2.2、匀速圆周运动的向心力和向心加速度

1、第二章、匀速圆周运动2、匀速圆周运动的向心力和向心加速度教学设计思路：一、教学理念本节课的教学设计力图实现让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考”的教 学理念.在课堂教学中以问题为主线，倡导情景设置、生生交流，在自主、合作、探究的氛 围中，引导学生自己提岀问题，努力促使学生成为一个研究者、实践者、开拓者.二、教学方法改变学生的学习方式，努力引导学生进行自主探究式的学习.整个教学设讣始终崗绕问 题，引导学生进行交流并逐步解决问题.课堂上更多的时间留给学生发表自己的见解并相互 进行交流、讨论.转变学、教方式，努力体现学生的主体性，重视学生学习过程中思维的参 与和实践体验.三、教学手段通过学生

2、实际参与的体验圆周运动产生的条件的问题情景引导学生提出问题，激发学生的求 知欲.通过探究影响向心力大小的因素的实验增加学生的参匀深度，培养学生的科学探究精 神.学习任务分析：一、通过上一节的学习，学生已经具备学习向心加速度和向心力的能力，通过本节课进 一步提髙学生对已有知识的理解能力和分析、解决问题的能力.二、学生通过亲自实践探究和实验探究，共同协作，揭示影响向心力大小的因素，同时 让学生体验运用知识解决问题获得成功的喜悦，激发学生学习的兴趣.本节课中圆周运动的向心力是运动和力关系的深化和延伸，可以使学生进一步加深对力 的概念的认识.教材的重点是对物体做圆周运动的条件和向心力的决怎因素的探究.

3、圆周运 动是物体做曲线运动的特例.在本节课的教学中，引导学生由浅入深地从三个层次展开讨论.第一层次：在所设置的情景基础上，初步探讨得出物体做匀速圆周运动的条件一一要有 向心力的作用.第二层次：探究决泄向心力大小的因素.第三层次：认识向心加速度.通过上述三个层次的探究，学生对圆周运动向心力的认识就水到渠成了.教学重点难点：教学重点：归纳总结物体做圆周运动的条件；归纳影响向心力大小的因素.教学难点：归纳总结物体做圆周运动的条件.学习者分析：学生在学习本节内容之前，已经掌握如何描述匀速圆周运动.同时，学生已经较扎实地 掌握了动力学的分析方法，知逍力是改变物体运动状态的原因，已经系统地学习过物体做曲

4、线运动的条件的知识.学生已经完全具备了研究和学习圆周运动向心力的基本能力.教学目标：知识与技能1.通过对圆周运动实例的分析，归纳总结物体做圆周运动的条件，理解向心力的概念.mv2.归纳影响向心力大小的因素理解公式R的确切含义.CL=-3.理解加速度的概念，能利用公式氏计算向心加速度的大小.二、过程与方法1. 通过对物体做圆周运动的条件的体验式研究，通过对物理现象的观察、分析和归纳, 体会实验探究的方法.2. 通过对向心力大小决泄因素的研究，提高学生的科学探究能力，体会物理实验研究 的重要方法一一控制变量法.三、情感态度与价值观1. 通过亲身的探究活动，学生获得成功的乐趣，培养学生参与物理活动的

5、兴趣.2. 培养学生对科学的求知欲，乐于参与观察，敢于实验，体会实验在探索物理规律中 的作用和方法.3. 培养学生实事求是、尊重客观规律的科学态度，培养学生在实验中严谨、细致、耐 心的态度.教学准备：结实的细线拴着一个小钢球，J2130向心力演示仪，质量不同的小球（钢球、木球）， 多媒体投影设备.教学过程：引入新课:展示图片-这些物体为什么会做圆周运动？活动：感受向心力（P25）（用细线拴着一个小钢球在桌面上做圆周运动演示，也可请学生来做）提问：1、拉力的方向是怎样的？2、减小旋转的速度，拉力怎样变化？3、增大旋转半径，拉力怎样变化？4、松手后物体还能维持圆周运动吗？5、换一个质量较大的铁球进

