6.向心力优秀教学设计

6.向心力　 高中物理       人教2003课标版

一、知识与技能

（1）理解向心力的定义，知道其作用效果。

（2）通过理论和实践两方面，掌握向心力公式，并能够应用其计算。

（3）知道变速圆周运动中物体所受的合外力和向心力的区别。

二、过程与方法

1．通过探究匀速圆周运动中物体的向心力特点，培养学生的推理能力、观察能力和由实验验证物理公式的能力。

2．以创新的态度在学习和实践中发现科学的研究方法，激发学生学习物理的兴趣，通过对比、递进的线索，展开整个动力学的观点。

三、情感态度与价值观

让学生领略艺术的精彩、激动人心和科学研究的迷人之处如出一辙，引发学生的好奇心与求知欲，体验探究的艰辛与享受收获的乐趣。

一、教材分析

教材的教学内容设计为：从三种运动——匀速圆周运动、变速圆周运动和一般曲线运动出发，逐层深入地研究圆周运动的向心力规律。对比实际物体受力——按性质划分为重力（万有引力）、弹力、摩擦力，与向心力的区别和联系，总结出向心力是一种从效果命名的力，不是实际存在的。它可以是一个力提供，也可以是几个力的合力提供，还可以是某个力的分力提供。我从三方面循序渐进地展开自主学习，让学生一步步地领悟到向心力的真正涵义。

二、学生分析

学生在必修一的学习中掌握了直线运动的规律，动力学的基本研究方法，会用正交分解法进行矢量运算。结合上一节向心加速度的学习，引导学生从动力学的角度思考和探究，动脑动手。从牛顿第二定律入手，分析推理得出向心力的公式，对推导出的向心力表达式用圆锥摆实验来验证，再体会和体验向心力的作用效果。最后分析变速圆周运动和一般的曲线运动中的物体的受力情况和处理方法。在教学过程中，通过学生主体参与，让他们明白物理就是身边的科学，只要发现好的方法，就一定有真实的收获

重点：理解、掌握向心力大小的表达式。

难点：准确地分析出向心力的来源，拓展分析变速圆周运动中向心力的特点。

通过展示两届世锦赛冠军庞清&佟健在2010年温哥华自由滑的视频，让学生不停地观察到大大小小的匀速圆周运动，并未他们杰出的表演叹为观止。点出课题：比赛让人激动兴奋，艺术如此美丽迷人，那么科学一样会让你沉醉而流连忘返。出示本节学习目标：（1）理解向心力的定义，知道其作用效果。 （2）掌握向心力公式，并能够应用其计算。 （3）知道变速圆周运动中物体所受的合外力和向心力的区别。

复习：1、向心加速度公式                     方向：                    

< >一、向心力
< >< >3、实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式

阅读教材“实验”部分，思考下面的问题：

(1)做匀速圆周运动的小球受到哪些力的作用?

合力产生了怎样的加速度？求合力大小和方向

(2)需要什么实验器材?

在实验中通过测量哪些量来计算匀速圆周运动的向心力？

表达式如何表示？

(3)实验结论：是验证向心力和合力相等。即：Fn=F合。

4、分析向心力的来源。

练一练：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？

< >在光滑水平面上做匀速圆周运动。

2、卫星绕地球运转的向心力是什么力提供的？

例1 (2014·抚顺高一检测)如图,小物体m与圆盘保持相对静止,

随盘一起做匀速圆周运动,则物体的受力情况是(　　)

A．受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用

B．摩擦力的方向始终指向圆心O

C．重力和支持力是一对平衡力

D．摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力

例2．如图所示，在双人花样滑冰运动中，有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥运动的精彩场面，目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角约为30°，重力加速度为g，估算知该女运动员(　　)

A．受到的拉力为G

B．受到的拉力为2G

C．向心加速度为3g

D．向心加速度为2g

二、变速圆周运动

物体做曲线运动时轨迹与所受的合外力F的情况如图，我们将力F分解得与V共线的力F1、与V垂直的力F2，讨论其中F1、F2的作用。

(1) 与速度同向的力F1只改变速度的______；

(2) 与速度垂直的力F2只改变速度的______（填大小或方向）

(3)做匀速圆周运动的向心力，只改变速度的           ，

不改变速度的              。

《优化方案》跟踪训练3

三、一般曲线运动

利用微元法将一般曲线分割为许多小段圆弧---圆周运动

探究内容

（1）“做一做”，体验向心力大小，具体环节如下：

阅读教材p25 ，分组实验，体会向心力大小的影响因素,回答下列问题

1.实验中采取了怎样的实验方法？

2.通过实验你得到了什么结论？

例1 (2014·抚顺高一检测)如图,小物体m与圆盘保持相对静止,

随盘一起做匀速圆周运动,则物体的受力情况是(　　)

