作为一名默默奉献的教育工作者,时常要开展教案准备工作,借助教案可以让教学工作更科学化。来参考自己需要的教案吧!这里是可爱的小编给大家收集整理的《向心力与向心加速度》教案【优秀10篇】,仅供借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
高中物理向心力教案 篇一
一、教材分析
“向心力”编排在曲线运动倒数第二节,这部份知识是本章的重点,学好这部份知识,可以为学习下一章万有引力应用部份的内容做好必要的准备。
圆周运动是生活中一种典型的曲线运动,匀速圆周运动更是一种特殊运动,匀速圆周运动的运动规律在实际生活中有着广泛的具体应用。而匀速圆周运动的向心力与向心加速度的关系其实又是牛顿第二定律的具体应用。因此,本节课采用理论与实际相结合的教学方式,既能使教学过程变得生动有趣又能有效激发学生学习物理的兴趣。
教材在处理这部份知识时,改变原有教材的方法:新教材在前面一节已经利用矢量推导的方式得出向心加速度的公式,这节课利用牛顿第二定律由向心加速度的公式得出向心力公式,再通过实验验证做匀速圆周运动的物体受到的向心力公式,然后再简单介绍向心力公式也适用于非匀速圆周运动。这样的编排通过引导学生观察生活发现问题,通过实验探究规律,利用规律解决生活实际问题,让学生充分参与模型的形成、概念的建立和规律的探究,这种教学方式非常有利于学生科学思维的形成,并可以有效地激发学生学习匀速圆周运动的学习动机。
二、学生分析
向心力的学习是在学生已经掌握了匀速圆周运动的向心加速度公式和牛顿运动的基础之上进行的。
学生已经学习了牛顿运动定律,初步掌握了牛顿第二定律的数学表达式 ,并且学习了匀速圆周运动的向心加速度公式 ,所以,学生具有了理论推导匀速圆周运动的向心力公式的知识储备和方法储备。
匀速圆周运动是生活中一种典型的运动形式,在实际生活中有很多实际应用,在本节的学习过程中,学生通过观察生活实例发现问题,初步认识圆周运动的向心力,通过理论探究,学生分组实验验证来探究规律,利用规律解决生活实际问题,通过这个过程,激发学生学习物理的热情和兴趣,培养科学的思维方式和良好的实验动手能力。
在本节教学中,体验性实验与分组实验相结合,理论与实际生活相结合,采用科学灵活的授课方式和方法,为学生思维的形成和能力的培养提供了有力保障。
三、教学目标设计
1.知识与技?
(1)知道什么是向心力,理解它是一种效果力。
(2)理解向心力公式的确切含义,并能用来进行简单的计算。
(3)知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力,知道合外力的作用效果。
2.过程与方法
(1)通过对向心力概念的探究体验,让学生理解其概念。并掌握处理问题的一般方法:提出问题,分析问题,解决问题。
(2)在验证向心力的表达式的过程中,体会控制变量法在解决问题中的作用。
(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、解决问题。
3.情感态度与价值观
(1)经历从自己提出问题到自己解决问题的过程,培养学生的问题意识及思维能力。
(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。
四、重点难点分析
1.教学重点
(1)理解向心力的概念和公式的建立。
(2)理解向心力的公式。
(3)理解向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。
2.教学难点
(1)向心力的来源。
(2)理解向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。
五、教学流程设计
1.展示情景,提出问题
通过简单的实验,创设情景,引出向心力的概念。
2. 科学猜想,思维发散
鼓励学生大胆猜测,提出自己想要研究的问题,鼓励学生共同解决自己提出的一部分问题。
3. 实验验证
(1)用圆锥摆粗略验证向心力公式;
(2)用向心力演示仪验证向心力表达式。
4.变速圆周运动和研究一般曲线运动的方法。
5.课堂小结。
六、教学过程设计
(一)情景设疑,引入新课
通过多媒体课件展示几个圆周运动是实例,让先生思考:这些做圆周运动的物体为什么不会飞出去,而是老老实实地绕着一个中心点做圆周运动?
