6.2 向心力 教学设计-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

高 一 课时教案 教师姓名： 授课班级： 周次：第二周 日期： 2024 年 3 月 4日 教 学 设 计 课题 6.2向心力 课型 新课 课时 共2课时 学情分析 学生已经学习了直线运动与曲线运动的一般规律，能从动力学的角度分析直线运动与曲线运动中的抛体运动。但对于另一种特殊的曲线运动：圆周运动，学生刚学习了如何从运动学的角度去描述它，对于做圆周运动的物体的受力特征没有接触，需要通过大量的圆周运动情景和实验分析，让学生深刻理解圆周运动。对于圆周运动的动力学分析正是本节课乃至本章教学的重点内容。 教材分析 向心力是高中物理新教材必修2第六章第二节的内容，教材以空中飞椅、细线连接的小球在光滑桌面上的圆周运动、地球绕太阳公转为例，让学生对现象背后的规律展开思考，引出物体作圆周运动受力规律的研究，分析向心力的概念及其来源，然后分别定性分析、定量探究向心力的大小，最后分析一般曲线运动和变速圆周运动中的向心力。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，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。让学生认识到“向心力不是一个新的性质力，而是一个效果力”，也即让学生初步学会分析向心力的来源与大小。 核心素养 1. 物理观念：通过学习向心力知识，能从物理学视角形成运动与相互作用认识和观念；能从物理学视角解释自然现象和解决实际问题。 2. 科学思维：能从物理学视角认识圆周运动的内在规律；能基于经验事实进行抽象概括，建构圆周运动物理模型。 3. 科学探究：通过实验体验及探究向心力的存在和大小，培养基于观察和实验提出问题、能利用已有知识解决新问题及实际问题的能力，培养对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。 4. 科学态度与责任：在认识曲线运动的本质，认识科学·技术·社会·环境关系的基础上，逐渐形成探索自然的内在动力，端正严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度。 教学重点 向心力概念及表达式的得出 教学难点 实验探究向心力大小的表达式 教学方法 实验，讲授 教学内容 二次备课 课 堂 引 入 复习圆周运动v、关系 新 课 讲 授 第一课时 一、向心力 1. 定义：做匀速圆周运动的物体，所受的合力总指向圆心，把指向圆心的力称为向心力 2. 向心力方向：是变力，方向始终与速度垂直 3. 效果力：向心力是效果力，不是性质力 注：向心力来源：①重力 ②弹力 ③摩擦力 ④库仑力 ⑤洛伦兹力 向心力是由某个力或几个力的合力提供 二、向心力的大小 1.感受向心力大小，探究影响向心力大小的因素。 我们可以利用连接细线的沙袋像这样在水平面的圆周运动，感受向心力大小。 2.实验探究：探究向心力大小的表达式 向心力演示器如上图所示。匀速转动手柄 1，可以使变速塔轮 2 和 3 以及长槽 4 和短槽 5 随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。 使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂 6 的挡板对小球的压力提供。 球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒 7 下降，从而露出标尺 8。根据标尺 8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 可以改变塔轮半径，来改变长槽和短槽的角速度比值。 条件：r₁=r₂ ，ω₁=ω₂，2m₁=m₂ 现象：2F₁=F₂ 结论：F∝m 条件：r₁=r₂ ，2ω₁=ω₂，m₁=m₂ 现象：4F₁=F₂ 结论：F∝ω²  条件：2r₁=r₂ ，ω₁=ω₂，m₁=m₂ 现象：F₁=2F₂ 结论：F∝r 3.，r 4.==mv= 三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 1.变速圆周运动 有向心力， 2.一般曲线运动 （1）极短：对于一般的曲线运动，可以把曲线分割为许多很短的小段，每一小段的运动都可看做圆周运动的一部分。 第二课时 例1.下列说法正确的是( ) A.做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力。 B.向心力和重力、弹力一样，都是根据性质命名的。 C.做变速圆周运动的物体所受合力的大小和方向都改变。 D.向心力可以是物体受到的某一个力，也可以是物体受到的合力。 E.匀速圆周运动的合力就是向心力。 F.变速圆周运动的向心力并不指向圆心。 G．物体由于做圆周运动而产生了一个向心力 H．向心力不改变圆周运动中物体线速度的大小 I．做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用力外，还一定受到一个向心力的作用 G．向心力和向心加速度的方向都是不变的 K．做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力 L. 变速圆周运动的向心力并不指向圆心。 M．向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力 N．向