人教版高中物理必修2第五章 曲线运动6. 向心力 教案
高中物理课堂教学教案
课 题 §6.7 向心力 课 型 新授课(2课时)
教 学
目
标 知识与技能
1.理解向心力的概念及其表达式的确切含义.
2.知道向心力大小与哪些因素有关,并能用来进行计算.
3.知道在变速圆周运动中,可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度.
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“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.
教 学
方
法 探究、讲授、讨论、练习 教
学
手 段 教具准备
多媒体课件、圆锥摆等实验设备
教 学 活 动
[新课导入]
师: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.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.
[新课教学]
一、向心力
[自主阅读]
师:请同学们阅读教材“向心力”部分,思考并回答以下问题,
1.举出几个物体做圆周运动的实例,说明这些物体为什么不沿直线飞去.
2.用牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式.
学生认真阅读教材,列举并分析实例,体会向心力的作用效果,并根据牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式.
[交流与讨论]
师:请同学们交流各自的阅读心得并进行相互间的讨论.
生:用手枪一个被绳子系着的物体,使它做圆周运动,是因为绳子的力在拉着它.一旦绳子断了,小球就会飞出去.
生:月球之所以绕地球做圆周运动,是地球对月球的引力在“拉”着它.
师:同学们有没有发现过,做圆周运动的物体由于突然不受力了,结果物体沿直线飞出去的现象?
生:我自己做过这个实验:用手抡一个被绳子系着的物体,使它做圆周运动,一旦绳子断了,小球就会飞出去. 学 生 活 动
生:本章第一节中,砂轮上的砂粒被刀具碰掉后,沿切线方向飞出去的现象.
师:刚才同学们说得很好,圆周运动是变速运动,有加速度,故做圆周运动的物体一定受到力的作用.而我们知道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.下面请同学们把刚才由牛顿第二定律推出的向心力的表达式展示出来.
投影学生推出的向心力表达式:FN=mv2/r , FN=mrω2
点评:学生的思维在于老师的激发,学习的积极性在于老师的调动.通过让学生发表见解,提出疑问,培养学生的语言表达能力和分析问题的能力.
二、实验:用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
[实验与探究]
师:请同学们阅读教材“实验”部分,思考下面的问题:
1.实验器材有哪些?
2.简述实验原理(怎样达到验证的目的).
3.实验过程中要注意什么?如何保证小球在水平面内做稳定的圆周运动,测量哪些物理量(记录哪些数据)?
4.实验过程中产生误差的原因主要有哪些?
学生认真阅读教材,思考问题,找学生代表发言.教师听取学生的见解,点评、总结.
教师巡视并指导学生完成实验,及时发现并记录学生实验过程中存在的问题.
点评:让学生亲历实验验证的过程.体验成功的乐趣.培养动手能力和团结协作的团队精神.
教师听取学生汇报验证的结果,引导学生对实验的可靠性作出评估.
[交流与讨论]
生:实验的过程中,多项测量都是粗略的,存在较大的误差,用两个方法得到的力并不严格相等.
生:通过实验我们还体会到.向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样具有某种性质的力来命名的.它是效果力,是按力的效果命名的.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.
生:数圈数测时间时,要从零开始数起.
生:我有一个改进的实验,不知是否可行,其装置如图6.7—1所示,让小球在刚好要离开锥面的情况下做匀速圆周运动,我认为利用该装置可以使测量值减少误差.
师:同学们能积极思维,勇于发表自己的见解,这很好.至于该方案效果如何,老师没有做过,这里也不敢妄下结论,还请同学们课后进一步进行比较性的研究,老师期待着你们的实验结论.
点评:新课程理念强调,老师不一定要能回答学生提出的所有问题,但老师要起到一个引导者、一个领路人的作用.
[课堂训练]
说明以下几个圆周运动的实例中向心力是由哪些力提供的.(师生互动)
1.绳的一端拴一小球,手执另一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动.
2.火星绕太阳运转的向心力是什么力提供的?
