高中物理人教版第五章曲线运动向心力 精品获奖

向心力一、教学目标1、知识与技能理解向心力的概念。理解向心力的大小与哪些因素有关，理解公式的确切意义并能用来计算。在变速圆周运动中，会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。2、过程与方法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、情感、态度与价值观（1）在实验中培养动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。二、教学重点（1）向心力的计算公式。确定向心力。三、教学难点通过受力分析，确定什么力提供了物体做匀速圆周运动的向心力。四、教学过程◆引入【教师活动】上节课我们推导了物体做匀速圆周运动的加速度的方向，了解了它的计算式。这节课进一步来研究做匀速圆周运动的物体的受力特点。◆向心力【教师活动】牛顿第二定律反映了物体所受的合外力和产生的加速度的关系。根据加速度的表达式，可以得到向心力的表达式，应是怎样的？方向如何？【学生活动】思考回答Fn=mEQ\f(v2,r)或者Fn=mrω2牛顿第二定律的同向性，可知向心力和向心加速度的方向是相同的，时刻指向圆心。【教师活动】向心力的方向和我们上节课猜想的是一样的，细心对生活中的圆周运动进行分析，都能得到同样的结论。向心力的表达式我们可以通过实验来验证。大家来看P53“实验”介绍实验并演示【学生活动】协助老师实验，计算【学生活动】课堂练习【教师活动】点评，小结【教师活动】通过刚才对向心力的学习，大家比较一下，向心力和前面学过的重力、弹力、摩擦力有什么不同？请举例说明【学生活动】讨论，回答问题向心力不是像重力、弹力、摩擦力哪样，按力的性质来命名，而是从力的作用效果来命名的。凡是产生加速度的力，不管属于哪种性质的力，都是向心力。【教师活动】点评，分析向心力的作用效果，就是使物体沿着圆周运动，而不飞出去。例如，上节课举到的例子中，物体由细绳牵引，绕左面的图钉作匀速圆周运动，如果绳子断了，这物体就要沿圆周的切线方向飞出，可见绳子拉力产生作用，是使它不致偏离圆周。在这个例子里，绳子的拉力就是向心力，而这个力的性质是弹力。重力，摩擦力也可以作为向心力，大家课后思考一下，有哪些例子可以说明，我们在以后的学习中会接触到。◆变速圆周运动和一般的曲线运动（1）“做一做”【教师活动】通过上面的学习我们知道了物体做匀速圆周运动时，所受的合外力是指向圆心的，这个力始终和物体的速度方向相垂直，所以只改变速度的方向，而没有改变速度的大小。如果物体做变速圆周运动的话，受力情况又有什么不同呢？大家体验一下课本P54“做一做”的过程，看能得到什么启示。【学生活动】做实验，回答问题。【教师活动】点评，分析第一方面：大家可以体会到向心力的大小，和角速度线速度的关系是符号前面所学公式的。这里需要说明，因为沙袋受到重力的作用，它的运动很像圆锥摆的运动，手所用的力不完全是向心力，但这个实验对于体会向心力相关的因素还是很有意义第二方面：在操作的过程中，我们可以通过抡绳子来调节沙袋做圆周运动的速度的大小。那么，是不是向心力可以改变速度的大小呢？【学生活动】思考，讨论（2）分析力对物体的作用效果【教师活动】仔细观察就可以发现，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。也就是说，沙袋加速时，它所受的力并不通过运动轨迹的圆心。右图表示作圆周运动的沙袋正在加速的情况。实际情况是，沙袋在速度增大的同时继续沿着圆周运动，所以根据力的效果，可以把F分解为两个相互垂直的分力：跟圆心相切的分力Ft和指向圆心的分析Fn。Ft产生圆周切线方向的加速度，简称切向加速度。切向加速度是与物体的速度方向在同一直线上的，它改变了物体速度的大小。Fn产生指向圆心的加速度，这就是向心加速度，它始终与速度方向垂直，其表现就是改变了速度的方向。上面的分析同时也给我们提供研究曲线运动的方法？大家想一想，这个方法如何迁移到曲线运动上来呢？【学生活动】阅读课文，思考，回答问题【教师活动】点评，小结我们可以把曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看成是一小段圆弧。然后用圆周运动的分析方法进行处理。【学生活动】完成课后练习（5）（3）小结五、板书设计一、向心力1、什么是向心力。2、大小：Fn=mEQ\f(v2,r)或者Fn=mrω23、方向：始终指向圆心