四川省射洪县射洪中学高中物理《向心力》教案 新人教版必修2
高中物理《向心力》导学案 新人教版必修2
高中物理《向心力》导学案新人教版必修25、7 向心力导学案前面两节课，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。
复习：向心加速度方向？大小？物理意义？这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征――向心力。
预习过程中，思考以下问题：1、用牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式。
向心力的方向如何？有何作用？2、简述实验原理（怎样达到实验的目的？写出用到的表达式。
关键是找到谁提供向心力！）需要记录哪些数据？(公式决定)3、实验中需要哪些器材？自备实验器材。
需要天平吗？4、实验过程中要注意什么？产生误差的主要原因是什么？（组内讨论）。
5、向心力是以性质命名？还是以效果命名？为什么？变速圆周运动之物需要不需要向心力？（圆锥摆中，谁提供向心力？）6、向心力能否改变速度？能否改变速度的大小？为什么？绳子拴钥匙在竖直平面内圆周运动，钥匙上的过程中，速度大小怎样变化？靠什么力？7、匀速圆周运动的加速度有何特征？变速圆周运动的加速度有何特征？如何解决一般的曲线运动？8、匀速圆周运动中，谁提供向心力？变速圆周运动中，谁提供向心力？怎样找？例1 关于向心力，以下说法中不正确的是（）A、是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力B、向心力就是做圆周运动的物体所受的合力C、向心力是线速度变化的原因D、只要物体受到向心力的作用，物体就做匀速圆周运动例2 如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动。
若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说法正确的是（）A、物体所受弹力增大，摩擦力也增大B、物体所受弹力增大，摩擦力减小C、物体所受弹力减小，摩擦力减小D、物体所受弹力增大，摩擦力不变例3 如图所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为μ，A的质量是2m，B和C的质量均为m，A、B离轴为R，C离轴为2R。
当圆台旋转时，则（）A、若A、B、C均未滑动，则C的向心加速度最大B、若A、B、C均未滑动，则B的摩擦力最小C、当圆台转速增大时，B比A先滑动D、圆台转速增大时，C比B先滑动提示：注意抓住临界状态进行分析。
最新人教版高中物理必修2第五章《向心力》教学设计2
教学设计6向心力文本式教学设计(二)教学目标分析1．知道什么是向心力，理解向心力的概念及其表达式的确切含义．2．知道向心力的大小与哪些因素有关，并能用来进行计算．3．知道在变速圆周运动中，可用相应公式求质点在某一点的向心力．能力目标分析培养学生探究物理问题的习惯，训练学生观察实验的能力和分析综合能力．过程与方法1．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，并具体通过“做一做”来理解公式的含义．2．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．情感、态度与价值观1．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．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、难点教学重点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．设计思想利用上节课得出的向心加速度的表达式，根据牛顿第二定律得出向心力的表达式．然后通过圆锥摆的学生实验粗略验证向心力的表达式．同时指出向心力是以力的作用效果来命名的，它可以由一个力来提供，也可以由几个力的合力来提供．接下来，让学生切身体会一下，向心力的大小跟哪些因素有关．接着从力的角度进一步分析物体做变速圆周运动和一般曲线运动的原因．教学内容分析1．要通过对物体做圆周运动的实例进行分析入手，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．2．这节课一直存在着力渗透的基本物理思想，牛顿第二定律不仅在直线运动中适用，而且对圆周运动及一般的曲线运动也同样适用．3．对于向心力概念的认识和理解，应注意以下三点：第一点是向心力只是根据力的方向指向圆心这一特点而命名的，或者说是根据力的作用效果来命名的，并不是根据力的性质命名的，所以不能把向心力看做是一种特殊性质的力．第二点是物体做匀速圆周运动时，所需的向心力就是物体受到的合外力．第三点是向心力的作用效果只是改变线速度的方向．4．让学生充分讨论向心力大小，可能与哪些因素有关？并设计实验进行探究活动．教学方法实验、讲授、讨论、归纳、推理．教学用具多媒体、课件、钢球、木球、细绳、铁架台、米尺、白纸、秒表．教学过程设计方案引入新课圆周运动是变速运动，运动状态不断发生改变，故做圆周运动的物体一定有加速度，也一定受到力的作用．这一节课，我们研究做圆周运动的物体的受力情况．新课教学一、向心力(一)让学生讨论汽车急转弯时乘客的感觉，对座位上的乘客和拉着扶手的乘客分别讨论．(二)展示视频和图片1.链球做圆周运动．展示视频和图片2.双人花样滑冰．展示视频和图片3.地球绕着太阳做圆周运动.(三)演示实验：在绳子拉力作用下的小球做圆周运动．(四)让学生讨论，做圆周运动的物体为什么不沿切线方向飞出去而是沿着一个圆周运动？学生：那是因为它受到了力的作用．汽车急转弯时的座位上的人是受到汽车壁的弹力作用，拉着扶手的人是受到扶手拉力的作用，链球能做圆周运动是因为受到链绳的拉力作用. 双人滑冰时女运动员能做圆周运动是因为男运动员拉着她．地球绕太阳运动，是太阳对地球的引力在“拉”着它．小球能做圆周运动是绳子的力在拉着它．物体做圆周运动，运动状态不断发生改变，而力是改变运动状态的原因．这个力的作用效果应该用来改变运动的方向，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的作用，这个合力叫做向心力．向心力的大小跟哪些因素有关，又如何表达，向心力的方向如何？学生：a 是运动学量，v 、ω、T 、r 也是运动学量，因为运动状态的变化反映物体受力情况，所以向心力的大小应该跟运动的状态有关，也就是与v 、ω、T 、r 有关．