教案：向心力.doc

教案：向心力向心力向心加速度一、教学目标1.物理知识方面：(1)理解匀速圆周运动是变速运动;(2)掌握匀速圆周运动的线速度、角速度、周期的物理意义及它们间的数量关系;(3)初步掌握向心力概念及计算公式。2.通过匀速圆周运动、向心力概念的建立过程培养学生观察能力、抽象概括和归纳推理能力。3.渗透科学方法的教育。二、重点、难点分析向心力概念的建立及计算公式的得出是教学重点也是难点。通过生活实例及实验加强感知突破难点。三、教具1.转台、小伞;2.细绳一端系一个小球(学生两人一组);3.向心力演示器。四、主要教学过程(一)引入新课演示：将一粉笔头分别沿竖直向下、水平方向、斜向上抛出观察运动轨迹。复习提问：粉笔头做直线运动、曲线运动的条件是什么?启发学生回答：速度方向与力的方向在同一条直线上物体做直线运动;不在同一直线上做曲线运动。进一步提问：在曲线运动中有一种特殊的运动形式物体运动的轨迹是一个圆周或一段圆弧(用单摆演示)称为圆周运动。请同学们列举实例。(学生举例教师补充)电扇、风车等转动时上面各个点运动的轨迹是圆大到宇宙天体如月球绕地球的运动小到微观世界电子绕原子核的运动都可看做圆周运动它是一种常见的运动形式。提出问题：你在跑400米过弯道时身体为何要向弯道内侧微微倾斜?铁路和高速公路的转弯处以及赛车场的环形车道为什么路面总是外侧高内侧低?可见圆周运动知识在实际中是很有用的。引入：物理中研究问题的基本方法是从最简单的情况开始。板书：匀速圆周运动(二)教学过程设计思考：什么样的圆周运动最简单?引导学生回答：物体运动快慢不变。板书：1.匀速圆周运动物体在相等的时间里通过的圆弧长相等如机械钟表针尖的运动。思考：匀速周圆运动的一个显著特点是具有周期性。用什么物理量可以描述匀速圆周运动的快慢?(学生自由发言)板书：2.描述匀速圆周运动快慢的物理量恒量。当t很短s很短即为某一时刻的瞬时速度。线速度其实就是物体做圆周运动的瞬时速度。当物体做匀速圆周运动时各个时刻线速度大小相同而方向时刻在改变。那么线速度方向有何特点呢?演示：水淋在小伞上同时摇动转台。观察：水滴沿切线方向飞出。思考：说明什么?师生分析：飞出的水滴在离开伞的瞬间由于惯性要保持原来的速度方向因而表明了切线方向即为此时刻线速度的方向。板书：方向：沿着圆周各点的切线方向。如图3。单位：rad/s。(3)周期：质点沿圆周运动一周所用的时间。如：地球公转周期约365天钟表秒针周期60s等周期长表示运动慢。(角速度、周期可由学生自己说出并看书完成)板书：(师生共同完成)思考：物体做匀速圆周运动时v、、T是否改变?(、T不变v大小不变、方向变。)讲述：匀速周周运动是匀速率圆周运动的简称它是一种变速运动。提出问题：匀速圆周运动是一种曲线运动由物体做曲线运动的条件可知物体必定受到一个与它的速度方向不在同一条直线上的合外力作用这个合外力的方向有何特点呢?学生小实验(两人一组)：线的一端系一小球使小球在水平面内做匀速圆周运动。小球质量很小(可用橡皮塞等替代)甩动时线速度尽量大小球重力与拉力相比可忽略以保证拉线近似在水平方向。观察并思考：①小球受力?②线的拉力方向有何特点?③一旦线断或松手结果如何?(提问学生后板书并图示)概括：要使物体做匀速圆周运动必须使物体受到与速度方向垂直而指向圆心的力作用故名向心力。板书：3.向心力：物体做匀速圆周运动所需要的力。提出问题：向心力的大小跟什么因素有关?(学生自己设想用刚才的仪器做小实验凭感觉粗略体验。学生经实验、讨论有了自己的看法后自由发言。)演示实验(验证学生的设想)：研究向心力跟物体质量m、轨道半径r、角速度的定量关系。提问：实验时能否让三个量同时变。保持两个量不变使一个量变化。实验装置：向心力演示器。演示：摇动手柄小球随之做匀速圆周运动。提问：向心力由什么力提供?如何测量?小球向外压挡板挡板对小球的反作用力指向转轴提供了小球做匀速圆周运动的向心力两力大小相等同时小球压挡板的力使挡板另一端压缩套在轴上的弹簧弹簧被压缩的格数可以从标尺中读出即显示了向心力大小。演示内容：①向心力与质量的关系：、r一定取两球使mA=2mB观察：(学生读数)FA=2FB结论：向心力Fm②向心力与半径的关系：m、一定取两球使rA=2rB观察：(学生读数)FA=2FB结论：向心力Fr③向心力与角速度的关系：m、r一定使A=2B观察：(学生读数)FA=4FB结论：向心力F2归纳：综合上述实验结果可知：物体做匀速圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比与半径成正比与角速度的二次方成正比。但不能由一个实验、一个测量就得到一般结论实际上要进行多次测量大量实验但我们不可能一一去做。同学们刚才所做的实验得出：m、r、越大F越大;若将实验稍加改进如课本中所介绍的小实验加一弹簧秤测出F可粗略得出