(物理就在我们的身边。匀速圆周运动是生活中一种典型的运动。匀速圆周运动在实际生活中有很多实际应用,因此,通过引导学生观察生活实例,可以有效地激发学生学习匀速圆周运动的学习动机,并为学生学习匀速圆周运动创设了良好学习情境。)
(二)感性认识,启发思维
自己动手制作一个圆周运动(用手抡一个被绳系着的小球)
由学生得出结论:做圆周运动的物体受到了拉力的作用
让学生分析这些力的指向有什么特点,并进一步归纳得出向心力的概念。
(体会媒体演示的内容,思考老师的问题。领会向心力的概念)
(三)科学猜想,思维发散
引导学生提出问题(可预设问题)
向心力教案 篇二
知识与技能:
知道向心力的概念、来源、公式及其物理意义。
知道研究一般曲线运动采用圆周运动分析的方法和依据。
过程与方法:
通过学习,将牛顿第二定律自觉地从直线运动迁移到圆周运动中来。
情感态度与价值观:
通过讨论与交流,培养学生思维能力和分析能力,培养学生探究问题的热情。 重点 向心力的概念,与向心加速度的关系 难点 向心力的来源 教具 多媒体、学案 教学要点:向心力的概念、来源、公式及其物理意义
特别关注:向心力的来源
知识链接:向心加速度、牛顿第二定律
教学流程: 环节 教 学 内 容 师 生 互 动 设 计 意 图 课前
汇报 向心加速度物理意义、公式 代表发言进行汇报,大家认真聆听,评价及进行补充 为新课打基础 定向
导学
自主
学习
合作
探究 加速度是由合力产生,那么向心加速度是怎样产生的?本节课我们就来研究这个问题。
一、匀速圆周运动与向心力
1.向心力:做匀速圆周运动的物体受到 的合力。
2.公式:Fn= 或Fn= 。
3.来源:匀速圆周运动中向心力可能是物体所受外力的 ,也可能是某个力的分力。向心力是按 命名的力,它可由重力、弹力、摩擦力等提供,也可以是这些力的合力或它们的分力来提供。
4.作用:产生 ,改变线速度的方向。
1.装置:细线下面悬挂一个钢球,用手带动钢球使它在某个水平面内做 ,组成一个圆周摆,如图所示。
教师提出问题
学生认真聆听、思考,准备进入新课的学习。
阅读教材,完成学案。
通过实例,得出向心力名称的由来。
结合牛顿第二定律及向心加速度的公式推导向心力的公式。
学生分小组进行探究,教师指导。 交代本节主要研究方向,提醒学生进入状态。
阅读教材,提取精华。
通过情景展示,让学生初步认识到向心力的来源和方向。
精讲
点拨
有效
训练
展示
交流 2.求向心力及合力:
(1)可用Fn= 计算钢球所需的向心力。
(2)可计算 和 的合力F合。
3.结论:代入数据后比较计算出的向心力Fn和钢球所受合力F合的大小,即可得出结论:钢球需要的 等于钢球所受外力的 。
例题:如上图所示,将一质量为m的摆球用长L的细绳吊起,上端固定,使摆球在水平面内做匀速圆周运动,细绳就会沿圆锥面旋转,这样就构成了一个圆锥摆,则关于圆锥摆的受力情况,下列说法正确的是 ( )
A.摆球受重力、拉力和向心力的作用
《向心力》教学设计 篇三
一、教材分析
1、在教材中的地位作用
《向心力的实例分析》是学生在学习了圆周运动、向心力与向心加速度之后的一节应用课,也是必修2中的重点内容。并且在整本教材中起到了承上启下的作用,本节课从力和运动的角度对匀速圆周运动进行了较深入的研究,既能够加深学生对前面学习的匀速圆周运动基本规律的理解,又为接下来要研究的天体运动和带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动等问题奠定了基础。并且本节课与人们的日常生活联系密切,因此,学好本节课,既可以提高学生对学习物理的兴趣,又为接下来更好地掌握物理规律打下良好的基础。
根据新课程标准的要求以及教材的具体内容,我从如下三个维度来确定本节课的教学目标:
2、三维教学目标
1)知识与技能
(1)知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度,它就是圆周运动的物体所受的向心力、会在具体问题中分析向心力的来源。
(2)能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例。
(3)知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动,会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度。
2)过程与方法
(1)通过对匀速圆周运动的实例分析,渗透理论联系实际的观点,提高学生分析和解决问题的能力。
(2)通过匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用,渗透特殊性和一般性之间的辩证关系,提高学生的分析能力。
(3)通过对离心现象的实例分析,提高学生综合应用知识解决问题的能力。
3)情感、态度与价值观
(1)通过对几个实例的分析,使学生明确具体问题必须具体分析,理解物理与生活的联系,学会用合理、科学的方法处理问题。
(2)通过离心运动的应用和防止的实例分析、使学生明白事物都是一分为二的,要学会用一分为二的观点来看待问题。
(3)养成良好的思维表述习惯和科学的价值观。
3、教学重点和难点
教学重点:理解向心力是一种效果力;在具体问题中能找到是谁提供向心力的,并结合牛顿运动定律求解有关问题。