3.在圆盘上放一个小物块,使小物块随圆盘一起做匀速圆周运动,分析小物块受几个力,向心力由谁提供.
参考答案
1.解析:小球受重力、支持力、绳的拉力而做匀速圆周运动.由于竖直方向小球不运动,故重力、支持力合力为零,那么水平方向上的匀速圆周运动由水平面上的绳的拉力来提供.
2.解析:火星和太阳间的万有引力提供火星运转的向心力.
3.解析:小物块受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力提供向心力.
点评:通过实例分析,达到巩固所学知识的目的.
[课堂分组实验]
师:请同学们两人一组,完成课本第54页“做一做”栏目中的实验,自己感受向心力的大小.
学生按照“做一做”栏目中的实验介绍,独立操作,在实验中去体验.
点评:通过实验,增强学生的感性认识,同时激发学生学习物理学的兴趣.
三、变速圆周运动和一般曲线运动
师:在刚才“做一做”的实验中,我们可以通过抡绳子来调节沙袋速度的大小,这就给我们带来一个疑问:难道向心力能改变速度的大小吗?为什么?
生:不能.因为我刚才做实验时发现,当我的手保持不动时,沙袋的速度并不能改变,只有当我的手在动时,沙袋的速度才能改变,所以不能.但具体细节我还没有搞清.
生:刚才XXX同学的发现我也体会到了,我认为手不动时,绳子的拉力和沙袋运动的速度方向垂直,故沙袋的速度不变.而当手动时,绳子的拉力和沙袋运动的速度方向不垂直,此时可以把拉力分解为沿速度方向和垂直于速度方向的两个分力,其垂直于速度方向的分力提供沙袋所需的向心力,并不改变沙袋的速度大小;而沿速度方向的分力产生的加速度使沙袋的速度发生了改变.
师:刚才同学们交流、讨论得很好,实际上这些现象,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。
点评:老师及时对学生进行恰当的评价,是使学生能获得成功培的保证.同时要善于培养学生阅读教材并从中获取信息的能力,培养学生发现问题解决问题的主动求知的意识.
师:对于做一般曲线运动的物体,我们可以用怎样的分析方法进行简化处理?请同学们阅读教材并结合课本图6.7—4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去进行对比.
点评:对学生注重物理学方法的教育.
[课堂训练]
1.如图6.7—2所示,在光滑的水平面上钉两个钉子A和B,相距20cm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?
说明:需注意绳磋钉子的瞬间,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6.7—3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月相连,月与A质量相同.物体A与转盘问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?
说明:根据向心力公式,解题的关键是分析做匀速田用运动物体的受力情况;明确哪些力提供了它需要的向心力.
3.如图6.7—4所示,在质量为M的电动机上,装有质量为m的偏心轮,飞轮转动的角速度为ω,当飞轮重心在转轴正上方时,电动机对地面的压力刚好为零.则飞轮重心离转轴的距离多大?在转动过程中,电动机对地面的最大压力多大?
[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.
点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力.教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架.
[课外训练]
1.如图6.7—5所示,一圆盘可以绕一个通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放置一木块,当圆盘匀速转动时,木块随圆盘一
【精选】人教版高中物理必修2第5章第6节《向心力》word学案-物理知识点总结
高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结
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第五章 曲线运动
第六节 向 心 力
从2011年4月29日召开的铁路自主创新新闻发布会上获悉:我国已经在时速200千米/时的技术平台上自主创新研制时速300千米/时动车组.2007年年底,国内首列时速300千米/时动车组已问世.据介绍,这些时速300千米/时动车组国产占有率达到80%以上,已经在京津、武广、京沪等客运专线上投用,成为我国高速客运的主力车型.设计这些动车转弯时,就用到了圆周运动的相关知识.
1.了解向心力的概念,知道向心力是根据力的效果命名的,会分析向心力的来源.
2.知道向心力大小与哪些因素有关,理解向心力公式的含义并能进行简单计算.
