6.向心力教学设计内容推荐

6.向心力　 高中物理       人教2003课标版

（一）知识与技能

理解向心力的概念。
知道向心力大小与哪些因素有关。理解公式的确切含义，并能用来进行计算。
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。

（二）过程与方法

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，并理解公式的含义。

（三）情感、态度与价值观

在做一做中，培养动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。

感受成功的快乐，激发学习物理的兴趣。

教学重点

明确向心力的意义、作用、公式及其变形。

教学难点

如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。

课时安排

教师：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。为什么圆周运动的速度方向随时在改变呢？这节课我们来学习物体做圆周运动的动力学特征――向心力。

教师：指导学生阅读教材 “向心力”部分，思考并回答以下问题：

做匀速圆周运动的物体一定有加速度吗？为什么？
做匀速圆周运动的物体的加速度有什么特点？写出向心加速度的公式。
做圆周运动的物体一定受力吗？
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。

观察以下实例子。

想一想
放手后物体做什么运动？
分析讨论光滑平面上的小球的匀速圆周运动的向心力。提问并回答：
小球受哪些力的作用？
这几个力的合力是什么？沿什么方向？
这个合力起什么作用？
引导学生得出结论：
做匀速圆周运动的物体，合外力指向圆心，与速度V垂直

归纳得出

一、向心力

定义：做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力，这个力叫做向心力。
方向：总指向圆心，与速度垂直，方向不断变化。
效果：只改变速度方向，不改变速度大小。

注意：

向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质的力。
向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。

进一步分析实际例子；进一步理解向心力。

①方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向垂直）

②向心力的作用：只改变线速度的方向（或产生向心加速度）

③向心力是根据力的作用效果来命名的，它不是具有确定性质的某种力。它可以是某一个力，或者是几个力的合力来提供。

归纳分析向心力来源的思路。明确研究对象确定圆周运动所在的平面，明确圆周运动的轨迹、半径及圆心位置，进行受力分析，分析指向圆心方向的合力即向心力。

提出问题：向心力的大小与哪些物理量有关呢？

探究向心力的大小：

提出问题：向心力的大小与哪些因素有关？

猜想假设：Fn与m、r、ω有关。

设计实验：向心力演示器。

进行实验：控制变量法（定性分析）

保持r、ω一定，Fn 与m的关系；

      保持m、ω一定，Fn与 r的关系；

      保持r、m一定，Fn 与ω的关系；

用牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式。（定量分析）

得出结论：保r、ω一定Fn ∝m；

          保持m、ω一定Fn∝ r；

          保持r、m一定Fn ∝ω2；

Fn ＝m rω2

学生活动：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。学生代表发表自己的见解。

教师：帮助学生分析实例，引导学生解决疑难，回答学生提出的问题。

二、向心力的大小

1、公式：

2、单位： m－kg         r－m

          ω－rad/s     v－m/s

          Fn－N                      

点评，激发学生的思维，充分调动学习的积极性。通过学生发表见解，培养学生语言表达能力和分析问题的能力。

教师：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。

教师：实例分析：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、月球绕地球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？

学生活动：思考并回答问题：

1、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的向心力由水平面上的绳的拉力来提供.

2、月球和地球间的引力提供月球运转的向心力

3、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。

教师：指导学生两人一组，完成课本25页“做一做”栏目中的实验，自己感受向心力的大小。

学生活动：按照“做一做”栏目中的实验介绍，独立操作，在实验中获得体验。

点评：通过实验，增强学生的感性认识，同时激发学习物理学的兴趣。

4、变速圆周运动和一般曲线运动

教师：向心力能改变速度的大小吗？为什么？

学生：思考并发表见解。

教师：听取学生代表的发言，点评。

教生：设疑：我们在“做一做”的实验中，通过抡绳子来调节沙袋速度的大小，不就说明向心力可以改变速度的大小吗？这该怎样解释呢？

学生活动：认真阅读课本，思考并讨论问题，学生代表发表见解。

教师：听取学生见解，点评、总结。

点评：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。

教师：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？

点评：对学生注重物理学方法的教育。

（三）课堂总结、点评

教师：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

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。

课堂练习：多媒体展示。

方法总结：

1.学会分析向心力的来源；
2.学会利用向心力公式解决圆周运动问题；

3.一般曲线运动的研究方法。

一、向心力

1、定义：做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力，这个力叫做向心力。

2、方向：总指向圆心，与速度垂直，方向不断变化。

3、效果：只改变速度方向，不改变速度大小。

注意：

向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质的力。

①方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向垂直）

②向心力的作用：只改变线速度的方向（或产生向心加速度）

③向心力是根据力的作用效果来命名的，它不是具有确定性质的某种力。

二、向心力的大小

1、公式：

2、单位： m－kg         r－m

          ω－rad/s     v－m/s

          Fn－N              

设计一个实验，探究物体做圆周运动时所需要的向心力与那些因素有关？

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。

例如：与匀速圆周运动相关的物理量，在实验过程中可以取不同的数值。

     2、采用控制变量法，让其中某几个量保持不变，研究物体所受合力与其他量的关系。

     3、将不同情况下的研究结果加以比较，综合得出结论。

6.向心力　

6.向心力　

教师：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。为什么圆周运动的速度方向随时在改变呢？这节课我们来学习物体做圆周运动的动力学特征――向心力。

