2024-2025學(xué)年高中物理第二章圓周運(yùn)動(dòng)第2節(jié)向心力教案1粵教版必修2

PAGE5-向心力教學(xué)目標(biāo)理解向心力的概念，知道向心力是依據(jù)效果來(lái)命名的，是一種效果力；通過(guò)演示試驗(yàn)來(lái)探究向心力大小的影響因素，驗(yàn)證勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式，并能結(jié)合牛頓其次定律得出向心加速度的公式。通過(guò)對(duì)學(xué)生的啟發(fā)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)通過(guò)物理現(xiàn)象去思索物理本質(zhì)，通過(guò)列舉生活中的圓周運(yùn)動(dòng)拉近科學(xué)與學(xué)生的距離，使學(xué)生感到科學(xué)就在身邊。調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培育學(xué)生的學(xué)習(xí)愛(ài)好。學(xué)情分析學(xué)生通過(guò)必修一的學(xué)習(xí)，理解了質(zhì)量、力與加速度的關(guān)系，并會(huì)用限制變量法探討某個(gè)物理量的影響因素。也學(xué)會(huì)了對(duì)物體進(jìn)行簡(jiǎn)潔的受力分析，以及力的合成與分解。上一節(jié)學(xué)生也已經(jīng)學(xué)習(xí)了描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的各個(gè)物理量及其關(guān)系，對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)有了確定的了解，這些都為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)，學(xué)生只知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)，線速度的方向時(shí)刻變更，但是為什么線速度的方向時(shí)刻在變更？是什么力變更了物體的這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這個(gè)力又有什么特點(diǎn)，學(xué)生并不知道。因此，讓學(xué)生帶著這些疑問(wèn)來(lái)學(xué)習(xí)本節(jié)的內(nèi)容，他們確定會(huì)充溢愛(ài)好。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：理解向心力的概念和公式，并能用來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)潔的推斷計(jì)算，會(huì)分析向心力的來(lái)源。難點(diǎn)：理解向心力是一種效果力，會(huì)分析向心力的來(lái)源，理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的供求關(guān)系。教學(xué)過(guò)程情境導(dǎo)入封面圖片導(dǎo)入：你坐過(guò)過(guò)山車(chē)嗎？過(guò)山車(chē)是什么樣的曲線運(yùn)動(dòng)？（學(xué)生回答）生活中的圓周運(yùn)動(dòng)還有許多，例如雙人花樣溜冰，丟鏈球等，老師還可以讓學(xué)生自己列舉生活中的圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)意圖是讓學(xué)生發(fā)覺(jué)原來(lái)生活中有那么多的圓周運(yùn)動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)好。教學(xué)過(guò)程1、感受向心力過(guò)度：物體做圓周運(yùn)動(dòng)須要滿意什么條件嗎？（以小球在光滑水平桌上運(yùn)動(dòng)為例）老師提問(wèn)：小球?yàn)槭裁茨茏鰣A周運(yùn)動(dòng)？合外力有什么特點(diǎn)？（請(qǐng)學(xué)生回答）學(xué)生會(huì)回答是因?yàn)槭艿嚼K子拉力的作用。老師進(jìn)一步提問(wèn)：小球受到的僅僅是繩子拉力嗎？是否還受到其他力？（設(shè)計(jì)目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)全面看問(wèn)題，不要漏掉某些力）經(jīng)過(guò)老師的提示，學(xué)生立刻會(huì)想到除了繩子拉力，還有重力和支持力，而重力和支持力正好抵消，所以小球的合力就是繩子的拉力。正是這個(gè)指向圓心的合力使得小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)?