教学设计1：6.2第1课时 实验：探究向心力大小的表达方式

探究向心力大小的实验解析【1】引言在物理学中，向心力是指物体在进行往心运动时受到的向心方向的力。

向心力大小的实验解析是一项重要的实验，它帮助我们深入理解向心力的性质以及影响向心力大小的因素。

本文将从实验目的、实验装置、实验步骤、实验结果和实验解析等方面，对探究向心力大小的实验进行详细解析。

【2】实验目的探究向心力的大小取决于哪些因素，以及不同因素对向心力的影响程度。

【3】实验装置实验所需装置包括：1. 一个旋转平台：用于进行往心加速度实验，可通过调节旋钮改变转速。

2. 一根线：用于连接旋转平台和待测物体。

3. 不同质量的物体：用于实验时作为待测物体。

【4】实验步骤以下是实验的基本步骤：1. 将旋转平台放置在平稳的表面上，并保证其稳定无摇晃。

2. 将线连接到旋转平台上，并将另一端绑在待测物体上。

3. 启动旋转平台，使其以一定速度旋转。

4. 观察待测物体受到的向心力是否足够使其保持在旋转平台上。

如果保持不住，可以逐渐增加物体的质量，直到其能够保持在平台上。

5. 对不同质量的物体重复实验，记录实验数据。

【5】实验结果根据实验数据的记录，我们可以得出以下结果：1. 随着待测物体质量的增加，在相同的转速下，待测物体所受的向心力也相应增加。

2. 在相同的待测物体质量下，随着旋转平台转速的增加，待测物体受到的向心力也相应增加。

【6】实验解析根据实验结果分析，我们可以得出以下结论：1. 向心力的大小与待测物体的质量成正比关系。

质量越大，向心力越大。

这是因为质量越大的物体在给定的转速下，具有更大的惯性，需要更大的力来保持在旋转平台上。

2. 向心力的大小与旋转平台的转速成正比关系。

转速越快，向心力越大。

这是因为转速越快，物体所受到的加速度越大，所需的向心力也就越大。

【7】观点和理解通过这个实验，我们可以更深入地理解向心力的性质和影响因素。

我们发现，向心力的大小与物体的质量和转速密切相关，这为我们进一步研究其他与向心力相关的问题提供了思路。

《向心力》教学设计教学设计：向心力一、整体目标：1.了解向心力的概念和基本特点；2.掌握向心力的计算方法；3.理解向心力与离心力的关系；4.能够应用向心力的知识解决相关问题。

二、教学内容：1.向心力的概念和表达式；2.向心力的计算方法；3.向心力与离心力的区别；4.向心力的应用。

三、教学方法：1.讲解法：通过讲解向心力的概念和计算方法，引导学生理解向心力的基本原理和应用；2.实验法：通过实验展示向心力及其作用，加深学生对向心力的认识；3.讨论法：组织学生进行讨论，探讨向心力与离心力的关系，激发学生思考和提高解决问题能力；4.练习法：通过练习巩固学生对向心力的掌握程度，提高运用知识解决问题的能力。

四、教学过程：1.导入：通过一个简单的例子引入向心力的概念，让学生了解向心力是什么以及在什么情况下会出现。

2.讲解向心力的概念和表达式：通过讲解向心力的公式和应用，让学生明白向心力是一种偏向轴心的力，其大小与质点在圆周运动的半径和角速度成正比。

3.实验展示向心力的作用：设计一个实验，让学生观察在固定半径下改变角速度时向心力的变化，加深学生对向心力的理解。

4.讨论向心力与离心力的区别：引导学生讨论向心力与离心力的异同，解释两者之间的关系，并帮助学生理解向心力在圆周运动中的作用。

5.练习向心力的计算方法：设计一些练习题，让学生计算给定条件下的向心力大小，加深学生对向心力计算方法的掌握。

6.应用向心力解决问题：设计一些应用题目，让学生运用向心力的知识解决实际问题，培养学生的动手能力和解决问题的思维能力。

五、教学评价：1.课堂表现评价：通过课堂表现来评价学生对向心力的理解和掌握程度；2.作业评价：布置一些作业题目，让学生在课后进行练习，并通过批改作业来评价学生的学习情况；3.考试评价：通过阶段性考试或期末考试来评价学生对向心力知识的全面掌握情况，检验教学效果。

