2024-2025学年高中物理第二章圆周运动第2节向心力教案1粤教版必修2

PAGE5-向心力教学目标理解向心力的概念，知道向心力是依据效果来命名的，是一种效果力；通过演示试验来探究向心力大小的影响因素，验证匀速圆周运动的向心力公式，并能结合牛顿其次定律得出向心加速度的公式。通过对学生的启发，让学生学会通过物理现象去思索物理本质，通过列举生活中的圆周运动拉近科学与学生的距离，使学生感到科学就在身边。调动学生学习的主动性，培育学生的学习爱好。学情分析学生通过必修一的学习，理解了质量、力与加速度的关系，并会用限制变量法探讨某个物理量的影响因素。也学会了对物体进行简洁的受力分析，以及力的合成与分解。上一节学生也已经学习了描述圆周运动快慢的各个物理量及其关系，对匀速圆周运动有了确定的了解，这些都为本节课的学习奠定了基础，学生只知道匀速圆周运动是一种变速运动，线速度的方向时刻变更，但是为什么线速度的方向时刻在变更？是什么力变更了物体的这种运动状态，这个力又有什么特点，学生并不知道。因此，让学生带着这些疑问来学习本节的内容，他们确定会充溢爱好。重点难点重点：理解向心力的概念和公式，并能用来进行简洁的推断计算，会分析向心力的来源。难点：理解向心力是一种效果力，会分析向心力的来源，理解匀速圆周运动中的供求关系。教学过程情境导入封面图片导入：你坐过过山车吗？过山车是什么样的曲线运动？（学生回答）生活中的圆周运动还有许多，例如双人花样溜冰，丢链球等，老师还可以让学生自己列举生活中的圆周运动。设计意图是让学生发觉原来生活中有那么多的圆周运动，激发学生的爱好。教学过程1、感受向心力过度：物体做圆周运动须要满意什么条件吗？（以小球在光滑水平桌上运动为例）老师提问：小球为什么能做圆周运动？合外力有什么特点？（请学生回答）学生会回答是因为受到绳子拉力的作用。老师进一步提问：小球受到的仅仅是绳子拉力吗？是否还受到其他力？（设计目的是让学生学会全面看问题，不要漏掉某些力）经过老师的提示，学生立刻会想到除了绳子拉力，还有重力和支持力，而重力和支持力正好抵消，所以小球的合力就是绳子的拉力。正是这个指向圆心的合力使得小球做匀速圆周运动。回答前面的问题：做匀速圆周运动的物体必须要受到一个指向圆心的合外力，依据这个力的效果（指向圆心），把这个力叫做向心力。接着老师又提问：那么，向心力有什么特点呢？（由学生思索举手回答）学生可能的回答：向心力总是沿着半径指向圆心，垂直于物体的运动方向；向心力只变更物体的运动方向，而不变更物体速度的大小。（老师赐予确定或指引）2、向心力的大小问题探究：向心力的大小与什么因素有关呢？（体验：用绳子拉一个物体粗略感受向心力大小的影响因素）猜想：向心力的大小与质量，角速度，线速度，半径等有关。方法：限制变量法。老师说明：因为线速度，角速度和半径三者之间存在某种联系，为了简化试验，在探究时可以把线速度去掉，因此只要探究向心力与质量，角速度，半径的关系。观看视频：探究向心力大小的试验。（由于学校条件有限，本试验不能让每个学生都能动手操作，所以设计了观看视频这一环节）得出结论：向心力大小与物体的质量，角速度，运动半径有关。由更加精确的试验还可以定量得到向心力的计算公式其余的推导公式可以给时间让学生自行推出：老师说明：对于一个确定的匀速圆周运动，w和r大小不变，所以匀速圆周运动向心力的大小是不变的！3、向心加速度引入向心加速度：做匀速圆周运动的物体，在向心力的作用下，必定有一个与向心力相对应的加速度，那就是向心加速度。因为上学期已经学习了牛顿其次定律，所以这一部分的内容让学生在老师的指导下自行推出：老师提问：什么叫加速度？学生回答：加速度是表示速度变更快慢的物理量。老师追问：那么，向心加速度表示什么意思呢？引导：向心力只变更速度的方向，不变更速度的大小。因此所对应的向心加速度仅表示速度方向变更快慢的物理量。4、向心力的来源老师强调：通过上面的学习，学生知道了向心力是一种效果力，是物体做匀速圆周圆周运动时受到的合力，千万不能认为是物体受到的一个额外的力！老师讲解：向心力可以来源于重力、弹力、摩擦力，也可以由它们的合力或分力供应。下面举几个例子：实力分析1：地球围着太阳转（举这个例子的目的是为下一章学习万有引力做铺垫）万有引力（重力）供应向心力。实例分析2：汽车在水平地面转弯（这是生活中很常见的例子，激发学生的爱好，引起学生的求知欲）老师先让学生尝试分析是什么供应了向心力，学生可能回答得不对，老师加以订正。（向心力由路面对车轮的侧向静摩擦力供应）实例分析3：物体随着转盘一起转动（事实上可以看成是餐桌上的盘子随餐桌一起转动未打滑的状况，让学生体会现实生活中对应的物理模型）盘子的向心力由静摩擦力供应。实例分析4：洗衣机脱水筒FN供应向心力。 实例分析5：沿光滑碗内壁做圆周运动的小球。可以用两种方法求解：一是平行四边形定则；二是正交分解法。小球的向心力可以看成由重力和弹力的合力供应，也可以看成是由弹力的一个分力供应。（这个例子相对前面几个难度稍稍大了一点，