高中物理人教版 (新课标)必修26.向心力教学设计

任课教师

张玉荣

授课日期

3 月 21日（至3 月22日）

第    单元

单元题目：

第    课时

课    题：

学习要求

1．知道做匀速圆周运动的物体所受的合力指向圆心，即合力充当向心力．

 2．了解向心力概念，知道向心力是根据力的效果命名的，会分析向心力的来源．

 3．掌握向心力的表达式，并能根据牛顿第二定律推导并掌握向心加速度的表达式

教   学   过   程

教学设计（内容、形式、过程）

设计思想、答案

一、复习提问：

检查公式

二、新课：

1．向心力：

   （1）理论分析：当物体做匀速圆周运动时，线速度的大小处处相等，即线速度的大小不变，而线速度的方向(沿圆周上各点的_______)时刻变化，由此可以断定，做匀速圆周运动的

物体所受的合力不能改变速度的大小，

只能改变速度的方向．从运动和力的关系可知：

只有当合力方向始终与速度方向_______时，

合力才只能改变速度方向，所以做匀速圆周运动的物体所受的合力方向必然时刻沿_______指向_______，因此，我们称之为__________．

   （2）实例：地球之所以能够绕太阳

运转，就是因为受到了太阳对

        地球的引力作用，引力的方向

        指向________；光滑桌面上的

        小球由于细线的牵引而做匀速圆周运动，合力方向沿_____指向________．

   （3）向心力的大小：

     ①实验感知：在一根结实的细绳的一端拴一个小物体，抡动

细绳，使小物体做圆周运动，手拉绳的力提供小球运动的

向心力．可以发现：在半径和小物体的质量不变的情况下，

小物体转得越快(角速度ω越大)时，需要的拉力越______；在半径和角速度不变时，小物体的质量越大，需要的拉力越______；在小物体的质量和角速度不变时，小物体做圆周运动的半径越大，需要的拉力越______．

     ②实验验证：右图的实验装置称为向心力演示器．

      转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4

和短槽5随之匀速转动，槽内的小球就做匀速

圆周运动．使小球做圆周运动的向心力由横臂6

的挡板对小球的压力提供，球队挡板的反作用力

使弹簧的测力套筒7下降，从而露出标尺8，

标尺8上露出的红白相间的等分格子可以显示出两个球所受向心力的比值．

Ⅰ．用质量不同的钢球和铝球做实验，使两球转动的半径和角速度相等，比较向心力的大小与质量大小的关系，结论___________；

Ⅱ．用质量相同的两个小球做实验，且让两球转动的半径相等，比较向心力的大小与两球转动的角速度的关系，结论___________；

Ⅲ．用质量相同的两个小球做实验，且让两球转动的角速度相等，比较向心力的大小与两球转动的半径的关系，结论___________．

   综合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，得出F向=____________，将υ = ωr代入可得F向=_________．

 2．向心加速度：

（1）大小：由牛顿第二定律F合 = ______变形可得a向= ______ = ______ = ______．

（2）方向：任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向_______．

 3．匀速圆周运动：

   （1）运动特征：从速度的角度分析，匀速圆周运动属于_______运动；

      从加速度的角度分析，匀速圆周运动属于__________运动；

   （2）匀速圆周运动中的不变量：_______________________________．

   （3）匀速圆周运动的线速度、加速度、合力特点：________________．

 4．变速圆周运动和一般的曲线运动：

   （1）如果做圆周运动的物体所受的合力方向不指向圆心，这时物体做变速圆周运动． 我们可以将合力沿半径方向(指向圆心)和与半径垂直的方向(跟圆周相切)进行分解，沿半径方向方向的分力即向心力，产生______加速度，改变速度的_______，跟圆周相切的分力改变速度的______．仅有向心加速度的运动即_________运动．

   （2）运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可称为一般的曲线运动．研究时，可将曲线分割为许多极短的小段，每一段均可看作圆弧，这样即可采用圆周运动的分析方法进行处理了．

三．巩固练习：

 1．下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，正确的是：（　 　）

A．物体除其他的力外还要受到一个向心力   

B．物体所受的合力提供向心力

C．向心力是一个恒力        D．向心力的大小一直在变化

 2．指出下列各匀速圆周运动中向心力的来源：

   （1）绳系小球在光滑水平面上做圆周运动．

（2）小物体随水平面内匀速转动的圆盘一起运动．

  （3）把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，使小球

        沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动．

   （4）用细线吊着一个小球，使小球在水平面内做匀速

圆周运动(也称为圆锥摆运动)．

   （5）在圆筒内壁上有一小物块m随圆筒一起匀速转动而未滑动．

   （6）汽车在水平路面上匀速转弯．

 3．一个2.0kg的物体在半径是1.6 m的圆周上以4 m/s的速率运动，向心加速度为多大？所需的向心力为多大？

4．关于地球上的物体随地球自转的向心加速度，下列说法正确的是：（     ）

A．在赤道上向心加速度最大

B．在两极向心加速度最大

C．在地球上各处，向心加速度一样大

D．随着纬度的升高，向心加速度的值逐渐减小

E．地球上各处向心加速度的方向都指向地心

F．地球上各处向心加速度的方向都在平行赤道的平面内指向地轴

5．关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期与向心加速度的关系，下列说法中正确的是（　　）

A．角速度大的向心加速度一定大

 B．线速度大的向心加速度一定大

C．线速度与角速度乘积大的向心加速度一定大 

D．周期小的向心加速度一定大

学生感知

得结论

分析给出结论

B

结合实例分析

练习

ADF

C

布置

作业

 复习，完成导纲上练习，一篇作业

课后

小结

 注意理解、思路，需要加强反复的练习，对易混概念强化。