2017-2018学年高中物理必修2教案全集(33份) 人教课标版24(优秀教案)


向心力 教材分析 本节先举例说明物体做圆周运动时有向心力的作用,然后通过牛顿第二定律推导向心力 的公式,并用圆锥摆实验来验证向心力的表达式,理论与实践相结合,让学生体会科学之美, 进一步激发学生学习物理的积极性。 教材中的“做一做”通过质疑向心力是否只能改变速度的大小,进一步明确合力和向心 力的特点和关系,运动形式也从匀速圆周运动推广到变速圆周运动,进而扩展到一般曲线运 动。教材在这里将矢量的独立性原理应用于分析变速圆周运动(包括运动的合成与分解、力 的独立性原理等)。 这是圆周运动中很重要的一节,教师要善于利用已有知识让学生自己动手推导向心力公 式和进行正确的受力分析,进而获取求向心力的思路和方法。 学生不仅要学会从线速度、角速度、周期等物理量来求向心力,还要会从本质,(即从物 体受力分析角度)求向心力的来源,并灵活运用力的独立性原理来理解物体做一般曲线运动 的原因。 教学目标 知识与技能 1.理解向心力的概念、公式及物理意义。 2.了解变速圆周运动的概念及受力特征。 3.了解研究一般圆周运动的方法。 过程与方法 1.自觉地将牛顿第二定律运用于圆周运动。 2.运用运动的合成与分解和力的独立性原理分析变速圆周运动。 情感、态度与价值观 1.在实验中培养分析、解决问题的能力,提高思维水平。 2.体会矢量独立性原理的应用,激发学习物理的兴趣。 重、难点 .重点: 理解向心力的概念和公式 .难点: 掌握有关向心力的来源和相关特点

教学设计

导入新课

通过复习上一节向心加速度的定义和公式:an

?

v2 r

? ?2r

?

4? 2 T2

r

,引入向.心.力.的概念,

并根据牛顿第二定律推导出向心力的表达式。 一、匀速圆周运动的向心力
1.向心力为物体所受的合外力,即: F ? Fn

2.方向:始终与速度方向垂直,即始终沿半径方向指向圆心。

3.大小: F

?

Fn

? ma

?

mv 2 r

?

m? 2r

?

4? 2 m T2

r

4.引导学生用圆锥摆粗略验证向心力的表达式

(1)创设匀速圆周运动的情境

(2)设计测量的计算方法

(设疑并思考)①如何求物体的向心力及其合力?②如何测相关的物理量?(实验器材、

测量方法)

(3)测量并计算物体所受的合力
F ? mg tan? (其中 tan? ? r ) h
(4)测量并计算物体做匀速圆周运动需要的向心力

Fn

?

mv 2 r



Fn

?

m

4? 2 T2

r

()将 F 和 Fn 进行比较
()得出结论: F ? Fn
注意事项: ()小球运动时不能接触纸面,否则则不是圆锥摆
()为减少误差,测量周期时用秒表测出圈的总时间,则T ? t n
()为悬点到轨道面的竖直高度,即运动小球的球心距悬点的竖直高度,,而非悬点距纸 面的高度。
通过实验,引导学生思考生活中常见的圆周运动的向心力来源(多媒体课件) (1)月球围绕地球公转()弯道跑()花样滑冰()车辆转弯等 5.说明: (1)向心力是按效果命名,而非额外所受一个力,受力分析不能画这个力 (2)匀速圆周运动向心力合外力 (3)向心力是变力,方向始终指向圆心 (4)等式右边的向心力公式是确定的,解题关键是通过受力分析找到等式左边,即物体 所受的合外力。 思考: (如图)一物块随水平转盘匀速转动,分析其向心力的来源。有同学认为,物块有向前 运动的趋势,故静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反,即向后,而不是与运动方向垂直, 因此向心力不可能是静摩擦力。这种观点对么?

分析:静

A(B)
vt

r
?

? ? BB? ? vt tan? ? vt

B? A?

如图:

r r ,而

r ,当? 很小时, tan? ? ? ,故 O 、 B? 、 A? 共线,

即物块的相对运动趋势是沿半径向外,所以静摩擦力沿半径指向圆心。

二、变速圆周运动的向心力

.定义:当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时,物体做变.速.圆.周.运.动.。

.大小: F径

?

Fn

?

mv 2 r

(变速圆周运动的向心力不是合外力,而是合外力沿半径方向的分力。)

合 合

(引导学生思考两个分力的作用) 切向力:垂直半径方向的分力,产生切向加速度,只改变速度的大小 向心力:沿着半径方向指向圆心的分力,产生向心加速度,只改变速度的方向 三、一般曲线运动 在现实生活中,我们所见到的运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动,可以称为一. 般.曲.线.运.动.。 (引导学生思考)这种曲线运动各个地方的弯曲程度不同,我们该如何研究?

课堂小结: 1.向心力:

(1)公式: F

?

Fn

? ma

?

mv 2 r

? m? 2r

?

m

4? 2 T2

r

(2)向心力是效果力

(3)匀速圆周运动: F合

?

Fn

?

mv 2 r

?

m? 2r

?

4? 2 m T2

r

2.变速圆周运动的物体所受的合外力不指向圆心,切向的分力改变速度大小,半径方向 的分力改变速度方向(提供向心力)

3.研究一般曲线运动可以采用圆周运动的分析方法。 板书设计

第6节 向心力 一、匀速圆周运动的向心力 1.定义 2.方向 3.大小 4.向心力的来源 二、变速圆周运动 1.定义 2.条件 3.向心力的来源 三、一般曲线运动 教案反思

向心力是比较抽象的概念,学生不太容易理解,在教学设计时应尽量采用一些生活中的 现象和事例帮助其理解。本设计主要是通过多媒体展示,让学生分析生活中的圆周运动中向 心力的来源,加深对向心力和合外力关系的理解,并把力的独立性原理应用于理解变速圆周 运动和一般的曲线运动,教师应尽可能多地让学生多思考多讨论,充分体现以学生为主体的 教学理念。
学习是一件增长知识的工作,在茫茫的学海中,或许我们困苦过,在艰难的竞争中,或许我们疲劳过,在失败的阴影中,或许我们失望过。但我们发现自己的知识在慢慢的增长,从哑哑学语的婴 儿到无所不能的青年时,这种奇妙而巨大的变化怎能不让我们感到骄傲而自豪呢?当我们在学习中遇到困难而艰难的战胜时,当我们在漫长的奋斗后成功时,那种无与伦比的感受又有谁能表达出 来呢?因此学习更是一件愉快的事情,只要我们用另一种心态去体会,就会发现有学习的日子真好! 如果你热爱读书,那你就会从书籍中得到灵魂的慰藉;从书中找到生活的榜样;从书中找到自 己生活的乐趣;并从中不断地发现自己,提升自己,从而超越自己。 明天会更好,相信自己没错的! 我们一定要说积极向上的话。只要持续使用非常积极的话语,就能积累起相关的重要信息, 于是在不经意之间,我们就已经行动起来,并且逐渐把说过的话变成现实。


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