6、行实验，拉力怎样变化？分析：小球在桌而上做匀速圆周运动时的受力分析：结论：FN与 G 相抵消，所以合力为 F小球在桌而上做匀速圆周运动时的力与运动分析:结论：合外力指向圆心，与速度 V垂直,只改变速度的方向，不改变速度的大小。一、什么是向心力讨论交流观察书 P25图中的两幅照片，思考月球、“旋转秋千”做匀速圆周运动时，它们会受到沿圆周切线方向的力的作用吗？月球、“旋转秋千”做匀速圆周运动时，它们的合力是否改变速度的大小？其方向与 线速度方向有什么关系？（学生回答）1、 向心力：物体做匀速圆周运动时所受的合力方向始终指向圆心，这个指向圆心的力 就叫做向心力。2、 向心力的方向：与速度垂直，始终指

7、向圆心（方向不断变化）；3、 向心力的作用效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小.4、 对向心力的理解：1向心力是以效果命名的力.2向心力可以由弹力提供，也可以由其他性质的力提供，可以由一个力提供，也可以 由几个力的合力提供。3如果没有向心力，做圆周运动的物体由于惯性将沿圆周的切线方向飞出。（做圆周运 动的条件）提问：向心力大小可能与哪些因素有关？（学生猜想）二、向心力的大小实验探究：探究向心力的大小 F与质量 m、角速度 3 和半径 r 之间的关系。1、实验仪器一一向心力演示器速圖周迄3、实验方法一一控制变量法（1）F 与 m的关系（保持 r、3立）（2）F 与 r 的关系（保持 m、 （

8、*一定）（3）F 与的关系（保持 r. m立）结论：F 8m F =km:r结论：F 8 G）2各量均用国际制单位表示，则 K二 1, F =mocr由 v= *)r,可得 F 二 mv:/r由 to = 2 Jt /T 可得：F 二 mr (45/T=)4、实验结论：向心力的大小 F 二 mrF = mv7r1、当 r、e泄时，向心力与质量成.正比2、当 m、r 一定时，角速度越大，向心力越大3、当 m、3泄时，运动半径越大，向心力越大讨论与交流 P27：为什么在向心力大小的两个表达式中，一个式子中向心力的大小与半径成正比，而 另一个式子中向心力的大小与半径成反比？它们相互矛盾吗？(请学生回

9、答)三、向心力的来源1.物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动F向=F合3.圆锥摆四、向心加速度=f2卫星绕地球运行1.泄义：由向心力产生的加速度叫向心加速度。2方向：沿半径指向圆心方向不断变化，是变加速运动单位：米每二次方秒（m./s2）3.物理意义：它是表示速度方向变化快慢的物理量。说明：向心力和向心加速度的公式同样适用于一般的圆周运动五、解决匀速圆周运动有关问题的方法和步骤（1）明确研究对象并对其进行受力分析（2）明确圆周运动的轨迹、半径及圆心位置，进一步求出物体所受的合力或向心力（3）由牛顿第二定律和圆周运动的运动学公式列方程（4）求解或者分析讨论木、巩固练习例题 1 （书 P28）例题

10、 2 （书 P29练习与评价 1）发展空间：（选讲）利用速度合成求向心加速度书 P29教学设计后记：一、 教学设计中的特色1注重以学生体验探究为主线；通过物理情景的创设引导学生探究，让学生感受到物 理源于生活.2.注重以学生为主体；无论是问题情景的创设还是对问题的探究，都努力创造条件让 学生参与，并努力增大参与而与思维量.二、 教学设计后的思考1.如何在有限的课堂时间内进行最具实效的合作探究？在课堂教学中， 要鼓励学生发 表自己的见解、提岀自己的问题，进行问题的交流、合作和探究，这是新课标和新课程所反 映的一个基本理念.但是，相对而言，探究有时是一个较长的过程，在有限的课堂时间内， 学生实际的合作探究过程有时显得较长.本教学设汁实际授课时间也并不宽裕.如何在有 限的课堂时间内进行最具实效的合作探究？关键在于教师，教师必须在保证学生自主、合作 探究的前提下做好引导.这也是