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课时教案第 六 单元 课题: §6.2 向心力第2案总第 案年月日物理观念:理解向心力的概念,知道它的命名方式教学目标 科学探究:会分析向心力的来源,知道向心力大小与哪些因素有关 核心素养 科学思维:掌握向心力公式,并能进行计算；会分析一般曲线运动的向心力科学思维:会分析变速圆周运动的合力与向心力的关系,会求某一点的向心力教学重点1. 向心力的概念的理解及命名方式；向心力的来源,影响向心力大小的因素 2. 向心力公式及应用；变速圆周运动的分析教学难点 高考考点3. 1.向心力的来源及理解 2.向心力公式及应用；变速圆周运动的分析 3.曲率半径课型 教法教学环节新授教具教学过程 教师活动预设学生活动预设复习引入:1．v、ω的物理意义,二者间的关系。
由二者间的关系可得:v 大的圆周运动ω不一定大,ω大的圆周运动 v 不一定大。
思考课本 P27 课前由于做圆周运动的物体线速度 v 不断变化,根据牛顿第一定 问题。
引入新课。
律可知,物体受到的合外力一定不是零,所以圆周运动是变速运动,物体受到的合外力有哪些特点呢? 一、演示:1．学生手拉物体绕轴转动,感受手的拉力变化。
学生讨论回答,调 动积极性2．完成课本 P27 6.2-1 的思考与讨论,体会周运动的物体受力特教学环节教师活动预设问题:剪断细线后,小球运动方向?学生活动预设依据曲线运动特根据受力分析得出:绳中的拉力即是物体受到的合外力。
方向指 点 得 出 : 沿 切 线向圆心。
方向做匀速直线大量事实和实例表明:做匀速圆周运动的物体所受到的合力总指 运动。
向圆心。
这种力称为向心力。
一、向心力1.定义:做匀速圆周运动的物体所受到的合力总指向圆心,这个指向圆心的力就叫做向心力。
符号:Fn2.方向:始终指向圆心（与速度方向垂直或沿半径方向）所以是变力,且时刻在变。
3. 来源: 如右图,一小球用细线拉着在水平面内做匀速 圆周运动,分析小球受力情况,并分析小球向心 力的来源。
听课记录：2024秋季人教版高中物理必修第二册第六章圆周运动《向心力》一、教学目标（核心素养）•物理观念：理解向心力的概念，掌握向心力在圆周运动中的作用及其来源。
•科学思维：通过逻辑推理和实验观察，分析向心力与物体运动状态的关系，培养物理模型建构能力。
•科学探究：通过实验或实例分析，探究向心力对圆周运动稳定性的影响。
•科学态度与责任：培养严谨的科学态度和实事求是的精神，认识到向心力在日常生活和工程技术中的重要性。
二、导入•教师行为：展示一段视频或动画，展示不同物体在圆周运动中的运动状态，如过山车、摩天轮、自行车轮等。
引导学生观察并思考：“这些物体为什么能够持续做圆周运动而不被甩出？是什么力在起作用？”•学生活动：观看视频或动画，积极思考教师提出的问题，尝试从物理学的角度解释物体能够持续做圆周运动的原因。
•过程点评：通过直观的视频或动画导入，有效激发了学生的学习兴趣和探究欲望。
问题设置具有启发性，引导学生主动思考向心力的概念和作用。
三、教学过程3.1 向心力的概念•教师行为：讲解向心力的定义，即指向圆心、使物体产生向心加速度的力。
通过实例分析（如小球在细绳牵引下做圆周运动），解释向心力是如何产生并维持圆周运动的。
•学生活动：认真听讲，理解向心力的概念和产生原因。
通过笔记或思维导图等方式，整理所学知识。
•过程点评：教师通过实例讲解，使抽象的向心力概念变得具体可感。
学生积极参与，对向心力的理解更加深入。
3.2 向心力的来源•教师行为：引导学生分析不同圆周运动中向心力的来源。
例如，在水平面内的匀速圆周运动中，向心力由绳子的拉力或轨道的支持力提供；在竖直平面内的圆周运动中，向心力可能由重力和拉力的合力提供。
通过公式推导和实例分析，让学生明确向心力的具体计算方法。
•学生活动：分组讨论，针对不同圆周运动实例分析向心力的来源和计算方法。
通过小组讨论和合作学习，加深对向心力来源和计算方法的理解。
•过程点评：通过分组讨论和合作学习，学生不仅掌握了向心力的计算方法，还学会了如何将理论知识应用于实际问题中。
第六章第二节向心力【教学目标】1.理解向心力的概念。
2.知道向心力大小与哪些因素有关。
理解公式的确切含义，并能用来进行计算。
3.知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力。
【核心素养发展】核心知识1.向心力的概念。
2.与向心力大小有关的几个因素。
匀速圆周运动中，向心力的计算。
