§5.7 向心力教案

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1、§5.7向心力一、教学目标（一）知识与技能1、知道什么是向心力，理解它是一种效果力2、知道向心力大小与哪些因素有关。理解公式的确切含义，并能用来进行计算3、结合向心力理解向心加速度4、理解变速圆周运动中合外力与向心力的关系（二）过程与方法1、从受力分析来理解向心加速度，加深对牛顿定律的理解。2、通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并理解公式的含义。3、经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程，让学生领会解决问题从特殊到一般的思维方法。并学会用运动和力的观点分析、解

2、决问题。（三）情感态度与价值观1.通过亲身的探究活动，使学生获得成功的乐趣，培养学生参与物理活动的兴趣。2.经历从特殊到一般的研究过程，培养学生分析问题、解决问题的能力。3.实例、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，调动学生学习的积极性，培养学生的学习兴趣。二、教学重点1.理解向心力的概念和公式的建立。2.理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。3.运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。三、教学难点1.理解向心力的概念和公式的建立。2.运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。四、

3、教学过程1、引入师：同学们，在上节课的学习中，我们单纯从运动学角度用公式对匀速圆周运动的加速度进行了研究，得到的结论是：匀速圆周运动的加速度大小为，方向总是与速度方向垂直，始终指向圆心。于是我们把匀速圆周运动的加速度又称作向心加速度。师：今天我们将结合物体受力从动力学角度用公式来研究向心加速度。师：现在我们已知知道了匀速圆周运动的加速度的特点，有哪位同学能告诉我：物体做匀速圆周运动时所受的合外力有什么特点？生：根据公式，我们知道做匀速圆周运动的物体所受的合外力应该是第5页共5页，方向总是与速度垂直指向圆心。2、向心力师

4、：由于做匀速圆周运动的物体受到的合外力始终指向圆心，所以我们把匀速圆周运动物体所受的合外力又称作向心力。【定义】：做匀速圆周运动的物体所受的合外力由于指向圆心，所以该合外力又叫做向心力。师：做匀速圆周运动的物体所受的合外力真的指向圆心吗？下面我们结合几个实例体会验证一下这个结论。毕竟理论只有结合实际才能被更透彻地理解。①地球绕太阳的运动可以近似看成匀速圆周运动，试分析做匀速圆周运动的物体（地球）所有受的合外力的特点。【解析】：地球只受到太阳对它的吸引力，合力即为吸引力。该吸引力指向地球做圆周运动的圆心即日心。②光滑桌面

5、上一个小球，由于细绳的牵引，绕桌面上的图钉做匀速圆周运动。NGF【解析】：小球受重力、支持力、绳子的拉力。合力是绳子的拉力，方向沿绳子指向圆心（图钉）③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【解析】：物体受重力、支持力、静摩擦力。合外力为静摩擦力，方向指向圆心。NGf师：大家结合生活实验仔细体会向心力的定义，回答下面的问题。【问题】：向心力是不是像重力、弹力、摩擦力那样按性质来命名的？如果是，那么它的施力物体是什么？如果不是，那它是按什么来命名的？【解析】：向心力不是按性质命名的，它

6、只是做匀速圆周运动的物体所受的合外力。是按效果命名的。本质上它是做匀速圆周运动的物体所受的合外力，只是因为其特殊性：始终指向圆心。所以才把匀速圆周运动这种特殊运动下的合外力又叫做向心力。按效果命名的力还有：动力、阻力、压力、支持力等。【形象比方】:打个形象的比方：搬运工是什么人？男人？女人？小孩？还是老人？不能这样说。搬运工是个角色名称，只要做的是这个工作，它就可以冠以搬运工的名。一个大人做这个工作，则这个大人可以叫做搬运工；两个小孩做这个工作，则这两个小孩也可以叫做搬运工。【牢记】：向心力是效果力，不是按性质命名的新

7、的类型的力。例1、分析下面各种匀速圆周运动中向心力是由哪些力提供？①玻璃球沿碗（透明）的内壁在水平面内运动；或者漏斗里的运动，如图。（不计摩擦）第5页共5页NGθ【解析】：支持力、重力。向心力为重力与支持力的合力。由于这两个力的合力必须指向圆心，将支持力沿水平和竖直方向分解后就有如图所示的结论。②圆锥摆运动：细线下面悬挂一钢球，细线上端固定，设法使小球在水平面面上做圆周运动。【解析】：重力、绳子拉力。向心力为这两个力的合力，指向圆心。受力分析如下图FGθ【公式】:【单位】：N【方向】:总是与速度垂直，时刻指向圆心。3、

8、向心力的作用效果师：现在我们来讨论向心力的作用效果。力的作用效果可以物体的运动状态发生变化，要讨论力的作用效果，就是要讨论在该力作用下物体的运动状态是如何变化的。师：我们都知道在向心力的作用下物体做的是匀速圆周运动，那做匀速圆周运动的物体的运动状态是如何变化的？生：速度大小不变，方向不断变化。师：也就是说向心力的作用效果是只改变物