六、教学反思：1.教学设计：在设计教学内容和方法时要考虑到学生的实际情况和学习能力，以确保教学效果；2.教学引导：要及时引导学生，解答学生疑问，引导学生自主学习，提高学生的学习主动性和积极性；3.教学环节：要灵活运用不同的教学方法，使教学内容更加生动有趣，激发学生学习的兴趣；4.教学评价：要及时对学生的学习情况进行评价，发现问题及时解决，确保教学效果的达到。

向心力第1课时实验：探究向心力大小的表达式核心素养目标物理观念向心力及其特点、表达式。

科学思维会测量、分析实验数据，获得实验结论。

科学探究利用向心力演示器探究向心力大小的表达式。

知识点一向心力[观图助学]用一根结实的细绳拴住软木塞，细绳水平使软木塞在光滑桌面上做匀速圆周运动，软木塞受几个力的作用？方向如何？1.向心力的定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心。

这个指向圆心的力就叫作向心力。

2.向心力的作用：只改变速度的方向。

3.效果力：向心力是根据力的作用效果命名的。

[思考判断](1)做匀速圆周运动的物体所受的向心力是恒力。

(×)(2)向心力和重力、弹力一样，是性质力。

(×)(3)向心力可以由重力、弹力或其它力等来提供，是效果力。

(√)软木塞的受力图如下图所示拉力的方向指向圆心，那我们可以说软木塞所受拉力就是向心力吗？做匀速圆周运动的物体的向心力大小不变，方向不断改变。

知识点二探究向心力大小的表达式1.实验仪器向心力演示器2.实验思路转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。

