须减速；根据观察可知，在高速公路和铁轨的弯道处，路基都要设计成倾斜的，且外高内低，你知道这是为什么吗？本节课将引领同学们共同探索并揭开其中的奥秘。
板书：第二节第1课时探究向心力大小的表达方式一、感受向心力【观察与思考】要求：请同学们认真感受并观察实验现象，思考小球为什么会做圆周运动？如图，在绳的一端系一小球（塑料球），另一端用手提住绳头让小球在水平桌面上做匀速圆周运动。
这时，你提绳的手有什么感觉？如果增大或减小小球的转速，手的感觉有什么变化？如果突然松手，你看到什么现象？教师引导学生分析和讨论并得出下列结论。
（1）感觉绳子对手有力作用。
（2）线速度增大时，感觉绳子的拉力增大。
（3）突然松手，发现小球将沿直线运动。
【老师活动】引导和启发学生进行思考教师：匀速圆周运动是直线运动还是曲线运动？（集体回答）学生：曲线运动。
教师：好！请问物体做曲线运动的条件是什么？（请一位学生回答）学生：所受合外力的方向与速度的方向不在同一直线上。
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6.2第1课时实验：探究向心力大小的表达方式
教学目标
一、知识与技能
1.定性感知向心力的大小与什么因素有关。
2.学会使用向心力演示器。
3.探究向心力与质量、角速度、半径的定量关系。
二、过程与方法
通过创设一定的情境，让学生经历探索向心力F与哪些因素有关的过程，学习控制变量法，培养学生分析论证等能力，使学生在科学探究中真正体会到科学探究的魅力，体验到成功的快乐。
三、情感、态度与价值观
1．学习科学研究方法和科学研究态度，发展学生对科学的好奇心与求知欲，使学生乐于探究自然界的奥秘。
2．观赏运动美（通过影片），体验探索自然规律的艰辛与喜悦，培养学生主动参与活动的热情和与他人合作的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，敢于坚持正确观点，勇于修正错误，具有团队精神。
教学重点
向心力大小与m、r、ω的关系。
教学难点
理解向心力的概念，理解公式a=ω2r和a=v2/r。
教学过程
一、复习提问、新课导入
展示图片，创设情境：（1）飞车走壁（2）过山车
设问：图片中的车做的是什么运动？（圆周运动）
大家再注意观察图片中的物体所做的圆周运动，为什么飞车和过山车通过圆周最高点时掉
不下来呢？下面请同学们和我一起来完成一个实验：用一段绳子系一个装水的塑料杯子。
如果将杯口朝下水会由于重力的作用而倒出来，有没有办法使杯口朝下但水不流出来呢？请一位同学来演示。
我们学完本章后将会知道其中的奥秘。
这节课我们就一起来研究圆周运动的动力学问题。
二、新课教学
探究向心力大小的表达式
1．感受与猜想：
学生探究实验，给每桌同学准备如下装置：
实验装置介绍：A和B中小球质量一样但绳长不一样；B和C中绳长一样但小球质量不同。
教师引导学生进行实验：使小球在水平面内做圆周运动，此时小球做圆周运动的向心力是由哪个力来提供？（绳子拉力）绳子拉力大小可以通过与绳子连在一起的橡皮筋的伸长量来判断。
学生通过亲自操作实验并根据实验进行猜想向心力大小的影响因素可能有：质量、物体运动的快慢、半径等。
描述物体做圆周运动快慢的物理量有哪些？（线速度、角速度、周期、频率）
下面我们就选其中的“角速度”作为代表研究物体做圆周运动的快慢对向心力大小的影响。
2．探究向心力（F）与质量（m）、角速度（ω）、半径（r）之间的定量关系。
由于学生之前已有用控制变量法进行实验探究的经历，所以学生很快可以得出应如何进行控制变量：
（1）ω、r不变，研究F与m关系
（2）m、ω不变，研究F与r关系
（3）m、r不变，研究F与ω关系
实验装置：向心力演示器
教师介绍“向心力演示器”的构造，然后将全班同学分为三大组，每组同学分别负责研究一个问题，每组先通过讨论制定实验方案，然后教师评析方案，接着学生进行分组实验探
究：
第一组：（1）ω、r不变，研究F与m关系：
用质量比为2∶1的钢球和铝球，使它们运动的半径r和ω相同，观察得到露出的红白相
间方格数比值为2∶1，即两个球所受向心力的比值也为2∶1，因此F与m成正比。
第二组：（2）m、ω不变，研究F与r关系：
当m、ω相同时，半径比为2∶1，向心力的比值也为2∶1，因此F与r成正比。
第三组：（3）m、r不变，研究F与ω关系：
当m、r相同，ω比值为2∶1，向心力的比值为4∶1，因此F与ω2成正比。
精确的研究表明向心力大小的公式：F=mω2r。
要求学生结合上式根据线速度与角速度的关系再推导向心力的另一表达式：F=mv2/r
巩固练习
1.用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。
(1)本实验采用的科学方法是_______
A.控制变量法
B.累积法
C.微元法
D.放大法
(2)图示情境正在探究的是_______
A.向心力的大小与半径的关系
B.向心力的大小与线速度大小的关系
C.向心力的大小与角速度大小的关系
D.向心力的大小与物体质量的关系
(3)通过本实验可以得到的结论是_____
A.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
B.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比
C.在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
D.在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
【解析】(1)在这个装置中，控制半径、角速度不变，只改变质量，来探究向心力与质量之间的关系，故采用了控制变量法，A正确。
(2)控制半径、角速度不变，只改变质量，来探究向心力与质量之间的关系，所以D选项正确。
(3)通过控制变量法，得到的结论为在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，所以C选项正确。
【答案】(1)A(2)D(3)C
2.如图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①②分别放在转盘A、B上，它们到所在转盘轴的距离之比为2∶1，a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮，a、b轮半径之比为1∶2，用皮带连接a、b两轮转动时，钢球①②所受向心力之比为()
A.8∶1
B.4∶1
C.2∶1
D.1∶2
【解析】选A。
皮带传动，边缘上的点线速度大小相等，所以v a=v b，a轮、b轮半径之比为
1∶2，所以由v=rω得
2
,
1
a b
b a
r
r
ω
ω
==
共轴的点角速度相等，两个钢球的角速度分别与共轴轮
子的角速度相等，则ω1∶ω2=2∶1，根据向心加速度a=rω2，得a1∶a2=8∶1，钢球的质量相等，由F=ma得，向心力之比F1∶F2=8∶1，所以A正确。