3.能根据牛顿第二定律理解向心力的表达式,知道向心力公式是牛顿第二定律的一种表现形式.
4.知道在变速圆周运动中向心力为合力沿半径方向的分力.
一、向心力
1.定义:做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力.
2.方向:始终指向圆心,与速度方向垂直. 高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结
高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 3.公式:Fn=mω2r或Fn=mv2r.
4.来源:
(1)向心力是按照力的效果命名的.
(2)匀速圆周运动中向心力可能是物体所受外力的合力,也可能是某个力的分力.
5.作用:产生向心加速度,改变线速度的方向.
二、变速圆周运动
做变速圆周运动的物体所受的合力并不指向圆心,此时合力F可以分解为互相垂直的两个力:跟圆周相切的分力Ft和指向圆心方向的分力Fn.
1.Fn产生向心加速度,与速度方向垂直,改变速度的方向.
2.Ft产生切向加速度,与速度方向在一条直线上,改变速度的大小.
3.物体做加速圆周运动时,合力方向与速度方向的夹角小于90°,如图甲所示,其中Ft只改变速度的大小,Fn只改变速度的方向.Fn产生的就是向心加速度.
5.5 向心加速度 优秀教案优秀教学设计 高中物理必修2新课 第五章:曲线运动 (1)
5 向心加速度
(一)指导思想与理论依据
概念是构成物理知识的基础,正确地理解、掌握物理概念是学好物理的保证。在教学中如果能根据物理概念的特点以及学生的认知规律,运用认知心理学理论设计概念教学过程,必将有利于学生对概念的习得。根据现代认知理论,知识的习得可分为三个阶段:知识的领会、知识的巩固、知识的应用。结合物理概念的特点,其教学的过程也可分为三个阶段:概念的领会、概念的理解和概念的应用。
本课时的教学将遵从现代认知理论设计教学过程。
(二)学习内容分析
1.本节在教材中的地位
向心加速度是加速度概念的延续,同时是圆周运动与向心力之间的纽带。理解向心加速度将为理解向心力与圆周运动的关系奠定良好的基础。利用向心加速度分析圆周运动速度变化的问题继承了运动学分析问题的一般方法。这部分内容既可以复习直线运动的知识,更为今后圆周运动的解决提供方法。
2.本节在课程标准中的内容
知道向心加速度的概念,及其应用
(三)学生情况分析
学生通过必修1的学习,已经了解了直线运动的解决方法。通过牛顿运动定律的学习已经体会了力与运动的关系。对曲线运动条件的学习,让学生已经认识到曲线运动都是变速运动,一定会产生加速度。对于圆周运动中加速度的问题,学生应该不会觉得陌生。
(四)创新之处
1.创设情景的全程性
本节整体设计的提出是基于学生对向心加速度的认识和理解。首先通过花样滑冰、链球比赛这两个视频观察做圆周运动的物体需要怎样的力。而后通过学生实验:朔料杯中的小球做圆周运动和细线拉着的小球在水平桌面上做圆周运动,让学生亲自体会做圆周运动的物体受到的力是如何提供的。得出做圆周运动的物体受到指向圆心的力,由这个力产生的加速度称为向心加速度。
在推导向心加速度大小时,利用做好的泡沫板大圆和毛衣针、磁帖、磁条动态的演示△t 趋于零时△v的极限过程。同时要求学生做图,体会△v的方向和大小,进而推导出向心加速度的表达式。
【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
1 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 2
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 3 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=FT
2021年高中物理新人教版必修第二册 6.2向心力 教案
6.2向心力
〖教材分析〗