横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。

(1)在小物体的质量和角速度不变的条件下，改变小物体做圆周运动的半径进行实验。

(2)在小物体的质量和做圆周运动的半径不变的条件下，改变物体的角速度进行实验。

(3)换用不同质量的小物体，在角速度和半径不变的条件下，重复上述操作。

3.进行实验(1)保持m和r一定：研究小球做圆周运动所需向心力F与角速度ω之间的关系(如图所示)，记录实验数据。

研究向心力与角速度之间的关系序号12345 6F nωω2(2)保持ω和m一定：研究小球做圆周运动所需向心力F与半径r之间的关系(如图所示)，记录实验数据。

研究向心力与半径之间的关系,序号12345 6F nr(3)保持ω和r一定：研究小球做圆周运动所需向心力F与质量m之间的关系(如图所示)，记录实验数据。

第1课时实验：探究向心力大小的表达方式[想一想]轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。

小球受哪些力？合外力有何特点？【思考】：向心力是不是像重力、弹力、摩擦力那样按性质来命名的？【牢记】：向心力是，它是物体所受力的合力.向心力的作用效果是只改变速度的，不改变速度的 .【思考】：匀速圆周运动的合力有何特点？【牢记】：匀速圆周运动的合力大小不变，方向沿半径指向圆心，方向时刻变化，是一变力.1、做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合外力，叫.2、向心力的方向：，即垂直于质点的运动方向.方向时刻发生变化，是变力.3、向心力的来源：向心力不是一种特殊的力，它可能是或或，或者是某个力的，还可能是它们的.注意：向心力是根据力的作用效果来命名的，受力分析时不要把向心力当作一个独立的力.4、向心力的作用效果:只改变v的方向,不改变v的大小.因为在运动方向上所受的合外力为0，这个方向上的加速度也为0，所以速度大小不变，只改变速度方向.探究方案一感受向心力1．实验原理如图所示，在绳子的一端拴一个小沙袋(或其他小物体)，另一端握在手中．将手举过头顶，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，此时沙袋所受的向心力近似等于．2．实验步骤(1)在小物体的质量和角速度不变的条件下，改变小物体做圆周运动的半径进行实验，比较向心力与的关系．(2)在小物体的质量和做圆周运动的半径不变的条件下，改变小物体的角速度进行实验，比较向心力与的关系．(3)换用不同质量的小物体，在角速度和半径不变的条件下，重复上述操作，比较向心力与质量的关系．3．实验结论：半径越，角速度越，质量越，向心力越大．探究方案二利用力传感器和光电传感器探究1．实验原理与操作如图所示，利用力传感器测量重物做圆周运动的向心力，利用天平、刻度尺、光电传感器分别测量重物的质量m、做圆周运动的半径r及角速度ω.实验过程中，力传感器与DIS数据分析系统相连，可直接显示力的大小．光电传感器与DIS数据分析系统相连，可直接显示挡光杆挡光的时间，由挡光杆的宽度和挡光杆做圆周运动的半径，可得到重物做圆周运动的角速度．实验时采用法，分别研究向心力与质量、半径、角速度的关系．2．实验数据的记录与分析(1)设计数据记录表格，并将实验数据记录到表格中(表一、表二、表三)①m、r一定(表一)序号12345 6F nωω2②m、ω一定(表二)序号12345 6F nr③r、ω一定(表三)序号12345 6F nm(2)数据处理分别作出F n－ω、F n－r、F n－m的图像，若F n－ω图像不是直线，可以作F n－ω2图像．(3)实验结论：①在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与成正比．②在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与成正比．③在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与成正比．【练一练】1．(多选)下列关于向心力的叙述中，正确的是()A．向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力B．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C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力D．向心力只改变物体线速度的方向，不改变物体线速度的大小2．如图甲为“用向心力演示器验证向心力公式”的实验示意图，图乙为俯视图．图中A、B 槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同．a、b两轮在皮带的传动下匀速转动．(1)两槽转动的角速度ωA________ωB(选填“>”“＝”或“<”)．(2)现有两个质量相同的钢球，①球放在A槽的边缘，②球放在B槽的边缘，它们到各自转轴的距离之比为2∶1，如图乙所示，则钢球①、②的线速度之比为________，受到的向心力之比为________．3．如图所示是一种简易的圆周运动向心力演示仪，图中A、B为两个穿在水平光滑杆上并通过棉线与转轴相连的重锤．试结合下列演示现象，分析影响向心力大小的因素．(1)使线长L A＝L B，质量m A＞m B，加速转动横杆．现象：连接A的棉线先断．表明：在半径和角速度一定的条件下，圆周运动所需向心力随________的增大而增大．(2)使质量m A＝m B，线长L A＞L B，加速转动横杆．现象：连接A的棉线先断．表明：在物体质量和角速度一定的条件下，圆周运动所需向心力随________的增大而增大．(3)对任一次断线过程进行考察．现象：并不是横杆一开始转动就断线，而是加速了一段时间之后线才断的．表明：在物体质量和转动半径一定的条件下，圆周运动所需向心力随______的增大而增大．4．如图甲所示是一个研究向心力大小与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的水平圆盘上，圆周轨道的半径为r，力电传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度大小，表格中是所得数据，图乙为F－v图像、F－v2图像、F－v3图像．v/(m·s－1)1 1.52 2.5 3F/N0.882 3.5 5.57.9(1)v的关系时，保持圆柱体质量不变、半径r＝0.1 m的条件下得到的．研究图像后，可得出向心力F和圆柱体线速度大小v的关系式____________________________．(2)为了研究F与r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持____不变．(3)若已知向心力公式为F＝m v2r，根据上面的图线可以推算出，本实验中圆柱体的质量为____________．答案 (1)F ＝0.88v 2 (2)线速度大小v (3)0.088 kg解析 (1)研究数据表格和题图乙中B 图不难得出F ∝v 2，进一步研究知题图乙B 中图线的斜率k ＝ΔFΔv 2≈0.88，故F 与v 的关系式为F ＝0.88v 2.(2)还应保持线速度大小v 不变．(3)因F ＝m v 2r＝0.88v 2，r ＝0.1 m ，则m ＝0.088 kg.5.卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量．假设某同学在这种情况下设计了如图所示的装置(图中O 为光滑小孔)来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在水平桌面上做匀速圆周运动．设航天器中还有刻度尺、秒表等基本测量工具．(1)物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是________________________． (2)在物体运动周期T 已知的情况下，实验还需要测量的物理量是________． (3)待测质量的表达式为m ＝________.【参考答案】[想一想]F N与G相抵消，所以合力为F结论：做匀速圆周运动的小球，合外力指向圆心，与速度v垂直. 【牢记】：效果力方向大小1、向心力2、沿半径指向圆心3、重力弹力摩擦力分力合力探究方案一感受向心力1．绳对沙袋的拉力2．(1)半径(2)角速度3．大 大 大探究方案二 利用力传感器和光电传感器探究1． (3)实验结论：①角速度的平方 ②半径 ③质量 【练一练】 1．答案 ACD解析 向心力是根据力的作用效果来命名的，它可以是物体受到的重力、弹力、摩擦力中的某个力或这些力中某几个力的合力，也可以是某一个力的分力，因此，在进行受力分析时，不能再分析向心力，B 错误，C 正确；向心力时刻指向圆心，是一个变力，与线速度方向垂直，所以向心力只改变线速度方向，不改变线速度大小，A 、D 正确． 2．(1)＝ (2)2∶1 2∶13．(1)物体质量 (2)转动半径 (3)转动角速度 4.(1)F ＝0.88v 2 (2)线速度大小v (3)0.088 kg解析 (1)研究数据表格和题图乙中B 图不难得出F ∝v 2，进一步研究知题图乙B 中图线的斜率k ＝ΔFΔv 2≈0.88，故F 与v 的关系式为F ＝0.88v 2.(2)还应保持线速度大小v 不变．(3)因F ＝m v 2r＝0.88v 2，r ＝0.1 m ，则m ＝0.088 kg.5.(1)物体处于完全失重状态，对桌面没有压力，不受摩擦力 (2)物体做圆周运动的半径r 和弹簧秤的示数F (3)FT 24π2r。

