高中物理人教版第五章曲线运动向心力【省一等奖】

6.向心力教学设计（2016/12/27）甘肃省会宁县第二中学730799【摘要】做圆周运动的物体不沿直线飞去是因为它受到了力的作用，即向心力。【教学目标】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,计算简单情景中的向心力。4.从牛顿第二定律角度理解向心力表达式。5.初步了解“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的原理。6.会测量、分析实验数据，获得实验结论。【关键词】向心力研究向心力验证向心力公式【知识对比】知识点初中高中向心力初中未涉及了解向心力概念，体验向心力的存在，会分析向心力的来源向心力公式初中未涉及掌握向心力的表达式,计算简单情景中的向心力；从牛顿第二定律角度理解向心力表达式；了解“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的原理【课时安排】1课时—、向心力【问题导学】做圆周运动的物体为什么不沿直线飞去而沿着一个圆周运动呢？【情景引入】月球围绕地球做圆周运动的向心力是地球对月球的万有引力。一根绳子拉着一个小球在竖直平面内做圆周运动，小球的向心力是靠绳子的拉力和重力共同提供的；一个木块放在水平转台上随转台一起作圆周运动，木块的向心力是靠转台对它的静摩擦力提供的。那么什么是向心力呢？向心力根据牛顿第二定律，物体必须有力的作用才会产生加速度，因此做圆周运动的物体也必须有一个力的作用，这个力每时每刻都指向运动轨迹的圆心，因此取名向心力。其大小为：向心力是以力的作用效果来命名的，并不是一种新的力，它可以是重力，弹力或摩擦力，也可以是这些力的合力.对做匀速圆周运动的物体来说，其向心力就是它所受的合力。板书：1.向心力：做圆周运动的物体也必须有一个力的作用，这个力每时每刻都指向运动轨迹的圆心，因此取名向心力。2.大小：3.方向：每时每刻都指向运动轨迹的圆心,与运动速度方向垂直4.理解：应该指出的是，向心加速度和向心力的公式虽然是从匀速圆周运动推得的，但因为，因此，它们也适用于变速圆周运动。因为在很短一段时间内的变速运动可以看作匀速运动，这个思想我们在前面已经用到过。一般圆周运动的处理办法：绳子拉着小球在竖直平面内的运动是一种典型的变速圆周运动，如果小球在下图所示的位置时的速度为，那么它此时的向心加速度就是.将它所受的重力沿轨迹的切线方向和半径方向进行正交分解二、研究向心力【问题导学】向心力演示仪研究向心力，当研究几个物理量之间的关系时，采用控制变量法。【情景引入】实验步骤（1）向心力演示仪水平放置在桌面上.（2）将水平的传动皮带挂在两半径相同的变速轮上，即角速度相等，将质量不等的两球放在滑槽挡板处，使两球作圆周运动的半径相同，摇动手柄，随着转速的增加，两个标尺上露出的格数也随之增加，但质量大的一侧的始终比质量小的一侧的格数大，若质量之比为1:2，露出的格数之比为1:2，说明不变时，。（3）改变两小球的质量让其相等，让他们作圆周运动的半径不同，发现半径大的一侧的始终比半径小一侧的格数大，若半径之比为1:2，露出的格数之比为1:2，说明不变时，。（4）让两小球质量相等，作圆周运动的半径相同，将皮带放在半径不同的塔轮上时，由于线速度相同，则角速度不同，发现角速度大的一侧的始终比角速度小一侧的格数大，若角速度之比为1:3，露出的格数之比为1:9，说明不变时，下面利用多变量组合的方法组合起来：1.由不变时，可得=1\*GB3①2.由不变时，可得=2\*GB3②3.由不变时，可得=3\*GB3③=1\*GB3①代入=2\*GB3②得，=4\*GB3④=3\*GB3③代入=4\*GB3④得，即，这就是我们需要的向心力公式。三、验证向心力公式用圆锥摆粗略验证向心力的表达式,又四、一般的曲线运动运动轨迹即不是直线运动也不是圆周的圆周运动，可以称为一般的曲线运动。尽管曲线各个位置的弯曲程度不一样，但在研究时，可以把这条曲线分割成许多很短的小段，质点在每一小段的运动都可以看做圆周运动的一部分。这样在分析质点经过曲线上某一位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法来处理了。板书设计：一、向心力1.向心力：做圆周运动的物体也必须有一个力的作用，这个力每时每刻都指向运动轨迹的圆心，因此取名向心力。2.大小：3.方向：每时每刻都指向运动轨迹的圆心,与运动速度方向垂直4.理解：二、研究向心力1.由不变时，可得=1\*GB3①2.由不变时，可得=2\*GB3②3.由不变时，可得=3\*GB3③=1\*GB3①代入=2\*GB3②得，=4\*GB3④=3\*GB3③代入=4\*