高中物理人教版第五章曲線運動向心力 人教版高中物理第5章第6節(jié)向心力教案

高中物理課堂教學(xué)教案課題向心力一、三維目標(biāo)（一）、知識與技能1．理解向心力的概念及其表達(dá)式的確切含義．2．知道向心力大小與哪些因素有關(guān)，并能用來進(jìn)行計算．3．知道在變速圓周運動中，可用上述公式求質(zhì)點在某一點的向心力和向心加速度．（二）、過程與方法1．通過用圓錐擺粗略驗證向心力的表達(dá)式的實驗來了解向心力的大小與哪些因素有關(guān)，并具體“做一做”來理解公式的含義．2．進(jìn)一步體會力是產(chǎn)生加速度的原因，并通過牛頓第二定律來理解勻速圓周運動、變速圓周運動及一般曲線運動的各自特點．（三）、情感、態(tài)度與價值觀1．在實驗中，培養(yǎng)學(xué)生動手的習(xí)慣并提高分析問題、解決問題的能力．2．感受成功的快樂．體會實驗的意義，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣．二、教學(xué)重點、難點（一）教學(xué)重點1．體會牛頓第二定律在向心力上的應(yīng)用．2．明確向心力的意義、作用、公式及其變形．（二）教學(xué)難點1．圓錐擺實驗及有關(guān)物理量的測量．2．如何運用向心力、向心加速度的知識解釋有關(guān)現(xiàn)象．三、教學(xué)方法探究、講授、討論、練習(xí)四、教具準(zhǔn)備多媒體課件、圓錐擺等實驗設(shè)備五、教學(xué)活動[新課導(dǎo)入]師：前面兩節(jié)課，我們學(xué)習(xí)、研究了圓周運動的運動學(xué)特征，知道了如何描述圓周運動．這節(jié)課我們再來學(xué)習(xí)物體做圓周運動的動力學(xué)特征——向心力．[新課教學(xué)]一、向心力[自主閱讀]師：請同學(xué)們閱讀教材“向心力”部分，思考并回答以下問題，1．舉出幾個物體做圓周運動的實例，說明這些物體為什么不沿直線飛去．2．用牛頓第二定律推導(dǎo)出勻速圓周運動的向心力表達(dá)式．學(xué)生認(rèn)真閱讀教材，列舉并分析實例，體會向心力的作用效果，并根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出勻速圓周運動的向心力表達(dá)式．[交流與討論]師：請同學(xué)們交流各自的閱讀心得并進(jìn)行相互間的討論．生：用手槍一個被繩子系著的物體，使它做圓周運動，是因為繩子的力在拉著它．一旦繩子斷了，小球就會飛出去．生：地球之所以繞太陽做圓周運動，是太陽對地球的引力在“拉”著它．師：同學(xué)們有沒有發(fā)現(xiàn)過，做圓周運動的物體由于突然不受力了，結(jié)果物體沿直線飛出去的現(xiàn)象?生：我自己做過這個實驗：用手掄一個被繩子系著的物體，使它做圓周運動，一旦繩子斷了，小球就會飛出去．生：本章第一節(jié)中，砂輪上的砂粒被刀具碰掉后，沿切線方向飛出去的現(xiàn)象．師：剛才同學(xué)們說得很好，圓周運動是變速運動，有加速度，故做圓周運動的物體一定受到力的作用．而我們知道做勻速圓周運動的物體具有向心加速度，根據(jù)牛頓第二定律，這個加速度一定是由于它受到了指向圓心的合力的作用．這個合力叫做向心力．下面請同學(xué)們把剛才由牛頓第二定律推出的向心力的表達(dá)式展示出來．投影學(xué)生推出的向心力表達(dá)式：FN=mv2/r,FN=mrω2點評：學(xué)生的思維在于老師的激發(fā)，學(xué)習(xí)的積極性在于老師的調(diào)動．通過讓學(xué)生發(fā)表見解，提出疑問，培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力和分析問題的能力．二、實驗：用圓錐擺粗略驗證向心力的表達(dá)式[實驗與探究]師：請同學(xué)們閱讀教材“實驗”部分，思考下面的問題：1．實驗器材有哪些?2．簡述實驗原理(怎樣達(dá)到驗證的目的)．3．實驗過程中要注意什么?如何保證小球在水平面內(nèi)做穩(wěn)定的圓周運動，測量哪些物理量(記錄哪些數(shù)據(jù))?4．實驗過程中產(chǎn)生誤差的原因主要有哪些?學(xué)生認(rèn)真閱讀教材，思考問題，找學(xué)生代表發(fā)言．教師聽取學(xué)生的見解，點評、總結(jié)．教師演示并與學(xué)生一起參與完成實驗，及時發(fā)現(xiàn)并記錄演示實驗過程中存在的問題．點評：讓學(xué)生親歷實驗驗證的過程．體驗成功的樂趣．培養(yǎng)動手能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊精神．教師聽取學(xué)生匯報驗證的結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生對實驗的可靠性作出評估．[交流與討論]生：實驗的過程中，多項測量都是粗略的，存在較大的誤差，用兩個方法得到的力并不嚴(yán)格相等．生：通過實驗我們還體會到．向心力并不是像重力、彈力、摩擦力那樣具有某種性質(zhì)的力來命名的．它是效果力，是按力的效果命名的．在圓錐擺實驗中，向心力是小球重力和細(xì)線拉力的合力，還可以理解為是細(xì)線拉力在水平面內(nèi)的一個分力．生：數(shù)圈數(shù)測時間時，要從零開始數(shù)起．生：我有一個改進(jìn)的實驗，不知是否可行，其裝置如圖6．7—1所示，讓小球在剛好要離開錐面的情況下做勻速圓周運動，我認(rèn)為利用該裝置可以使測量值減少誤差．