《探究向心力大小的表达式》说课稿一、使用教材本实验使用的教材是人教版普通高中物理必修2第六章第二节向心力。

二、实验器材向心力演示仪、DisLab 向心力实验设备、力传感器、钩码、机械能实验背景板、数据采集器、笔记本电脑。

三、实验创新要求/改进要点2004版旧教材，在此处设计的是“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”该实验：很难给小球施加合适的初速度，让其在水平面内做匀速圆周运动，小球运动过程中由于阻力，轨迹也会慢慢变成椭圆；小球在摆动过程对应半径r 和高度h 和周期T 不好测量计算麻烦，所以，本实验只能够粗略验证验证向心力的大小。

2019新版教材中，重新选择了传统实验“向心力演示器”来探究向心力的大小。

这个实验的优点是：现象直观，操作方便。

这也是新教材选择它的原因。

但是，这个装置也有局限性：圆周运动的半径是设计好的固定值，不具有普遍意义。

向心力的数值只能通过比值比较，无法准确测量。

不过，我们可以用更精密的设备，改进创新数字实验来弥补这个问题。

在完成向心力公式F=m ω2r 的探究后，通过简单改制DIS 机械能守恒实验器，探究向心力的另一个公式F =rv m 2。

我们把Dis 机械能守恒实验器的背景板安装在铁架台上，把力的传感器安装在铁架台的顶端，选择不同质量的钩码作为摆件，悬挂在力传感器的挂钩上，光电门传感向心力研究实验装置改进创新实验器放置在背景板最低点D。

四、实验原理/实验设计思路为了全面又精确的探究向心力的大小，我们计划分别应用传统的向心力演示器和自制改进的Dis数字实验设备，通过控制变量法，探究向心力与其决定因素之间的关系，确定向心力的大小表达式。

五、实验目标挖掘本实验蕴含的物理学科核心素养，从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面制订了本实验课学生学习的目标。

1.通过活动体验和科学探究，进一步完善向心力的概念，深化运动与相互作用观念。

2.感受影响向心力大小的因素，并通过理解实验原理探究它们之间的关系，领会利用控制变量法研究问题的科学思维。

人教版（2019）物理学科高一年级必修第二册6.2《向心力》教学设计课题名 6.2《向心力》课型新授课教学目标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。