教学难点:具体问题中向心力的来源;关于对临界问题的讨论和分析;对变速圆周运动的理解和处理。
二、教学方法
基于学生的这种现状,这节课我采用的教学方法是:整堂课采用启发式教学,利用演示实验使凹凸桥等抽象问题形象化,通过演示实验启发学生思考、分析、归纳物理问题及规律,并采用问题教学与讨论式教学相结合的教学方法,通过提出合理有效的问题,引发学生思考,并适时组织学生进行讨论,使对学生来说比较困难的问题,在学生们思维与思维的碰撞过程中自行解决。以充分体现学生的主体地位。
三、学法指导
虽然本节课的理论探究性更强,但鉴于学生认识的一般规律,还是应该以丰富翔实的物理情景做载体去物理规律在生活中应用。所以学生应当采取这样学习方法:
1、在具体的物理情景及老师的引导下进行探究式学习,体现由物讲理的基本方法。
2、学生应当在具体的物理情景中学会独立的思考与分析,演绎推理、归纳与总结。具体的做法应当是在物理情景中去思考我们的问题,分析它的特点,用我们已掌握的知识进行探究式的演绎推理,最后去归纳总结新的物理规律。
3、总之,学生要学会学习知识的来龙去脉,搞清楚从哪“来”往哪“去”,这是最重要的学习方法。
四、学情分析
为了更好地实现教学目标,突破重点、化解难点,就要对学生的学情有一个具体的了解。通过前面的学习,学生已经具备了匀速圆周运动规律等的基础知识,但在公式的熟练应用上还存在有问题;在思维能力上,高一学生已经具备了一定的形象思维能力,但逻辑思维与抽象思维能力还比较差。
五、教学用具
多媒体课件
六、教学程序设计
(一)新课导入
复习提问:请同学们回顾并叙述出对于圆周运动你已经理解和掌握了哪些基本知识?(用线速度、角速度、转速和周期等来描述做圆周运动物体的运动快慢;知道了圆周运动一定是变速运动,一定具有加速度;掌握了对于圆周运动的有关问题还必须通过运用牛顿第二定律去认真分析和处理。)
(二)新课教学
1、铁路的弯道
6.8—1并提出问题:火车受几个力作用?这几个力的关系如何?
火车受到4个力的作用,各为两对平衡力,即合外力为零。其中重力和支持力的合力为零,牵引力和摩擦力的合力为零,那火车转弯时情况会有何不同呢?
提出问题:
(1)转弯与直线前进有何不同?
(2)画出受力示意图,并结合运动情况分析各力的关系?(转弯时火车的速度方向在不断变化,故其一定有加速度,其合外力一定不为零。)
转弯时合外力不为零,即需要提供向心力,而平直路前行不需要,那么火车转弯时是如何获得向心力的?进一步受力分析得:需增加的一个向心力(效果力),由铁轨外轨的轮缘和铁轨之间互相挤压而产生的弹力提供。
问题:挤压的后果会怎样?(由于火车质量、速度比较大,故所需向心力也很大。这样的'话,轮缘和铁轨之间的挤压作用力将很大,导致的。后果是铁轨容易损坏,轨缘也容易损坏。)
那么应该如何解决这一实际问题,结合学过的知识加以讨论,提出可行的解决方案,并画出受力图,加以定性说明。
交流与讨论:学生发挥自己的想象能力,结合知识点设计方案,结合受力图发表自己的见解……如图6.8—l所示:(火车受的重力和支持力的合力提供向心力,对内外轨都无挤压,这样就达到了保护铁轨的目的。)请同学们运用刚才的分析进一步讨论:实际的铁路上为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制?
2、拱形桥
问题:质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶,若桥面的圆弧半径为只R,试画出受力分析图,分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力?通过分析,你可以得出什么结论?
在最高点,对汽车进行受力分析,确定向心力的来源;由牛顿第二定律列出方程求出汽车受到的支持力:由牛顿第三定律求出桥面受到的压力:F’N=G—mv2/r可见,汽车对桥的压力F’N小于汽车的重力G,并且压力随汽车速度的增大而减小。
请同学们进一步考虑当汽车对桥的压力刚好减为零时,汽车的速度有多大。当汽车的速度大于这个速度时,会发生什么现象?(把F’N=0代人上式可得,此时汽车的速度为,当汽车的速度大于这个速度时,就会发生汽车飞出去的现象。这种现象我们在电影里看到过。)
下面再一起共同分析汽车通过凹形桥最低点时,汽车对桥的压力比汽车的重力大些还是小些?(汽车通过凹形桥最低点时,汽车对桥的压力比汽车的重力大。)
如果汽车不在拱形桥的最高点或最低点,前面的结论还是否能用?如果不能直接运用,又如何来研究这一问题呢?(前面的结论能直接运用,不过此时物体的向心加速度不等于物体的实际加速度,即要用上一节研究变速圆周运动的方法来处理。)
课堂训练
例1:一辆质量m=2。0t的小轿车,驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面,重力加速度g=10m/s2、求:
(1)若桥面为凹形,汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时,对桥面压力是多大?
(2)若桥面为凸形,汽车以l0m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是多大?
(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力?