師：同學(xué)們能積極思維，勇于發(fā)表自己的見解，這很好．至于該方案效果如何，老師沒有做過，這里也不敢妄下結(jié)論，還請同學(xué)們課后進(jìn)一步進(jìn)行比較性的研究，老師期待著你們的實驗結(jié)論．點評：新課程理念強調(diào)，老師不一定要能回答學(xué)生提出的所有問題，但老師要起到一個引導(dǎo)者、一個領(lǐng)路人的作用．三、變速圓周運動和一般曲線運動師：鏈球的實驗中，我們可以通過掄繩子來調(diào)節(jié)鏈球速度的大小，這就給我們帶來一個疑問：難道向心力能改變速度的大小嗎?為什么?生：不能．因為我剛才做實驗時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我的手保持不動時，鏈球的速度并不能改變，只有當(dāng)我的手在動時，鏈球的速度才能改變，所以不能．但具體細(xì)節(jié)我還沒有搞清．生：剛才XXX同學(xué)的發(fā)現(xiàn)我也體會到了，我認(rèn)為手不動時，繩子的拉力和鏈球運動的速度方向垂直，故鏈球的速度不變．而當(dāng)手動時，繩子的拉力和鏈球運動的速度方向不垂直，此時可以把拉力分解為沿速度方向和垂直于速度方向的兩個分力，其垂直于速度方向的分力提供鏈球所需的向心力，并不改變鏈球的速度大小；而沿速度方向的分力產(chǎn)生的加速度使鏈球的速度發(fā)生了改變．師：剛才同學(xué)們交流、討論得很好，實際上這些現(xiàn)象，我們都可以通過運用牛頓第二定律來解決，希望同學(xué)們課后能進(jìn)一步地認(rèn)真總結(jié)，細(xì)細(xì)體會。點評：老師及時對學(xué)生進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑u價，是使學(xué)生能獲得成功培的保證．同時要善于培養(yǎng)學(xué)生閱讀教材并從中獲取信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的主動求知的意識．師：對于做一般曲線運動的物體，我們可以用怎樣的分析方法進(jìn)行簡化處理?請同學(xué)們閱讀教材并結(jié)合課本圖—4的提示發(fā)表自己的見解．同時再與剛才研究的變速圓周運動去進(jìn)行對比．點評：對學(xué)生注重物理學(xué)方法的教育[課堂分組實驗]師：請同學(xué)們兩人一組，完成課本第22頁“做一做”欄目中的實驗，自己感受向心力的大?。畬W(xué)生按照“做一做”欄目中的實驗介紹，獨立操作，在實驗中去體驗．點評：通過實驗，增強學(xué)生的感性認(rèn)識，同時激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣．[課堂訓(xùn)練]1.質(zhì)量為m的球用長為L的細(xì)繩懸于天花板的O點，并使之在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，細(xì)線與豎直線成θ角，則以下正確的是()A.擺球受重力、拉力和向心力的作用B.擺球只受重力、拉力的作用C.擺球做勻速圓周運動的向心力為mg?tanθD.擺球做勻速圓周運動的周期為 2.南通在北緯32°，求南通所在處質(zhì)量為1Kg的物體繞地軸做圓周運動所受向心力是多大？（設(shè)地球半徑R=6400km，COS32°=）[小結(jié)]師：請同學(xué)們概括總結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容．投影展示出幾個學(xué)生的課堂小結(jié)，同時引導(dǎo)同學(xué)們分析，討論，并與各自的小結(jié)進(jìn)行對比，看看誰總結(jié)得好，并把自己的體會寫下來．點評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力．教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架．[課外訓(xùn)練]1．如圖—5所示，一圓盤可以繞一個通過圓盤中心且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上放置一木塊，當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動時，木塊隨圓盤一起運動，那么…()A.木塊受到圓盤對它的摩擦力，方向背離圓盤中心B.木塊受到圓盤對它的摩擦力．方向指向圓盤中心C.因為木塊與圓盤一起做勻速轉(zhuǎn)動，所以它們之間沒有摩擦力D.因為摩擦力總是阻礙物體運動的，所以木塊受到圓盤對它的摩擦力的方向與木塊運動方向相反2．一個2.0kg的物體在半徑是1.6m的圓周上以4m／s的速率運動，向心加速度為多大?所需向心力為多大?3．太陽的質(zhì)量是1．98X1030kg，它離開銀河系中心大約3萬光年(1光年：9．46X10124．關(guān)于勻速圓周運動的周期大小，下列判斷正確的是…()A．若線速度越大，則周期一定越小B．若角速度越大，則周期一定越小C．若半徑越大，則周期一定越大D．若向心加速度越大，則周期一定越大5．線的一端系一個重物，手執(zhí)線的另一端使重物在光滑水平面上做勻速圓周運動，當(dāng)轉(zhuǎn)速相同時．線長易斷，還是線短易斷?為什么?如果重物運動時系線被桌上的一個釘子擋住，隨后重物以不變的速率在系線的牽引下繞釘子做圓周運動，系線碰釘子時釘子離重物越遠(yuǎn)線易斷?還是離重物越近線易斷?為什么?[布置作業(yè)]1.完成P22“問題與練習(xí)”中的