5.6 向心力
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第6节向心力教学目标:1、学习向心力概念,知道向心力是根据力的效果命名的。
2、熟悉影响向心力大小的各个因素,并能用来进行简单的情景计算。
3、初步了解变速圆周运动切向力和法向力的作用效果。
4、知道处理一般曲线运动的思想方法。
教学重点:1、理解向心力和向心加速的概念。
2、明确向心力的意义、作用、公式及其变形。
教学难点:匀速圆周运动的向心力是大小不变,方向在时刻改变。
教学方法:讲练法,归纳法教学过程:(一)导入新课前面两节课,我们学习、研究了圆周运动的运动学特征,知道了如何描述圆周运动.知道了什么是向心加速度和向心加速度的计算公式,这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征。
(二)新课教学一、向心力由于做匀速圆周运动的物体受到的合外力始终指向圆心,所以我们把匀速圆周运动物体所受的合外力又称作向心力。
做匀速圆周运动的物体所受的合外力真的指向圆心吗?下面我们结合几个实例体会验证一下这个结论。
毕竟理论只有结合实际才能被更透彻地理解。
地球绕太阳的运动可以近似看成匀速圆周运动,试分析做匀速圆周运动的物体(地球)所有受的合外力的特点。
解析:地球只受到太阳对它的吸引力,合力即为吸引力。
该吸引力指向地球做圆周运动的圆心即日心。
光滑桌面上一个小球,由于细绳的牵引,绕桌面上的图钉做匀速圆周运动。
解析:小球受重力、支持力、绳子的拉力。
合力是绳子的拉力,方向沿绳子指向圆心(图钉)使转台匀速转动,转台上的物体也随之做匀速圆周运动,转台与物体间没有相对滑动解析:物体受重力、支持力、静摩擦力。
合外力为静摩擦力,方向指向圆心。
大家结合生活实验仔细体会向心力的定义,回答下面的问题。
问题:向心力是不是像重力、弹力、摩擦力那样按性质来命名的?如果是,那么它的施力物体是什么?如果不是,那它是按什么来命名的?解析:向心力不是按性质命名的,它只是做匀速圆周运动的物体所受的合外力。
是按效果命名的。
本质上它是做匀速圆周运动的物体所受的合外力,只是因为其特殊性:始终指向圆心。
6 向心力一、设计思路以高中物理新课改的基本理念为指导,基于高一学生的实际和与向心力相关的学习任务,注重在教学中体现科学探究精神,使学生尽可能完整地经历科学探究的过程。
通过学生探究式的大胆的假设和猜想以及科学的分析,不仅仅获取科学知识,同时能将物理理论应用生活实际之中。
鉴于教材根据牛顿第二定律直接推导出向心力的表达式的教学方法,本节课突破该教学方法,采用“引导探究”式教学法,该教学法以解决问题为中心,注重学生的独立钻研,着眼于创新思维的培养,充分发挥学生主动性。
其主要程序是: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。
学生活动约占课时的一半,力求体现“以教师为主导,以学生为主体”的教学思想。
二、前期分析1.学习任务向心力是高中物理新课程必修2的内容,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。
接着,教材为了让学生对向心力有一个感性的认识,设计了“实验”栏目——“用圆锥摆验证向心力的表达式”。
实际上,这个实验除了要验证向心力表达式以外,另外一个目的就是可以让学生体验到“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。
本节中又讨论了变速圆周运动和一般的曲线运动。
这样安排的目的是从生活实际出发,在更广阔的背景下让学生认识到什么情况下物体将做匀速圆周运动,什么情况下会做变速圆周运动,以及知道如何处理一般曲线运动的方法。