解:
(1)汽车通过凹形桥面最低点时,在水平方向受到牵引力F和阻力f,在竖直方向受到桥面向上的支持力N1和向下的重力G=mg,如图6、8—2所示:圆强形轨道的圆心在汽车上方,支持力Nl与重力G=mg的合力为N1—mg,这个合力就是汽车通过桥面最低点时的向心力,即F向=N1—mg。由向心力公式有:N1—mg=mv2/R。
3、航天器中的失重现象
从刚才研究的一道例题可以看出,当汽车通过拱形桥凸形桥面顶点时,如果车速达到一定大小,则可使汽车对桥面的压力为零,如果我们把地球想象为特大的“拱形桥”,则情形如何呢?会不会出现这样的情况;速度达到一定程度时,地面对车的支持力是零?这时驾驶员与座椅之间的压力是多少?驾驶员躯体各部分之间的压力是多少?他这时可能有什么感觉?
假设宇宙飞船质量为M,它在地球表面附近绕地球傲匀逮圆周运动,其轨道半径近似等于地球半径R,航天员质量为m,宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力,试求座舱对宇航员的支持力,此时飞船的速度多大?通过求解,你可以得出什么结论?(运用牛顿第二定律可解得:宇宙飞船的速度为,再对宇航员进行分析可得,此时座椅对宇航员的支持力为零,即航天员处于失重状态。)
4、离心运动
做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用,它会怎样运动呢?如果物体受的合力不足以提供向心力,它会怎样运动呢?发表你的见解并说明原因。(做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用,它会沿切线飞出去,如体育中的“链球”运动,运动员手一放后,“链球”马上飞了出去。)
如果向心力突然消失,物体由于惯性,会沿切线方向飞出去。
如果物体受的合力不足以提供向心力,物体虽不能沿切线方向飞出去、但会逐渐远离圆心、这两种运动都叫做离心运动。
讨论与思考:请同学们结合生活实际,举出物体做离心运动的例子,在这些例子中,离心运动是有益的还是有害的?你能说出这些例子中离心运动是怎样发生的吗?
板书设计
第3节向心力的实例分析
1、铁路的弯道
(1)讨论向心力的来源:
(2)外轨高于内轨时重力与支持力的合力是使火车转弯的向心力。
(3)讨论:为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制?
2、拱形桥
(1)思考:汽车过拱形桥时,对桥面的压力与重力谁大?
(2)圆周运动中的超重。失重情况。
3、航天器中的失重现象
4、离心运动
(1)离心现象的分析与讨论。
(2)离心运动的应用和防止。
向心力优秀教案 篇四
【教学目标】
一、知识与能力
1、知道向心力的定义和方向,通过实例认识向心力的作用效果及来源。
2、通过实验理解向心力的大小与哪些因素有关,初步掌握向心力的公式并可以进行计算。
3、知道向心加速度及其公式,能运用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力及向心加速度。
4、经历向心力和向心加速度的概念形成过程的体验,大胆发表自己对有关问题的认识。
二、过程与方法
通过向心力理论分析到实验探究,培养学生用理论指导实践的素养和能力。
三、情感态度与价值观
培养学生观察生活,思考生活现象的能力,同时培养学生大胆分析及勇于探究的科学素养,以及尊重实验、实践的客观唯物精神。
【教学重点】
向心力概念的建立及实验探究向心力的大小是教学重点。
【教学难点】
向心力概念的建立及实验探究向心的大小也是教学难点。通过简单实例及分组实验加强感知,突破难点。
【教具准备】
1、小球、细绳和光滑木板16套
2、小链球16对。
3、向心力演示器16台。
4、课件。
【教学过程】
一、引入新课
欣赏视频:我国选手赵宏博和申雪在06年冬奥会花样滑冰比赛中,以精彩表演获得金牌,为国争光。视频中申雪的运动可以近似看成什么运动?(学生回答:匀速圆周运动),其运动状态时刻改变的原因是什么?(学生回答:受到合外力)有力就会产生(加速度)。这节课我们共同探究做匀速圆周运动的物体合外力及加速度的特点。
板书:向心力与向心加速度
向心力优秀教案 篇五
一、教学目标
1.物理知识方面:
(1)理解匀速圆周运动是变速运动;
(2)掌握匀速圆周运动的线速度、角速度、周期的物理意义及它们间的数量关系;
(3)初步掌握向心力概念及计算公式。
2.通过匀速圆周运动、向心力概念的建立过程,培养学生观察能力、抽象概括和归纳推理能力。
3.渗透科学方法的教育。
二、重点、难点分析
向心力概念的建立及计算公式的得出是教学重点,也是难点。通过生活实例及实验加强感知,突破难点。
三、教具
1.转台、小伞;
2.细绳一端系一个小球(学生两人一组);
3.向心力演示器。
四、主要教学过程
(一)引入新课
演示:将一粉笔头分别沿竖直向下、水平方向、斜向上抛出,观察运动轨迹。
复习提问:粉笔头做直线运动、曲线运动的条件是什么?
