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2019-2020年高中物理 2.2《圓周運(yùn)動(dòng)的向心力》教案 教科版必修2 教學(xué)目標(biāo)： 一、知識(shí)目標(biāo)： 1．理解向心力是做物體勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(lái)進(jìn)行計(jì)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(yùn)動(dòng)中，可用公式求質(zhì)點(diǎn)在圓周上某一點(diǎn)的向心力和向心加速度。 二、能力目標(biāo)： 1．學(xué)會(huì)用運(yùn)動(dòng)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(lái)進(jìn)行計(jì)算。 三、德育目標(biāo)： 通過(guò)a與r及、v之間的關(guān)系，使學(xué)生明確任何一個(gè)結(jié)論都有其成立的條件。 教學(xué)重點(diǎn)： 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(lái)進(jìn)行計(jì)算。 教學(xué)難點(diǎn)： 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度都是大小不變，方向在時(shí)刻改變。 教學(xué)方法： 實(shí)驗(yàn)法、講授法、歸納法、推理法 教學(xué)步驟： 一、引入新課 1．復(fù)習(xí)提問(wèn)（出示思考題） （1）什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng) （2）描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量有哪幾個(gè)？ （3）上述物理量間有什么關(guān)系？ 2．引入：由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻在變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng)。而力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。所以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力有何特點(diǎn)？加速度又如何呢？本節(jié)課我們就來(lái)共同學(xué)習(xí)這個(gè)問(wèn)題。 二、新課教學(xué) （一）出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)： 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(lái)源 （二）學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過(guò)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(shí)驗(yàn) a：一個(gè)小球，拴住繩的一端，繩的另一端固定于桌上，原來(lái)細(xì)繩處于松馳狀態(tài) b：用手輕擊小球，小球做勻速直線運(yùn)動(dòng) c：當(dāng)繩繃直時(shí)，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) （2）模擬上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程 （3）引導(dǎo)學(xué)生討論、分析： a：繩繃緊前，小球?yàn)槭裁醋鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)？ b：繩繃緊后，小球?yàn)楹巫鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)？小球此時(shí)受到哪些力的作用？合外力是哪個(gè)力？這個(gè)力的方向有什么特點(diǎn)？這個(gè)力起什么作用？ （4）通過(guò)討論得到： a：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到一個(gè)指向圓心的合力的作用，這個(gè)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(yùn)動(dòng)物體的速度方向，不改變速度大小。 2．向心力的大小 （1）通過(guò)課本實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)向心的大小 a：拉住繩的一端，讓小球盡量做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，改變轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢、細(xì)線的長(zhǎng)短多做幾次。 b：引導(dǎo)學(xué)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(guò)渡：剛才同學(xué)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(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)一下。 （2）操作方法： a：用兩個(gè)質(zhì)量相同的小球，保持小球運(yùn)動(dòng)的角速度相同，觀察向心力的大小與運(yùn)動(dòng)半徑之間的關(guān)系。 b：用兩個(gè)質(zhì)量相同的小球，保持運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(shuō)明該公式的得到方法，空氣變量法、定量測(cè)數(shù)據(jù)） （5）學(xué)生據(jù)推導(dǎo)向心力的另一表達(dá)式 3．向心加速度 （1）做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在向心力F的作用下必然要產(chǎn)生一個(gè)加速度，據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得到：這個(gè)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(yùn)動(dòng)定律推導(dǎo)得到 4．說(shuō)明的幾個(gè)問(wèn)題： （1）由于a向的方向時(shí)刻在變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是瞬時(shí)加速度的方向不斷改變的變加速運(yùn)動(dòng)。 （2）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，向心力是一個(gè)效果力，方向總指向圓心，是一個(gè)變力。 （3）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(gè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它的轉(zhuǎn)速度為原來(lái)的2倍時(shí)，它的線速度、向心力分別變?yōu)樵瓉?lái)的幾倍？如果線速度不變，當(dāng)角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍時(shí)，它的軌道半徑和所受的向心力分別為原來(lái)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(gè)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(diǎn)？ 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(yùn)動(dòng)是一種什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？ 五、作業(yè)：本節(jié)課后課后練習(xí)三 六、板書(shū)設(shè)計(jì)