向心力-精品教案

向心力

【教学目标】

1．理解向心力的概念及其表达式的确切含义及其特点

2．知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算。

3．知道向心力不是物体受到的一种力，它是以力的效果命名的，由其他性质的力来提供，是物体受到的合外力

4．了解圆锥摆的圆周运动情况，在凹面上的圆周运动的情况。

5．通过用圆锥摆粗略验证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，并具体“做一做”来理解公式的含义。

6．进一步体会力是产生加速度的原因，并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动、变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点。

7．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。

8．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】

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。

【教学方法】

探究、讲授、逻辑推理、实验

【教学建议】

在向心加速度确实掌握后，再上向心力，因为上了向心力就意味着与受力分析，力的合成与分解结合，难度会增大

【教学过程】

新课导入

牢牢的以前一节的向心加速度为突破口，结合牛顿第二定律，追究加速度的来由，从而引出向心力，再而分析向心力的特点，应该说这节是向心加速度和向心力融合的一节，用向心加速度带向心力，以此作为本节的线索，可使本节显得连贯，紧凑。

新课教学

根据牛顿第二定律，有向心加速度，必有合外力，即 F

合

= M a

F

合 =mrω2或F

合

= mv2/r 而F

合

= M a是矢量式，还包含了方向关系，合外力的方

向就是加速度的方向，既然加速度始终指向圆心，那么合外力也始终指向圆心，所以可以以其特殊的效果给做圆周运动的物体所受的合外力命名——向心力

向心力方向：总是指向圆心（变力），与速度方向垂直则其效果：（趁热打铁）只改变速度的方向，不改变速度的大小。（向心力指向圆心，而物体的运动方向沿圆周上该处的切线方向，两者相互垂直，物体在运动方向上所受的合外力为零，在这个方向上无加速度，速度大小不会改变。所以向心力只改变速度的方向）。

进一步强调向心力不是物体所受到的一个力，而是由其他性质的力来提供的。

举例，以最简单的在光滑水平桌面上的小球，在轻绳的作用下做匀速圆周运动，试分析小球的受力情况，重力与支持力平衡，绳子的拉力即合外力，其方向始终指向圆心，得到向心力。

再将示例加深，以圆锥摆为例，这一例子可以进一步理解向心力的来由，也是一个学生自己动手体验的例子，可以双管齐下。

探究活动：感受向心力

在一根结实的细绳的一端拴一个橡皮塞或其他小物体，抡动细绳，使小物体做圆锥摆运动。先理论分析，对物体受力分析，物体受到的重力与拉力的合力提供向心力；再让学生阅读书本上的“实验”，动手进行实验验证一下向心力的表达式；

再抡动细绳，使小物体做圆周运动。依次改变转动的角速度、半径和小物体的质量。让学生体验一下手拉细绳的力（使小球运动的向心力），在下述几种情况下，大小有什么不同：使橡皮塞的角速度增大或减小，向心力是变大，还是变小；改变半径r尽量使角速度保持不变，向心力怎样变化；换个橡皮塞，即改变橡皮塞的质量m，而保持半径r和角速度不变，向心力又怎样变化。

做这个实验的时候，要注意不要让做圆周运动的橡皮塞甩出去，碰到人或其他物体再而可以体验书本上的“做一做”，让学生体验需要向心力的大小与哪些因素有关，进而提出控制变量，进行比较的方法。

经过两个例子的巩固，在学生的脑海中留下了对向心力的初步理解，再通过视频，向学生展示我们生活中的圆周运动，并请同学进行分析。为增长学生的物理见识，课件中还拓展到在球面内的圆周运动，并进行了分析。

最后通过板书在对向心力进行小结。

【板书设计】

向心力

一、向心力

1．向心力的概念

2．向心力的表达式

3．向心力的特点（方向、效果）

二、向心力的实验验证

1．圆锥摆的实验

2．向心力公式的实验验证

3．感受做圆周运动的物体必须受到力的大小的影响因素：控制变量