高中物理第二章圆周运动第2节向心力教案2粤教版必修2

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1、第2节向心力新课教学一、向心力1．向心力的概念【学生活动】在教师引导下对物块进行受力分析：物块受到重力、摩擦力与支持力。【教师活动】物块所受到的合力是什么？【学生活动】重力与支持力相互抵消，合力就是摩擦力。【教师活动】这个合力具有怎样的特点？【学生活动】思考并回答：方向指向圆周运动的圆心。【教师活动】得出向心力的定义：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力。（做好新旧知识的衔接，使概念的得出自然、流畅。）2．感受向心力【学生活动】学生手拉着细绳的一端，使带细绳的钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动。【教师活动】钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动，什么力使钢球

2、做圆周运动？【学生活动】对钢球进行受力分析，发现拉力使钢球做圆周运动。（设计意图：利用常见的小实验，让学生亲身体验，增强学生对向心力的感性认识。）【教师活动】也就是说，钢球受到的拉力充当圆周运动的向心力。大家动手实验并猜想：拉力的大小与什么因素有关？【学生活动】动手体验并猜想：拉力的大小可能与钢球的质量m、线速度的v、角速度、周期T，半径r有关。【教师活动】那么我们如何研究向心力与m、v、、T、r之间的关系呢？【学生活动】思考、讨论并回答：采用控制变量法，保持m、v、、T、r中的四个量不变，研究与剩下的一个量之间的关系。【教师活动】如果保持钢球的质量m、线速

3、度的v、角速度、周期T不变，半径r可以变化吗？【学生活动】在教师引导下根据各个物理量之间的关系思考并回答：半径r不能变化。【教师活动】那么我们怎样研究这几个物理量之间的关系呢？【学生活动】思考、讨论并回答：由于做匀速圆周运动的物体，v、、T，r这四个物理量中，只要有两个量确定了，其他两个量也就跟着确定了。所以只需要研究向心力与m，v、、T、r这四个物理量中两个物理量的关系。【教师活动】引导学生采用控制变量法做实验，体验向心力的大小。【学生活动】采用控制变量法做实验，体验向心力的大小。【教师活动】大家体验后，感觉向心力与哪些物理量有什么样的关系？【学生活动】根

4、据自己的体验并回答：质量m、半径r一定，线速度v越大，向心力越大；质量m、线速度v一定，半径r越大，向心力越大；质量m、半径r一定，周期T越大，向心力越小……（设计意图：积极引导学生猜想，并渗透实验方法：控制变量法的教学。）3．推导向心力的表达式【教师活动】这是向心力与各个物理量之间可能存在的定性关系。那大家能不能根据所学的知识，从理论上推导向心力的表达式。【教师活动】在教师引导下根据向心加速度的表达式和牛顿第二定律推导：因为,所以=【教师活动】理论推导证明：（设计意图：培养学生的数学推理能力，体验探究的过程。）4.粗略验证【演示实验】细线下面悬挂一个钢球，

5、细线上端固定在铁架台上。将圆形瓶盖置于水平桌面上，使钢球静止于瓶盖的圆心。用手带动钢球，让钢球获得初速度，使它沿圆形瓶盖边缘做圆周运动。【教师活动】钢球在做匀速圆周运动，那是什么力提供向心力？【学生活动】动手画图，对钢球进行受力分析，并在教师引导下找出提供向心力的合力。FTGF【教师活动】哪几个力提供向心力？向心力的大小如何？【学生活动】绳子的拉力和钢球的重力提供向心力。向心力的大小为。【教师活动】我们要验证向心力的表达式是否正确，那么需要测量向心力的大小，如何测量呢？【学生活动】讨论并回答：小球质量可以用天平测量，再乘以重力加速度，就是mg；小球重力mg可

6、以用弹簧秤测量；可以用圆周运动的半径与小球距悬点的竖直高度的比值算出。【教师活动】我们已经求出了向心力的大小，那如何求或者或者的大小？这三个关系式里，哪一条比较容易测量？【学生活动】思考并回答：。【教师活动】在这条表达式里，只需要测量周期T，我们有秒表，那么周期是测钢球圆周运动一圈的时间还是多圈的时间？【学生活动】测量多圈的时间，之后算出周期。【教师活动】为什么测量多圈的时间？【学生活动】测量多圈，时间较准确，误差较小。（设计意图：实验紧密联系生活，拉近科学与学生的距离，使学生感到科学就在身边。同时，在实验中引导学生分析、解决问题，以提高学生的实验能力。）5

7、．向心力是效果力【教师活动】学以致用，请大家用刚才所学的知识解释塑料球为什么可以在旋转的圆柱形空瓶做匀速圆周运动？【学生活动】思考并解释。【教师活动】播放自行车转弯的视频，并提问：自行车的弯道为什么要修成斜坡？【学生活动】观看视频并在教师引导下进行受力分析后发现：重力和斜坡对自行车的支持力的合力充当向心力。【教师活动】播放公园的转椅的视频，并提问：转椅上的人做匀速圆周运动，什么力充当向心力？【学生活动】观看视频并思考、回答：人受到的重力和椅子对人的支持力的合力充当向心力。【教师活动】这些例子都说明向心力只是一种效果力。只要是产生向心加速度的力，不管是重力、弹

8、力还是摩擦力，都可以是向心力。（设计意图：通过具体实