向心力是按效果命名的力,不是按性质命名的,这比较容易让学生混淆。所以课本先从生活中的现象出发,由牛顿定律引入向心力。使用生活中常见的物品来做实验(小球),可以减少由于器材引起的困难,确保实验顺利开展,也能使学生感到科学就在身边,拉近对科学的亲近感。分析小球的实验后,就可以得出向心力的概念。特别注意向心力的特性——效果命名的力。通过演示实验,直接给出表达式。再到一般的曲线运动,让学生领会普遍性原则。
〖教学目标与核心素养〗
物理观念:了解向心力概念,理解向心力是根据力的效果命名的一种力,知道向心力大小的表达式并能用来进行简单运算。
科学思维:通过对变速圆周运动的理解,知道向心力是合力的一个分力,以及一般曲线运动可以看成圆的一部分的理解,拥有从普遍到特殊的原理。
科学探究:通过感受向心力,让学生理解其概念的内涵。
科学态度与责任: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。
〖教学重点与难点〗
重点:理解向心力的概念,掌握向心力的表达式。
难点:掌握有关向心力的来源及相关特点。
〖教学准备〗
多媒体课件,带绳子的小球、向心力演示仪等。
〖教学过程〗
一、新课引入
游乐场里有各种有趣的游戏项目空中飞椅因其刺激性而深受很多年轻人的喜爱。飞椅与人一起做匀速圆周运动的过程中,受到了哪些力?所受合力的方向有什么特点?(播放动图)
二、新课教学 (一)向心力
做圆周运动的物体,其线速度的大小变化情况不是能够非常的肯定。但是线速度的方向是时刻改变着的。也就是说其运动状态在不断变化,根据牛顿第一定定律说明物体一定受到了力的作用。
问题1:物体做圆周运动的力的方向有何特点呢?
思考与讨论
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。用剪刀将细线剪断,观察小球的运动。你认为使小球做圆周运动的力指向何方?
同时播放动图,观察动图发现在绳子剪断瞬间,小球将沿着切线方向运动。我们也可以根据曲线圆周运动物体的瞬时速度是沿着切线方向,所以在绳子剪断瞬间,小球将沿着切线方向运动。
《向心力》精品教案
1 / 9 第六节向心力教学设计
一、教材分析
《向心力》一节是普通高中课程标准实验教科书必修2第五章曲线运动的重点、难点,具有承前启后的作用。本节课是在学习圆周运动的概念、描述圆周运动的物理量及力与运动的关系的基础上的进一步学习,是对前面所学知识的检验。另外,向心力是对力学学习的延伸,它不同于以前学习的重力、弹力等性质力,而是一种效果力,实际上就是做圆周运动的物体所受的合力,所以,本节课也是对物体的受力分析及力的合成与分解的复习及巩固。同时,本节课还是后续学习和分析“生活中的圆周运动”、“天体运动”及“带电粒子在磁场中的运动”等知识的基础,通过本节课的学习能让学生明白:做匀速圆周运动的物体所受的合外力等于所需要的向心力。所以,本节是本章乃至本册的重要内容。
二、学情分析
在学习本节内容之前,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——线速度、角速度、周期、转速等,并了解了它们之间的关系。学生已能够对运动的物体做简单的受力分析,明白匀速圆周运动是一种变速运动,但对于是什么力来改变物体的这种运动状态,这个力有何特点,这个力与物体所受合外力及描述匀速圆周运动的几个物理量之间有什么关系并不清楚。并且学生已经经历了同学之间相互协作、相互讨论、相互交流的基本学习过程,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、教法分析
1.从硬件配备来看:
在教学中,需要根据学生数量合理安排学生实验。让学生不再被动的接受知识,而去主动思考。令原本枯燥的理论教学与自主实验相结合,让课堂增添生气与乐趣。
电子白板的出现无疑是对物理教学的一大提升,这一点,可从受力分析中体现。在本课的教学中,对于运动物体的受力分析,可直接在电子白板进行显示,更生动。
2.从知识内容来看: 2 / 9 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,学生对于向心力的理解不是很清楚,本节让学生认识实例:用细线系着小赛车在水平面上做匀速圆周运动,从而引出向心力的概念。
高中物理 人教版必修2 第五章 第6节 向心力 教学设计、教案
第6节 向心力
1.理解向心力是一种效果力,其效果是产生向心加速度,方向总是指向圆心.