3.变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力。
核心能力1.通过用空中飞椅这个游戏，粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并理解公式的含义。
科学品质1.在实验中，培养动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。
2.感受成功的快乐，体会实验的意义，激发学习物理的兴趣。
【教学重点】1.什么是向心力。
2.与向心力大小有关的几个因素。
3.匀速圆周运动中，向心力的计算。
【教学难点】1.与向心力大小有关的计算。
2.在变速圆周运动中，用上述公式求质点在某一点的向心力。
【教学方法】教师启发、引导学生思考，讨论、交流学习成果。
探究法、讨论法、实验法。
（一）新课导入前面我们学习、研究了描述圆周运动的运动学特征的几个物理量，知道了如何描述圆周运动。
这节课我们再来学习描述物体做圆周运动的动力学特征的物理量―向心力。
（二）新课内容一、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，这个指向圆心的力叫作向心力．2．作用：改变速度的方向．3．方向：始终沿着半径指向圆心．4．向心力是根据力的作用效果命名的，它是由某个力或者几个力的合力提供．例题1：如图1所示，在匀速转动的水平圆盘上有一个相对圆盘静止的物体．图1(1)物体需要的向心力由什么力提供？物体所受摩擦力沿什么方向？答案(1)物体随圆盘转动时受重力、弹力、静摩擦力三个力作用，其中静摩擦力指向圆心提供向心力．练习1. (多选)如图2所示，用长为L的细线拴住一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，关于小球的受力情况，下列说法正确的是()图2A．小球受到重力、细线的拉力和向心力三个力B．小球受到重力、细线的拉力两个力C．向心力是细线对小球的拉力的水平分力D．向心力是细线对小球的拉力和小球所受重力的合力答案BCD解析如图所示，对小球受力分析可知，小球受到重力、细线的拉力两个力，这两个力的合力提供向心力，也可把拉力分解，拉力的水平分力提供向心力，所以A 错误，B 、C 、D 正确． 二、向心力的大小 1.通过小实验来感受向心力2.用如图3所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关．图3(1)本实验采用的科学方法是控制变量法(2)探究的过程：小球质量和速度相同时，向心力的大小与半径的关系。
人教版物理必修第二册第6章第2节教学设计第6章圆周运动第2节向心力（第1课时）目录一、学习任务二、新知探究（一）梳理要点（二）启发思考（三）深化提升三、课堂小结第6章圆周运动第2节向心力（第1课时）一、学习任务1．理解向心力的概念及其表达式的确切含义。
2．知道向心力的大小与哪些因素有关，并能用来进行计算。
3．知道在变速圆周运动中，可利用公式求质点在某一点的向心力。
二、新知探究知识点一：向心力（一）梳理要点1．定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力叫作向心力。
2．方向：向心力的方向始终沿半径指向圆心。
3．公式：F n＝mω2r或者F n＝m v 2r。
4．效果力：向心力是根据力的作用效果来命名的，凡是由某个力或者几个力的合力提供物体做匀速圆周运动的力，不管属于哪种性质，都是向心力。
（二）启发思考荡秋千是小朋友很喜欢的游戏，分析秋千由上向下荡下时的过程(不考虑空气阻力)。
(1)此时小朋友和秋千板做的是匀速圆周运动还是变速圆周运动？(2)小朋友与秋千板整体受哪几个力的作用？(3)绳子拉力与重力的合力指向悬挂点吗？提示：(1)秋千荡下时，速度越来越大，做的是变速圆周运动。
(2)受重力和绳子的拉力。
(3)由于秋千做变速圆周运动，合外力既有指向圆心的分力，又有沿切向的分力，所以合力不指向悬挂点。
（三）深化提升1．向心力的大小及来源(1)向心力大小：公式F n＝m v 2r＝mω2r＝mωv。
(2)向心力的来源：向心力是从力的作用效果命名的，它不是物体受到的力，可以由重力、弹力等各种性质的力，或者是几个力的合力、某个力的分力提供。
