匀速圆周运动 向心力的教案示例
2024-2025学年高中物理第四章匀速圆周运动第3节向心力的实例分析教案鲁科版必修2
3. 能力方面：学生在解决问题时，分析、推理、计算等能力有待提高。在圆周运动的学习中，学生需要将理论知识与实际情境相结合，运用物理规律解决问题。然而，部分学生在面对实际问题时，可能存在思路不清晰、无从下手的情况。
2024-2025学年高中物理 第四章 匀速圆周运动 第3节 向心力的实例分析教案 鲁科版必修2
课题：
科目：
班级：
课时：计划1课时
教师：
单位：
一、教学内容分析
本节课的主要教学内容为高中物理第四章匀速圆周运动中的第3节，主题为“向心力的实例分析”，使用鲁科版必修2教材。内容主要包括向心力的定义、向心加速度的计算、向心力的实际应用案例分析等。这些内容将帮助学生深入理解匀速圆周运动中向心力的作用及其重要性。
三、学情分析
本节课针对的是高中年级的学生，他们在知识、能力、素质等方面具备以下特点：
1. 学生层次：学生已经完成了初中物理的学习，具备一定的物理基础。在此基础上，他们已经进入了高中物理阶段的学习，对于物理概念、原理和公式的理解能力有所提高。然而，学生之间的物理水平仍存在一定差距，部分学生对物理学科的兴趣和积极性有待提高。
此外，结合以下教学手段，以提高教学效果和效率：
（1）实物演示：通过实物模型演示向心力的作用，使学生更直观地理解向心力的概念，提高学生的学习兴趣。
（2）板书设计：精心设计板书，将向心力的知识点进行系统梳理，有助于学生形成知识框架，提高记忆效果。
（3）课后辅导：针对学生个体差异，给予课后辅导，解答学生在学习过程中遇到的问题，巩固所学知识。
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
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
2024-2025学年高中物理第四章匀速圆周运动第3节向心力的实例分析教案鲁科版必修2
知识点梳理
本节课的主要知识点包括：
1.向心力的概念：向心力是指物体在做匀速圆周运动时，指向圆心的那个力。它是保持物体做圆周运动的必要条件。
2.向心力的表达式：向心力的表达式为F=mv²/r，其中F表示向心力，m表示物体的质量，v表示物体的线速度，r表示圆周运动的半径。
2024-2025学年高中物理第四章匀速圆周运动第3节向心力的实例分析教案鲁科版必修2
授课内容
授课时数
授课班级
授课人数
授课地点
授课时间
教学内容
本节课的教学内容来自2024-2025学年高中物理第四章《匀速圆周运动》的第3节《向心力的实例分析》。主要内容包括：
1.向心力的概念：向心力是指物体在做匀速圆周运动时，指向圆心的那个力。
但在知识方面，学生对圆周运动和向心力的理解不够深入，对向心力与线速度、半径、质量的关系以及向心力在实际中的应用还需进一步学习。在能力方面，学生需要提高运用物理知识解决实际问题的能力，以及逻辑思维能力和科学素养。
在行为习惯方面，部分学生课堂参与度较高，愿意主动思考和提问；但也有部分学生课堂参与度较低，学习积极性不足。对于课程学习，学生的学习态度和积极性对学习效果有直接影响。因此，在教学过程中，教师需要关注学生的学习态度，激发学生的学习兴趣，提高他们的学习积极性。
3.课堂互动不足：在课堂展示和点评环节，我发现学生的互动交流不够充分。我需要鼓励学生更多地参与到课堂讨论中，提高他们的表达能力和交流能力。
改进措施：
1.增强学生认识：我将在课堂上更多地强调向心力在实际中的应用和重要性，让学生认识到学习向心力的意义，从而提高他们的学习兴趣和参与度。
(完整版)高中物理匀速圆周运动的向心力和向心加速度教案教科版必修2
《匀速圆周运动的向心力和向心加速度》教学目标（1）．知识与技能：通过实际感受，分析归纳出物体做匀速圆周运动的条件，理解向心力概念、来源。
通过实验探究，归纳出影响向心力大小因素，理解向心力计算公式含义，并能用公式计算向心力大小。
理解向心加速度概念，并能用公式计算向心加速度的大小。
（2）．过程与方法：在本课的学习过程中可以培养学生的动手能力、自主学习能力、构建物理模型的能力等，可以让学生体会物理问题的研究方法。