2.知道向心力大小与哪些因素有关,并能用来进行计算.(重点)
3.知道在变速圆周运动中向心力为合力沿半径方向的分力.(难点)
一、向心力
1.定义:做圆周运动的物体所受到的指向圆心方向的合力叫向心力.
2.方向:始终沿半径指向圆心.
3.计算式:(1)Fn=mv2r;(2)Fn=mω2r.
二、变速圆周运动和一般的曲线运动
1.变速圆周运动:同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动.
2.一般的曲线运动的处理方法
一般的曲线运动,可以把曲线分割成许多极短的小段,每一小段可看做一小段圆弧.研究质点在每一小段的运动时,可以采用圆周运动的分析方法进行处理.
3.变速圆周运动的受力分析:做变速圆周运动的物体所受的合力并不指向圆心.这一力F可以分解为互相垂直的两个力:跟圆周相切的分力Ft和指向圆心方向的分力Fn.物体做加速圆周运动时,合力方向与速度方向夹角小于90°,如图甲所示,其中Ft使v增大,Fn使v改变方向.同理,F与v夹角大于90°时,Ft使v减小,Fn改变v的方向,如图乙所示.
判一判 (1)做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力. ( )
(2)向心力和重力、弹力一样,都是根据性质命名的.( )
(3)向心力可以是物体受到的某一个力,也可以是物体受到的合力.( )
(4)变速圆周运动的向心力并不指向圆心.( )
(5)变速圆周运动的向心力大小改变.( )
(6)做变速圆周运动的物体所受合力的大小和方向都改变.( ) 提示:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√
做一做 (多选)如图所示,用细绳拴一小球在光滑桌面上绕一铁钉(系一绳套)做匀速圆周运动,关于小球的受力,下列说法正确的是(
)
A.重力、支持力、绳子拉力
B.重力、支持力、绳子拉力和向心力
C.重力、支持力、向心力
物理必修二 6.2 向心力
《向心力》教学设计
【教 材】人民教育出版社高中课程标准实验教科书物理必修二第五章第6节
【用 时】30分钟
一、教材分析
1.课程标准要求
能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。
2.本节内容在物理知识体系中的地位
“向心力”是圆周运动中很重要的一个概念,是学习《生活中圆周运动》、《万有引力》、《带电粒子在匀强磁场的运动》的基础,其重要性不言而喻。本节课是在上一节内容“向心加速度”的基础上展开的,符合认知规律,主要解决向心力的来源、向心力的大小、向心力的方向,向心力的应用这几个问题。
3.教材内容与体系安排
教材先让学生获得向心力的感性认识,从而给出向心力的定义,再由向心加速度表达式和牛顿第二定律得出向心力的表达式;接着利用圆锥摆粗略验证向心力表达式;最后分析变速圆周运动和一般曲线运动中的向心力,并探究分析过程中使用的方法。
二、学情分析
1.知识基础: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,并理解了线速度、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时,凡和皮带接触的点,线速度的大小相等。
2.技能基础:学会了处理曲线运动的重要方法——运动的合成和分解。而且已经掌握应用运动的合成与分解知识研究了平抛运动。
3.思维障碍: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。需要进行更深一步的分析为什么线速度的方向时刻在变,是什么力在改变物体的这种运动状态,这个力有何特点。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一华到理性认识。
三、教学目标
1.物理观念
(1)理解向心力的概念,知道向心力是根据力的效果命名的;
(2)体验向心力的存在,会分析向心力的来源;
(新课标)高中物理第五章第六节向心力教案新人教版必修2
第六节向心力
教学目标:
(一)知识与技能
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。(二)过程与方法