学生：根据牛顿第二定律F ＝ma ，向心力应该与质量有关．学生：把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律，可得F ＝m v 2r或者F ＝mrω2.向心力的方向与向心加速度的方向相同，指向圆心．师：向心力的表达式果真像我们同学所说的这样吗？我们最好是用一个实验来验证一下．怎么设计实验呢？请同学们发表见解．学生：水平面内测力计拉动小球做圆周运动．采用不同长度的细线，不同质量的小球，采用不同的速度，让小球在水平面内做圆周运动．观察不同转速、半径、小球质量等因素下测力计的读数变化．学生：这种方法不好，测力计的读数不容易读准确，并且当角速度不同时，因为弹簧的伸长，小球做圆周运动的半径变化．学生：那就把弹簧测力计改成力传感器．师：说得有道理，还有没有其他方法来设计实验呢？巧用力传感器和光电门数据采集器，使用电脑分析处理数据，解决定量精确测算力和速度并得出向心力和速率的定量关系的问题．控制变量分别探究向心力的大小与速度、半径、质量的定量关系．同学们能积极思维，勇于发表自己的见解，这很好．同学们课后有兴趣完全可以自己到实验室去做一下．二、实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式同学们看一下我们已经提供的实验器材，带有铁钳的铁架台、钢球、细绳、白纸、刻度尺、秒表、圆规(小球质量已知)．请同学们根据提供的实验器材设计实验验证向心力的表达式．学生：我们用圆锥摆的实验来验证向心力的表达式．让学生思考怎样达到实验目的，也就是实验的原理是什么？提示：小球将做的是什么运动？为什么没有被甩出去而是沿着一个圆周运动？是什么力在拉着它？这个力的大小能计算出来吗？小球做圆周运动时所需要的向心力的大小是由哪些因素决定的？这些物理量能不能通过实验测出来？假设向心力的表达式正确，会有什么样的结果？学生：细线下面悬挂一个钢球，细线上端固定在铁架台上，让小球做圆锥摆运动，因为是重力和绳子的拉力的合力提供向心力，故其大小为mg tanθ.小球做圆周运动时所需要的向心力由小球的质量、做圆周运动的半径、线速度或角速度的大小决定的，只要测出圆周运动的半径和线速度或者角速度的大小，就可以根据公式计算出小球向心力的大小，然后和提供的向心力大小相比较就可以验证向心力的公式是否正确．圆锥摆师：这位同学的想法非常好，实验原理的设想很合理．可是要达到实验的目的，还有很多的细节问题．比如说，如何让小球在水平面内做稳定的圆周运动？小球在做持续的运动，圆周运动的半径如何得到？细绳与竖直方向的夹角如何得到？小球运动的线速度，或者角速度怎么测量？学生：可以把白纸放在水平桌面上，用手带动钢球，设法使它做圆周运动，随即手与钢球分离，这样能保证钢球在水平面内做稳定的圆周运动．让小球在白纸上做圆周运动，这样就可以把圆的半径画出来．学生：还是不太容易画出来，还不如先用圆规把圆画出来，让小球沿着这个圆周运动好一点．具体可以这样实施，将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时正好位于圆心，用手带动钢球，设法使它沿纸上的某个圆周运动．学生：测出圆半径和小球距悬点的竖直高度，两者之比就是tanθ.学生：实际操作中，让小球沿画好的圆周运动并不好操作，反而增加了操作难度．学生：实验中需要量出悬点到球心的竖直距离，由于小球运动时距纸面有一定的高度，所以它距悬点的竖直高度并不等于纸面距悬点的高度，在小球运动的情况下测量有很大误差．师：说得很好，实验过程中多项测量都是粗略的，存在较大的误差，能否作出一些改进．学生：不用白纸，就直接让小球做圆锥摆运动，多操作几次，就会发现用手拢住绳子上端并做圆周运动，随后轻轻离开绳子，小球就会做起圆锥摆运动．理论上应该要测量悬点到球心的竖直距离，不方便，且误差也很大，我们可以用铁架台的铁夹水平夹住一长铁钳(可用铁架台的铁钳代替)，靠近铁架台的地方拴一刻度尺，用一个夹子夹住细线的另一端，固定在铁钳上．注意不要让小球做圆锥摆运动时碰到竖直的刻度尺．先测出小球的球心离悬点的距离L，然后在小球做圆周运动的水平面平视，可以直接读出悬点到球心的竖直距离H，从而算出细线与竖直方向的夹角和小球做圆周运动的半径．学生：用秒表记录钢球运动若干圈的时间，这样就能算出钢球的周期，从而算出角速度．师：虽然进行实验改进后由于误差的原因，用两个方法得到的力并不严格相等，但是在误差允许的范围内，发现用两个方法得到的力是近似相等的，说明向心力的表达式是正确的．师：向心力不是和重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力相并列的另一种类型的力，它是根据力的作用效果来命名的，任何一个力或几个力的合力，只要它的作用效果是使质点产生向心加速度，通常将使其产生向心加速度的力叫做向心力．比如在圆锥摆实验中，向心力是小球重力和细线拉力的合力，还可以理解为是细线拉力在水平面内的一个分力．在分析做圆周运动物体的受力情况时，仍应找出重力、弹力、摩擦力等，然后分析各力指向圆心方向的合力来确定向心力．不要在分析重力、弹力、摩擦力的同时，再无中生有地分析出一个向心力来．做匀速圆周运动的物体受到的合外力就是向心力．探究活动感受向心力，每组学生发用细线连接的钢球、木球各一个，让学生拉住绳的一端，让小球尽量做匀速圆周运动，改变转动的快慢、细线的长短多做几次．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：使钢球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；换个木球，即改变小球的质量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小球甩出去，碰到人或其他物体．三、变速圆周运动和一般曲线运动在我们刚才抡绳子的实验中，我们可以通过绳子来调节小球速度的大小，这就给我们带来一个疑问，难道向心力可以改变速度的大小吗？链球运动员投掷时也有类似的情况．仔细观察别人的操作，再琢磨自己的动作就能发现，我们使小球加速时，绳子牵引小球的方向并不与小球的运动的方向垂直．也就是说，小球加速时，它所受到的力并不通过运动轨迹的圆心．这些现象，我们都可以通过运用牛顿第二定律来解决，希望同学们课后能进一步地认真总结，细细体会，对于做一般曲线运动的物体，我们可以用怎样的方法进行简化处理？请同学们阅读教材并结合课本的提示发表自己的见解．同时再与刚才研究的变速圆周运动进行对比．做变速圆周运动的物体所受的力一般的曲线可以分为很多小段，每段都可以看做一小段圆弧，各段圆弧的半径不一样对学生的回答，最终可总结出这几点：1．