2．常见的几个实例分析实例分析图例向心力来源在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未发生滑动弹力提供向心力用细绳拴住小球在光滑的水平面内做匀速圆周运动绳的拉力(弹力)提供向心力物体随转盘做匀速圆周运动，且物体相对于转盘静止静摩擦力提供向心力用细绳拴住小球在竖直平面内做圆周运动，当小球经过最低点时拉力和重力的合力提供向心力小球在细绳作用下，在水平面内做匀速圆周运动时绳的拉力的水平分力(或拉力与重力的合力)提供向心力3. 匀速圆周运动中力学问题的解题步骤(1)明确研究对象，确定物体在哪个平面内做匀速圆周运动，明确圆心和半径r。
6.2向心力〖教材分析〗向心力是按效果命名的力，不是按性质命名的，这比较容易让学生混淆。
所以课本先从生活中的现象出发，由牛顿定律引入向心力。
使用生活中常见的物品来做实验（小球），可以减少由于器材引起的困难，确保实验顺利开展，也能使学生感到科学就在身边，拉近对科学的亲近感。
分析小球的实验后，就可以得出向心力的概念。
特别注意向心力的特性——效果命名的力。
通过演示实验，直接给出表达式。
再到一般的曲线运动，让学生领会普遍性原则。
〖教学目标与核心素养〗物理观念：了解向心力概念，理解向心力是根据力的效果命名的一种力，知道向心力大小的表达式并能用来进行简单运算。
科学思维：通过对变速圆周运动的理解，知道向心力是合力的一个分力，以及一般曲线运动可以看成圆的一部分的理解，拥有从普遍到特殊的原理。
科学探究：通过感受向心力，让学生理解其概念的内涵。
科学态度与责任：实例、实验紧密联系生活，拉近科学与学生的距离，使学生感到科学就在身边，调动学生学习的积极性，培养学生的学习兴趣。
〖教学重点与难点〗重点：理解向心力的概念，掌握向心力的表达式。
难点：掌握有关向心力的来源及相关特点。
〖教学准备〗多媒体课件，带绳子的小球、向心力演示仪等。
〖教学过程〗一、新课引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？(播放动图）二、新课教学（一）向心力做圆周运动的物体，其线速度的大小变化情况不是能够非常的肯定。
但是线速度的方向是时刻改变着的。
也就是说其运动状态在不断变化，根据牛顿第一定定律说明物体一定受到了力的作用。
问题1：物体做圆周运动的力的方向有何特点呢？思考与讨论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。
用剪刀将细线剪断，观察小球的运动。
你认为使小球做圆周运动的力指向何方？同时播放动图，观察动图发现在绳子剪断瞬间，小球将沿着切线方向运动。
5.6 向心力【教材分析】本节是普通高中实验教科书物理必修2，第五章第6节：向心力。
《向心力》具有承前启后的作用。
为了学习《向心力》前面已有很多知识铺垫，如：描述圆周运动的概念及物理量，包括向心加速度。
这是前，那么后呢？学好本节可以为下一节“生活中的圆周运动”部分及万有引力知识做必要准备，所以本节是本章乃至本册的重要内容【学情分析】1.学生需求分析：学生无须参加高考，所需求的是会考要求。
针对这一要求，可将部分知识点从略或舍去（如：非匀速圆周运动）。
尽量将简单的内容分析透彻，是学生易于接受。
2.学生掌握水平分析：已经学习了匀速圆周运动，对匀速圆周运动有了一定的理解。
知道描述匀速圆周运动快慢的物理量——线速度、角速度、周期、转速，并了解它们之间的关系。
学生明白匀速圆周运动是一种变速运动，因为它的线速度方向时刻在变，但并不理解其原因，为什么线速度的方向时刻在变？是什么力来改变物体的这种运动状态，这个力有何特点？学生带着这些疑问来进入本节课的学习。
【教法分析】1.从硬件配备来看：小班教学为学生自主实验提供条件。
故，在课程教学中，可根据需要安排学生实验。
让学生不再被动的接受知识，而去主动思考。
令原本枯燥的理论教学与自主实验相结合，让课堂增添生气与乐趣。
电子白板的出现无疑是对物理教学的一大提升，这一点，可从受力分析中体现。
在本课的教学中，对于运动物体的受力分析，可直接在电子白板上进行操作。
较以往的被动显示来看，更生动。
它在具备ppt课件的直白与便捷的同时，更具备传统黑板书写的亲和力。
2.从知识内容来看：由向心加速度和牛顿第二定律引入向心力是教材所用的方法，学生对于向心力的理解不是很清楚，本节让学生认识实例：用细线系着的小球在水平面上做匀速圆周运动，从而引出向心力的概念。
对于向心力概念的学习，应及时强调指出，向心力是根据力的效果命名的，而不是根据力的性质命名的，它不是重力、弹力、摩擦力等以外的特殊力，而是做匀速圆周运动的质点受到的合外力，沿着半径指向圆心，它的方向时刻改变。
