6.向心力教学设计第二课时

6.向心力　 高中物理       人教2003课标版

（一）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。

2.体验向心力的存在，会分析向心力的来源。

3. 掌握向心力的表达式，从牛顿第二定律角度理解向心力表达式。

4.初步了解“用圆锥摆祖略验证向心力的表达式”的原理。

（二）过程与方法

1.通过对匀速圆周运动物体的受力分析，理解其合外力与向心力的关系。

2.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，并学会测量、分析实验数据，获得实验结论。

3.经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程，让学生领会解决问题从特殊到一般的思维方法。并学会用运动和力的观点分析、解决问题。

（三）情感态度价值观

1.通过亲身的探究活动，使学生获得成功的乐趣，培养学生参与物理活动的兴趣。

2.经历从特殊到一般的研究过程，培养学生分析问题、解决问题的能力。

3.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

        通过前一节《向心加速度》的学习，学生已经知道了向心加速度的方向指向圆心，它描述了物体速度方向变化的快慢。于是根据牛顿第二定律可知，这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的力。因此将向心加速度的表达式代入牛顿第二定律即可得到向心力的表达式。 但由于错误的经验或者说是思维定势，学生往往认为向心力是一种新的力，因此“向心力不是一种新的力，而是根据作用效果命名的力”（即向心力的来源）对学生来说，将是个难点。

 重点： 向心力的概念、公式的建立以及对公式理解。

 难点： 分析向心力的来源。

1.提问：向心加速度的概念、方向、大小？

2.提问：加速度是怎么产生的？向心加速度又是怎么产生的？

1.实例分析：~光滑水平桌面上一个小球由于细线的牵引，绕桌面上的图钉做匀速圆周运动。向心加速度由什么力产生？

2.匀速圆周运动的向心力：

（1）向心力的定义： 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，产生向心加速度的原因一定是物体受到了指向圆心的合力， 这个力叫做向心力。

（2）匀速圆周运动这种运动形式的受力特征：合力就是向心力。

（3）向心力的方向：指向圆心，不断变化，总与速度垂直。

（4）向心力的大小：

（三）实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式

1.阅读与探讨：

（1）实验原理是什么？

（2）实验要测量哪些的物理量？

（3）测量时要注意什么？

2.进行实验：

（1）用公式计算的向心力：F_n=m(2π/T)²r=

（2）~通过力的合成计算的合力： F_合＝ mgr/h ＝

3.结论：~在实验允许的误差范围内，匀速圆周运动的合力就是向心力，向心力公式正确。

1.使水平转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速圆周运动，物体与转台间没有相对滑动。你可以分析物体受到的力吗？什么力提供向心力？

2.物体随着圆桶一起匀速转动时。向心力由什么力提供？

3.把一个小球放在漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一平面内做匀速圆周运动，如图，小球的向心力是由什么力提供的？

~器材：乒乓球和细绳

指导学生甩动乒乓球，使其分别做加速、匀速、减速的圆周运动，引导学生感受绳子的拉力，分析向心力。

~学生阅读课本P24思考回答以下问题：

1、变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？ 变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？