向心力的作用效果向心力总是指向圆心，而线速度是沿圆周的切线方向，故向心力始终与线速度垂直．所以向心力的作用效果只是改变物体速度的方向，而不改变速度的大小．2．做曲线运动的质点必定具有法向加速度，所以质点一定受法向力的作用，这个力指向曲率中心，即向心力．不过，“向心力”常被用来指做圆周运动的质点所受到的指向圆轨道中心的合外力或合外力的分力，正是这个力，使质点具有向心加速度．3．做匀速圆周运动的质点所受到的合外力，一定是指向圆轨道的中心，这一合外力即为向心力．做非匀速圆周运动的质点受到的合外力，一定在法向上有一个分量，这一分量即为向心力．4．多力作用下，做圆周运动的质点，其向心力可能是一些力的合力，但不能笼统地说向心力是由这几个力或这几个力的施力体共同提供的．是否提供向心力要看它们在指向圆心的方向上是否有分量．课堂训练1．把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动，小球的向心力是由什么力提供的？2．一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上有一个小物体能够随圆盘一起运动，小物体的向心力是由什么力提供的？3．汽车转弯时所需的向心力是由什么力提供的？4．在倾斜的公路上汽车转弯时所需的向心力是由什么力提供的？参考答案：1.小球的重力与漏斗壁对小球支持力的合力，提供小球的向心力．2．静摩擦力提供向心力．3．静摩擦力提供向心力．4．汽车重力与倾斜路面的支持力，与摩擦力的合力提供向心力．小结：师：请同学们概括总结本节课的内容．投影展示出几个学生的课堂小结，同时引导同学们分析、讨论，并与各自的小结进行对比，看看谁总结得好，并把自己的体会写下来．布置作业教材“问题与练习”中的5道题．板书设计6向心力一、向心力1．通过实例进一步感受做圆周运动的物体必须受到力的作用2．向心力的概念3．向心力的表达式二、向心力的实验验证1．圆锥摆的实验2．向心力公式的实验讨论(“做一做”)三、变速圆周运动和一般的曲线运动的研究。
高中物理 第五章 6向心力教案 新人教版必修2
向心力【教材分析】本节是普通高中实验教科书物理必修2，向心力。
《向心力》具有承前启后的作用。
为了学习《向心力》前面已有很多知识铺垫，如：描述圆周运动的概念及物理量，包括向心加速度。
这是前，那么后呢？学好本节可以为下一节“生活中的圆周运动”部分及万有引力知识做必要准备，所以本节是本章乃至本册的重要内容【学情分析】1.学生需求分析：学生无须参加高考，所需求的是会考要求。
针对这一要求，可将部分知识点从略或舍去（如：非匀速圆周运动）。
尽量将简单的内容分析透彻，是学生易于接受。
2.学生掌握水平分析：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——线速度、角速度、周期、转速，并了解它们之间的关系。
学生明白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，但并不理解其原因，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。
【教学目标】1、知识与技能（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）知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行简单的情景计算。
2、过程与方法（1）通过对向心力概念的探究体验，让学生理解其概念的内涵。
（2）通过对向心力大小与哪些因素有关的探究，并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。
3、情感态度价值观实验紧密联系生活，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。
【教学重难点】1、教学重点：明确向心力的概念、性质、公式。
2、教学难点：向心力大小和方向。
【教学方法】探究、讲授、小组讨论、练习【教具准备】多媒体smart课件、互动式电子白板、小球、绳子、向心力演示器等【课时安排】1课时。
【教学过程】一、复习引入教师活动：同学们，大家下午好！前面我们学习了，描述匀速圆周运动的几个物理量，他们是线速度、角速度、周期、转速和向心加速度。
高中物理《向心力》学案2 新人教版必修2
高中物理《向心力》学案2 新人教版必修27、向心力［教材习题研讨］方法点拨1、解析：此题中暗含的条件是：地球的公转周期T=365天、因此，太阳对地球的引力等于地球的向心力Fn=mr=6、010241、51011N=3、61022N、答案：3、61022N太阳对地球的引力就是地球公转的向心力、2、解析：如图6－7－6所示，对球受力分析：可见，向心力是重力和支持力的合力提供的、图6－7－6答案：由重力、支持力的合力（等于支持力在水平方向的分力）提供的受力分析，找合力，即为向心力来源、3、解析：（1）向心力的大小：F=mrω2=0、100、1042 N=0、16 N、（2）小物体随圆盘一起做匀速圆周运动，在圆周切线方向上，速度大小不变，因此切线方向上小物体没有相对圆盘的运动趋势；而小物体有指向圆心的加速度，所以合外力方向必指向圆心、小物体水平方向仅受静摩擦力，故向心力只能是静摩擦力、答：（1）0、16N（2）向心力等于圆盘对物体的静摩擦力，指向圆心首先对物体进行受力分析，弄清有哪些力，然后由匀速圆周运动的合外力即为向心力这一点出发进行判断、4、解析：如图6－7－7所示，小球由一定高度处摆下，摆到最低点时速度v一定、当细绳与钉子相碰后，球将以钉子A为圆心开始做圆周运动，绳的拉力T和重力G充当向心力、在最低点，有T－G=mT=G+m图6－7－7可见，钉子位置越靠近球时，r越小，而拉力T就越大，故绳就越容易断、答案：见解析首先要理解题目讨论的是拉力与圆周运动的半径之间的关系，然后利用向心力公式推导出两者的函数关系式，就可以分析了、5、解析：汽车转弯时，做圆周运动，因此有指向圆心的向心加速度；同时，线速度逐渐减小，说明还存在与线速度方向相反的切向加速度，如图6－7－8所示、两者的矢量和即为合加速度的方向，也就是合力的方向、图6－7－8答案：C利用加速度的方向来判断合力的方向、因为本题中加速度的方向很容易确定、［教材优化全析］（一）向心力1、定义：做匀速圆周运动的物体受到指向圆心的合外力作用，这个合外力叫做向心力、2、方向：向心力的方向时刻指向圆心、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外力、3、公式全析提示向心力是变力、虽然向心力的大小不变，但其方向时刻改变、因此，匀速圆周运动是在变力作用下的曲线运动、根据牛顿第二定律F合=ma，把向心加速度的公式代入可得：Fn=man=m=mrω2=mr=m4π2f2r=mvω会根据已知条件灵活选用这些表达式、思考：根据公式Fn=m和Fn=mω2r，物体做匀速圆周运动时，当半径比较大的时候，向心力比较大还是比较小？