【教学设计】《向心力》（人教）.doc

【教学设计】《向心力》（人教）.docE 会 EB 中小
普通高中课程标准实验教科书
物理❶
《向心力》
本节课是从动力学的角度研究匀速圆周运动的，这部分知识是本章的重点和难点，也是 学好圆周运动的关键点，学好这部分知识，可以为后面的天体运动和带电粒子在匀强磁场中 的运动打好基础。
教材的编排思路很清晰，先是从身边的事例出发，让学生体验到做圆周运动的物体需要 有一个指向圆心的力，从而引出向心力的概念。由于上一节中，已经从一般性的结论入手, 利用矢量运算，在普遍情况下得出做匀速圆周运动的物体的加速度方向指向圆心的结论，进 一步得到了向心加速度的大小。于是根据牛顿第二定律，就可以得到做匀速圆周运动的物体 受到的合外力方向和大小，即向心力的大小和方向。
（1） 能结合实例分析，知道向心力是一种效果力以及方向；
（2） 能够用自己的语言归纳向心力公式的确切含义，并能用来进行简单的计算；
（3） 知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力，能够描述合外力的作用效果。
重点：向心力的概念、公式的建立，对公式理解以及相应的计算。
难点：分析向心力的来源。
圆锥摆（20组）、秒表20个、DISLab向心力演示器等
引入
取一根细绳，一端系上一小球，另一端固定在一枚钉子上。将钉子定在
光滑的板上，如图所示：
师：给小球一个水平方向并垂直于绳的初速度，小球什么运动？生：圆周运动
师：小球为什么会做圆周运动？生：受绳子拉力
向心力概念的建立
对上述模型进行理想化处理（水平面光滑），对小球受力分析，得出向心力的概 念。
G
向心力：物体受到的指向圆心的合力
强调：向心力是按照力的实际作用效果命名的。
感受向心力与哪些因素有关
师：你在生活中感受到过向心力吗？
（1）体验：在一根结实的细绳的一端拴一个物体，抡动细绳，使小物体做圆周运 动（如图），依次改变转动的角速度、半径和小物体的质量，拉力如何变化。
(2)猜想：向心力可能与哪些因素有关有关。
生：向心力可能与m、v(w)、r有关
利根据牛顿第二定律和向心加速度表达式推导出向心力表达式
Fn
v2 2 4/
=m——=mw r = m—- r T
：用圆锥摆粗略验证向心力表达式
记录数据：(利用EXCEL处理数据)
h
T
g
~h
4/ F
两者比值
1
2
3
4
演示实验：用DIS向心力实验器研究向心力与半径、角速度、质量间的关系
(1)介绍DISLab向心力实验器及其工作原理
我们现在研究的是这个小秩码做圆 周运动的向心力和半径r、质量m、角 速度w的关系。把它穿在水平连杆上，这 是一个悬臂，用手推动悬臂转动起来，砥 码也就在水平面内做起了圆周运动。质量 m是已知的，半径通过悬臂上的刻度读出， 水平连杆对碓码的拉力的测量是通过力 传感器测量的，垂直连杆的与力传感器相 连，另一端挂在悬臂中心的等臂杠杆上，转动悬臂，水平连杆应牵拉等臂杠杆并 将作用力传至垂直连杆通过力传感器测出其大小。光电门传感器来测量挡光杆的 挡光时间，进而求出角速度。运用控制变量法研究F与m、r以及3之间的关系。
（2）实验演示：
将光电门传感器和力传感器固定在朗威DISL