向心力一、教学目标1.物理观念(1)了解向心力概念,知道向心力是根据力的效果命名的一种力;(2)知道向心力大小与哪些因素有关,并能用来进行简单的情景计算;2.科学思维通过对向心力概念的探究体验,让学生理解其概念的内涵,并熟悉处理问题的一般方法:提出问题、分析问题、解决问题;在验证向心力表达式的过程中,体会物理实验在处理问题中的作用;经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程,让学生领会解决问题从特殊到一般的思维方法;并学会用力和运动的观点来分析、解决问题。
3.科学探究知道向心力大小与哪些因素有关,并能用来进行简单的情景计算;知道在变速圆周运动中,合外力的法向分力提供了向心力,切向分力用于加速。
4.科学态度与责任经历从自己提出问题到自己解决问题的过程,培养学生的问题意识及思维能力;经历从特殊到一般的研究过程,培养学生分析问题、解决问题的能力;实例、实验紧密联系生活,拉近科学与学生的距离,使学生感到科学就在身边,调动学生学习的积极性,培养学生的学习兴趣。
二、教学重难点教学重点：理解向心力的概念、公式及匀速圆周运动中供求关系,并能用来进行简单的判断计算。
会分析向心力的来源。
教学难点：理解向心力是一个效果力,会分析向心力的来源,理解匀速圆周运动中供求关系。
三、教学分析掌握了牛顿第二定律,学生通过前面的学习,理解了质量、力与加速度的关系,了解了描述圆周运动的各个物理量及其关系,认识了匀速圆周运动指向圆心的向心加速度,并且学生已经经历了同学之间相互协作、相互讨论、相互交流及最后的成果展示的学习过程,具备了处理问题的一般思路方法:提出问题—分析问题—解决问题。
四、教学过程【导入】“移球”游戏用杯倒扣住乒乓球移动【讲授】一.向心力1、向心力的定义及方向(引入模型)小球在光滑水平面做匀速圆周运动结论:我们把做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合外力,叫做向心力。
2、向心力的方向对在光滑水平面做匀速圆周运动的小球进行受力分析,合外力方向总指向圆心。
6.2第2课时向心力的分析和向心力公式的应用学习目标1.理解向心力的概念,会分析生活中圆周运动实例的向心力的来源。
2.知道向心力大小与哪些因素有关,并能利用向心力表达式进行计算。
3.理解在变速圆周运动中向心力为合力沿半径方向的分力。
自主预习一、向心力1.做匀速圆周运动的物体具有向心加速度,是由于它受到了指向的合力,这个合力叫向心力。
2.向心力的方向始终指向,由于方向,所以向心力是。
3.向心力是由某个力或者几个力的合力提供的,是根据力的来命名的。
二、向心力的大小F n=和F n=。
三、变速圆周运动和一般曲线运动1.变速圆周运动变速圆周运动所受合力一般不等于向心力,合力一般产生两个方面的效果:(1)合力F跟圆周相切的分力F t,描述速度大小变化的快慢。
(2)合力F指向圆心的分力F n,此分力提供做圆周运动所需的向心力,只改变速度的方向。
2.一般曲线运动的处理方法一般曲线运动,可以把曲线分割成许多很短的小段,每一小段可看作一小段圆弧。
圆弧弯曲程度不同,表明它们具有不同的半径。
这样,质点沿一般曲线运动时,可以采用圆周运动的分析方法进行处理。
课堂探究一、向心力[问题导学]如图所示,圆盘上物体随圆盘一起匀速转动;在光滑漏斗内壁上,小球做匀速圆周运动。
它们运动所需要的向心力分别由什么力提供?计算圆盘上物体所受的向心力和漏斗内壁上小球的角速度分别需要知道哪些信息?结论1:圆盘上物体所需要的向心力由提供;光滑漏斗内的小球做圆周运动的向心力由和的合力提供。
结论2:计算圆盘上物体所受的向心力需要知道物体做圆周运动的、和。
计算漏斗内壁上小球的角速度需要知道小球做圆周运动的、和。
二、变速圆周运动和一般曲线运动[问题导学]荡秋千是小朋友很喜欢的游戏,当秋千向下荡时,请思考此时小朋友做的是匀=mω2r还适用吗?速圆周运动还是变速圆周运动?运动过程中,公式F n=m v2r结论1:小朋友做的是圆周运动。
结论2:。
[例题展示]【例题1】如图所示,水平转盘上放有质量为m的物体(可视为质点),连接物体和转轴的绳子长为r,物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的μ倍,转盘的角速度由零逐渐增大,求:(1)绳子对物体的拉力为零时的最大角速度;(2)当角速度为时,绳子对物体拉力的大小。
《向心力》教学设计【教材】人民教育出版社高中课程标准实验教科书物理必修二第五章第6节【用时】30分钟一、教材分析1．课程标准要求能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。