由公式y=kx知，只有当k为定值时，才有y与x成正比、同理，在公式Fn=m（质量m不变）中，当v一定时，Fn与r成反比；在公式Fn=mω2r中，当ω一定时，Fn与r成正比、因此，物体做匀速圆周运动时，向心力变大还是变小，不能只根据半径的变化来判断、要点提炼向心力和向心加速度与半径成正比还是成反比，要看条件才能确定、思维拓展4、向心力的作用效果向心力总是指向圆心，而线速度是沿圆周的切线方向，故向心力始终与线速度垂直、所以向心力的作用效果只是改变物体速度的方向，而不改变速度的大小、这和直线运动中的作用效果不同：在直线运动中，合外力的作用效果是改变速度的大小和方向、5、向心力的来源：向心力是从力的作用效果命名的、凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力、它可以是重力、弹力等各种性质的力，也可以是它们的合力，还可以是某个力的分力、当物体做匀速圆周运动时，合外力就是向心力；当物体做变速圆周运动时，合外力指向圆心的分力就是向心力、几个特例：a、“向心力”可能是重力（万有引力）提供，如图6－7－1（a）所示、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，它受的向心力是卫星的万有引力、b、“向心力”可能是弹力，如图6－7－1（b）所示、物体在光滑平面上，在绳的拉力作用下做匀速圆周运动，拉力（弹性力）提供向心力、c、“向心力”可能是摩擦力，如图6－7－1（c）所示、物体随转盘做匀速圆周运动，摩擦力提供向心力、图6－7－1要点提炼重力、弹力、摩擦力是从力的性质角度来命名的，而向心力是按作用效果来命名的、因此，对物体受力分析时，不要想当然地认为物体还要受到一个向心力的作用、d、“向心力”可能是重力、弹力的合力，沿半径方向的分力，如图6－7－1（d）所示、摆球做变速圆周运动，摆线的拉力与重力在摆线方向的分力共同提供向心力、（二）变速圆周运动和一般曲线运动1、变速圆周运动中的向心力：（1）做变速圆周运动的物体，其速度大小发生变化，则向心加速度和向心力都会相应地发生变化、图6－7－2表示做圆周运动的沙袋正在加速的情况、O 是沙袋运动轨迹的圆心，F是绳对沙袋的拉力、根据F产生的效果，可以把F分解为两个相互垂直的分力：跟圆周相切的分力Fτ和指向圆心方向的分力Fn、Fτ产生圆周切线方向的加速度，简称为切向加速度、切向加速度是与物体的速度方向一致的，它改变了物体速度的大小、Fn产生指向圆心的加速度，这就是向心加速度，它始终与速度方向垂直，其表现就是改变了速度的方向、仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动，同时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、图6－7－2全析提示只有在匀速圆周运动中，合外力才是向心力，合外力的方向才指向圆心（这是做匀速圆周运动的条件）、（2）向心力和向心加速度的瞬时性在向心力和向心加速度的公式中，F、a、v、ω分别指做匀速圆周运动物体某一时刻或通过某位置时的向心力的大小、向心加速度大小及线速度和角速度大小、公式中r则为圆半径、物体做变速圆周运动时，向心力和向心加速度的大小也是变化的，以上有关向心力和向心加速度的公式虽然是从匀速圆周运动中得出的，但它们对变速圆周运动仍然适用、应用时要注意F、a、ω、v必须是同一时刻的瞬时值、3、处理一般曲线运动的方法：如图6－7－3所示，运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般曲线运动、尽管这时曲线各个地方的弯曲程度不一样，但在研究时，可以把这条曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作一小段圆弧、这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它们具有不同的半径、注意到这点区别之后，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法进行处理了、图6－7－3在变速圆周运动中，求物体在某一点受到的向心力时，应该使用该点的瞬时速度、思考：我们知道，力是改变速度的原因，那么，什么力只改变速度大小？什么力只改变速度方向？什么力既改变速度大小又改变速度方向？根据变速直线运动的知识，当物体所受外力的方向跟运动方向相同，物体做加速直线运动，当外力的方向跟运动相反，物体做减速直线运动、即当物体所受的外力方向跟运动方向在同一直线上时，外力只改变速度大小而不改变速度方向、根据匀速圆周运动的知识，做匀速圆周运动的物体所受的向心力只改变了物体速度的方向（其速度大小不变），而向心力总跟速度方向垂直，由此推知，如果物体所受的外力跟速度方向垂直，外力只改变速度的方向而不改变速度的大小、如果物体所受的外力既不跟速度方向垂直，也不跟速度方向在同一直线上，该外力不仅改变速度大小，也改变速度方向、例如，在平抛运动中，物体所受的重力不仅使速度不断增大，也使速度方向不断变化、对于这种情况，我们可以把物体所受的外力分解为垂直于速度方向的分力F⊥和跟速度方向在同一直线上的分力F∥，其中F⊥只改变速度方向，F∥只改变速度大小、在这里对前面学习的几种运动形式的受力情况、运动情况进行了分析比较，可以使我们对力改变速度的作用效果有了更为深入、细致的了解，对这一部分学习内容起了总结和巩固的作用、7、向心力［学习目标导航］1、知道什么是向心力，理解它是一种效果力、2、理解公式Fn=m和Fn=mrω2的确切含义，并能用来进行计算、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、4、培养理论联系实际的能力和动手实践的能力、学习提示本节重点是掌握向心力公式和理解向心力是一种效果力，难点是理解变速圆周运动中合外力、向心力的作用、［自主学习互动］1、向心加速度总是指向，公式为a= = = = = 、答案：圆心ω2r r4π2f2r