三维五环教学案例刘佳荣 向心力一、课前准备 1 、圆锥摆实验装置。 2 、多媒体辅助教学设备。 3 二、教学目标 1、理解向心力的概念和公式表示,知道它是匀速圆周运动中物体受到的指向圆心的合外力。2、能结合实际问题分析向心力的来源。三、教学重点明确向心力的意义、作用、公式及其变形。四、教学难点如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。五、教学过程(一)引入新课师: 前两节课, 我们研究匀速圆周运动运动学特征, 请同学们回忆: 做匀速圆周运动物体的加速度方向如何?所以我们把它称为_____ 加速度, 与线速度方向关系? 物理意义是什么? 它的表达式呢? 师: 我们已知道了匀速圆周运动的加速度的特点, 有哪位同学能根据以前所学的知识推出:物体做匀速圆周运动时所受的合外力的方向和大小如何确定? 生: 根据公式 m Fa?,我们知道做匀速圆周运动的物体所受的合外力应该是 vmRmR vm ma F??或或 2 2??,方向总是与速度垂直指向圆心。(二)推进新课一、向心力师: 做匀速圆周运动的物体所受的合外力真的指向圆心吗?下面我们结合几个实例体会验证一下这个结论。毕竟理论只有结合实际才能被更透彻地理解。①地球绕太阳的运动可以近似看成匀速圆周运动, 试分析做匀速圆周运动的物体( 地球) 所有受的合外力的特点。【解析】: 地球只受到太阳对它的吸引力,合力即为吸引力。该吸引力指向地球做圆周运动的圆心即日心。②光滑桌面上一个小球,由于细绳的牵引,绕桌面上的图钉做匀速圆周运动。【解析】: 小球受重力、支持力、绳子的拉力。合力是绳子的拉力,方向沿绳子指向圆心(图钉) 师: 通过上面的实例证明我们的理论分析是正确的即: 1 、定义: 做匀速圆周运动的物体所受的合外力指向圆心,所以这个合力叫做向心力。师: 从定义分析向心力是合力还是一种像重力、弹力、摩擦力那样按性质来命名的一种新的性质力呢? 对,向心力是合力它是根据效果命名的而不是一种新的性质力。例题 1、分析下面各种匀速圆周运动中向心力是由哪些力提供? ①在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动②玻璃球沿碗光滑内壁在水平面内做匀速圆周运动③细线下面悬挂一钢球,使小球在水平面面上做圆周运动。 2、向心力是效果力,不是按性质命名的新的类型的力。例1、如图所示, 小物体 A 与圆盘保持相对静止, 跟着圆盘一起作匀速圆周运动,则A 的受力情况是( ) A 、受重力、支持力 B 、受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 C 、重力、支持力、向心力、摩擦力 D 、以上均不正确 3、作用效果:只改变速度的方向,不改变速度的大小。[ 4 、大小: vmFRmFR vmF?????或或 2 2 二、用圆锥摆粗略验证向心力的表达式指导学生阅读教材“实验”部分,引导学生思考下面的问题: 1 、根据实验器材简述实验原理(怎样达到验证的目的)? F 合=? mr4 π 2 /T 2即 mgr/L=? mr4 π 2 /T 2即 1/L=?4/ T 2 2 、实验需要测量的数据有哪些?如何测量? 需要测量质量吗? 注意事项: 1、h 并不等于纸面距悬点的高度 2 、小球与纸面不能接触 3 、测 t 时不能太久 4 、启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动实验次数运动周期求向心力 Fn 受力角度求合力 F合转__ 圈时间t (s)
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