高中物理必修二《向心力》

1、新人教版高中物理必修二向心力精品教案課 題5.7 向心力課堂教學(xué)案課 型新授課學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知識(shí)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(jì)算 3知道在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，可用上述公式求質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的向心力和向心加速度過程與方法 1通過用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)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(huì)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(yùn)動(dòng)、變速圓周運(yùn)動(dòng)及一般曲線運(yùn)動(dòng)的各自特點(diǎn)情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1在實(shí)驗(yàn)中，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)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(huì)實(shí)驗(yàn)

2、的意義，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣重難點(diǎn)重點(diǎn) 1體會(huì)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、公式及其變形難點(diǎn)1圓錐擺實(shí)驗(yàn)及有關(guān)物理量的測(cè)量 2如何運(yùn)用向心力、向心加速度的知識(shí)解釋有關(guān)現(xiàn)象知識(shí)主干新課導(dǎo)入新課教學(xué)一、向心力1通過實(shí)例進(jìn)一步感受做圓周運(yùn)動(dòng)的物體必須受到力的作用2概念3表達(dá)式二、實(shí)驗(yàn)：用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式1圓錐擺的實(shí)驗(yàn)2向心力公式的實(shí)驗(yàn)討論(“做一做”)三、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)的研究學(xué) 生 活 動(dòng)聽講1.1：請(qǐng)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(gè)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)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(yùn)

3、動(dòng)的向心力表達(dá)式要求：學(xué)生認(rèn)真閱讀教材，列舉并分析實(shí)例，體會(huì)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(yùn)動(dòng)的向心力表達(dá)式 1.2請(qǐng)同學(xué)們交流各自的閱讀心得并進(jìn)行相互間的討論并記錄討論結(jié)果。 圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，有加速度，故做圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定受到力的作用而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體具有向心加速度，根據(jù)牛頓第二定律，這個(gè)加速度一定是由于它受到了指向圓心的合力的作用這個(gè)合力叫做向心力下面請(qǐng)推導(dǎo)向心力的表達(dá)式2.1實(shí)驗(yàn)與探究請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材“實(shí)驗(yàn)”部分，思考下面的問題： 1）實(shí)驗(yàn)器材有哪些? 2）簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理(怎樣達(dá)到驗(yàn)證的目的) 3）實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)，

4、測(cè)量哪些物理量(記錄哪些數(shù)據(jù))? 4）實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生誤差的原因主要有哪些?2.2學(xué)生交流與討論結(jié)果提示：實(shí)驗(yàn)的過程中，多項(xiàng)測(cè)量都是粗略的，存在較大的誤差，用兩個(gè)方法得到的力并不嚴(yán)格相等通過實(shí)驗(yàn)我們還體會(huì)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(shí)驗(yàn)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(gè)分力2.3訓(xùn)練說明以下幾個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例中向心力是由哪些力提供的(師生互動(dòng)) 1繩的一端拴一小球，手執(zhí)另一端使小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 2火星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力是什么力提供的? 3在圓盤上放一個(gè)小物塊，使小物塊

5、隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，分析小物塊受幾個(gè)力，向心力由誰提供三、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)3.1思考：在剛才“做一做”的實(shí)驗(yàn)中，我們可以通過掄繩子來調(diào)節(jié)沙袋速度的大小，這就給我們帶來一個(gè)疑問：難道向心力能改變速度的大小嗎?為什么?提示：手不動(dòng)時(shí)，繩子的拉力和沙袋運(yùn)動(dòng)的速度方向垂直，故沙袋的速度不變而當(dāng)手動(dòng)時(shí)，繩子的拉力和沙袋運(yùn)動(dòng)的速度方向不垂直，此時(shí)可以把拉力分解為沿速度方向和垂直于速度方向的兩個(gè)分力，其垂直于速度方向的分力提供沙袋所需的向心力，并不改變沙袋的速度大??；而沿速度方向的分力產(chǎn)生的加速度使沙袋的速度發(fā)生了改變 3.2思考并討論：對(duì)于做一般曲線運(yùn)動(dòng)的物體，我們可以用怎樣的分析方法進(jìn)行

6、簡(jiǎn)化處理?請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材并結(jié)合課本圖6.74的提示發(fā)表自己的見解同時(shí)再與剛才研究的變速圓周運(yùn)動(dòng)去進(jìn)行對(duì)比并注意以后解題時(shí)靈活應(yīng)用。 課堂訓(xùn)練1如圖672所示，在光滑的水平面上釘兩個(gè)釘子A和B，相距20cm用一根長(zhǎng)1 m的細(xì)繩，一端系一個(gè)質(zhì)量為0.5 kg的小球，另一端固定在釘子A上開始時(shí)球與釘子A、B在一條直線上，然后使小球以2 ms的速率開始在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)若繩子能承受的最大拉力為4 N，那么從開始到繩斷所經(jīng)歷的時(shí)間是多少?說明：需注意繩磋釘子的瞬間，繩的拉力和速度方向仍然垂直，球的速度大小不變，而繩的拉力隨半徑的突然減小而突然增大2如圖6.73所示，水平轉(zhuǎn)盤的中心有個(gè)豎直小圓筒，

7、質(zhì)量為m的物體A放在轉(zhuǎn)盤上，A到豎直筒中心的距離為r，物體A通過輕繩、無摩擦的滑輪與物體月相連，月與A質(zhì)量相同物體A與轉(zhuǎn)盤問的最大靜摩擦力是正壓力的倍，則轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度在什么范圍內(nèi)，物體A才能隨盤轉(zhuǎn)動(dòng)?說明：根據(jù)向心力公式，解題的關(guān)鍵是分析做勻速田用運(yùn)動(dòng)物體的受力情況；明確哪些力提供了它需要的向心力3如圖6.74所示，在質(zhì)量為M的電動(dòng)機(jī)上，裝有質(zhì)量為m的偏心輪，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，當(dāng)飛輪重心在轉(zhuǎn)軸正上方時(shí)，電動(dòng)機(jī)對(duì)地面的壓力剛好為零則飛輪重心離轉(zhuǎn)軸的距離多大?在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，電動(dòng)機(jī)對(duì)地面的最大壓力多大?小結(jié)請(qǐng)同學(xué)們概括總結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容課外訓(xùn)練1如圖6.75所示，一圓盤可以繞一個(gè)通過圓盤中心且垂

8、直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤上放置一木塊，當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，木塊隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)，那么( ) A.木塊受到圓盤對(duì)它的摩擦力，方向背離圓盤中心 B.木塊受到圓盤對(duì)它的摩擦力方向指向圓盤中心 C.因?yàn)槟緣K與圓盤一起做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，所以它們之間沒有摩擦力D.因?yàn)槟Σ亮偸亲璧K物體運(yùn)動(dòng)的，所以木塊受到圓盤對(duì)它的摩擦力的方向與木塊運(yùn)動(dòng)方向相反2一個(gè)2.0kg的物體在半徑是1.6 m的圓周上以4 ms的速率運(yùn)動(dòng)，向心加速度為多大?所需向心力為多大?3太陽的質(zhì)量是198X1030kg，它離開銀河系中心大約3萬光年(1光年：946X1012km)，它以250kms的速率繞著銀河系中心轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)算太陽繞銀河系中心轉(zhuǎn)動(dòng)的向心力4關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(gè)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(yùn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速相同時(shí)線長(zhǎng)易斷，還是線短易斷?為什么?如果重物運(yùn)動(dòng)時(shí)系線被桌上的一個(gè)釘子擋住，隨后重物以不變的速