向心力 教學設計 高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

教學設計

課程基本信息課題向心力（第一課時）教學目標1、知道向心力的概念及特點。2、感受影響向心力大小的因素，通過實驗探究向心力大小的表達式。3、掌握向心力的表達式，能夠計算簡單情境中的向心力。教學內容教學重點：1.向心力的概念及特點。

2.通過實驗探究向心力大小的表達式。

教學難點：1.通過實驗探究向心力大小的表達式，掌握向心力的表達式，能夠計算簡單情境中的向心力。教學過程一、導入新課：通過空中飛椅與人一起做勻速圓周運動，做勻速圓周運動的物體，運動狀態(tài)在不斷變化，提問迫使物體做圓周運動的力的方向有何特點？二、新課講授（一）向心力實例思考1：一個小球在細線的牽引下，繞光滑桌面上的圖釘做勻速圓周運動。問題：用剪刀將細線剪斷，小球還能做圓周運動嗎？剪斷繩子之前，小球做勻速圓周運動時，受力情況如何？合力有什么特點？向心力的概念：做勻速圓周運動的物體所受的合力總指向圓心，這個指向圓心的力就叫作向心力。用符號Fn來表示。實例思考2：月球繞地球OO實例思考3：小球在空中做勻速圓周運動。向心力的特點：（1）向心力可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質的力中的某一個力，也可以是幾個力的合力，還可以是某個力的分力。物體做勻速圓周運動時，由合力提供向心力。（2）向心力是根據作用效果命名的，并不是一種新的性質的力。（3）向心力的方向總指向圓心，與速度方向垂直，是變力，作用是只改變速度的方向。（二）探究向心力大小的表達式。定性猜想：在繩子的一端拴一個沙袋，另一端握在手中。將手舉過頭頂，使沙袋在水平面內做圓周運動。此時，沙袋所受的向心力近似等于手通過繩對沙袋的拉力。換用不同質量的沙袋，并改變沙袋轉動的速度和繩的長度，感受拉力的變化。1.保持沙袋轉動的速度和繩的長度不變，沙袋的質量越大，感受到拉力越大。2.保持繩的長度和沙袋的質量不變，沙袋轉動的速度越大，感受到拉力越大。3.保持沙袋的質量和沙袋轉動的速度不變，繩子長度越長，感受到的拉力越大。結論：向心力大小可能與沙袋質量、轉動速度、轉動半徑有關定量探究：通過向心力演示器定量探究向心力大小的表達式。1、向心力演示器的結構手柄、變速塔輪、長槽、短槽、橫臂擋板、彈簧測力計套筒、標尺2、原理：勻速轉動手柄,可以使塔輪、長槽和短槽隨之勻速轉動，槽內的小球也隨著做勻速圓周運動。橫臂擋板對小球的壓力提供了小球做勻速圓周運動的向心力,球對擋板的反作用力，通過橫臂杠桿作用使彈簧測力計套筒下降，從而露出標尺，大小可以由標尺露出的紅白相間等分格子顯示。問題：然后提問采用什么物理方法研究？在實驗的過程中如何才能在改變某個物理量時，保持其它物理量不變？3.實驗步驟：第一步：探究Fn和m的關系（控制r和ω相等）結論：r、ω相等時，Fn∝m第二步：探究Fn和r的關系（控制m和ω相等）結論：m、ω相等時，Fn∝r第三步：探究Fn和ω的關系（控制m和r相等）結論：m、r相等時，Fn∝ω2通過更精確實驗得出結論：r、ω相等時，Fn∝mm、ω相等時，Fn∝rm、r相等時，Fn∝ω2向心力大小文字表述：物體做圓周運動需要的向心力與物體質量成正比，與半徑成正比，與角速度的二次方成正比。 （三）課堂練習1、物體做勻速圓周運動的條件是(C、D)

A.物體有一定的初速度，且受到一個始終和初速度垂直的恒力作用

B.物體有一定的初速度，且受到一個大小不變，方向變化的力的作用

C.物體有一定的初速度，且受到一個大小不變，方向始終指向圓心的力的作用D.物體有一定的初速度，且受到一個大小不變，方向始終跟速度垂直的力的作用2、如圖所示，一個圓盤在水平面內勻速轉動，角速度是4rad/s。盤面上距圓盤中心0.10m的位置有一個質量為0.10kg的小物體在隨圓盤一起做勻速圓周運動。求小物體做勻速圓周運動所需向心力的大小。

解：根據向心力的公式Fn＝mω2r,Fn=0.10×0.10×42N=0.16N（四）課堂總結定義：做勻速圓周運動的物體受到的指向圓心的合力方向：總是指向圓心，與速度方向垂直特點：是變力，可以是重力、彈力、摩擦力等性質力，也可以是它們的合力或某一個