高中物理 第5章 曲线运动 5.6 向心力教案 新人教版必修.doc

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1、5.7向心力项目内容教学目标1、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。2、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。3、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

2、兴趣。教学重、难点教学重点：体会牛顿第二定律在向心力上的应用；明确向心力的意义、作用、公式及其变形。教学难点：圆锥摆实验及有关物理量的测量；如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。教学准备多媒体课件、圆锥摆等实验设备教学过程（一）新课导入前面两节课，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，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。（二）新课教学1、向心力请同学们阅读教材“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。认真阅读教材，列举并分析实

3、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。交流与讨论请同学们交流各自的阅读心得并进行相互间的讨论。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。向心力表达式：FN=mv2/r,FN=mrω22、实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式实验与探究：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

4、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？认真阅读教材，思考问题，找学生代表发言，听取学生的见解，点评、总结。交流与讨论：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。通过实验还体会到，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。我有一个改进的实验，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

5、动，我认为利用该装置可以使测量值减少误差。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？（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

6、心力。3、变速圆周运动和一般曲线运动在刚才“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？（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）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。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1m的细绳，一端系一个质量为0.

7、5kg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2m／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4N，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