2．本节内容在物理知识体系中的地位3．教材内容与体系安排教材先让学生获得向心力的感性认识，从而给出向心力的定义，再由向心加速度表达式和牛顿第二定律得出向心力的表达式；接着利用圆锥摆粗略验证向心力表达式；最后分析变速圆周运动和一般曲线运动中的向心力，并探究分析过程中使用的方法。
二、学情分析1．知识基础：学生已经学习了匀速圆周运动，对匀速圆周运动有了一定的理解。
知道描述匀速圆周运动快慢的物理量有线速度、角速度、周期、转速等，并理解了线速度、角速度、周期、半径之间的关系。
学生知道在转动装置中，共轴的轮子上各点的角速度相等皮带转动不打滑时，凡和皮带接触的点，线速度的大小相等。
2．技能基础：学会了处理曲线运动的重要方法——运动的合成和分解。
而且已经掌握应用运动的合成与分解知识研究了平抛运动。
3．思维障碍：学生知道匀速圆周运动是一种变速运动，因为它的线速度方向时刻在变。
需要进行更深一步的分析为什么线速度的方向时刻在变，是什么力在改变物体的这种运动状态，这个力有何特点。
由于向心力是一种学生感到陌生的力，而高一学生的抽象思维能力和逻辑推理还不是很强，所以需要在教学中通过实例、实验，使学生对向心力的认识从感性认识升一华到理性认识。
三、教学目标1．物理观念(1)理解向心力的概念，知道向心力是根据力的效果命名的；(3)掌握向心力的表达式，计算简单情景中的向心力。
2．科学思维用变速圆周运动的方法研究一般的曲线运动，渗透物理学中“微元”的思想。
3．科学探究(1)通过对实验的观察、思考和探究，理解向心力；(2)通过同学间的讨论与交流，培养学生合作学习与相互交流的能力。
4．科学态度与责任(1)通过实验体验向心力的存在，激发学习兴趣，增强求知的欲望；(2)培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、实事求是的科学态度。
向心力 【学习目标】1．理解向心力的概念。
2．知道向心力与哪些因素有关，理解公式的确切含义并能用来计算。
3．能够应用向心力公式求解圆周运动的问题。
【学习重点】1．理解向心力的概念。
2．理解牛顿第二定律在圆周运动上的应用，会确定轨道平面、圆心及向心力。
【学习难点】向心力的确定和运用向心力的知识解释有关现象。
【新知探究】一、向心力及其大小1．向心力：做 运动的物体，会受到指向 的合力，这个合力叫做向心力。
（1）向心力总是指向圆心，始终与 垂直，只改变速度的 而不改变速度的 。
（2）向心力是根据力的 命名，可是各种性质的力，也可以是它们的 ，还可以是某个力的 。
向心力公式F 向=rmv 2，其意义是：质量为m 的物体在半径为r 的圆周上以速率v 做匀速圆周运动所需要的合外力（向心力）大小是rmv 2。
同样的道理，F 向=mω2r ，其意义是：质量为m的物体在半径为r的圆周上以角速度ω做匀速圆周运动需要的合外力是mω2r。
如果物体所受的合力大小不满足rmv2或mω2r等，方向不总是垂直于线速度的方向，物体就会偏离圆轨道做一般的曲线运动。
二、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点1．变速圆周运动的合力：变速圆周运动的合力产生两个方向的效果，如图1所示。
图1（1）跟圆周相切的分力F t：改变物体速度的大小。
（2）指向圆心的分力F n：改变物体速度的方向。
2．一般的曲线运动的处理方法（1）一般的曲线运动：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动。
（2）处理方法：可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看做一小段圆弧。
研究质点在这一小段的运动时，可以采用圆周运动的分析方法进行处理。
【学习小结】3．向心力的大小可以表示为：F向=mω2r=mrv2。
【精练反馈】1．如图所示，在光滑水平面上，两个相同的小球A、B固定在同一杆上，以O点为圆心做匀速圆周运动。
A、B两球在运动过程中，下列物理量时刻相等的是（）A．角速度1．做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力就叫作向心力，用符号：F向2．向心力来源向心力是根据力的作用效果命名的，它不是具有确定性质的某种力，它可以是某一个力或者几个力的合力提供的。
《向心力》教学设计一、教材分析《向心力》一节是普通高中新人教版教科书必修第二册第六章曲线运动的重点、难点，具有承前启后的作用。