；卮鹎懊娴膯?wèn)題：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體必須要受到一個(gè)指向圓心的合外力，依據(jù)這個(gè)力的效果（指向圓心），把這個(gè)力叫做向心力。接著老師又提問(wèn)：那么，向心力有什么特點(diǎn)呢？（由學(xué)生思索舉手回答）學(xué)生可能的回答：向心力總是沿著半徑指向圓心，垂直于物體的運(yùn)動(dòng)方向；向心力只變更物體的運(yùn)動(dòng)方向，而不變更物體速度的大小。（老師賜予確定或指引）2、向心力的大小問(wèn)題探究：向心力的大小與什么因素有關(guān)呢？（體驗(yàn)：用繩子拉一個(gè)物體粗略感受向心力大小的影響因素）猜想：向心力的大小與質(zhì)量，角速度，線速度，半徑等有關(guān)。方法：限制變量法。老師說(shuō)明：因?yàn)榫€速度，角速度和半徑三者之間存在某種聯(lián)系，為了簡(jiǎn)化試驗(yàn)，在探究時(shí)可以把線速度去掉，因此只要探究向心力與質(zhì)量，角速度，半徑的關(guān)系。觀看視頻：探究向心力大小的試驗(yàn)。（由于學(xué)校條件有限，本試驗(yàn)不能讓每個(gè)學(xué)生都能動(dòng)手操作，所以設(shè)計(jì)了觀看視頻這一環(huán)節(jié)）得出結(jié)論：向心力大小與物體的質(zhì)量，角速度，運(yùn)動(dòng)半徑有關(guān)。由更加精確的試驗(yàn)還可以定量得到向心力的計(jì)算公式其余的推導(dǎo)公式可以給時(shí)間讓學(xué)生自行推出：老師說(shuō)明：對(duì)于一個(gè)確定的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，w和r大小不變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力的大小是不變的！3、向心加速度引入向心加速度：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在向心力的作用下，必定有一個(gè)與向心力相對(duì)應(yīng)的加速度，那就是向心加速度。因?yàn)樯蠈W(xué)期已經(jīng)學(xué)習(xí)了牛頓其次定律，所以這一部分的內(nèi)容讓學(xué)生在老師的指導(dǎo)下自行推出：老師提問(wèn)：什么叫加速度？學(xué)生回答：加速度是表示速度變更快慢的物理量。老師追問(wèn)：那么，向心加速度表示什么意思呢？引導(dǎo)：向心力只變更速度的方向，不變更速度的大小。因此所對(duì)應(yīng)的向心加速度僅表示速度方向變更快慢的物理量。4、向心力的來(lái)源老師強(qiáng)調(diào)：通過(guò)上面的學(xué)習(xí)，學(xué)生知道了向心力是一種效果力，是物體做勻速圓周圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的合力，千萬(wàn)不能認(rèn)為是物體受到的一個(gè)額外的力！老師講解：向心力可以來(lái)源于重力、彈力、摩擦力，也可以由它們的合力或分力供應(yīng)。下面舉幾個(gè)例子：實(shí)力分析1：地球圍著太陽(yáng)轉(zhuǎn)（舉這個(gè)例子的目的是為下一章學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力做鋪墊）萬(wàn)有引力（重力）供應(yīng)向心力。實(shí)例分析2：汽車(chē)在水平地面轉(zhuǎn)彎（這是生活中很常見(jiàn)的例子，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)好，引起學(xué)生的求知欲）老師先讓學(xué)生嘗試分析是什么供應(yīng)了向心力，學(xué)生可能回答得不對(duì)，老師加以訂正。（向心力由路面對(duì)車(chē)輪的側(cè)向靜摩擦力供應(yīng)）實(shí)例分析3：物體隨著轉(zhuǎn)盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)（事實(shí)上可以看成是餐桌上的盤(pán)子隨餐桌一起轉(zhuǎn)動(dòng)未打滑的狀況，讓學(xué)生體會(huì)現(xiàn)實(shí)生活中對(duì)應(yīng)的物理模型）盤(pán)子的向心力由靜摩擦力供應(yīng)。實(shí)例分析4：洗衣機(jī)脫水筒FN供應(yīng)向心力。 實(shí)例分析5：沿光滑碗內(nèi)壁做圓周運(yùn)動(dòng)的小球?？梢杂脙煞N方法求解：一是平行四邊形定則；二是正交分解法。小球的向心力可以看成由重力和彈力的合力供應(yīng)，也可以看成是由彈力的一個(gè)分力供應(yīng)。（這個(gè)例子相對(duì)前面幾個(gè)難度稍稍大了一點(diǎn)，