（3）．情感、态度、价值观：在本课的学习过程中，能发展学生对科学的好奇心与求知欲，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦；增强合作意识；增强将物理知识应用于生活和生产实践的意识。
重点难点重点：探究向心力的大小影响因素和表达式。
难点：理解向心力概念、探究向心力大小。
教学方法实例分析、实验探究、小组讨论、归纳总结、多媒体辅助教学教学过程（一）导入新课放映一段视频：杂技表演“飞车走壁”，通过视频认识圆周运动，引导学生思考做圆周运动需要满足什么条件？从而引入课题，让学生带着问题进入本课的学习。
板书课题：匀速圆周运动的向心力和向心加速度（二）新课教学【活动】：感受向心力为了能探索出做圆周运动需要的条件，让学生再亲身感受一下圆周运动。
用一根细绳一端系轻质小球，手拿着另一端在比较光滑的桌面上轻轻轮动起来使小球做圆周运动，体验手受到的拉力，然后提问：如果在运动过程中细绳突然脱手了小球的运动又会发生怎样的变化？说明什么？从而感悟做圆周运动的物体需要满足的条件。
脱手后小球不再做圆周运动了，说明要做圆周运动就得需要指向圆心的力—向心力，从而提出向心力的概念归纳：1．向心力（板书）（1）定义：物体做匀速圆周运动时所受合力指向圆心，这个力就叫向心力（板书）【讨论交流】：（为了更好的理解向心力，创设情境设计问题引导学生讨论交流后请学生代表归纳，教师整理结论。
）提问：物体做匀速圆周运动需要的向心力方向与速度方向是什么关系？由同学们利用匀速圆周运动轨迹在不同位置分析向心力方向、线速度方向来得出向心力方向归纳：（2）向心力方向：指向圆心，与速度方向垂直（板书）对小球受力分析并找出向心力观看：动画“旋转秋千”视频引导同学们抽象出物理模型并画受力分析图并找出指向圆心的力即向心力。
高中物理 第4章 匀速圆周运动 第3节 向心力的实例分析教学案 鲁科版必修2
第3节 向心力的实例分析一、转弯时的向心力实例分析1．汽车在水平路面转弯，所受静摩擦力提供转弯所需的向心力。
2．火车(或汽车)转弯时，如图431所示，向心力由重力和支持力的合力提供，向心力F ＝mg tan θ＝mv 2r，转弯处的速度v ＝gr tan θ。
图431 图4323．飞机(或飞鸟)转弯受力如图432所示，向心力由空气作用力F 和重力mg 的合力提供。
二、竖直平面内的圆周运动实例分析1．汽车在水平路面上转弯时的向心力由静摩擦力提供。
2．高速公路、铁路的弯道做成外高内低，汽车、火车转弯时依靠重力与支持力的合力提供向心力，以保证汽车、火车安全转弯。
3．汽车驶过凸形路面顶端时对路面的压力小于汽车所受的重力；汽车驶过凹形路面底端时对路面的压力大于汽车所受的重力。
4．竖直平面内圆周运动模型有绳球模型和杆球模型，因绳与杆的弹力不同，造成两模型在最高点的受力不同。
5．绳球模型最高点临界速度mg ＝m v 2r⇒v ＝gr ，杆球模型在最高点重力可以等于支持力，故临界速度v ＝0。
1．汽车过拱形桥2．过山车(在最高点和最低点)(1)向心力来源：受力如图433所示，重力和支持力的合力提供向心力。
图433(2)向心力方程在最高点：N ＋mg ＝m v 2r ，v 越小，N 越小，当N ＝0时v min ＝gr 。
在最低点：N －mg ＝m v 2r。
1．自主思考——判一判(1)火车转弯时的向心力是火车受到的合外力。
(×) (2)火车以恒定速率转弯时，合外力提供向心力。
(√) (3)做匀速圆周运动的汽车，其向心力保持不变。
(×)(4)汽车过拱形桥时，对桥面的压力一定大于汽车自身的重力。
(×)(5)汽车在水平路面上行驶时，汽车对地面的压力大小等于自身的重力大小。
匀速圆周运动的向心力
一定受到外力
一定存在加速度
活动：
轻绳栓一小球,在光滑水平面做圆周运动。
1、小球受哪几个力的作用？ 2、合外力有何特点？
小球受力分析：
FN O F
OGLeabharlann 结论： FN与G相抵消，所以合力为绳的 拉力F。
运动分析：
V F
O O
F
F V V
结论：做匀速圆周运动的物体，合外力
方向始终指向圆心，与速度V的方向垂直, 只改变速度的方向。
r越大，F越大
结论：精确的实验表明：物体做圆周运动