教学重难点重点：概念以及物理量之间的联系；确定圆周运动各点运动快慢的方法难点：理解匀速圆周运动线速度方向，理解线速度、角速度的物理意义教学环节教学过程课堂导入【巩固】1.什么是圆周运动，什么是匀速圆周运动？2.什么是线速度、角速度和周期?3.线速度、角速度和周期之间的关系【导入】课本P27[问题？]做圆周运动的物体，其运动状态不断变化，说明物体一定受到了力的作用，那么迫使物体做圆周运动的力，其方向有什么特点呢？——牛顿第一定律知识精讲圆周运动受力分析1.飞椅与人受到哪些力？所受合力的方向有什么特点？2.转弯的赛车是否受到摩擦力？赛车受到的合力有何特点？3.使链球做圆周运动的力指向何方？4.使地球绕太阳做圆周运动需要力吗？指向哪里？一、向心力1.做匀速圆周运动的物体所受的指向圆心的力2．方向向心力的方向始终指向圆心，由于方向时刻改变，所以向心力是变力．3．效果力向心力是根据力的作用效果来命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力．4.作用效果改变线速度的方向。

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。

二、向心力的来源向心力是根据力的作用效果命名，由某个力或几个力的合力提供. 向心力来源可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力.几种常见的实例如下： 实例向心力示意图用细线拴住的小球在竖直面内转动至最高点时 绳子的拉力和重力的合力提供向心力，F 向＝F ＋G用细线拴住小球在光滑水平面内做匀速圆周运动 线的拉力提供向心力，F 向＝F T物体随转盘做匀速圆周运动，且相对转盘静止转盘对物体的静摩擦力提供向心力，F 向＝F f小球在细线作用下，在水平面内做圆周运动重力和细线的拉力的合力提供向心力，F 向＝F 合三、探究向心力大小的表达式 1.探究向心力大小的表达式影响向心力大小的因素很多，我们需要采用控制变量的方法来进行实验——向心力演示器 2. 实验步骤：①保持ω和r 相同，研究小球做圆周运动所需向心力F n 与质量m 之间的关系(钢球—铝球)，记录实验教据。

6.2第1课时实验：探究向心力大小的表达方式一、教学目标：1.定性感知向心力的大小与什么因素有关。

2.学会使用向心力演示器。

3.探究向心力与质量、角速度、半径的定量关系。

二、教学方法：探究法首先引导学生对做圆周运动的物体进行受力情况分析，并让学生明白物体沿半径方向受到的合外力，就是提供给物体做圆周运动的向心力。

从中引导启发学生认识到：做圆周运动的物体都必须受到指向圆心的力的作用，由此引入向心力的概念。

在探讨向心力大小可能与哪些因素有关时，可让学生充分讨论并设计实验进行探究活动。

三、教学过程：（一）引入新课：1、复习提问：a. 什么是匀速圆周运动？(单位时间内通过的弧长相等的圆周运动)b. 描述匀速圆周运动快慢的物理量有哪几个？（v、ω、T和f）c. 上述各个物理量间有什么关系?板书：2Tωπ=，2rTπ=v，v=ωr2、引入:根据生活经验可知，无论是跑步还是骑车，在水平湿滑的路面上转弯时都必须减速；根据观察可知，在高速公路和铁轨的弯道处，路基都要设计成倾斜的，且外高内低，你知道这是为什么吗？本节课将引领同学们共同探索并揭开其中的奥秘。

板书：第二节第1课时探究向心力大小的表达方式一、感受向心力【观察与思考】要求：请同学们认真感受并观察实验现象，思考小球为什么会做圆周运动？如图，在绳的一端系一小球（塑料球），另一端用手提住绳头让小球在水平桌面上做匀速圆周运动。