1、根据牛顿第二定律得出匀速圆周运动的物体所受合外力的方向和大小,即向心力的大小和方向。
2、通过锥摆实验粗略验证向必力的表达式。3、讨论变速圆周运动和一般曲线运动。
(三)情感态度价值观
使用生活中的常见物品做实验,拉近科学与学生的距离,使学生感到科学就在自己身边,对科学产生亲切感。
教学重点:理解向心力公式的确切含义。
教学难点:向心力公式的运用。
教学过程:(一)引入新课
我们知道,如果物体不受力,将保持静止或匀速直线运动。我们还知道,力的作用效
果之一是改变物体的运动状态,即改变物体速度的大小或(和)方向。所以,沿着圆周运动的物体合力一定不为零,那么做圆周运动的物体所受合力有什么特点呢?这就是这一节我们
要研究的问题。(二)新课教学
1、向心力
做圆周运动的物体为什么不沿直线飞去而是沿着一个圆周运动?那是因为它受到了力
的作用。用手抡着一个被绳系着的物体,使它做圆周运动,是绳子的力在拉着它。月球绕着地球转动,是地球对月球的引力在“拉”着它。
2 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。这个合力就叫做向心力,即:(1)向心力:做匀速圆周运动的物体,会受到指向圆心的合力,这个合力叫做向必力。
①向心力总是指向圆心,始终与线速度垂直,只改变速度的方向而不改变大小。
②向心力是根据力的作用效果命名,可是各种性质的力,也可以是它们的合力,还可以是某
个力的分力。③如果物体做匀速圆周运动,向心力就是物体受到的合外力;如果物体做非匀速圆周运动(线
速度大小时刻改变),向心力并非是物体受到的合外力。如图,在线的一端系一个小球,另一端牵在手里,将
手举过头顶,使小球在水平面内做圆周运动,感受球运动
时对手的拉力;改变小球转动的快慢、线的长度或小球的质量,感受向心力的变化跟那些因素有关。
人教版高中物理必修2第五章第6节向心力教案
知识像烛光,能照亮一个人,也能照亮无数的人。--培根
1 / 6 《向心力》教学设计
一、教材分析
选用教材:人教版必修2第五章第六节
教材分析:
本节“向心力”的教学是继“圆周运动”、“向心加速度”之后第三次关于圆周运动的教学,前两次是对圆周运动的描述,即研究其运动学方面的内容,而本节则从动力学角度分析物体做匀速圆周运动的原因,这样学生对圆周运动的认识才更加完整。
向心力的教学是遵循先进行理论分析,再进行实验验证的顺序。
在前一节,教材从理论的角度给出了向心加速度的方向及计算公式。到了本节,教材从理论角度出发,根据牛顿第二定律,得出做匀速圆周运动的物体受到的合外力的方向和大小,即向心力的方向和大小。
理论的推导需要实验的验证,实验应该尽量从生活中提取素材、使用通用的器材来完成验证实验,拉近科学与学生的距离,使学生感到科学就在我身边,对科学产生亲近感。教材中使用圆锥摆来完成验证向心力的表达式,这容易让学生进行分组实验。通过这个实验,学生能够很容易理解向心力是按照效果命名的,是由其他性质的力提供的。
二、学情分析
学生已经掌握在直线运动中用牛顿运动定律分析对物体的运动,但还未在圆周运动中使用牛顿运动定律,通过这一节对匀速圆周运动的分析,让学生知道圆周运动中力与运动的关系,遵守的仍然是牛顿运动定律。
向心力这部分内容对现阶段的高中学生来说是一重点也是难点,很多学生在学到这部分内容时都感觉很抽象。在前一节,学生尝试探究匀速圆周运动中向心加速度的方向与表达式,因此在这一节中如果能做好验证向心力公式的实验,将对学生理解向心力是效果力起极大的帮助作用。
三、重难点分析
重点:实验验证向心力的表达式
难点:向心力是根据力的效果命名的,是由其他性质的力提供的
四、教学目标分析
知识与技能
1、了解向心力的概念,知道向心力是根据力的效果命名的
2、掌握向心力的表达式,计算简单情景中的向心力
高中物理必修二 第五章第六节向心力 教案
向心力
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
复习导入
复习旧知识
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
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.