启发学生回答:速度方向与力的方向在同一条直线上,物体做直线运动;不在同一直线上,做曲线运动。
进一步提问:在曲线运动中,有一种特殊的运动形式,物体运动的轨迹是一个圆周或一段圆弧(用单摆演示),称为圆周运动。请同学们列举实例。
(学生举例教师补充)
电扇、风车等转动时,上面各个点运动的轨迹是圆大到宇宙天体如月球绕地球的运动,小到微观世界电子绕原子核的运动,都可看做圆周运动,它是一种常见的运动形式。
提出问题:你在跑400米过弯道时身体为何要向弯道内侧微微倾斜?铁路和高速公路的转弯处以及赛车场的环形车道,为什么路面总是外侧高内侧低?可见,圆周运动知识在实际中是很有用的。
引入:物理中,研究问题的基本方法是从最简单的情况开始。
板书:匀速圆周运动
(二)教学过程设计
思考:什么样的圆周运动最简单?
引导学生回答:物体运动快慢不变。
板书:1.匀速圆周运动
物体在相等的时间里通过的圆弧长相等,如机械钟表针尖的运动。
思考:匀速周圆运动的一个显著特点是具有周期性。用什么物理量可以描述匀速圆周运动的快慢?
(学生自由发言)
板书:2.描述匀速圆周运动快慢的物理量
恒量。
当t很短,s很短,即为某一时刻的瞬时速度。线速度其实就是物体做圆周运动的瞬时速度。当物体做匀速圆周运动时,各个时刻线速度大小相同,而方向时刻在改变。那么,线速度方向有何特点呢?
演示:水淋在小伞上,同时摇动转台。观察:水滴沿切线方向飞出。
思考:说明什么?
师生分析:飞出的水滴在离开伞的瞬间,由于惯性要保持原来的速度方向,因而表明了切线方向即为此时刻线速度的方向。
板书:方向:沿着圆周各点的切线方向。如图3。
单位:rad/s。
(3)周期:质点沿圆周运动一周所用的时间。如:地球公转周期约365天,钟表秒针周期60s等,周期长,表示运动慢。
(角速度、周期可由学生自己说出并看书完成)
板书:(师生共同完成)
思考:物体做匀速圆周运动时,v、、T是否改变?(、T不变,v大小不变、方向变。)
讲述:匀速周周运动是匀速率圆周运动的简称,它是一种变速运动。
提出问题:匀速圆周运动是一种曲线运动,由物体做曲线运动的条件可知,物体必定受到一个与它的速度方向不在同一条直线上的合外力作用,这个合外力的方向有何特点呢?
学生小实验(两人一组):
线的一端系一小球,使小球在水平面内做匀速圆周运动。小球质量很小(可用橡皮塞等替代),甩动时线速度尽量大,小球重力与拉力相比可忽略,以保证拉线近似在水平方向。
观察并思考:
①小球受力?
②线的`拉力方向有何特点?
③一旦线断或松手,结果如何?
(提问学生后板书并图示)
概括:要使物体做匀速圆周运动,必须使物体受到与速度方向垂直而指向圆心的力作用,故名向心力。
板书:3.向心力:物体做匀速圆周运动所需要的力。
提出问题:向心力的大小跟什么因素有关?
(学生自己设想,用刚才的仪器做小实验,凭感觉粗略体验。学生经实验、讨论有了自己的看法后,自由发言。)
演示实验(验证学生的设想):研究向心力跟物体质量m、轨道半径r、角速度的定量关系。
提问:实验时能否让三个量同时变。
保持两个量不变,使一个量变化。
实验装置:向心力演示器。
演示:摇动手柄,小球随之做匀速圆周运动。
提问:向心力由什么力提供?如何测量?
小球向外压挡板,挡板对小球的反作用力指向转轴,提供了小球做匀速圆周运动的向心力,两力大小相等,同时小球压挡板的力使挡板另一端压缩套在轴上的弹簧,弹簧被压缩的格数可以从标尺中读出,即显示了向心力大小。
演示内容:
①向心力与质量的关系:、r一定,取两球使mA=2mB观察:(学生读数)FA=2FB结论:向心力Fm
②向心力与半径的关系:m、一定,取两球使rA=2rB观察:(学生读数)FA=2FB结论:向心力Fr
③向心力与角速度的关系:m、r一定,使A=2B观察:(学生读数)FA=4FB结论:向心力F2
归纳:综合上述实验结果可知:物体做匀速圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比,与半径成正比,与角速度的二次方成正比。但不能由一个实验、一个测量就得到一般结论,实际上要进行多次测量,大量实验,但我们不可能一一去做。同学们刚才所做的实验得出:m、r、越大,F越大;若将实验稍加改进,如课本中所介绍的小实验,加一弹簧秤测出F,可粗略得出结论(要求同学回去做)。我们还可以设计很多实验都能得出这一结论,说明这是一个带有共性的结论。测出m、r、的值,可知向心力大小为:F=mr2。
反馈练习:
①对于做匀速圆周运动的物体,下面说法正确的是:A速度不变;B速率不变;C角速度不变;D周期不变。
②如图7为一皮带传动装置,在传动过程中皮带不打滑。试比较轮上A、B、C三点的线速度、角速度大小。
③物体做匀速圆周运动所需要的向心力跟半径的关系,有人说成正比,有人说成反比。你对这两种说法是如何理解的?