它既是本章知识的一个拐点，又是本章内容拓展的重要基础；通过学习，既能使学生从对圆周运动的表面认识上升到理论分析，又能让学生从生活中的圆周运动分析提高到对天体运动及带电粒子在电磁场中的运动的分析及推演。
同时，《向心力》一节能够充分体现力和运动的在物理学中的重要性，是运动与力关系学习的好素材。
二、学情分析学生通过前面的学习，了解了描述圆周运动的各个物理量及其关系，并且学生已经经历了同学之间相互协作、相互讨论、相互交流及最后的成果展示的学习过程，具备了处理问题的一般思路方法：提出问题—分析问题—解决问题。
三、教学目标1、物理观念：：建立向心力的物理观念，掌握向心力的确切含义。
2、科学思维：在实验中，培养学生动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。
3、科学探究：通过对向心力大小与哪些因素有关的探究，熟悉科学探究的一般过程：提出问题——猜想与假设——实验验证——分析数据——得出结论。
4、科学态度与责任：通过观察、实验及探究、交流与讨论等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
四、教学重难点理解向心力的概念、特点、会分析向心力的来源，感受向心力大小的影响因素，探究向心力大小的表达式。
五、教学过程教学环节教学活动设计意图导入新课视频播放:空中飞椅飞椅与人一起做匀速圆周运动。
飞椅和人为什么没有被甩出去呢？做圆周运动的物体受力有什么特点呢？通过学生熟悉的物理情景，便于引发学生从已有物理知识出发思考，引出新知讲授新课一、向心力演示实验：小球在水平面内做圆周运动研究小球所受合力的方向F N与G相平衡，所以合力为F小球受到重力，桌面支持力和细线的拉力作用。
松手，小球将沿切线方向飞出，做匀速直线运动。
结论：物体做匀速圆周运动，合外力指向圆心，且与线速度v垂直。
1、向心力激发学生的思维，充分调动学习的积极性。
6.2向心力学案1．理解向心力的概念，知道它是根据力的作用效果命名的。
2．体验向心力的存在，会分析向心力的来源。
3．实验探究向心力大小的表达式。
4．掌握向心力的表达式，并能用来进行计算。
5．理解变速圆周运动中合力的两个分力的效果，知道一般曲线运动的研究方法。
1.向心力(1)定义：做匀速圆周运动的物体所受的指向□01圆心的合力。
(2)方向：始终沿着□02半径指向□03圆心，与□04线速度方向垂直。
(3)作用效果：向心力只改变速度的□05方向，不改变速度的□06大小。
(4)向心力是由某个力或者几个力的合力提供的，是根据力的□07作用效果命名的。
2．向心力的大小(1)实验探究(2)公式：F n＝□11mωr或F n＝□12m v2 r。
3．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：做变速圆周运动的物体所受合外力产生两个方面的效果，如图所示。
①跟圆周相切的分力F t：若与速度同向，则速度越来越大；若与速度反向，则速度□13越来越小。
②指向圆心的分力F n：指向□14圆心，提供物体做圆周运动所需的□15向心力，改变速度的□16方向。
(2)一般曲线运动的研究方法①一般的曲线运动：运动轨迹既不是□17直线也不是□18圆周的曲线运动。
②研究方法：可以把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□19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。
判一判(1)做匀速圆周运动的物体所受合力不变。
()(2)随水平圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向心力作用。
()(3)由公式F n＝mω2r可知，圆周运动的半径越大，向心力越大。
()提示：(1)×做匀速圆周运动的物体合力指向圆心，方向时刻改变。
(2)×向心力是效果力，物体受重力、支持力、圆盘给它的静摩擦力，静摩擦力充当向心力。
(3)×只有当质量、角速度一定时，向心力才与半径成正比。
想一想1.匀速圆周运动中，物体的合力就是向心力吗？合力一定指向圆心吗？在变速圆周运动中呢？提示：在匀速圆周运动中，物体的合力就是向心力，合力一定指向圆心；在变速圆周运动中，物体的合力不是向心力，合力不指向圆心，但向心力指向圆心。
2．什么情况下质点做速度越来越大的圆周运动？什么情况下质点做速度越来越小的圆周运动？提示：当合力与速度的夹角为锐角时，质点的速度越来越大；当合力与速度的夹角为钝角时，质点的速度越来越小。