vω2、向心加速度是描述的物理量，它只改变线速度的，不改变线速度的、答案：线速度方向变化快慢方向大小3、对于向心加速度公式，当线速度一定时，向心加速度与成反比；当一定时，向心加速度与半径成正比、答案：半径角速度知识链接向心力产生向心加速度、把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律即可得向心力的表达式，并可分析向心力的意义、●规律总结关于匀速圆周运动的基本知识1、向心力(1)定义:做圆周运动的物体所受到的沿着半径指向圆心的合力,叫做向心力、(2)向心力的特点:方向时刻在变化,总是与线速度的方向垂直、在匀速圆周运动中,向心力大小不变、向心力是变力,是一个按效果命名的力、(3)向心力的大小:由实验验证知,向心力的大小与物体的质量有关,与物体转动的角速度和半径有关、精确的实验证明,做匀速圆周运动的物体所受的向心力与物体质量成正比、与半径成正比、与角速度的平方成正比、向心力公式是:F=mω2r=m=m(2πf)2r=、(4)向心力是产生向心加速度的原因,向心力的方向时刻在变化,向心加速度的方向也随之变化,所以说匀速圆周运动是变加速运动、2、对向心力公式的理解向心力公式F向=,其意义是:质量为m的物体在半径为r的圆周上以速率v做匀速圆周运动所需要的合外力(向心力)大小是、同样的道理,F向=mω2r,其意义是:质量为m的物体在半径为r的圆周上以角速度ω做匀速圆周运动需要的合外力是mω2r、如果物体所受的合力大小不满足或mω2r等,方向不总是垂直于线速度的方向,物体就会偏离圆轨道做一般的曲线运动、3、对于向心力的来源向心力是做圆周运动的物体受到的沿着半径指向圆心的力,它可以由某一个力单独承担,也可以是几个力的合力,还可以是物体受到的合外力在沿半径指向圆心方向上的分量、例如随盘一起转动的物体受到的向心力就是物体受到的盘给予的静摩擦力、卫星绕地心做匀速圆周运动的向心力,就是地球对卫星的万有引力(暂且理解为物体受到的重力)、小球在细线的约束下,在竖直面内做圆周运动,某时刻小球受到的向心力等于线的拉力与重力在半径方向的分量的合力,即F向=F-mgcosα,如图6-7-11中(a)、(b)、(c)所示、图6-7-114、解与匀速圆周运动有关的问题的方法和步骤(1)要从物体做曲线运动的条件入手，理解匀速圆周运动、如匀速圆周运动是曲线运动,物体所受合力与速度方向一定不共线,合外力没有切线方向上的分量,一定与速度方向垂直、(2)物理量之间的关系可以通过实验方法建立,控制变量法可以简化关系的建立、例如:控制做匀速圆周运动的物体的角速度和半径,研究物体所受向心力与物体质量之间的关系等、(3)解决匀速圆周运动的方法,就是解决动力学问题的一般方法,其解决问题的步骤也是解决动力学问题的步骤,但要注意灵活运用匀速圆周运动的一些运动学规律,同时在解题的过程中要弄清匀速圆周运动问题的轨道平面、圆心和半径等、7、向心力●合作讨论1、物体做匀速圆周运动的条件是什么?如果说“物体受到的合外力总是跟物体运动的速度垂直时，物体就做匀速圆周运动”，对吗？试说明对或者不对的原因、我的思路:从物体做曲线运动的条件及切向力与法向力的作用效果着手分析,并把匀速圆周运动的特点(如线速度大小不变,线速度方向变化快慢均匀)充分考虑在内,可以获得结论、上述思路概括起来说就是,从物体运动的原因和运动的特点上分析物体做某种运动的条件、2、匀速圆周运动与变速圆周运动的区别与联系分别是什么?我的思路: (1)比较各运动学量:线速度、角速度、向心加速度、(2)比较受力情况:切向力、法向力和合力、(3)比较解决这两种运动所应用的规律、●思维过程研究问题的方法与技巧1、自觉地将牛顿第二定律从直线运动迁移到圆周运动中去,研究这种运动的原因和条件、牛顿第二定律是一条普遍适用于经典动力学的瞬时作用规律、2、将运动合成与分解的方法结合力的独立作用原理运用到非匀速圆周运动的曲线运动中来、将其分解为切向和法向进行研究,并将法向运动在小范围内视为圆周运动、3、验证向心力公式Fn=的方法:①创设匀速圆周运动的情景;②设计测量的具体方法;③测量并计算物体所受的合力;④测量并计算物体做匀速圆周运动所需要的向心力;⑤将F合与进行比较、4、解决圆周运动问题的方法步骤(1)明确研究对象并对其受力分析、(2)明确圆周运动的轨迹、半径及圆心位置,进一步求出物体所受的合力或向心力、(3)由牛顿第二定律和圆周运动的运动学公式列方程、(4)求解或分析讨论、关于匀速圆周运动条件的分析方法(1)分析匀速圆周运动的各运动学量的特点及变化情况、(2)根据牛顿第二定律分析不同方向的力的作用效果、(3)将初始条件(物体运动速度)和受力情况相结合概括出物体做匀速圆周运动的条件、【例1】关于向心力,以下说法中不正确的是A、是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力B、向心力就是做圆周运动的物体所受的合力C、向心力是线速度变化的原因D、只要物体受到向心力的作用,物体就做匀速圆周运动思路:理解向心力的定义、作用效果,弄清向心力的来源和物体做匀速圆周运动的条件,然后与选项加以比较可作出判断、答案:ABD 【例2】试设计一个实验,探索物体做匀速圆周运动时所需要的向心力与哪些因素有关、要求:写出实验的方法、思路:(1)设计一个可以方便地改变实验变量的匀速圆周运动情景,例如,与匀速圆周运动相关的物理量(质量、半径、线速度等)在实验过程中可以取不同的数值、(2)采用控制变量法实验,让其中的某几个变量保持不变,研究物体所受合力与其他量的关系、(3)将在不同情况下的研究结果加以比较,综合得出结论、答案:匀速圆周运动的物体所需要的向心力与物体的质量、线速度和半径等因素有关、●新题解答【例3】如图6-7-1所示,一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,有两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动、则下列说法正确的是图6-7-1A、球A的线速度必定大于球B的线速度B、球A的角速度必定小于球B的角速度C、球A的运动周期必定小于球B的运动周期D、球A对筒壁的压力必定大于球B对筒壁的压力解析:两球均贴着圆锥筒的内壁,在水平面内做匀速圆周运动,它们均受到重力和筒壁对它的弹力FN的作用,其合力必定在水平面内时刻指向圆心,如图6-7-2所示、由图可知,筒壁对球的弹力FN=,对于A、B两球因质量相等,θ角也相等,所以A、B两球受到筒壁的弹力大小相等,由牛顿第三定律知,A、B两球对筒壁的压力大小相等,D选项不正确、图6-7-2对球运用牛顿第二定律得mgcotθ=m=mω2r=m