这时，你提绳的手有什么感觉？如果增大或减小小球的转速，手的感觉有什么变化？如果突然松手，你看到什么现象？教师引导学生分析和讨论并得出下列结论。

（1）感觉绳子对手有力作用。

（2）线速度增大时，感觉绳子的拉力增大。

（3）突然松手，发现小球将沿直线运动。

【老师活动】引导和启发学生进行思考教师：匀速圆周运动是直线运动还是曲线运动？（集体回答）学生：曲线运动。

教师：好！请问物体做曲线运动的条件是什么？（请一位学生回答）学生：所受合外力的方向与速度的方向不在同一直线上。

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。

《探究向心力大小》教学设计二、新课讲授知识点1 浮力的产生和方向知识点2 探究浮力大小的影响因素（教师提问：谁有办法不把量筒倒过来，就能把乒乓球取出来？）②左手拿一个乒乓球，松手，让学生注意观察它的运动状态；再用左手拿着乒乓球，右手放在乒乓球下方，松开左手时乒乓球还会下落吗？为什么？③展示加水后量筒中的乒乓球和右手中的乒乓球，让学生进行对比.教师鼓励学生观察、对比、思考回答.板书：1.浮力：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）向上的托力，叫做浮力.2.浮力的方向：竖直向上.2.探究二：浮力产生的原因.下面我们以浸在水中的正方体物块为例进行探究，分析比较浸在水中的正方体的六个面分别受到水的压强和压力.总结并得出结论：板书：浮力是由于液体（或气体）对物体向上和向下的压力差产生的，因此浮力的方向总是竖直向上的，与重力方向相反.1、用称重法测浮力提出问题：大家想想如何利用弹簧测力计来测量浮力呢？教师鼓励学生，并演示实验.板书：称重法测浮力：F浮=F1-F2（或F浮=G-F2）观察、体验、思考后回答：乒乓球受到竖直向上的类似于人右手对乒乓球的支持力.总结归纳得出结论在教师的引导下，应用所学知识分析浮力产生原因学生交流、讨论，提出实验方案：把物体挂在弹簧测力计下，读出物体在空气中的重量F1，再将物体浸入水的精神。

培养学生的观察能力、对比、分析问题的能力。

培养学生所学知识解决实际问题的能力。

引导学生寻求测量物体所受到浮力大小的简便方法。

这样学生不仅学到了知识，还学会了解决物理问题的方法。

将课堂还2、浮力大小的影响因素下面我们来进行一个造船比赛：用大小相同的橡皮泥做船，用砂石作货物，看一看，谁做的船装载的货物多？并思考：浮力的大小可能跟什么因素有关？（1）快乐游戏：造“船”比赛.（学生分组用一块大小相同的橡皮泥设计造船，并观察、交流船的差异）（2）快乐体验：将饮料瓶慢慢压入水桶，体会浮力的变化，观察水位变化情况，物体浸入液体中的体积变化情况.（3）快乐体验：将同一只橡皮泥小船放入相同体积的水和盐水中（要求盐水密度比水大得多），学生观察，小船浸入液体中的深度.教师引导学生分组探索：（1）利用测力计探究浮力与液体密度的关系；（2）利用测力计探究浮力与深度的关系；（3）利用测力计探究浮力与物体排开液体体积的关系；（4）利用测力计探究浮力与物体密度的关系；（5）利用测力计、橡皮泥探究浮力与物体形状的关系.各小组根据所研究的课题，设计实验，教师指导完善，引导学生设计记录实验数据表格，并进行探究实验.参考示例：（多媒体课件）实验1：探究浮力的大小与液体密度的关系控制变量：物体浸在液体中的体积（物体排开液体的体积）相同，同一物体.图示：中，读出测力计的示数F2，则浮力=F1-F2.通过实验、观察猜想：浮力的大小可能跟什么因素有关？猜想：浮力可能与液体的密度、浸入液体的深度、物体排开液体的体积、物体的密度、物体的形状等因素有关.:实验1：探究浮力的大小与液体密度的关系给学生，体现学生的主体地位。

