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2019-2020年人教版高中物理必修二 第五章 第6節(jié) 向心力 教案 教材分析 本節(jié)先舉例說明物體做圓周運動時有向心力的作用，然后通過牛頓第二定律推導(dǎo)向心力的公式，并用圓錐擺實驗來驗證向心力的表達式，理論與實踐相結(jié)合，讓學(xué)生體會科學(xué)之美，進一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。 教材中的“做一做”通過質(zhì)疑向心力是否只能改變速度的大小，進一步明確合力和向心力的特點和關(guān)系，運動形式也從勻速圓周運動推廣到變速圓周運動，進而擴展到一般曲線運動。教材在這里將矢量的獨立性原理應(yīng)用于分析變速圓周運動（包括運動的合成與分解、力的獨立性原理等）。 這是圓周運動中很重要的一節(jié)，教師要善于利用已有知識讓學(xué)生自己動手推導(dǎo)向心力公式和進行正確的受力分析，進而獲取求向心力的思路和方法。 學(xué)生不僅要學(xué)會從線速度、角速度、周期等物理量來求向心力，還要會從本質(zhì)，（即從物體受力分析角度）求向心力的來源，并靈活運用力的獨立性原理來理解物體做一般曲線運動的原因。 教學(xué)目標(biāo) 知識與技能 1. 理解向心力的概念、公式及物理意義。 2. 了解變速圓周運動的概念及受力特征。 3. 了解研究一般圓周運動的方法。 過程與方法 1. 自覺地將牛頓第二定律運用于圓周運動。 2. 運用運動的合成與分解和力的獨立性原理分析變速圓周運動。 情感、態(tài)度與價值觀 1. 在實驗中培養(yǎng)分析、解決問題的能力，提高思維水平。 2. 體會矢量獨立性原理的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。 重、難點 1.重點： 理解向心力的概念和公式 2.難點： 掌握有關(guān)向心力的來源和相關(guān)特點 教學(xué)設(shè)計 導(dǎo)入新課 通過復(fù)習(xí)上一節(jié)向心加速度的定義和公式：，引入向心力的概念，并根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出向心力的表達式。 1、 勻速圓周運動的向心力 1. 向心力為物體所受的合外力，即： 2. 方向：始終與速度方向垂直，即始終沿半徑方向指向圓心。 3. 大小： 4. 引導(dǎo)學(xué)生用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式 （1） 創(chuàng)設(shè)勻速圓周運動的情境 （2） 設(shè)計測量的計算方法 （設(shè)疑并思考）①如何求物體的向心力及其合力？②如何測相關(guān)的物理量？（實驗器材、測量方法） （3） 測量并計算物體所受的合力 （其中） （4） 測量并計算物體做勻速圓周運動需要的向心力 或 （5）將和進行比較 （6）得出結(jié)論： 注意事項： （1）小球運動時不能接觸紙面，否則則不是圓錐擺 （2）為減少誤差，測量周期T時用秒表測出n圈的總時間t，則 （3）h為懸點到軌道面的豎直高度，即運動小球的球心距懸點的豎直高度，，而非懸點距紙面的高度。 通過實驗，引導(dǎo)學(xué)生思考生活中常見的圓周運動的向心力來源（多媒體課件） （1） 月球圍繞地球公轉(zhuǎn) （2）彎道跑 （3）花樣滑冰 （4）車輛轉(zhuǎn)彎等 5. 說明： （1） 向心力是按效果命名，而非額外所受一個力，受力分析不能畫這個力 （2） 勻速圓周運動向心力合外力 （3） 向心力是變力，方向始終指向圓心 （4） 等式右邊的向心力公式是確定的，解題關(guān)鍵是通過受力分析找到等式左邊，即物體所受的合外力。 思考： （如圖）一物塊隨水平轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動，分析其向心力的來源。有同學(xué)認為，物塊m有向前運動的趨勢，故靜摩擦力的方向與相對運動趨勢方向相反，即向后，而不是與運動方向垂直，因此向心力不可能是靜摩擦力。這種觀點對么？ O vt mg FN f靜 分析： 如圖：，而，當(dāng)很小時，，故、、共線，即物塊的相對運動趨勢是沿半徑向外，所以靜摩擦力沿半徑指向圓心。 2、 變速圓周運動的向心力 1.定義：當(dāng)沿圓周運動的物體所受的合力不指向圓心時，物體做變速圓周運動。 2.大小： （變速圓周運動的向心力不是合外力，而是合外力沿半徑方向的分力。） O Fn Ft v F合 O Fn Ft F合 v （引導(dǎo)學(xué)生思考兩個分力的作用） 切向力Ft ：垂直半徑方向的分力，產(chǎn)生切向加速度，只改變速度的大小 向心力Fn ：沿著半徑方向指向圓心的分力，產(chǎn)生向心加速度，只改變速度的方向 3、 一般曲線運動 在現(xiàn)實生活中，我們所見到的運動軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運動，可以稱為一般曲線運動。 （引導(dǎo)學(xué)生思考）這種曲線運動各個地方的彎曲程度不同，我們該如何研究？ r1 r2 課堂小結(jié)： 1. 向心力： （1） 公式： （2） 向心力是效果力 （3） 勻速圓周運動： 2. 變速圓周運動的物體所受的合外力不指向圓心，切向的分力改變速度大小，半徑方向的分力改變速度方向（提供向心力） 3. 研究一般曲線運動可以采用圓周運動的分析方法。 板書設(shè)計 第6節(jié) 向心力 1、 勻速圓周運動的向心力 1. 定義 2. 方向 3. 大小 4. 向心力的來源 2、 變速圓周運動 1. 定義 2. 條件 3. 向心力的來源 3、 一般曲線運動 教案反思 向心力是比較抽象的概念，學(xué)生不太容易理解，在教學(xué)設(shè)計時應(yīng)盡量采用一些生活中的現(xiàn)象和事例幫助其理解。本設(shè)計主要是通過多媒體展示，讓學(xué)生分析生活中的圓周運動中向心力的來源，加深對向心力和合外力關(guān)系的理解，并把力的獨立性原理應(yīng)用于理解變速圓周運動和一般的曲線運動，教師應(yīng)盡可能多地讓學(xué)生多思考多討論，充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)理念。