④(前后呼应)解释跑400m弯道时身体为何要倾斜等一类问题。(火车拐弯要求课后看书)
五、课堂小结
1.科学方法
①点明建立概念的过程:是通过大量实例,概括抽象出本质的内容,即由个别到一般的思维过程。
②点明实验归纳的过程:必须经过多次实验,必须有足够的事实,由多个特殊的共同结论才能归纳出一般情况下的结论。
2.知识内容:(见板书)
3.对向心力的理解:向心力并不是一种特殊性质的力,它的名称只是根据始终指向圆心这一作用效果来命名的。下节课再进一步讨论。
六、说明
1.向心力、向心加速度的讲授顺序。向心力概念的建立有两条途径:一是先通过实验建立向心力概念,归纳出向心力公式,再推出向心加速度;二是先通过理论推导导出向心加速度,再推出向心力。
先讲加速度,理论推导严谨,又能训练学生的推理能力,但方法较抽象,对基础差的学生难度较大。考虑到我所任班级学生的实际情况,我选用了先讲向心力,降低了难度,便于学生理解、接受,现行必修教材采用的也是这一顺序。不足之处是:由于实验存在误差,只能粗略得出结论,而且课堂不可能做很多实验,实验归纳的事实不足。解决的关键是尽量减小实验误差,补充实例,弥补实验事实不足的缺陷。
2.对向心力的教学,本节完成了感知、概括、定义,即完成了个别到一般的过程和简单的再认。而进一步的再认即一般到个别,留待下节完成,所以本节对向心力的要求教学目标定为初步掌握。
向心力教案 篇六
一、教材分析
课标分析:能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。
教材地位:《向心力》一节是普通高中课程标准试验教科书必修2第六章曲线运动的重点、难点,具有承前启后的作用。它既是本章知识的一个拐点,又是本章内容拓展的重要基础;通过学习,既能使学生从对圆周运动的表面认识上升到理论分析,又能让学生从生活中的圆周运动分析提高到对天体运动及带电粒子在电磁场中的运动的分析及推演。同时,《向心力》一节能够充分体现力和运动的在物理学中的重要性,是运动与力关系学习的好素材。
二、学情分析
学生通过前面的学习,理解了质量、力与加速度的关系,了解了描述圆周运动的各个物理量及其关系,认识了匀速圆周运动指向圆心的向心加速度,并且学生已经经历了同学之间相互协作、相互讨论、相互交流及最后的成果展示的学习过程,具备了处理问题的一般思路方法:提出问题—分析问题—解决问题。
三、教学目标
(一)知识与技能
1.了解向心力概念,知道向心力是根据力的效果命名的一种力。
2.知道向心力大小与哪些因素有关,并能用来进行简单的情景计算。
3.知道在变速圆周运动中,合外力的法向分力提供了向心力,切向分力用于加速。
4.知道一般曲线运动的处理方法。
(二)过程与方法
1.通过对向心力概念的探究体验,让学生理解其概念的内涵。并熟悉处理问题的一般方法:提出问题、分析问题、解决问题
2.在验证向心力表达式的过程中,体会物理实验在处理问题中的作用。
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。并学会用力和运动的观点来分析、解决问题。
(三)情感态度价值观
1.经历从自己提出问题到自己解决问题的过程,培养学生的问题意识及思维能力。
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。
四、教学重点、难点
1.教学重点
理解向心力的概念、公式及匀速圆周运动中供求关系,并能用来进行简单的判断计算。会分析向心力的来源
2.教学难点
理解向心力是一个效果力,会分析向心力的来源,理解匀速圆周运动中供求关系
五、教学过程
教学程序 教学内容 学生活动 思维对话 课前活动 学生实验:
以电动玩具赛车作为研究对象,如图所示,在地上画出一圆周作为赛车的轨道。将绳子穿过一个空心笔杆,绳子的一端系玩具赛车,另一端系一个弹簧测力计。注意观察弹簧测力计的示数。
相互合作
观察现象
现象:
小赛车做匀速圆周运动时弹簧测力计上有示数且大小不变。
知 识 回 顾 问题1:回顾:匀速圆周运动的性质。
问题2:回顾:向心加速度的物理意义、定义、方向及大小。
问题3:回顾:牛顿第二定律的内容、表达式。
查看前面笔记回顾所学 1.做匀速圆周运动的物体线速度大小不变、角速度不变(周期不变)。
2.物理意义:描述做匀速圆周运动物体的线速度方向变化快慢的物理量。
定义:物体在做匀速圆周运动时指向圆心的加速度
方向:时刻指向圆心。
大小:
3.内容:物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同
表达式:F=ma
情景引入
1.感知向心力
问题1:在课前实验活动中你观察到了什么现象?