,球的线速度v=,角速度ω=,周期T=2π、由此可见,球的线速度随轨道半径的增大而增大,所以A球的线速度必定大于B球的线速度,A选项正确、球的角速度随半径的增大而减小,周期随半径的增大而增大,所以A球的角速度小于B球的角速度,A球的周期大于B球的周期,A球的运动频率小于B球的运动频率,B选项正确,C选项不正确、点评：(1)A、B两球的向心加速度、线速度、角速度、周期、频率等物理量与球的质量无关,在相同的g、θ的情况下仅由轨道半径决定、(2)由解题过程可见,圆周运动问题属于一般的动力学问题,无非是由物体的受力情况确定物体的运动情况,或者由物体的运动情况求解物体的受力情况、解题的思路就是,以加速度为纽带,运用牛顿第二定律和运动学公式列方程,求解并讨论、学习者应该把已经掌握的解决动力学问题的方法迁移到解决圆周运动的问题中、答案:AB【例4】长为L的细线,拴一质量为m的小球,一端固定于O点、让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动),如图6-7-3所示、当摆线L与竖直方向的夹角是α时，求:(1)线的拉力F;(2)小球运动的线速度的大小;(3)小球运动的角速度及周期、图6-7-3 图6-7-4解析:做匀速圆周运动的小球受力如图6-7-4所示,小球受重力mg和绳子的拉力F、因为小球在水平面内做匀速圆周运动,所以小球受到的合力指向圆心O′,且是水平方向、由平行四边形法则得小球受到的合力大小为mgtanα,线对小球的拉力大小为:F=mg/cosα由牛顿第二定律得:mgtanα=由几何关系得r=Lsinα所以,小球做匀速圆周运动线速度的大小为v=小球运动的角速度ω===小球运动的周期T==2π、点评：在解决匀速圆周运动的过程中,弄清物体圆形轨道所在的平面,明确圆心和半径是一个关键环节、同时不可忽视对解题结果进行动态分析,明确各变量之间的制约关系、变化趋势以及结果涉及物理量的决定因素、答案:(1)F=mg/cosα (2)v= (3)ω= T=2π［典型例题探究］规律发现【例1】如图6－7－4所示，在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动、若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说法正确的是…（）A、物体所受弹力增大，摩擦力也增大B、物体所受弹力增大，摩擦力减小C、物体所受弹力减小，摩擦力减小D、物体所受弹力增大，摩擦力不变图6－7－4解析：物体在竖直方向上受重力G与摩擦力F，是一对平衡力，在向心力方向上受弹力FN、根据向心力公式，可知FN=mω2r，当ω增大时，FN 增大，所以应选D、答案：D【例2】如图6－7－5所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，静摩擦因数均为μ，A的质量是2m，B和C的质量均为m，A、B离轴为R，C离轴为2R、则当圆台旋转时，若A、B、C均未滑动，则（）图6－7－5A、C的向心加速度最大B、B的摩擦力最小C、当圆台转速增大时，B比A先滑动D、圆台转速增大时，C比B先滑动解析：三个物体在圆台上，以相同的角速度做圆周运动，其向心力是由f静提供的，F=ma=mω2R，静摩擦力的大小由m、ω、R三者决定，其中ω相同、而RA=RC，mA=2mC，所以FA=FCmB=mC，RB<RC所以FC>FB，故FB最小，B选项正确、当圆台转速增大时，f静都随之增大，当增大至刚好要滑动时，达到最大静摩擦、μmg=mω2R，而ωA=ωB，RA=RB，mA=2mBFA=2FB C错、而f maxA=2f maxB，所以B不比A 先滑动RC=2RB mB=mC 而FC>FB 而f maxC=f maxB所以C比B先滑动，故选项A、B、D正确、答案：ABD用牛顿第二定律解答有关圆周运动问题的一般步骤：1、明确研究对象；2、确定研究对象的运动轨道平面和圆心的位置；3、按通常方法全面分析运动物体的受力情况，从中确定是哪些力和向心力有关、注意在分析受力时不要多出一个向心力来；4、建立正交坐标（以指向圆心方向为x轴的正方向），将力正交分解到坐标轴方向；5、根据牛顿第二定律或力的平衡条件分别列方程求解、【例3】用长L=0、6 m的绳系着装有m=0、5 kg水的小桶，在竖直平面内做圆周运动，成为“水流星”、求：（1）最高点水不流出的最小速度为多少？解析：以水为研究对象mg=m①由式①解得v0==m/s=m/s≈2、42 m/s答案：2、42 m/s（2）若过最高点时速度为3 m/s，此时水对桶底的压力多大？解析：v=3 m/s>v0，水不会流出，设桶底对水的压力为FN，则由牛顿第二定律有mg+FN=m②由式②解得FN=m－mg=0、5（－9、8）N=2、6N根据牛顿第三定律，FN′=－FN所以水对桶底的压力FN′=2、6N，方向竖直向上、答案：2、6N无支承物的物体在竖直面内做圆周运动，过最高点的临界条件是：仅有重力充当向心力、充分利用好这个条件是解决此类问题的关键、●变式练习1、一圆盘可绕通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放置一小木块A,它随圆盘一起做匀速圆周运动(图6-7-5)、则关于木块A的受力,下列说法正确的是图6-7-5A、木块A受重力、支持力和向心力B、木块A受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向指向圆心C、木块A受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向与木块运动方向相反D、木块A受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向与木块运动方向相同答案：B2、甲、乙两个物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在相同时间里甲转过60角，乙转过45角、则它们的向心力之比为A、1∶4B、2∶3C、4∶9D、9∶16答案：C3、如图6-7-6所示的装置中，两球的质量都为m，且绕竖直轴做同样的圆锥摆运动，木块的质量为2m，则木块的运动情况是图6-7-6A、向上运动B、向下运动C、静止不动D、上下振动答案：C4、图6-7-7是用以说明向心力和质量、半径之间关系的仪器,球P和Q可以在光滑杆上无摩擦地滑动,两球之间用一条轻绳连接,mP=2mQ、当整个装置以ω匀速旋转时,两球离转轴的距离保持不变,则此时图6-7-7A、两球受到的向心力大小相等B、P球受到的向心力大于Q球受到的向心力C、rP一定等于D、当ω增大时，P球将向外运动答案：AC5、如图6-7-8所示,质量为m的滑块与轨道间的动摩擦因数为μ,当滑块从A滑到B的过程中,受到的摩擦力的最大值为Fμ,则图6-7-8A、Fμ=μmgB、Fμ＜μmgC、Fμ＞μmgD、无法确定Fμ的值答案：C6、质量相等的小球A、B分别固定在轻杆的中点及端点、当杆在光滑水平面上绕O点做匀速转动时,如图6-7-9所示,求杆的OA段及AB段对球的拉力之比是多少?