6.2 向心力 教案 -2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

课 题 6.2 向心力 教 学 目 标 1. 知道向心力是根据力的效果命名的，会分析向心力的来源。 2. 感受影响向心力的因素，通过实验探究它们之间的关系。 3. 掌握向心力的表达式，能够计算简单情境中的向心力。 4. 知道变速圆周运动和一般曲线运动的分析方法。 重 点 感受影响向心力的因素，通过实验探究它们之间的关系。 难 点 知道变速圆周运动和一般曲线运动的分析方法。 教 学 过 程 1、 情境引入 师：展示飞椅图片。 问：飞椅与人一起做匀速圆周运动的过程中，受到哪些力？ 生：重力和拉力。 师：圆周运动说明运动状态改变，加速度不为零，说明合力不为例，那这个合力有什么特点呢？ 师：一个小球在细线的牵引下，绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动。小球受到哪几个力作用？ 生：重力、支持力、拉力。 师：用剪刀将细线剪断，小球还能做圆周运动吗？你认为使小球做圆周运动 的力指向何方？ 生：不能，这个力应该指向圆心。 教 学 过 程 师：没错，小球受到的合外力指向圆心，因为小球做匀速圆周运动，速度大小不变，因此这个合外力与速度垂直，只改变速度的方向。这样的力我们称为向心力。 2、 新课教学 师：向心力方向始终与速度垂直，指向圆心。对于匀速圆周运动，合力等于向心力。向心力的作用效果就是只改变速度的方向。 问：向心力时恒力吗？ 生：不是，因为方向时刻改变。 师：因此向心力是变力。对于飞椅做匀速圆周运动，什么力提供它的向心力呢？如图。对于卫星绕地球做匀速圆周运动，什么力提供它的向心力呢？如图。对于圆锥摆做匀速圆周运动，什么力提供它的向心力呢？如图。分析各种模型的向心力。 师：根据大量实例，做圆周运动的物体受到的合力总指向圆心。 问：你们觉得向心力是按性质还是效果命名？ 生：效果。 师：向心力不是一种新的力，而是以效果命名的力。那向心力大小与哪些因 教 学 过 程 素有关呢？小球做圆周运动实验，感受向心力。我们猜想Fn与ω(v) 、m、r有关，因此我们需要用控制变量法做实验。教师演示实验，进行原理分析，如图。 师：通过实验我们得到向心力的大小关系，与m、r、成正比，因此得到向心力表达式为，根据力学单位制，为了方便计算，规定k=1，那向心力与线速度、周期、转速有没有关系？请同学们自己推导。 生： 师：例1. 物体做匀速圆周运动的条件是( )  A. 物体有一定的初速度，且受到一个始终和初速度垂直的恒力作用     B. 物体有一定的初速度，且受到一个大小不变，方向变化的力的作用     C. 物体有一定的初速度，且受到一个方向始终指向圆心的力的作用 D. 物体有一定的初速度，且受到一个大小不变，方向始终跟速度垂直的力的作用 师：我们分析一下简单的变速圆周运动受力特点。如图在竖直平面内的圆周运动，由于切线方向有重力分力，会改变速度大小，因此该小球做变速圆周运动。 教 学 过 程 师：对于一般的圆周运动来说，我们可以将曲线分割成许多很短的小段，质点在每一小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。比如斜抛运动也是可以的。 三、课堂小结 1. 向心力方向指向圆心。 2. 向心力大小：。 3. 变速运动受力特点：切线方向上有分力。 教 后 反 思 本节课对圆周运动进行受力分析，学生们对圆周运动的理解还只是浅层上的，通过后面的学习，学生们会更好地理解圆周运动。 学科网（北京）股份有限公司 $