问题2:现在请同学们拿起准备好的一端系着小橡皮的绳子,让它在光滑的桌面上做匀速圆周运动(注意安全),说出你感觉到了什么?
过渡语:由此可看出做匀速圆周运动的物体在指向圆心方向上存在力的作用。本节课我们就一起来探究这个力。
学生自己活动体验
1.小赛车做匀速圆周运动时弹簧测力计上有示数且大小不变。
2.感觉到绳子对手有力的作用
寻找向心力
问题1:请同学们观看视频,回答:(1)、地球绕太阳近似做什么运动?(2)、为什么地球绕太阳做这种运动?
问题2:对上面的问题2中做匀速圆周运动的物体受力分析且求出合力?
问题3:请同学思考如何让带细绳的小橡皮做不同于问题2的匀速圆周运动?建立物理模型且分析其受力情况,求出合力?
问题4:通过上面例子,总结归纳匀速圆周运动的受力特点
过渡语:前面我们学习了匀速圆周运动中方向始终指向圆心的加速度──向心加速度,根据牛顿第二定律,产生向心加速度的原因一定是物体受到了指向圆心的合力。这个合力叫做向心力
独立思考,完成受力分析图
小组讨论
得出结论 1.(1).地球绕太阳近似做圆周运动并且是匀速圆周运动。
(2)太阳对地球有引力作用。
2.=F
3.(1)=T
(2)=
匀速圆周运动的受力特点:
1.可受一个力或多个力
2.合力指向圆心
3.合力可以是弹力、引力、摩擦力等性质力,也可以是这些性质力的合力或分力。 3.认识向心力
问题1:请同学们在总结归纳上面问题的基础上,给出向心力的定义、方向、大小、特点及作用效果。
问题2:对于向心力大小的表达,有的同学认为是:=;而有的同学根据牛顿第二定律又认为是:
两个式子你认为哪个正确?如果都正确请说出它们分别是从什么角度来建立?
过渡语:对于这两个式子是否能够相等?提供的合力是否就等于所需要的向心力?需要实验来验证。
总结归纳,交流评价,记录笔记
交流讨论、思考回答
高一物理向心力教案 篇七
由于初中教材并未涉及圆周运动,所以学生对圆周运动比较陌生。不过通过本章前几节的学习,学生已经知道了物体做曲线运动的条件,了解了圆周运动的线速度和向心加速度的相关知识;另外通过必修1的学习,在动力学知识方面学生已经能够对物体进行正确的受力分析,且已熟练掌握了牛顿运动定律。因此可以让学生根据牛顿运动定律和向心加速度公式,独立推导向心力的表达式;也可以让学生在教师的引导下分析圆周运动的向心力来源以及变速圆周运动问题。另外在物理方法方面学生已经能够利用“等效法”、“控制变量法”、“微元法”等思想方法研究物理问题,在本课的学习中可以引导学生采用“等效法”探究实验;采用“控制变量法”体验向心力公式;采用“微元法”处理一般曲线运动。
在本课的学习中学生可能对于“圆锥摆实验”的分析与理解以及变速圆周运动的切向加速度的理解存在困难。因此在教学过程中应该留给学生足够的时间讨论探究、相互交流、得出结论、获得知识;当然教师还可以通过多媒体手段帮助学生突破空间障碍,建立模型,加深理解。
高一物理向心力教案 篇八
知识与技能
1.理解向心力的概念及其表达式的确切含义
2.知道向心力是根据力的效果来命名的
3.体验向心力的存在,会分析向心力的来源
4.知道向心力大小与哪些因素有关,并能计算简单情景中的向心力
5.知道变速圆周运动的向心加速度和切向加速度的作用
6.知道在一般曲线运动中,可用向心力公式求质点在某一点的向心力和向心加速度
向心力教案 篇九
向心力教案
§6.7向心力教学目标
知识目标
1、知道什么是向心力,理解匀速圆周运动的向心力大小不变,方向总是指向圆心。
2、知道匀速圆周运动的向心力的公式,会解答有关问题。
能力目标
培养学生探究物理问题的习惯,训练学生观察实验的能力和分析综合能力。
情感目标
培养学生对现象的观察、分析能力,会将所学知识应用到实际中去。
教学重点:向心力的概念及公式。
教学难点:向心力概念和向心力与合外力的关系
教材分析
上一节从一般性的结论入手,利用矢量运算,在普遍情况下得出做匀速圆周运动的物体的加速度方向指向圆心的结论后,进一步得出了向心加速度的大小。从理论角度出发,根据牛顿第二运动定律,就可以得出做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向和大小,即向心力的方向和大小。这个结论也是一般性结论。