图6-7-9答案：3∶27、如图6-7-10所示，在半径为R的半球形碗的光滑内表面上，一质量为m的小球以角速度ω在水平平面上做匀速圆周运动、则该水平面距离碗底的距离h=_____、图6-7-10答案：R-［知识应用自测］思路导引1、关于向心力的说法中正确的是（）A、物体受到向心力的作用才可能做圆周运动B、向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果来命名的，但受力分析时应该画出C、向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某一种力或某几种力的合力。
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。
高中物理 向心力向心加速度教案 新人教版必修2
《向心力与向心加速度》教学设计【设计思想】1.知识体系分析本节内容是高中新课程物理必修2教材，第4章“匀速圆周运动”中的一节，在此之前，学生已经学习过匀速圆周运动的概念以及描述匀速圆周运动的物理量。
本节是本章的承上启下的重要知识，学好这一节可以为学好本章应用部分以及万有引力知识作必要准备。
课标的要求是：能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力；知道向心加速度。
教学重点是“向心力大小与m、r、ω的关系”；难点是“理解向心力的概念；解公式a=rω2和a=v 2/r”。
2.教学环节设计◆本节课的设计流程为：或F=mv2/r，之后直接应用牛顿第二定律得出向心加速度的表达式a=rω2或a=v2/r，顺理成章，遵循从感性到理性的认识规律，便于学生接受。
◆根据因材施教，设计反馈练习，保底拔尖的原则，练习题力争层次化、系统化，保证量与质的适变性。
另外，根据生活情景来创设题目，培养学生的物理建模能力。
【设计方案】一、教学目标1、知识与能力（1）理解向心力和向心加速度的概念，知道向心力的大小与哪些因素有关。
（2）理解向心力和向心加速度的公式的确切含义，能运用公式解答有关问题。
（3）知道在变速圆周运动中，上述公式的含义。
（4）学习控制变量法，培养学生分析论证等能力。
2、过程与方法（1）经历形成向心力概念的过程，培养学生观察、分析、归纳能力。
（2）通过创设一定的学生实验，让学生亲历探索向心力F与哪些因素有关的过程。
3、情感态度与价值观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，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。
二、教学重点与难点1、重点：向心力大小与m、r、ω的关系2、难点：（1）理解向心力的概念；（2）理解公式a=rω2和a=v 2/r。
三、教学方法：启发、讨论、实验探索法四、教学媒体：同大小的橡胶球与铁球、细线（以上没两位学生一组）、高脚杯和玻璃弹珠、向心力演示器、视频与图片媒体、课件等五、教学过程计说明一、趣味实验引入课题问题1.“如何用高脚杯取玻璃弹珠？”教师演示问题1.若玻璃弹珠做匀速圆周运动，它运动特点如何？是否处于平衡状态？所受的合外力是否为零？导问：匀速圆周运动的受力又有什么特点？力是物体产生加速度的原因，匀速圆周运动的加速度有什么特点？展现课题：向心力与向心加速度猜想，讨论，思考可能方法。
高中物理向心力教案设计
高中物理向心力教案设计在古典力学中，向心力是当物体沿着圆周或者曲线轨道运动时，指向圆心(曲率中心)的合外力作用力。
接下来是小编为大家整理的高中物理向心力教案设计，希望大家喜欢!高中物理向心力教案设计一教学内容分析：背景分析：向心力是人教版物理必修2第五章第6节内容。
教材中由牛顿运动定律和向心加速度引入的向心力;功能分析：在教学大纲中属于B段要求。
是本章的核心内容，又是天体运动的理论基础之一。
通过对本章节的教学可以提高学生把生活事例简化为物理模型的能力，复习旧知，强化受力分析能力，用学过的物理规律解释现实生活中的现象，提高学生学习兴趣。
结构分析：教材先由向心加速度和牛顿第二定律引入向心力的概念，接着利用圆锥摆粗略验证向心力表达式，最后分析一般曲线运动和变速圆周运动中的向心力。
资源分析：可利用媒体展示现实中的圆周运动;可利用带细线的小球模拟现实中的圆周运动，完成初步的“实例——模型”的转化。
可以利用课件展示由实物到模型的过程更容易让学生接受、理解、掌握、运用、提高;可以利用实物投影给学生展示自我的机会，激发学生的学习兴趣;学生情况分析：知识储备情况：学生熟练掌握了受力分析的方法，能独立完成对物体的受力分析;已经学习过向心加速度的内容，知道向心加速度的表达式，方向;已经学习过牛顿第二定律，知道合力和加速度的关系。
学习中的自我监控：学会观察，从看到的现象中找到隐藏的规律;能独立完成学案内容，结合观察到的现象得出自己对指“向圆心的合力的理解”，并敢于发表自己的看法;懂得互助合作，且积极参与小组讨论。
教学目标：知识与技能：理解向心力的概念;知道向心力大小与那些因素有关，理解公式的确切含义，并能用来计算;会根据向心力和牛顿第二定律的知识分析、讨论与圆周运动相关的物理现象;过程与方法：通过向心力概念的学习，知道从不同角度研究问题的方法;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和价值观：培养学生实事求是的科学态度;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;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。
向心力教案(精选3篇)
People will not suffer for a lifetime, but they will suffer for a while.（页眉可删）向心力教案（精选3篇）向心力教案1一、教材分析本节教材选自人民教育出版社全日制普通高中课程标准实验教科书（物理2·必修）第五章《曲线运动》第六节《向心力》。
