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2019-2020年高中物理 2.2《圓周運動的向心力》教案 教科版必修2 教學目標： 一、知識目標： 1．理解向心力是做物體勻速圓周運動的物體所受的合外力。 2．理解向心力大小與哪些因素有關(guān)，理解公式的含義，并能用來進行計算。 3．理解向心加速度的概念，結(jié)合牛頓第二定律，得出向心加速度的公式。 4．知道在變速圓周運動中，可用公式求質(zhì)點在圓周上某一點的向心力和向心加速度。 二、能力目標： 1．學會用運動和力的關(guān)系分析分題 2．理解向心力和向心加速度公式的確切含義，并能用來進行計算。 三、德育目標： 通過a與r及、v之間的關(guān)系，使學生明確任何一個結(jié)論都有其成立的條件。 教學重點： 1．理解向心力和向心加速的概念。 2．知道向心力大小，向心加速的大小，并能用來進行計算。 教學難點： 勻速圓周運動的向心力和向心加速度都是大小不變，方向在時刻改變。 教學方法： 實驗法、講授法、歸納法、推理法 教學步驟： 一、引入新課 1．復(fù)習提問（出示思考題） （1）什么是勻速圓周運動 （2）描述勻速圓周運動快慢的物理量有哪幾個？ （3）上述物理量間有什么關(guān)系？ 2．引入：由于勻速圓周運動的速度方向時刻在變，所以勻速圓周運動是變速曲線運動。而力是改變物體運動狀態(tài)的原因。所以做勻速圓周運動的物體所受合外力有何特點？加速度又如何呢？本節(jié)課我們就來共同學習這個問題。 二、新課教學 （一）出示本節(jié)課的學習目標： 1．理解什么是向心力和向心加速度 2．知道向心力和向心加速度的求解公式 3．了解向心力的來源 （二）學習目標完成過程 1．向心力的概念及其方向 （1）在光滑水平桌面上，做演示實驗 a：一個小球，拴住繩的一端，繩的另一端固定于桌上，原來細繩處于松馳狀態(tài) b：用手輕擊小球，小球做勻速直線運動 c：當繩繃直時，小球做勻速圓周運動 （2）模擬上述實驗過程 （3）引導(dǎo)學生討論、分析： a：繩繃緊前，小球為什么做勻速圓周運動？ b：繩繃緊后，小球為何做勻速圓周運動？小球此時受到哪些力的作用？合外力是哪個力？這個力的方向有什么特點？這個力起什么作用？ （4）通過討論得到： a：做勻速圓周運動的物體受到一個指向圓心的合力的作用，這個力叫向心力。 b：向心力指向圓心，方向不斷變化。 c：向心力的作用效果——只改變運動物體的速度方向，不改變速度大小。 2．向心力的大小 （1）通過課本實驗體驗向心的大小 a：拉住繩的一端，讓小球盡量做勻速圓周運動，改變轉(zhuǎn)動的快慢、細線的長短多做幾次。 b：引導(dǎo)學生猜想：向心力可能與物體的質(zhì)量、角速度、半徑有關(guān)。 c：過渡：剛才同學們已猜想大向心力可能與m、v、r有關(guān)，那么，我們的猜想是否正確呢？下邊我們通過實驗來檢驗一下。 （2）操作方法： a：用兩個質(zhì)量相同的小球，保持小球運動的角速度相同，觀察向心力的大小與運動半徑之間的關(guān)系。 b：用兩個質(zhì)量相同的小球，保持運動半徑相同，觀察向心力與角速度之間的關(guān)系 c：仍用質(zhì)量不同的鋼球和鋁球，使他們運動的半徑r和角速度相同觀察得到：向心力的大小與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，向心力也越大。 （4）總結(jié)得到：向心力的大小與物體質(zhì)量m、圓周半徑r和角速度都有關(guān)系，且給出公式：F＝mr2（說明該公式的得到方法，空氣變量法、定量測數(shù)據(jù)） （5）學生據(jù)推導(dǎo)向心力的另一表達式 3．向心加速度 （1）做圓周運動的物體，在向心力F的作用下必然要產(chǎn)生一個加速度，據(jù)牛頓運動定律得到：這個加速度的方向與向心力的方向相同，叫做向心加速度。 （2）結(jié)合牛頓運動定律推導(dǎo)得到 4．說明的幾個問題： （1）由于a向的方向時刻在變，所以勻速圓周運動是瞬時加速度的方向不斷改變的變加速運動。 （2）做勻速圓周運動的物體，向心力是一個效果力，方向總指向圓心，是一個變力。 （3）做勻速圓周運動的物體受到的合外力就是向心力。 三、鞏固訓(xùn)練 1．向心加速度只改變速度的 ，而不改變速度的 。 2．一個做勻速圓周運動的物體，當它的轉(zhuǎn)速度為原來的2倍時，它的線速度、向心力分別變?yōu)樵瓉淼膸妆叮咳绻€速度不變，當角速度變?yōu)樵瓉淼?倍時，它的軌道半徑和所受的向心力分別為原來的幾倍 3．（1）展示思考與討論中的物理情景 （2）分析木塊受幾個力的作用？各是什么性質(zhì)的力？ （3）木塊所受的向心力是由什么提供的？ 四、小結(jié) 1．什么是向心力和向心加速度？它們的大小和方向有什么特點？ 2．向心力的求解公式（1） （2） 3．向心加速度的求解公式（1） （2） 4．勻速圓周運動是一種什么性質(zhì)的運動？ 五、作業(yè)：本節(jié)課后課后練習三 六、板書設(shè)計