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。即：
2 F＝mω r
根据r,ω,v,T的关系可知，
v 4π F mω r m m 2 r r T
2
2
2
二、实验验证 1 ．装置： 细线下面悬挂一个 钢球，用手带动钢球使它在 某个水平面内做匀速圆周运 动，组成一个圆锥摆且θ很小， 如图所示．
1、当物体受到的F合=0时，物体做 匀速直线运动。 2、当物体受到的F合与速度V在同一条直线上时，物体 做 变速直线运动 v、a同向加速，v、a反向减 速，v、a共线 直线运动 3、当物体受到的F合与速度V不在同一直线上时，物体 做 曲线运动 v、a不共线 曲线运动
复习提问 ：
圆周运动是变速曲线运动 运动状态（速度）改变
• 重点难点： • 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． • 教法、学法： • 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．
《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。
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。
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匀速圆周运动向心力的教案示例
一、教学目标
1.物理知识方面：
（1）理解匀速圆周运动是变速运动；
（2）掌握匀速圆周运动的线速度、角速度、周期的物理意义及它们间的数量关系；（3）初步掌握向心力概念及计算公式。
2.通过匀速圆周运动、向心力概念的建立过程，培养学生观察能力、抽象概括和归纳推理能力。
3.渗透科学方法的教育。
二、重点、难点分析
向心力概念的建立及计算公式的得出是教学重点，也是难点。
通过生活实例及实验加强感知，突破难点。
三、教具
1.转台、小伞；
2.细绳一端系一个小球（学生两人一组）；
3.向心力演示器。
四、主要教学过程
（一）引入新课
演示：将一粉笔头分别沿竖直向下、水平方向、斜向上抛出，观察运动轨迹。
复习提问：粉笔头做直线运动、曲线运动的条件是什么？
启发学生回答：速度方向与力的方向在同一条直线上，物体做直线运动；不在同一直线上，做曲线运动。
进一步提问：在曲线运动中，有一种特殊的运动形式，物体运动的轨迹是一个圆周或一段圆弧（用单摆演示），称为圆周运动。
请同学们列举实例。
（学生举例教师补充）
电扇、风车等转动时，上面各个点运动的轨迹是圆……大到宇宙天体如月球绕地球的运动，小到微观世界电子绕原子核的运动，都可看做圆周运动，它是一种常见的运动形式。
提出问题：你在跑400m过弯道时身体为何要向弯道内侧微微倾斜？铁路和高速公路的转弯处以及赛车场的环形车道，为什么路面总是外侧高内侧低？可见，圆周运动知识在实际中是很有用的。
引入：物理中，研究问题的基本方法是从最简单的情况开始。
板书：匀速圆周运动
（二）教学过程设计
思考：什么样的圆周运动最简单？
引导学生回答：物体运动快慢不变。
板书：1.匀速圆周运动物体在相等的时间里通过的圆弧长相等，
如机械钟表针尖的运动。
思考：匀速周圆运动的一个显著特点是具有周期性。
用什么物理量可以描述匀速圆周运动的快慢？
（学生自由发言）
板书：2.描述匀速圆周运动快慢的物理量
（1）线速度：物体通过的圆弧长s与所用时间t的比值。
当t很短，s很短，即为某一时刻的瞬时速度。
线速度其实就是物体做圆周运动的瞬时速度。
当物体做匀速圆周运动时，各个时刻线速度大小相同，而方向时刻在改变。
那么，线速度方向有何特点呢？
演示：水淋在小伞上，同时摇动转台。
观察：水滴沿切线方向飞出。
思考：说明什么？
师生分析：飞出的水滴在离开伞的瞬间，由于惯性要保持原来的速度方向，因而表明了切线方向即为此时刻线速度的方向。
板书：方向：沿着圆周各点的切线方向。
如图3。
（2）角速度：半径转过的角度φ所用时间的比值。
如图4。
（3）周期：质点沿圆周运动一周所用的时间。
如：地球公转周期约365天，钟表秒针周期60s等，周期长，表示运动慢。
（角速度、周期可由学生自己说出并看书完成）