2．向心力第1课时实验：探究向心力大小的表达式(1)有控制变量的意识，能制订科学探究方案．(2)能制订探究方案，选用合适的器材获得数据．(3)能分析实验数据，总结向心力大小的表达式，形成结论．(4)能撰写简单的报告，对实验探究过程与结果进行交流和反思．一、实验目的1．定性分析向心力大小的影响因素．2．学会使用向心力演示器．3．探究向心力与质量、角速度、半径的定量关系．二、基本思想：控制变量法三、实验设计——各个物理量的测量和调整方法1．向心力的测量：由塔轮中心标尺露出的等分格的读数读出．2．质量的测量：用天平直接测量．质量的调整：选用不同的钢球和铝球．3．轨道半径的测量：根据长、短槽上的刻度读出小球到转轴的距离．轨道半径的调整：改变小球放置在长、短槽上的位置．4．角速度的测量：通过测量变速塔轮的直径确定角速度的比值．角速度的调整：改变皮带所连接的变速塔轮．四、探究过程知识点一影响向心力大小因素的定性分析典例示范【例1】为了探究物体做匀速圆周运动时，向心力与哪些因素有关，某同学进行了如下实验：如图甲所示，绳子的一端拴一个小沙袋，绳上离小沙袋L处打一个绳结A，2L处打另一个绳结B．请一位同学帮助用秒表计时．如图乙所示，做了四次体验性操作．操作1：手握绳结A，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周，体验此时绳子拉力的大小．操作2：手握绳结B，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周，体验此时绳子拉力的大小．操作3：手握绳结A，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动2周，体验此时绳子拉力的大小．操作4：手握绳结A，增大沙袋的质量到原来的2倍，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周，体验此时绳子拉力的大小．(1)操作2与操作1中，体验到绳子拉力较大的是________；(2)操作3与操作1中，体验到绳子拉力较大的是________；(3)操作4与操作1中，体验到绳子拉力较大的是________；(4)总结以上四次体验性操作，可知物体做匀速圆周运动时，向心力大小与________有关．A．半径B．质量C．周期D．线速度的方向(5)实验中，该同学体验到的绳子的拉力是否是沙袋做圆周运动的向心力________(选填“是”或“不是”)．练1 如图所示，质量为m1的球1与质量为m2的球2放置在某向心力演示器上．该演示器可以将向心力的大小由两边立柱的刻度显示出来，左边立柱可显示球1所受的向心力F1的大小，右边立柱可显示球2所受的向心力F2的大小．皮带与轮A、轮B有多种组合方式，图示为其中的一种组合，此时连接皮带的两轮半径R A＝R B．图中两球到立柱转轴中心的距离r1＝r2，下列说法正确的是( )A．若m1>m2，摇动手柄，则立柱上应显示F1<F2B．若m1＝m2，仅将球1改放在N位置，摇动手柄，则立柱上应显示F1>F2C．若m1＝m2，仅调整皮带位置使R A>R B，则立柱上应显示F1>F2D．若m1＝m2，既调整皮带位置使R A>R B，又将球1改放在N位置，则立柱上应显示F1>F2知识点二影响向心力大小因素的定量分析典例示范【例2】用如图所示的装置来探究钢球做圆周运动所需向心力的大小F n与质量m、角速度ω和半径r之间的关系．探究过程中某次实验时装置的状态如图所示．(1)在研究向心力的大小F n与质量m之间的关系时，要保持________相同．A．m和r B．ω和m C．ω和r D．m和F n(2)若两个钢球质量和转动半径相等，则是在研究向心力的大小F n与________之间的关系．A．质量m B．角速度ωC．半径r(3)若两个钢球质量和转动半径相等，且标尺上红白相间的等分标记显示出两个钢球所受向心力的比值为1∶9，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为________．A．1∶3B．9∶1C．1∶9D．3∶1练2 在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示仪如图1、图2所示．图3是部分原理示意图：其中皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的2倍，轮④的半径是轮⑤的2倍，两转臂上黑白格的长度相等．A、B、C为三根固定在转臂上的短臂，可对转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力，图2中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系．