2、怎么分析研究一般的曲线运动？

~1.下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，正确的是（ ）

A．物体除受到其他的力外还要受到一个向心力

B．物体所受的合外力提供向心力

C．向心力是一个恒力

D．向心力的大小一直在变化

2.做匀速圆周运动的物体，其加速度的数值必定 （ ）

A．跟其角速度的平方成正比

B. 跟其线速度的平方成正比

C．跟其运动的半径成反比

D．跟其运动的线速度和角速度的乘积成正比

3.一个小球在竖直放置的光滑圆环的内侧槽内做圆周运动，如图所示，则关于小球加速度的方向的说法中正确的是（ ）

A．一定指向圆心

B．一定不指向圆心

C．只有在最高点和最低点时指向圆心

D．不能确定是否指向圆心

4.一根长0.5 m的绳，当受到4.9 N的拉力时会被拉断。在绳的一端拴上质量为0.2 kg的小球，使它在光滑的水平面上做匀速圆周运动，求拉断绳子的角速度。

~1.向心力的概念：指向圆心的合外力。

2.向心力的方向：总是指向圆心，与速度垂直，时刻变化。

3.向心力的效果：~只改变速度方向，不改变速度大小。

4.向心力的来源：~可以由重力、弹力、摩擦力中的某一个力， 或是某个力的分力，或几个力的合力所提供。

说明：向心力是根据效果命名的合外力，受力分析时向心力不存在

5.大小：

~~P25-26“问题与练习”1、2、3、4、5

6.向心力　

6.向心力　

1.提问：向心加速度的概念、方向、大小？

2.提问：加速度是怎么产生的？向心加速度又是怎么产生的？

1.实例分析：~光滑水平桌面上一个小球由于细线的牵引，绕桌面上的图钉做匀速圆周运动。向心加速度由什么力产生？

2.匀速圆周运动的向心力：

（1）向心力的定义： 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，产生向心加速度的原因一定是物体受到了指向圆心的合力， 这个力叫做向心力。

（2）匀速圆周运动这种运动形式的受力特征：合力就是向心力。

（3）向心力的方向：指向圆心，不断变化，总与速度垂直。

（4）向心力的大小：

（三）实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式

1.阅读与探讨：

（1）实验原理是什么？

（2）实验要测量哪些的物理量？

（3）测量时要注意什么？

2.进行实验：

（1）用公式计算的向心力：F_n=m(2π/T)²r=

（2）~通过力的合成计算的合力： F_合＝ mgr/h ＝

3.结论：~在实验允许的误差范围内，匀速圆周运动的合力就是向心力，向心力公式正确。

1.使水平转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速圆周运动，物体与转台间没有相对滑动。你可以分析物体受到的力吗？什么力提供向心力？

2.物体随着圆桶一起匀速转动时。向心力由什么力提供？

3.把一个小球放在漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一平面内做匀速圆周运动，如图，小球的向心力是由什么力提供的？

~器材：乒乓球和细绳

指导学生甩动乒乓球，使其分别做加速、匀速、减速的圆周运动，引导学生感受绳子的拉力，分析向心力。

~学生阅读课本P24思考回答以下问题：

1、变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？ 变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？

2、怎么分析研究一般的曲线运动？

~1.下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，正确的是（ ）

A．物体除受到其他的力外还要受到一个向心力

B．物体所受的合外力提供向心力

C．向心力是一个恒力

D．向心力的大小一直在变化

2.做匀速圆周运动的物体，其加速度的数值必定 （ ）

A．跟其角速度的平方成正比

B. 跟其线速度的平方成正比

C．跟其运动的半径成反比

D．跟其运动的线速度和角速度的乘积成正比

3.一个小球在竖直放置的光滑圆环的内侧槽内做圆周运动，如图所示，则关于小球加速度的方向的说法中正确的是（ ）

A．一定指向圆心

B．一定不指向圆心

C．只有在最高点和最低点时指向圆心

D．不能确定是否指向圆心

4.一根长0.5 m的绳，当受到4.9 N的拉力时会被拉断。在绳的一端拴上质量为0.2 kg的小球，使它在光滑的水平面上做匀速圆周运动，求拉断绳子的角速度。

~1.向心力的概念：指向圆心的合外力。

2.向心力的方向：总是指向圆心，与速度垂直，时刻变化。

3.向心力的效果：~只改变速度方向，不改变速度大小。

4.向心力的来源：~可以由重力、弹力、摩擦力中的某一个力， 或是某个力的分力，或几个力的合力所提供。

说明：向心力是根据效果命名的合外力，受力分析时向心力不存在

5.大小：

~~P25-26“问题与练习”1、2、3、4、5