教材的内容方面来看，__节主要讲解了向心力的定义、定义式、方向及验证向心力的表达式，变速圆周运动和一般曲线运动。
前面几节已经学习了曲线运动、圆周运动、向心加速度，这节讲的是描述使物体做圆周运动的合外力，是对物体运动认识上的升华，为接下来万有引力的的学习奠定了基础。
所以在整个教材体系中起了承上启下的作用，并且这样的安排由简单到复杂，符合学生的认知规律。
从教材的地位和作用方面来看，__节是运动学中的重要概念，也是高一年级物理课程中比较重要的概念之一，是对物体运动认识上的升华，它把运动学和动力学联系在了一起，具有承上启下的桥梁作用，也是学生知识系统中不可或缺的重要组成部分。
二、学情分析【知识基础方面】在学习本节课前学生已经学习了曲线运动、圆周运动、向心加速度，具备了探究向心力的基本知识和基本技能，这为本节课的探究性学习起到了铺垫作用。
【思维基础方面】高一的学生通过初中科学和第一学期的学习，具有了一定的物理思维方法和较强的计算能力，但接受能力尚欠缺，需要教师正确的引导和启发。
【情感态度方面】在学生的生活经验中，与向心力有关的现象有，但是有一些是错误的这就给学生理解向心力的概念带来困难。
三、教学目标【知识技能目标】理解向心力的定义；能说出向心力的定义、写出向心力的定义式和单位理解向心力的作用效果；用圆锥摆粗略验证向心力的表达式；【过程方法目标】通过对向心力，向心加速度，圆周运动，牛顿第二定律的理解与学习，相互联系，体验对物理概念的学习方法【情感态度与价值观目标】通过用概念前后联系的方法得出加速度的概念，感悟到探索问题解决问题的兴趣和学无止境的观点；通过向心力的教学引导学生从现实的生活经历与体验出发，激发学生的学习兴趣；通过一些有趣的实验实验，加深学生的印象，容易让学生理解，引起学生兴趣；四、重点与难点重点：向心力表达式验证，向心力________与作用效果。
物理高中必修2向心力教案
物理高中必修2向心力教案教学内容：向心力教学目标：1. 理解向心力的概念和作用2. 掌握向心力的计算方法3. 能够应用向心力解决相关问题教学重点：向心力的概念和计算方法教学难点：向心力的应用解决问题教学准备：1. PowerPoint课件2. 实物模型或视频演示向心力的作用3. 向心力的相关实例和练习题教学步骤：一、导入（5分钟）教师通过展示实物模型或视频演示向心力的作用，引起学生对向心力的兴趣和好奇心，激发学生学习的积极性。
二、概念讲解（10分钟）教师通过PowerPoint课件介绍向心力的概念和作用，解释向心力和离心力的区别，让学生理解向心力是一种向中心的力。
三、计算方法（15分钟）教师通过示例讲解向心力的计算方法，包括向心力的大小计算公式以及向心力与物体的质量、速度、半径等因素之间的关系，并让学生进行相关练习。
四、应用练习（15分钟）教师布置几道向心力的应用练习题，让学生运用所学知识解决问题，检验他们对向心力的掌握程度。
五、课堂讨论（10分钟）通过学生回答问题和讨论解题过程，加深对向心力的理解和应用能力，让学生在交流中学习彼此之间的思路和方法。
六、总结（5分钟）教师对本节课的教学内容进行总结，强调向心力的重要性和应用价值，激励学生在今后的学习和生活中继续深入探究向心力的相关知识。
教学反思：本节课围绕向心力的概念、计算方法和应用展开，通过实物模型演示、PowerPoint课件讲解和练习题训练，使学生对向心力有了初步的理解和应用能力。
但在教学过程中，还需要引导学生进一步思考和探索向心力的深层次问题，激发他们的创新意识和思维能力。
在后续教学中，可以结合实际生活和科技应用，开展更多的实践活动和案例分析，帮助学生更好地理解和应用向心力的知识。
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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：an=rv2=rω2. 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：
Fn=m an=mRv2=m rω2=mr(T2)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mA=2mB,观察：(学生读数)FA=2FB,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rA=2rB,观察：(学生读数)FA=2FB,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)FA=4FB,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=mrω2. 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=mgtanθ,测出数值验证公式mgtanθ=mrω2.
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，mA∶mB=RA∶RB=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.B
3.解答：设在时间t内，nA=60转，nB=45转,质点所受的向心力F=mω2R=m(tn2)2·R ，t相同，F∝mn2R
所以94214560212222BBBAAABARnmRnmFF. 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Fmax=4 N时，球做匀速圆周运动的半径为rmin，则有 Fmax=mv2/rmin rmin=mv2/Fmax=（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=t1+t2+t3 =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+Fm′=mω12r 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 Fm′=μFN=μmg ③
由①②③解得ω1=rg/)1( 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-Fm′=mω22r ④
由②③④得ω2=rg/)1(.
故A随盘一起转动，其角速度ω应满足rgrg/)1(/)1(. 答案：rgrg/)1(/)1( 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.