板书：（师生共同完成）
思考：物体做匀速圆周运动时，v、ω、T是否改变？（ω、T不变，v大小不变、方向变。
）讲述：匀速周周运动是匀速率圆周运动的简称，它是一种变速运动。
提出问题：匀速圆周运动是一种曲线运动，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，这个合外力的方向有何特点呢？学生小实验（两人一组）：线的一端系一小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动。
小球质量很小（可用橡皮塞等替代），甩动时线速度尽量大，小球重力与拉力相比可忽略，以保证拉线近似在水平方向。
观察并思考：
①小球受力？
②线的拉力方向有何特点？
③一旦线断或松手，结果如何？
（提问学生后板书并图示）
概括：要使物体做匀速圆周运动，必须使物体受到与速度方向垂直而指向圆心的力作用，故名向心力。
板书：3.向心力：物体做匀速圆周运动所需要的力。
提出问题：向心力的大小跟什么因素有关？
（学生自己设想，用刚才的仪器做小实验，凭感觉粗略体验。
学生经实验、讨论有了自己的看法后，自由发言。
）
演示实验（验证学生的设想）：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。
提问：实验时能否让三个量同时变？
保持两个量不变，使一个量变化。
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。
提问：向心力由什么力提供？如何测量？
小球向外压挡板，挡板对小球的反作用力指向转轴，提供了小球做匀速圆周运动的向心力，两力大小相等，同时小球压挡板的力使挡板另一端压缩套在轴上的弹簧，弹簧被压缩的格数可以从标尺中读出，即显示了向心力大小。
演示内容：
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：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、一个测量就得到一般结论，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，如课本中所介绍的小实验，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。
反馈练习：
①对于做匀速圆周运动的物体，下面说法正确的是：A 速度不变；B 速率不变；C 角速度不变；D 周期不变。
②如图7为一皮带传动装置，在传动过程中皮带不打滑。
试比较轮
上A、B、C三点的线速度、角速度大小。
③物体做匀速圆周运动所需要的向心力跟半径的关系，有人说成正比，有人说成反比。
你对这两种说法是如何理解的？
④（前后呼应）解释跑400m弯道时身体为何要倾斜等一类问题。
（火车拐弯要求课后看书）
（三）课堂小结
1.科学方法
①点明建立概念的过程：是通过大量实例，概括抽象出本质的内容，即由个别到一般的思维过程。
②点明实验归纳的过程：必须经过多次实验，必须有足够的事实，由多个特殊的共同结论才能归纳出一般情况下的结论。
2.知识内容：（见板书）
3.对向心力的理解：向心力并不是一种特殊性质的力，它的名称只是根据始终指向圆心这一作用效果来命名的。
下节课再进一步讨论。
五、说明
1.向心力、向心加速度的讲授顺序。
向心力概念的建立有两条途径：一是先通过实验建立向心力概念，归纳出向心力公式，再推出向心加速度；二是先通过理论推导导出向心加速度，再推出向心力。
先讲加速度，理论推导严谨，又能训练学生的推理能力，但方法较抽象，对基础差的学生难度较大。
考虑到我所任班级学生的实际情况，我选用了先讲向心力，降低了难度，便于学生理解、接受，现行必修教材采用的也是这一顺序。
不足之处是：由于实验存在误差，只能粗略得出结论，而且课堂不可能做很多实验，实验归纳的事实不足。
解决的关键是尽量减小实验误差，补充实例，弥补实验事实不足的缺陷。
2.对向心力的教学，本节完成了感知、概括、定义，即完成了个别到一般的过程和简单的再认。
而进一步的再认即一般到个别，留待下节完成，所以本节对向心力的要求教学目标定为初步掌握。
（常青）。