6.2向心力 说课课件 -2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第六章　圆周运动 2 向心力 一、教材分析 本节内容遵循从特殊到一般、从定性到定量的科学探究过程，可以看作牛顿运动定律在曲线运动中的应用，进一步深化了运动和相互作用观念，帮助学生再次体会力是改变运动状态的原因；本节教学的重点是建立与理解向心力的概念，以及对向心力来源的分析，它也是分析天体的圆周运动、带电粒子在磁场中运动的知识基础；教学难点是实验探究向心力大小的表达式。 二、教学目标 理解向心力的概念，会分析向心力的来源 熟练掌握控制变量法、图像法 根据实验数据，推导出向心力与质量、半径和角速度的关系 物理 观念 科学 思维 科学 探究 逐渐培养严谨认真、实事求是科学态度 科学 态度 与责任 三、学情分析 学生第一次接触变力作用下的曲线运动，这是一个新的情境，教学中要侧重分析匀速圆周运动向心力的来源并进行定量的计算，要提供一些典型案例作为支撑；高一学生已经具备一定的实验方法和动手操作的基础，有一定的实验观察能力，能够理解控制变量法在物理实验中的重要性。 四、教学方法 本课采用“引导探究”式教学法，以解决问题为中心，注重学生的独立钻研，着眼于创造思维的培养，充分发挥学生主动性。它不仅重视知识的获得，而且更重视学生获得知识的过程及方法，更加突出了学生的主动学习。能真正体现“以教为主导，以学为主体”的教学思想。 五、教学过程 1.问题导入 游乐场里有各种有趣的游戏项目。空中飞椅因其刺激性而深受很多年轻人的喜爱。飞椅与人一起做匀速圆周运动的过程中，受到了哪些力？所受合力的方向有什么特点？ 向心力 演示实验，引出概念 设计 意图 感受绳子的拉力，分析小球受到绳的拉力的方向。 向心力 O G FN F 小球受到重力，桌面支持力和细线的拉力作用，合力为细线的拉力，拉力即为使小球做圆周运动的力，根据拉力的特点可以知道拉力的方向指向圆心。 O FN与G相平衡，所以合力为F 教师讲解 向心力 展示圆周运动模型 2.用细线拴住小球在光滑水平面内做匀速圆周运动 1.物体随转盘做匀速圆周运动，且相对转盘静止 向心力 O θ O' 圆锥摆 r O 滚筒 3.木块随圆桶绕轴线做圆周运动 4.小球在细线作用下，在水平面内做圆周运动 向心力 向心力的来源： 疑点诠释 ? 几个力的合力 某个力的分力 重力 弹力 摩擦力 向心力 充当 是按力的作用效果命名的 向心力是效果力，它可以是某个力或某个力的分力或某几个力的合力 。向心力不是物体实际受到的力，分析受力时不能单独体现！ 向心力的大小 过渡：向心力的方向清楚了，那么大小呢？ 深入研究，发现规律 设计 意图 改变小球质量、转动半径、转动角速度，让学生感受到手受到的绳子拉力不同，从而猜想向心力大小与物体质量、转动半径、转动角速度有关。 向心力的大小 实验结论：做圆周运动的物体所受向心力的大小与物体的质量、速度、轨道半径等因素有关系。 向心力的大小与物体的质量、速度、轨道半径有什么样的关系呢？ 我们可以通过向心力演示器对此进行更深入的研究。 向心力的大小 实验原理 匀速转动手柄，使变速塔轮以及长槽和短槽和槽内的小球随之匀速转动，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂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下降，从而露出标尺。根据标尺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。 精确的实验表明，向心力的大小可以表示为：Fn＝mω2r 由：v=ωr得 v2 Fn＝m—— r 向心力的大小 优点：实验原理学生容易理解; 缺点：测量不够精确，只能做半定量研究。 手摇式向心力演示仪 变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 情境：荡秋千是小朋友很喜欢的游戏,当秋千由上向下荡时, (1)此时小朋友做的是匀速圆周运动还是变速圆周运动? (2)绳子拉力与重力的合力指向悬挂点吗? 提示(1)小朋友做的是变速圆周运动。 (2)小朋友荡到最低点时,绳子拉力与重力的合力指向悬挂点,在其他位置,合力不指向悬挂点。 变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 讲解 根据F产生的效果，可以把F分解为两个相互垂直的分力：跟圆周相切的分力Ft和指向圆心的分力Fn。Ft与沙袋运动的速度同向，使得沙袋的速度越来越大；Fn指向圆心，提供沙袋做圆周运动所需的向心力，改变沙袋速度的方向。 F Fn Ft Fn改变速度的方向 Ft改变速度的大小 v0 变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 匀速圆周运动 G N F 变速圆周运动 合力全部 提供向心力 合力部分 提供向心力 O Fn F F合 v   变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 讲解 思考与讨论：当物体做圆周运动的线速度逐渐减小时，物体所受合力的方向与速度方向的夹角是大于90°还是小于90°呢？ 大于90° F Fn Ft v0 Ft与物体运动的速度反向，使得物体的速度越来越小；Fn指向圆心，提供物体做圆周运动所需的向心力，改变物体速度的方向。 r2 r1 讲解 3、一般的曲线运动 （1）定义：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般的曲线运动。 （2）研究方法：采用圆周运动的分析方法来处理 在研究时，可以把这条曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。 这样，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法来处理了。 v v 优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版（2019）高中物理必修2-6.2 向心力-课件(共37张PPT) 优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版（2019）高中物理必修2-6.2 向心力-课件(共37张PPT) 变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 $$