鲁科版必修二 向心力 向心加速度 教案.doc

向心力 向心加速度本节教材分析（1）三维目标（一）知识与技能理解向心加速度和向心力的概念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。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。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。（二）过程与方法学会有关圆周运动的分析方法，培养理论联系实际的能力。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。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。（三）情感、态度与价值观 领略圆周运动的神奇和谐，发展对科学的好奇心与学习物理知识的求知欲。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。（2）教学重点 理解向心力和向心加速的概念。知道向心力大小f=mr2= m2/r，向心加速度的大小a= r2= 2/r，并能用来进行计算。（3）教学难点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。理解向心力是按作用效果命名的效果力。（4）教学建议 “向心力”、“向心加速度”的讲授顺序 教材先讲向心力，后讲向心加速度，是为了回避用矢量推导向心加速度这个难点，但在一定程度上也增加了讲述向心力的难度。因此，教师在讲述向心力时，一定要做好实验。首先，要通过绳的拉力始终与小球速度垂直指向圆心来说明向心力在方向上的特点，然后再通过实验定性地说明向心力的大小与m、r的关系。最后给出向心力的公式f=mr2。由于教材中的实验只是定性的说明实验，教师最好用定型生产的或自己设计的比较精确的仪器加以演示，得出定量的结论。这样，效果会更好些。教材在得出向心力表达式f=mr2后，直接应用牛顿第二定律f=ma，得出向心加速度的表达式a=r2。应该向学生说明：牛顿第二定律不仅适用于直线运动，也适用于曲线运动。对于基础较好的学生，可以采用不同的教法，或者按教材讲完“向心力”、“向心加速度”以后，再用矢量方法结合极限知识推导出向心加速度的表达式；或者先用矢量知识推导向心加速度的表达式，导入一设置情景引人做“水流星”实验,并设下疑问：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？导入二复习提问引人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0存在什么关系？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？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。一、新课教学（一）用投影片出示本节课的学习目标：1、理解什么是向心力和向心加速度2、知道向心力和向心加速度的求解公式3、了解向心力的来源（二）学习目标完成过程1：向心力的概念及其方向（1）在光滑水平桌面上，做演示实验a：一个小球，拴住绳的一端，绳的另一端固定于桌上，原来细绳处于松驰状态b：用手轻击小球，小球做匀速直线运动c：当绳绷直时，小球做匀速圆周运动（2）用cai课件，模拟上述实验过程（3）引导学生讨论、分析：a：绳绷紧前，小球为什么做匀速圆周运动？b：绳绷紧后，小球为何做匀速圆周运动？小球此时受到哪些力的作用？合外力是哪个力？这个力的方向有什么特点？这个力起什么作用？（4）通过讨论得到：a：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。b：向心力指向圆心，方向不断变化。c：向心力的作用效果只改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。2、向心力的大小（1）体验向心的大小a：每组学生发用细线联结的钢球、木球各一个，让学生拉住绳的一端，让小球尽量做匀速圆周运动，改变转动的快慢、细线的长短多做几次。b：引导学生猜想：向心力可能与物体的质量、角速度、半径有关。c：过渡：刚才同学们已猜想大向心力可能与m、v、r有关，那么，我们的猜想是否正确呢？下边我们通过实验来检验一下。（2）a：用实物投影仪，投影向心力演示器。b：介绍向心力演示的构造和使用方法构造：（略）主要介绍各部分的名称使用方法：匀速转动手柄1，可以使塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过杠杆的作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等方格可显示出两个球所受向心力的比值。（3）操作方法：a：用质量不同的钢球和铝球，使他们运动的半径r和角速度相同观察得到：向心力的大小与质量有关，质量越大，向心力也越大。b：用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：仍用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。（4）总结得到：向心力的大小与物体质量m、圆周半径r和角速度都有关系，且给出公式：fmr2（说明该公式的得到方法，空气变量法、定量测数据）（5）学生据推导向心力的另一表达式3、向心加速度（1）做圆周运动的物体，在向心力f的作用下必然要产生一个加速度，据牛顿运动定律得到：这个加速度的方向与向心力的方向相同，叫做向心加速度。（2）结合牛顿运动定律推导得到 4、说明的几个问题：（1）由于a向的方向时刻在变，所以匀速圆周运动是瞬时加速度的方向不断改变的变加速运动。（2）做匀速圆周运动的物体，向心力是一个效果力，方向总指向圆心，是一个变力。（3）做匀速圆周运动的物体受到的合外力就是向心力。二、巩固训练1：向心加速度只改变速度的 ，而不改变速度的 。2、一个做匀速圆周运动的物体，当它的转速度为原来的2倍时，它的线速度、向心力分别变为原来的几倍？如果线速度不变，当角速度变为原来的2倍时，它的轨道半径和所受的向心力分别为原来的几倍3、（1）用cai课件展示思考与讨论中的物理情景（2）分析木块受几个力的