教学过程:
引入:
做圆周运动的物体速度不断的变化,说明物体的运动状态在不断的变化。也就说明了做圆周运动的物体受到了力的作用。比如:用手抡一个被绳系着的物体,使它做圆周运动,是绳子对物体有力的作用;月球绕地球转动,是地球对月球有引力的作用。
一、向心力:
1.定义:做匀速圆周运动的'物体具有向心加速度,根据牛顿第二定律,这个加速度一定是由于受到了指向圆心的合力。这个合力叫做向心力。
2.方向:始终指向圆心
3.公式:根据牛顿第二定律或者
4.向心力的来源:做匀速圆周运动的物体受的向心力就是物体的合外力
可以是某个力,也可以是几个力的合力还可以是某个力的分力。
(学生举例教师补充)
5说明:
(1)向心力总是指向圆心与速度方向垂直。
(2)向心力是根据力的作用效果来命名的
6.向心力与半径的关系:
当一定时与成反比
当一定时与成正比
二、变速圆周运动
1.向心力与合外力的关系:
现实生活中(课本P54做一做,让学生做)用抡绳子来调节沙袋的速度的大小,那么向心力能改变速度的大小吗?向心力的方向与线速度方向始终垂直不能改变其大小,这就说明物体合外力在这里不等于向心力。通过我们的仔细观察琢磨,我们使沙袋加速时,绳子牵引沙袋的方向并不与沙袋运动的方向垂直。即此时物体所受合外力方向并不指向圆心。
结论:
(1)物体做匀速圆周运动时物体的合外力等于向心力
(2)物体做变速圆周运动时物体的合外力不一定等于向心力
(3)物体做变速圆周运动时合外力沿指向圆心方向的分力为
向心力产生向心加速度,沿切向的分力产生切向加速度
(4)向心加速度改变速度的方向;切向加速度()改变速度的大小
(5)匀速圆周运动只有;变速圆周运动同时具有、
例题:
1如图所示,用长为L的细线栓一个质量为M的小球,使小球在水平面内做匀速圆周运动,细线与竖直方向间的夹角为,关于小球的受力情况,下列说法正确的是()
A.小球受到重力、线的拉力和向心力三个力。
B.向心力是线的拉力和小球所受重力的合力
C.向心力等于细线对小球拉力的水平分量
D.向心力的大小等于
2.课本P55课后练习
高一物理向心力教案 篇十
本课内容是在学生从运动学的角度学习了圆周运动的向心加速度后,从动力学的角度学习向心力和变速圆周运动和一般曲线运动知识;其内容在初中并未涉及。从教材地位和作用来看,本课内容是本章的重要内容,在教材上既承接上节向心加速度的知识又为下节的生活中的圆周运动学习作铺垫,起着承上启下的作用;同时本课内容也是会考和高考知识考查的重要内容。
本节内容主要要求学生了解向心力的概念,知道向心力是根据力的效果命名的,掌握向心力的表达式,会分析向心力的来源,能计算简单情景中的向心力;要求学生能从牛顿第二定律角度理解向心力表达式,知道变速圆周运动的合力一般不指向圆心,可分解为切向分力和向心分力;知道向心力的公式也适用于变速圆周运动,对竖直平面内的变速圆周运动问题,能运用向心力公式对最高点和最低点作定量分析;不要求掌握用“等效圆”处理一般曲线运动;变速圆周运动和曲线运动的切向分力和切向加速度不作定量计算要求;不要求计算物体所受的外力不在同一直线上的向心力问题。
本节关于实验的一个想法是,尽量使用通用器材而不是专用器材做实验,如果能用生活中常见的物品做实验更好。这样思考的目的是,一方面可以减少由于器材问题引起的困难,使大家多做实验;另一方面则是考虑到,非专用器材,特别是生活中物品的实验会拉近科学和学生的距离,使学生感到科学就在身边,对科学产生兴趣[1]。因此本课没有采用向心力演示器,而是用圆锥摆来验证向心力表达式。这个实验的优点除了器材容易得外,摆球受力的分析方法也是以后常用的,熟练掌握有利于后面的学习,同时还能让学生了解向心力的来源问题,体验向心力是效果力。
本课还有一点与过去不同,就是讨论了变速圆周运动和一般曲线运动。这部分内容的目的主要是要学生在更一般、更广阔的背景下认识抛体运动和匀速圆周运动。这个思想与我们讨论非匀变速的直线运动、讨论匀变速直线运动的位移——时间图象时的出发点是一脉相承的。
关于教材中“做一做”的安排主要是让学生亲身体验向心力与线速度和角速度的关系,体会“控制变量法”的思想,与旧教材中的向心力演示器实验有同样的效果。