课堂任务向心力及其方向仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
活动1：图A中有几个力提供向心力？提示：只有一个力提供向心力，就是太阳对地球的引力。
活动2：图B、F的向心力由什么提供，有什么共同点？提示：如果都做匀速圆周运动，它们受到的合外力提供向心力。
对于B，重力和支持力平衡；对于F，重力和静摩擦力平衡；故也可以说都是一个力提供向心力，B是静摩擦力提供向心力，F是壁的弹力提供向心力。
活动3：图C、D的向心力有什么共同点？提示：都受两个力，都可以由这两个力的合力提供向心力而做匀速圆周运动，C中的支持力相当于D中线的拉力。
活动4：图D、E的向心力有什么共同点？有什么不同点？提示：D、E的向心力都由重力和绳子的拉力的合力提供。
但是D是水平面内的圆周运动，重力和绳子的拉力的合力可以全部充当向心力而做匀速圆周运动。
E 是竖直面内的圆周运动，重力和拉力的合力只有一部分充当向心力。
活动5：讨论、交流、展示，得出结论。
1．向心力的方向无论是否为匀速圆周运动，其向心力的方向总是沿着半径指向圆心且时刻改变，故向心力是变力。
2．向心力的作用效果向心力是为了描述圆周运动而引入的一种力的名称，是一种效果力。
它并不是一种新的性质的力。
向心力的效果是改变线速度的方向。
由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动方向始终垂直，故向心力不改变线速度的大小，只改变线速度的方向。
3．向心力的来源(1)向心力可以由某个力来提供，也可以由某个力的分力或几个力的合力来提供。
(2)对于匀速圆周运动，合外力提供物体做圆周运动的向心力；对于非匀速圆周运动，其合外力不指向圆心，它既要改变线速度大小，又要改变线速度方向，向心力是合外力的一个分力。
(3)无论是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动，物体所受各力沿半径方向分量的矢量和为向心力。
例1(多选)如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径，在运动中木板始终保持水平，物块相对于木板始终静止，则()A．物块始终受到三个力作用B．物块受到的合外力始终指向圆心C．在c、d两个位置，物块所受支持力N＝mg，摩擦力f为零D．在a、b两个位置物块所受摩擦力提供向心力，支持力N＝mg(1)匀速圆周运动的物体所受的合外力有什么特点？提示：匀速圆周运动的合外力提供向心力，合外力的方向始终指向圆心。
(2)图中物块所受的重力和支持力一直是平衡力吗？提示：物块受竖直方向的重力和支持力、水平方向的摩擦力，合力为向心力，指向圆心，故只有在a、b位置重力与支持力平衡，摩擦力提供向心力，其他位置重力和支持力不可能平衡。
[规范解答]物块在竖直平面内做匀速圆周运动，受到的重力与支持力在竖直方向上，c、d两点物块所受的向心力由重力和支持力的合力提供，摩擦力为零，重力与支持力不相等，其他时候要受到摩擦力的作用，故A、C错误；物块在竖直平面内做匀速圆周运动，合外力就是向心力，匀速圆周运动的向心力指向圆心，故B正确；在b位置受力如图，因物块做匀速圆周运动，故合力指向圆心，支持力N＝mg，摩擦力f提供向心力，同理可得，在a位置的情形相同，故D正确。
[完美答案]BD向心力可以是弹力、摩擦力，也可以是物体受到的合力或某个力的分力。
匀速圆周运动中合力提供向心力，合力的方向一定指向圆心。
[变式训练1](多选)下列关于向心力的说法中正确的是()A．物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B．向心力不改变圆周运动中物体线速度的大小C．做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力D．做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力答案BC解析由于向心力的作用物体做圆周运动，A错误；因向心力始终垂直于速度方向，所以它不改变线速度的大小，只改变线速度的方向，B正确；做匀速圆周运动的物体所受合外力指向圆心，完全提供向心力，C正确；变速圆周运动中合外力沿半径方向的分力提供向心力，D错误。
课堂任务探究向心力大小的表达式仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