教师：指导学生阅读教材 “向心力”部分，思考并回答以下问题：

做匀速圆周运动的物体一定有加速度吗？为什么？
做匀速圆周运动的物体的加速度有什么特点？写出向心加速度的公式。
做圆周运动的物体一定受力吗？
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。

观察以下实例子。

想一想
放手后物体做什么运动？
分析讨论光滑平面上的小球的匀速圆周运动的向心力。提问并回答：
小球受哪些力的作用？
这几个力的合力是什么？沿什么方向？
这个合力起什么作用？
引导学生得出结论：
做匀速圆周运动的物体，合外力指向圆心，与速度V垂直

归纳得出

一、向心力

定义：做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力，这个力叫做向心力。
方向：总指向圆心，与速度垂直，方向不断变化。
效果：只改变速度方向，不改变速度大小。

注意：

向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质的力。
向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。

进一步分析实际例子；进一步理解向心力。

①方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向垂直）

②向心力的作用：只改变线速度的方向（或产生向心加速度）

③向心力是根据力的作用效果来命名的，它不是具有确定性质的某种力。它可以是某一个力，或者是几个力的合力来提供。

归纳分析向心力来源的思路。明确研究对象确定圆周运动所在的平面，明确圆周运动的轨迹、半径及圆心位置，进行受力分析，分析指向圆心方向的合力即向心力。

提出问题：向心力的大小与哪些物理量有关呢？

探究向心力的大小：

提出问题：向心力的大小与哪些因素有关？

猜想假设：Fn与m、r、ω有关。

设计实验：向心力演示器。

进行实验：控制变量法（定性分析）

保持r、ω一定，Fn 与m的关系；

      保持m、ω一定，Fn与 r的关系；

      保持r、m一定，Fn 与ω的关系；

用牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式。（定量分析）

得出结论：保r、ω一定Fn ∝m；

          保持m、ω一定Fn∝ r；

          保持r、m一定Fn ∝ω2；

Fn ＝m rω2

学生活动：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。学生代表发表自己的见解。

教师：帮助学生分析实例，引导学生解决疑难，回答学生提出的问题。

二、向心力的大小

1、公式：

2、单位： m－kg         r－m

          ω－rad/s     v－m/s

          Fn－N                      

点评，激发学生的思维，充分调动学习的积极性。通过学生发表见解，培养学生语言表达能力和分析问题的能力。

教师：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。

教师：实例分析：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、月球绕地球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？

学生活动：思考并回答问题：

1、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的向心力由水平面上的绳的拉力来提供.

2、月球和地球间的引力提供月球运转的向心力

3、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。

教师：指导学生两人一组，完成课本25页“做一做”栏目中的实验，自己感受向心力的大小。

学生活动：按照“做一做”栏目中的实验介绍，独立操作，在实验中获得体验。

点评：通过实验，增强学生的感性认识，同时激发学习物理学的兴趣。

4、变速圆周运动和一般曲线运动

教师：向心力能改变速度的大小吗？为什么？

学生：思考并发表见解。

教师：听取学生代表的发言，点评。

教生：设疑：我们在“做一做”的实验中，通过抡绳子来调节沙袋速度的大小，不就说明向心力可以改变速度的大小吗？这该怎样解释呢？

学生活动：认真阅读课本，思考并讨论问题，学生代表发表见解。

教师：听取学生见解，点评、总结。

点评：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。

教师：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？

点评：对学生注重物理学方法的教育。

（三）课堂总结、点评

教师：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

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。

课堂练习：多媒体展示。

方法总结：

1.学会分析向心力的来源；
2.学会利用向心力公式解决圆周运动问题；

3.一般曲线运动的研究方法。

一、向心力

1、定义：做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力，这个力叫做向心力。

2、方向：总指向圆心，与速度垂直，方向不断变化。

3、效果：只改变速度方向，不改变速度大小。

注意：

向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质的力。

①方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向垂直）

②向心力的作用：只改变线速度的方向（或产生向心加速度）

③向心力是根据力的作用效果来命名的，它不是具有确定性质的某种力。

二、向心力的大小

1、公式：

2、单位： m－kg         r－m

          ω－rad/s     v－m/s

          Fn－N              

设计一个实验，探究物体做圆周运动时所需要的向心力与那些因素有关？

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。

例如：与匀速圆周运动相关的物理量，在实验过程中可以取不同的数值。

     2、采用控制变量法，让其中某几个量保持不变，研究物体所受合力与其他量的关系。

     3、将不同情况下的研究结果加以比较，综合得出结论。