课题:向心力、向心加速度 教学目标： 一、知识目标： 1、理解向心加速度和向心力的概念 2、知道匀速圆周运动中产生向心加速度的原因。 3、掌握向心力与向心加速度之间的关系。 二、能力目标： 1、学会用运动和力的关系分析分题 2、理解向心力和向心加速度公式的确切含义，并能用来进行计算。 三、德育目标： 通过a与r及、v之间的关系，使学生明确任何一个结论都有其成立的条件。 教学重点教学重点： 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，并能用来进行计算。 教学难点教学难点： 匀速圆周运动的向心力和向心加速度都是大小不变，方向在时刻改变。 教学方法教学方法： 实验法、讲授法、归纳法、推理法 教学用具教学用具： 投影仪、投影片、多媒体、CAI课件、向心力演示器、钢球、木球、细绳 教学步骤教学步骤： 一、引入新课一、引入新课 1：复习提问（用投影片出示思考题） （1）什么是匀速圆周运动 （2）描述匀速圆周运动快慢的物理量有哪几个？ （3）上述物理量间有什么关系？ 2、引入：由于匀速圆周运动的速度方向时刻在变，由于匀速圆周运动的速度方向时刻在变，所以匀速圆周运动是变速曲线运动。而力是改变物体所以匀速圆周运动是变速曲线运动。而力是改变物体运动状态的原因。所以做匀速圆周运动的物体所受合运动状态的原因。所以做匀速圆周运动的物体所受合外力有何特点？加速度又如何呢？本节课我们就来共外力有何特点？加速度又如何呢？本节课我们就来共同学习这个问题。同学习这个问题。 二、新课教学二、新课教学 （二）学习目标完成过程 1：向心力的概念及其方向 （1）在光滑水平桌面上，做演示实验 a：一个小球，拴住绳的一端，绳的另一端固定于桌上，原来细绳处于松驰状态 b：用手轻击小球，小球做匀速直线运动 c：当绳绷直时，小球做匀速圆周运动（2）用CAI课件，模拟上述实验过程（3）引导学生讨论、分析： a：绳绷紧前，小球为什么不做匀速圆周运动？绳绷紧前，小球为什么不做匀速圆周运动？ b：绳绷紧后，小球为何做匀速圆周运动？小球绳绷紧后，小球为何做匀速圆周运动？小球此时受到哪些力的作用？合外力是哪个力？这个力此时受到哪些力的作用？合外力是哪个力？这个力的方向有什么特点？这个力起什么作用？的方向有什么特点？这个力起什么作用？ （4）通过讨论得到：）通过讨论得到： a：做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合力的作用，这个力叫向心力。合力的作用，这个力叫向心力。 b：向心力指向圆心，方向不断变化。向心力指向圆心，方向不断变化。 c：向心力的作用效果向心力的作用效果只改变运动物体的速只改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。度方向，不改变速度大小。 2、向心力的大小、向心力的大小 （1）体验向心的大小）体验向心的大小 a：每组学生发用细线联结的钢球、木球各一每组学生发用细线联结的钢球、木球各一个，让学生拉住绳的一端，让小球尽量做匀速个，让学生拉住绳的一端，让小球尽量做匀速圆周运动，改变转动的快慢、细线的长短多做圆周运动，改变转动的快慢、细线的长短多做几次。几次。 b：引导学生猜想：向心力可能与物体的质量引导学生猜想：向心力可能与物体的质量、角速度、半径有关。、角速度、半径有关。 c：过渡：刚才同学们已猜想向心力可能与过渡：刚才同学们已猜想向心力可能与m、v、r有关，那么，我们的猜想是否正确呢？下有关，那么，我们的猜想是否正确呢？下边我们通过实验来检验一下。边我们通过实验来检验一下。（2）a：用实物投影仪，投影用实物投影仪，投影向心力向心力演示器。演示器。 