人教版必修二55《向心加速度》优秀教案1重点资料doc.docx
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人教版必修二55《向心加速度》优秀教案1重点资料doc
《向心力与向心加速度》教学设计
【设计思想】
向心力概念的建立有两条途径:
一是先通过实验建立向心力概念,归纳出向心力公式,再推出向心加速度;二是先通过理论推导导出向心加速度,再推出向心力。
本节课目的是想通过先理论分析,得出向心力的存在,再通过实验探究,用理论指导实践。
理论推导严谨,能训练学生的推理能力,实验方法讲向心力,降低了难度,便于学生理解接受。
这样让学生真正认识到向心力的存在及意义。
【教学目标】
一、知识与能力
1、知道向心力的定义和方向,通过实例认识向心力的作用效果及。
2、通过实验理解向心力的大小与哪些因素有关,初步掌握向心力的公式并可以进行计算。
3、知道向心加速度及其公式,能运用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力及向心加速度。
4、经历向心力和向心加速度的概念形成过程的体验,大胆发表自己对有关问题的认识。
二、过程与方法
通过向心力理论分析到实验探究,培养学生用理论指导实践的素养和能力。
三、情感态度与价值观
培养学生观察生活,思考生活现象的能力,同时培养学生大胆分析及勇于探究的科学素养,以及尊重实验、实践的客观唯物精神。
【教学重点】
向心力概念的建立及实验探究向心力的大小是教学重点。
【教学难点】
向心力概念的建立及实验探究向心的大小也是教学难点。
通过简单实例及分组实验加强感知,突破难点。
【教具准备】
1、小球、细绳和光滑木板16套
2、小链球16对。
3、向心力演示器16台。
4、课件。
【教学过程】
一、引入新课
欣赏视频:
我国选手赵宏博和申雪在06年冬奥会花样滑冰比赛中,以精彩表演获得金牌,为国争光。
视频中申雪的运动可以近似看成什么运动?
(学生回答:
匀速圆周运动),其运动状态时刻改变的原因是什么?
(学生回答:
受到合外力)有力就会产生(加速度)。
这节课我们共同探究做匀速圆周运动的物体合外力及加速度的特点。
板书:
向心力与向心加速度
二、学生实验引出向心力的定义
引导学生分组利用手中的小球、细线、光滑水平木板,构建一个简单的匀速圆周运动,让学生对小球进行受力,得出匀速圆周运动物体所受合外力的特点:
始终指向圆心,从而引出向心力的定义。
板书:
向心力
1、向心力的定义:
做匀速圆周运动的物体会受到一个始终指向圆心等效的力。
三、学生观察得到向心力的方向
再引导学生观察分析得到向心力的方向时刻在变化,是一个变力但始终指向圆心而且和速度方向垂直。
板书:
向心力的方向:
始终指向圆而且速度方向垂直
四、引导学生分析得到向心力的作用效果
因为向心力和速度方向始终垂直,所以向心力不做功,不改变速度的大小,只改变速度的方向,得到向心力的作用效果。
板书:
向心力的作用效果:
不改变速度的大小,只改变速度的方向。
五、通过三个典型题目引导学生分析向心力的
对物体受力分析,说明向心力的。
物体随转盘一起匀速圆周运动 物体随滚筒一起匀速圆周运动
板书:
向心力的:
向心力可以由重力、弹力、摩擦力等某个力提供,也可以由它们的合力,或某个力的分力提供。
六、实验探究:
向心力的大小
提出问题:
向心力的大小跟哪些因素有关?
(引导学生用两个小链球实验,凭感觉粗略体验。
学生经实验、讨论有了自己的看法后,自由发言。
)
学生的猜想:
向心力跟物体质量m、半径r、角速度ω有关。
(若学生说到v,可引导学生由公式v=ωr得出ω和v有重复的部分)
进一步引导学生猜想它们的定量关系。
学生可能猜想向心力与质量成正比,与半径成正比,与角速度成正比。
老师先不要作出判断。
提问:
实验时能否让三个量同时变。
学生:
不行,应该保持其它量不变,使一个量变化即控制变量法。
实验装置:
向心力演示器。
介绍构造:
讲解工作原理:
小球向外压挡板,挡板对小球的反作用力指向转轴,提供了小球做匀速圆周运动的向心力,两力大小相等,同时小球压挡板的力使挡板另一端压缩套在轴上的弹簧,弹簧被压缩的格数可以从标尺中读出,即显示了向心力大小。
演示操作:
如何实现控制变量。
强调注意事项:
学生分组实验得出:
①F向心力与质量的关系:
ω、r一定,取两球使mA=2mB观察:
(学生读数)FA=2FB。
结论:
向心力F∝m。
②F向心力与半径的关系:
m、ω一定,取两球使rA=2rB观察:
(学生读数)FA=2FB。
结论:
向心力F∝r。
③F向心力与角速度的关系:
m、r一定,使ωA=2ωB观察:
(学生读数)FA=4FB。
结论:
向心力F∝ω2。
归纳:
综合上述实验结果可知:
物体做匀速圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比,与半径成正比,与角速度的二次方成正比。
但不能由一个实验、一个测量就得到一般结论,实际上要进行多次测量,同时选取更精密的仪器,大量实验,但我们不可能一一去做。
同学们刚才所做的实验得出:
m、r、ω越大,F越大;若将实验稍加改进,如课本中所介绍的小实验,加一弹簧秤测出F,可粗略得出结论。
我们还可以设计很多实验都能得出这一结论,说明这是一个带有共性的结论。
测出m、r、ω的值,可知向心力大小为:
F=mrω2r。
板书:
向心力:
F向心力=mω2r=mv2/r
我们知道合外力必然产生加速度,向心力实际就是物体做匀速圆周运动的合外力,这个力产生的加速度是怎么样的呢?
七、根据牛顿第二定律推导出向心加速度
板书:
向心加速度
1、向心加速度大小:
a=F向心力/m=ω2r=v2/r=ωv
a=4π2r/T2=4π2rf2
提问:
方向是怎么样的?
板书:
向心加速度的方向:
与向心力同向,始终指向圆心
思考:
匀速圆周运动是匀变速运动还是非匀变速运动?
学生:
不是,因为加速度不恒定。
方向时刻在改变。
板书:
向心加速度的物理意义:
描述速度方向变化快慢的物理量。
【及时巩固】
长度为0.5m的轻绳一端系一质量为2kg的小球,另一端固定,小球绕固定点在光滑水平面上以4m/s的速度做匀速圆周运动,请计算小球做匀速圆周运动的向心力和向心加速度的大小?
【课堂小结】
1.知识内容:
(见板书)
2.实验方法:
控制变量法。
3.物理思想:
先猜想后探究,从定性到定量。
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