活动1：手握绳结A，如图乙所示，使沙袋在水平方向做匀速圆周运动，每秒运动一周，体会此时绳子拉力的大小。
改为手握绳结B，其他操作不变，体会到两次绳的拉力有何不同？猜测向心力大小与什么有关？提示：手握绳结B时绳的拉力更大。
两次操作只有沙袋做圆周运动的半径不同，猜测向心力大小与半径有关，半径越大，向心力越大。
活动2：改为使沙袋在水平方向上每秒运动2周，其他操作不变，体会到两次绳的拉力有何不同？猜测向心力大小与什么有关？提示：沙袋每秒运动2周时绳的拉力更大。
两次操作只有沙袋做圆周运动的角速度不同，猜测向心力大小与角速度有关，角速度越大，向心力越大。
活动3：改为使用质量更大的沙袋，其它操作不变，体会到两次绳的拉力有何不同？猜测向心力大小与什么有关？提示：沙袋质量更大时绳的拉力更大。
两次操作只有沙袋质量不同，猜测向心力大小与质量有关，质量越大，向心力越大。
活动4：如何探究向心力大小与半径、角速度、质量的定量关系？提示：用控制变量法，如先保证角速度、质量不变，探究向心力与半径的定量关系，同理探究向心力与角速度、质量的定量关系。
活动5：讨论、交流、展示，得出结论。
1．实验目的：(1)学会使用向心力演示器；(2)通过实验探究向心力与半径、角速度、质量的关系。
2．实验仪器：向心力演示器(如图)，三个金属球(半径相同，其中两个为质量相同的钢球，另一个为质量是钢球一半的铝球)。
3．实验原理如图所示，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。
4．实验步骤及观察结果(1)调整标尺，使两根标尺起点和套筒上口处于同一水平面上，皮带放在第一挡，转速为1∶1的皮带盘处，质量相同的两钢球分别放在两个槽上半径相等的横臂挡板内侧，然后摇动手柄，观察到标尺读数始终相等。
(2)将长槽上钢球由第一挡板内侧移至第二挡板内侧，此时两个质量相同的钢球转动半径之比为2∶1，转动手柄，观察到标尺格数之比为2∶1。
(3)将长槽上的钢球换成铝球，并移至第一挡板内侧，两个金属球质量比为1∶2，转动手柄，观察到标尺格数之比为1∶2。
(4)把皮带放在第二挡，转速之比为2∶1，将长槽上铝球换成钢球，转动手柄，两球角速度之比为2∶1，观察到标尺格数之比为4∶1。
(5)将皮带放在第三挡，转速之比为3∶1，转动手柄，两球角速度之比为3∶1，观察到标尺格数之比为9∶1。
5．实验结论由步骤(1)及其结果可知，半径、角速度、质量相同时，向心力大小相同；由步骤(2)及其结果可知，角速度、质量相同时，向心力与半径成正比；由步骤(3)及其结果可知，半径、角速度相同时，向心力与质量成正比；由步骤(4)(5)及其结果可知，半径、质量相同时，向心力与角速度的平方成正比。
由以上可推知：F n＝mω2r。
6．实验误差(1)污渍、生锈等使小球质量半径变化，带来的误差。
(2)仪器不水平带来的误差。
(3)标尺读数不准带来的误差。
(4)皮带打滑带来的误差。
7．注意事项(1)实验前要做好横臂支架安全检查，检查螺钉是否有松动，保持仪器水平。
(2)实验时转速应从慢到快，且转速不宜过快，以免损坏测力计弹簧。
(3)注意防止皮带打滑，尽可能保证ω比值不变。
(4)注意仪器的保养，延长仪器使用寿命，并提高实验可信度。
例2向心力演示器如图所示。
转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。
皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动。
小球做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，通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小。
现将小球分别放在两边的槽内，为探究小球受到的向心力大小与角速度的关系，下列做法正确的是( )A ．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的钢球做实验B ．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的钢球做实验C ．在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的钢球做实验D ．在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的钢球做实验(1)本实验的实验方法是什么？提示：控制变量法。
