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1、新人教版高中物理必修二向心力精品教案课 题5.7 向心力课堂教学案课 型新授课学 习 目 标知识与技能 1理解向心力的概念及其表达式的确切含义 2知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算 3知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度过程与方法 1通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并具体“做一做”来理解公式的含义 2进一步体会力是产生加速度的原因，并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动、变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点情感、态度与价值观 1在实验中，培养学生动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力 2感受成功的快乐体会实验
2、的意义，激发学习物理的兴趣重难点重点 1体会牛顿第二定律在向心力上的应用 2明确向心力的意义、作用、公式及其变形难点1圆锥摆实验及有关物理量的测量 2如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象知识主干新课导入新课教学 一、向心力1通过实例进一步感受做圆周运动的物体必须受到力的作用2概念3表达式二、实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式1圆锥摆的实验2向心力公式的实验讨论(“做一做”)三、变速圆周运动和一般曲线运动的研究 学 生 活 动 听讲 1.1：请同学们阅读教材“向心力”部分，思考并回答以下问题， （1）举出几个物体做圆周运动的实例，说明这些物体为什么不沿直线飞去 （2）用牛顿第二定律推导
3、出匀速圆周运动的向心力表达式 要求：学生认真阅读教材，列举并分析实例，体会向心力的作用效果，并根据牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式 1.2请同学们交流各自的阅读心得并进行相互间的讨论并记录讨论结果。 圆周运动是变速运动，有加速度，故做圆周运动的物体一定受到力的作用而做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，根据牛顿第二定律，这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的合力的作用这个合力叫做向心力下面请推导向心力的表达式 2.1实验与探究 请同学们阅读教材“实验”部分，思考下面的问题： 1）实验器材有哪些? 2）简述实验原理(怎样达到验证的目的) 3）实验过程中要注意什么?如何保证小球在水平面内
4、做稳定的圆周运动，测量哪些物理量(记录哪些数据)? 4）实验过程中产生误差的原因主要有哪些? 2.2学生交流与讨论结果提示：实验的过程中，多项测量都是粗略的，存在较大的误差，用两个方法得到的力并不严格相等通过实验我们还体会到向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样具有某种性质的力来命名的它是效果力，是按力的效果命名的在圆锥摆实验中，向心力是小球重力和细线拉力的合力，还可以理解为是细线拉力在水平面内的一个分力 2.3训练说明以下几个圆周运动的实例中向心力是由哪些力提供的(师生互动) 1绳的一端拴一小球，手执另一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动 2火星绕太阳运转的向心力是什么力提供的? 3在圆盘上
5、放一个小物块，使小物块随圆盘一起做匀速圆周运动，分析小物块受几个力，向心力由谁提供 三、变速圆周运动和一般曲线运动 3.1思考：在刚才“做一做”的实验中，我们可以通过抡绳子来调节沙袋速度的大小，这就给我们带来一个疑问：难道向心力能改变速度的大小吗?为什么? 提示：手不动时，绳子的拉力和沙袋运动的速度方向垂直，故沙袋的速度不变而当手动时，绳子的拉力和沙袋运动的速度方向不垂直，此时可以把拉力分解为沿速度方向和垂直于速度方向的两个分力，其垂直于速度方向的分力提供沙袋所需的向心力，并不改变沙袋的速度大小；而沿速度方向的分力产生的加速度使沙袋的速度发生了改变 3.2思考并讨论：对于做一般曲线运动的物体，
6、我们可以用怎样的分析方法进行简化处理?请同学们阅读教材并结合课本图6.74的提示发表自己的见解同时再与刚才研究的变速圆周运动去进行对比并注意以后解题时灵活应用。 课堂训练1如图672所示，在光滑的水平面上钉两个钉子A和B，相距20cm用一根长1 m的细绳，一端系一个质量为0.5 kg的小球，另一端固定在钉子A上开始时球与钉子A、B在一条直线上，然后使小球以2 ms的速率开始在水平面内做匀速圆周运动若绳子能承受的最大拉力为4 N，那么从开始到绳断所经历的时间是多少?说明：需注意绳磋钉子的瞬间，绳的拉力和速度方向仍然垂直，球的速度大小不变，而绳的拉力随半径的突然减小而突然增大.2如图6.73所示，
7、水平转盘的中心有个竖直小圆筒，质量为m的物体A放在转盘上，A到竖直筒中心的距离为r，物体A通过轻绳、无摩擦的滑轮与物体月相连，月与A质量相同物体A与转盘问的最大静摩擦力是正压力的倍，则转盘转动的角速度在什么范围内，物体A才能随盘转动?说明：根据向心力公式，解题的关键是分析做匀速田用运动物体的受力情况；明确哪些力提供了它需要的向心力3如图6.74所示，在质量为M的电动机上，装有质量为m的偏心轮，飞轮转动的角速度为，当飞轮重心在转轴正上方时，电动机对地面的压力刚好为零则飞轮重心离转轴的距离多大?在转动过程中，电动机对地面的最大压力多大?小结请同学们概括总结本节课的内容课外训练1如图6.75所示，一
8、圆盘可以绕一个通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放置一木块，当圆盘匀速转动时，木块随圆盘一起运动，那么( ) A.木块受到圆盘对它的摩擦力，方向背离圆盘中心 B.木块受到圆盘对它的摩擦力方向指向圆盘中心 C.因为木块与圆盘一起做匀速转动，所以它们之间没有摩擦力D.因为摩擦力总是阻碍物体运动的，所以木块受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块运动方向相反2一个2.0kg的物体在半径是1.6 m的圆周上以4 ms的速率运动，向心加速度为多大?所需向心力为多大?3太阳的质量是198X1030kg，它离开银河系中心大约3万光年(1光年：946X1012km)，它以250kms的速率绕着银河系中心转
9、动计算太阳绕银河系中心转动的向心力4关于匀速圆周运动的周期大小，下列判断正确的是( ) A若线速度越大，则周期一定越小 B若角速度越大，则周期一定越小 C若半径越大，则周期一定越大 D若向心加速度越大，则周期一定越大5线的一端系一个重物，手执线的另一端使重物在光滑水平面上做匀速圆周运动，当转速相同时线长易断，还是线短易断?为什么?如果重物运动时系线被桌上的一个钉子挡住，随后重物以不变的速率在系线的牵引下绕钉子做圆周运动，系线碰钉子时钉子离重物越远线易断?还是离重物越近线易断?为什么?6如图67-6所示，线段OA2ABA、B两球质量相等当它们绕O点在光滑的水平桌面上以相同的角速度转动时，两线段的拉力之比为多少?作业：新学案22页训练2，23页8题学习札记