A．受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用

B．摩擦力的方向始终指向圆心O

C．重力和支持力是一对平衡力

D．摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力

例2．如图所示，在双人花样滑冰运动中，有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥运动的精彩场面，目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角约为30°，重力加速度为g，估算知该女运动员(　　)

A．受到的拉力为G

B．受到的拉力为2G

C．向心加速度为3g

D．向心加速度为2g

例3如图所示，汽车减速经过水平弯路(可看做圆形轨道的一部分)，关于汽车向心力及合外力的分析正确的是(　 　)

A．汽车拐弯时向心力由汽车方向盘来提供

B．汽车拐弯时向心力由地面来提供，

       与线速度方向相反

C．汽车拐弯时所受合外力指向圆心方向

D．汽车拐弯时所受合外力可能指向如图虚线方向

6.向心力　

6.向心力　

通过展示两届世锦赛冠军庞清&佟健在2010年温哥华自由滑的视频，让学生不停地观察到大大小小的匀速圆周运动，并未他们杰出的表演叹为观止。点出课题：比赛让人激动兴奋，艺术如此美丽迷人，那么科学一样会让你沉醉而流连忘返。出示本节学习目标：（1）理解向心力的定义，知道其作用效果。 （2）掌握向心力公式，并能够应用其计算。 （3）知道变速圆周运动中物体所受的合外力和向心力的区别。

复习：1、向心加速度公式                     方向：                    

< >一、向心力
< >< >3、实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式

阅读教材“实验”部分，思考下面的问题：

(1)做匀速圆周运动的小球受到哪些力的作用?

合力产生了怎样的加速度？求合力大小和方向

(2)需要什么实验器材?

在实验中通过测量哪些量来计算匀速圆周运动的向心力？

表达式如何表示？

(3)实验结论：是验证向心力和合力相等。即：Fn=F合。

4、分析向心力的来源。

练一练：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？

< >在光滑水平面上做匀速圆周运动。

2、卫星绕地球运转的向心力是什么力提供的？

例1 (2014·抚顺高一检测)如图,小物体m与圆盘保持相对静止,

随盘一起做匀速圆周运动,则物体的受力情况是(　　)

A．受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用

B．摩擦力的方向始终指向圆心O

C．重力和支持力是一对平衡力

D．摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力

例2．如图所示，在双人花样滑冰运动中，有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥运动的精彩场面，目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角约为30°，重力加速度为g，估算知该女运动员(　　)

A．受到的拉力为G

B．受到的拉力为2G

C．向心加速度为3g

D．向心加速度为2g

二、变速圆周运动

物体做曲线运动时轨迹与所受的合外力F的情况如图，我们将力F分解得与V共线的力F1、与V垂直的力F2，讨论其中F1、F2的作用。

(1) 与速度同向的力F1只改变速度的______；

(2) 与速度垂直的力F2只改变速度的______（填大小或方向）

(3)做匀速圆周运动的向心力，只改变速度的           ，

不改变速度的              。

《优化方案》跟踪训练3

三、一般曲线运动

利用微元法将一般曲线分割为许多小段圆弧---圆周运动

探究内容

（1）“做一做”，体验向心力大小，具体环节如下：

阅读教材p25 ，分组实验，体会向心力大小的影响因素,回答下列问题

1.实验中采取了怎样的实验方法？

2.通过实验你得到了什么结论？

例1 (2014·抚顺高一检测)如图,小物体m与圆盘保持相对静止,

随盘一起做匀速圆周运动,则物体的受力情况是(　　)

A．受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用

B．摩擦力的方向始终指向圆心O

C．重力和支持力是一对平衡力

D．摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力

例2．如图所示，在双人花样滑冰运动中，有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥运动的精彩场面，目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角约为30°，重力加速度为g，估算知该女运动员(　　)

A．受到的拉力为G

B．受到的拉力为2G

C．向心加速度为3g

D．向心加速度为2g

例3如图所示，汽车减速经过水平弯路(可看做圆形轨道的一部分)，关于汽车向心力及合外力的分析正确的是(　 　)

A．汽车拐弯时向心力由汽车方向盘来提供

B．汽车拐弯时向心力由地面来提供，

       与线速度方向相反

C．汽车拐弯时所受合外力指向圆心方向

D．汽车拐弯时所受合外力可能指向如图虚线方向