b：介绍向心力演示的构造和使用方法介绍向心力演示的构造和使用方法 构造：（略）主要介绍各部分的名称构造：（略）主要介绍各部分的名称 使用方法：匀速转动手柄使用方法：匀速转动手柄1，可以使塔轮，可以使塔轮2和和3以以及长槽及长槽4和短槽和短槽5随之匀速转动，槽内的小球就做匀随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过杠杆的作用使弹簧测力套筒力通过杠杆的作用使弹簧测力套筒7下降，从而露下降，从而露出标尺出标尺8，标尺，标尺8上露出的红白相间等方格可显示出上露出的红白相间等方格可显示出两个球所受向心力的比值。两个球所受向心力的比值。（3）操作方法：）操作方法： a：用质量不同的钢球和铝球，使他们运动的半径用质量不同的钢球和铝球，使他们运动的半径r和和角速度相同观察得到：向心力的大小与质量有关，质量角速度相同观察得到：向心力的大小与质量有关，质量越大，向心力也越大。越大，向心力也越大。 b：用两个质量相同的小球，保持运动半径相同，观用两个质量相同的小球，保持运动半径相同，观察向心力与角速度之间的关系察向心力与角速度之间的关系 c：仍用两个质量相同的小球，保持小球运动的角速仍用两个质量相同的小球，保持小球运动的角速度相同，观察向心力的大小与运动半径之间的关系。度相同，观察向心力的大小与运动半径之间的关系。 （4）总结得到：向心力的大小）总结得到：向心力的大小F与物体质量与物体质量m、圆周圆周半径半径r和角速度和角速度都有关系，且给出公式：都有关系，且给出公式：Fm2r（说说明该公式的得到方法，控制变量法、定量测数据）明该公式的得到方法，控制变量法、定量测数据） （5）学生据推导向心力的另一表达式）学生据推导向心力的另一表达式（5）学生据）学生据 推导向心力的另一表达式推导向心力的另一表达式 3、向心加速度、向心加速度 （1）做圆周运动的物体，在向心力）做圆周运动的物体，在向心力F的作用下必然要产的作用下必然要产生一个加速度，据牛顿运动定律得到：这个加速度的方向生一个加速度，据牛顿运动定律得到：这个加速度的方向与向心力的方向相同，叫做与向心力的方向相同，叫做向心加速度向心加速度。 （2）结合牛顿运动定律推导得到）结合牛顿运动定律推导得到 4、说明的几个问题：、说明的几个问题： （1）由于）由于a向向的方向时刻在变，所以匀速的方向时刻在变，所以匀速圆周运动是瞬时加速度的方向不断改变的圆周运动是瞬时加速度的方向不断改变的变加速运动。变加速运动。 （2）做匀速圆周运动的物体，向心力是）做匀速圆周运动的物体，向心力是一个效果力，方向总指向圆心，是一个变一个效果力，方向总指向圆心，是一个变力。力。 （3）做匀速圆周运动的物体受到的合外）做匀速圆周运动的物体受到的合外力就是向心力。力就是向心力。三、巩固训练三、巩固训练 1：向心加速度只改变速度的：向心加速度只改变速度的 ，而不改变速度的，而不改变速度的 。 2、一个做匀速圆周运动的物体，当它的转速度为、一个做匀速圆周运动的物体，当它的转速度为原来的原来的2倍时，它的线速度、向心力分别变为原来倍时，它的线速度、向心力分别变为原来的几倍？如果线速度不变，当角速度变为原来的的几倍？如果线速度不变，当角速度变为原来的2倍时，它的轨道半径和所受的向心力分别为原来的倍时，它的轨道半径和所受的向心力分别为原来的几倍几倍 3.（1）用）用CAI课件展示思考与讨论中的物理情景课件展示思考与讨论中的物理情景 （2）分析木块受几个力的作用？各是什么性质的）分析木块受几个力的作用？各是什么性质的力？（力？（3）木块所受的向心力是由什么提供的？）木块所受的向心力是由什么提供的？ 四、小结四、小结 1.什么是向心力和向心加速度？它们的大小和什么是向心力和向心加速度？它们的大小和方向有什么特点？方向有什么特点？ 2.向心力的求解公式（向心力的求解公式（1） （2） 3.向心加速度的求解公式（向心加速度的求解公式（1） （2） 4.匀速圆周运动是一种什么性质的运动？匀速圆周运动是一种什么性质的运动？ 五、作业五、作业 课后练习三六、板书设计六、板书设计