高中物理 4.2 向心力与向心加速度教案 鲁科版必修2

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1、4.2向心力与向心加速度[教学知识与技能]1、理解向心加速度和向心力的概念2、知道向心力和向心加速度。通过实验探究向心力的大小与质量、角速度、半径的定量关系。3、知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在圆周上某一点的向心力和向心加速度。4、能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力，通过实例认识向心力的作用及来源。[过程与方法]1、学会有关圆周运动的分析方法，培养理论联系实际的能力。2、能从日常生活中发现与物理学有关的问题，并能从物理学的角度比较明确地表述发现问题。3、尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用圆周运动的规律解决一些与生产和生活相关的实际问题。[情感态度与价值观]1、领略圆周运动

2、的神奇和谐，发展对科学的好奇心与学习物理知识的求知欲。2、乐于探究日常生活中的圆周运动所隐藏的物理规律，有将物理知识应用于生产和生活的意识。[教学重点]1、理解向心力和向心加速的概念。2、知道向心力大小F=mrω2=mν2/r，向心加速度的大小a=rω2=ν2/r，并能用来进行计算。[教学难点]1、匀速圆周运动的向心力和向心加速度都是大小不变，方向在时刻改变。2、理解向心力是按作用效果命名的效果力。[教学方法]：实验法、讲授法、归纳法、推理法[教学用具]：投影仪、多媒体、CAI课件、向心力演示器、钢球、铝球、细绳、印泥、白纸[教学过程]一、引入新课1、设置情景做“水流星”实验,并设下疑问：

3、为什么盛水的杯子以一定的速度做圆周运动，水不从杯里洒出，甚至杯子在竖直面内运动到最高点时，杯口已经朝下，水也不会从杯里洒出来？2、复习提问⑴物体分别做直线运动、曲线运动时，所受的合外力F合与速度ν0存在什么关系？⑵描述匀速圆周运动快慢的物理量有哪几个？这几个物理量有什么特点？3、引入：由于匀速圆周运动的速度方向时刻在变，所以匀速圆周运动是变速曲线运动。而力是改变物体运动状态的原因。那么做匀速圆周运动的物体所受合外力有何特点？它的大小、方向各怎样呢？加速度有如何呢？本节课我们就来共同学习这个问题。二、新课教学1、概念⑴向心力实验：①、在光滑的水平玻璃板上做实验a、用手击小球，使小球做圆周运动

4、b、当细铜丝从弹簧末端滑出时，小球沿着切线方向做匀速直线运动引导学生讨论、分析：当小球还没滑出去时，小球做什么运动，受到哪几个力的作用，合力是什么，有什么作用？②在光滑的玻璃板上套有一张白纸，同时将上述的小球沾上印泥，重复以上实验，把在纸上留下的运动轨迹展示给学生看，同样提问上述问题，并引导学生回答③通过讨论得到：做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合力的作用，这个力叫向心力。⑵向心加速度①定义：做匀速圆周运动的物体在向心力作用下，必然要产生一个加速度，这个加速度叫向心加速度。②方向：总是沿着半径指向圆心。2、向心力的大小让学生猜想向心力大小与哪些因素有关？实验研究F向与m、r、ω的关系

5、⑴实验方法：控制变量法⑵介绍向心力演示的构造和使用方法（3）实验过程a：质量不同的钢球和铝球，当它们运动的半径r和角速度ω相同时，比较向心力的大小b：两个质量相同的小球，保持运动半径相同，观察向心力与角速度之间的关系c：两个质量相同的小球，保持小球运动的角速度相同，观察向心力的大小与运动半径之间的关系。实验表格二球相同的物理量不同的物理量观察结果1r、ωmm越大，F向越大2m、ωrr越大，F向越大3m、rωω越大，F向越大实验结论：F向随r、w、m的增大而增大（4）总结得到：向心力的大小与物体质量m、圆周半径r和角速度ω都有关系，且给出公式：F向＝mrω23、向心加速度：a=rω2向心力的

6、大小还可以用F向=mν2/r来表达，同样向心加速度也可表示为a=ν2/r4、速圆周运动的特点⑴ν：大小不变，方向始终沿着各点的切线方向，是变速度⑵F：大小不变，方向始终指向圆心，是变力它的作用效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小⑶a：大小不变，方向始终指向圆心，是变加速度它是表示物体速度方向改变快慢的物理量以上各点说明了匀速圆周运动是变加速运动指出：当w一定时，a∝r当v一定时，a∝1/r5、接下来请同学们思考以下3个问题：⑴系着绳子的小球在水平面上做匀速圆周运动，其圆心在哪里，受到几个力的作用？向心力是什么？⑵系着绳子的小球在竖直平面上做匀速圆周运动，小球在最高点、最低点的受力情况如

7、何？(3)在圆柱筒内附有一物块，圆柱筒绕其轴线做匀速转动，则物块受到哪些力的作用？(4)使转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速圆周运动，转台与物体间没有相对滑动，物体受到哪些力的作用？向心力由什么提供的？（如图1）（如图2）（如图3）（如图4）讲评以上的3个问题，得出几点说明：①向心力的来源：做匀速圆周运动的物体所需要的向心力就是物体所受的合力②a的方向不断变化，所以匀速圆周运动是瞬时加速度的方向不断变化的变速运动③向