可供选择的实验球有：质量均为2m的球Ⅰ和球Ⅱ，质量为m的球Ⅲ．(1)为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系，实验时应将皮带与轮①和轮________相连，同时应选择球Ⅰ和球________作为实验球；(2)若实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，这是要探究向心力与________(填物理量的名称)的关系，此时轮②和轮⑤的这个物理量值之比为________，应将两个实验球分别置于短臂C和短臂________处；(3)本实验采用的实验方法是________，下列实验也采用此方法的是________；A．探究平抛运动的特点B．验证机械能守恒定律C．探究加速度与力和质量的关系D．探究两个互成角度的力的合成规律(4)如图所示，一根细线穿过水平台面中间的小孔，它的一端系一小球，另一端挂一钩码．给小球一个初速度，使小球在细线的作用下恰好在水平台面上做匀速圆周运动．不考虑球与台面间的摩擦．某时刻，在碰到台面上一根固定钉子后，细线断了．用本探究实验所得到的结论进行解释，线断的原因是：细线碰到钉子时，小球________．A．速度变大，所需向心力增大的缘故B．速度减小，所需向心力减小的缘故C．速度不变，所需向心力增大的缘故D．角速度不变，所需向心力减小的缘故1．某同学利用向心力演示器探究影响向心力大小的因素．该同学在某次实验过程中，皮带带动的两个变速塔轮的半径相同，将两个完全相同的小球按如图所示放置，可判断该同学是在研究( )A．向心力大小与质量之间的关系B．向心力大小与角速度之间的关系C．向心力大小与线速度之间的关系D．向心力大小与半径之间的关系2．用如图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．(1)本实验采用的科学方法是________．A．控制变量法B．累积法C．微元法D．放大法(2)通过本实验可以得到的结果是________．A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比C．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比3．控制变量法是物理实验探究的基本方法之一．如图是用控制变量法探究向心力大小与质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验情境图，其中(1)探究向心力大小与质量m之间关系的是图________；(2)探究向心力大小与角速度ω之间关系的是图________．2．向心力第1课时实验：探究向心力大小的表达式知识点精讲知识点一【例1】【解析】(1)根据F＝mω2r知，操作2与操作1相比，操作2的半径大，小球质量和角速度相等，知拉力较大的是操作2；(2)根据F＝mω2r知，操作3与操作1相比，操作3小球的角速度较大，半径不变，小球的质量不变，知操作3的拉力较大；(3)操作4和操作1比较，半径和角速度不变，小球质量变大，根据F＝mω2r知，操作4的拉力较大；(4)由以上四次操作，可知向心力的大小与质量、半径、角速度有关，故选A、B、C；(5)实验中，该同学体验到的绳子的拉力不是沙袋做圆周运动的向心力．【答案】(1)操作2 (2)操作3 (3)操作4 (4)ABC (5)不是练1 解析：A错：因为R A＝R B，所以ωA＝ωB．根据F n＝mω2r可知，若m1>m2，则F1>F2．B 对：仅将球1改放在N位置，则r1>r2，根据F n＝mω2r可知，若m1＝m2，则F1>F2．C错：仅调整皮带位置使R A>R B，两轮边缘线速度相等，根据v＝ωr可知ωA<ωB，根据F n＝mω2r可知，若m1＝m2，则F1<F2．D错：调整皮带位置使R A>R B，则ωA<ωB，将球1改放在N位置，则r1>r2，根据F n＝mω2r可知，F1与F2大小关系不确定．答案：B知识点二【例2】【解析】(1)在探究向心力的大小F n与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，再研究另外两个物理量之间的关系，该方法为控制变量法，据此可知，要研究F n与m之间的关系，需保持ω和r相同，选项C正确．(2)根据控制变量法可知，两球的质量和转动半径相等时，研究的是向心力的大小F n与角速度ω之间的关系，选项B正确．(3)根据F n＝mω2r，两球的向心力之比为1∶9，转动半径和质量相等可知，两球转动的角速度之比为1∶3．因为靠皮带传动，两变速塔轮的线速度大小相等，根据v ＝rω知，与皮带连接的两变速塔轮的半径之比为3∶1，选项D正确．【答案】(1)C (2)B (3)D练2 解析：(1)探究向心力与圆周运动轨道半径的关系，根据F＝mω2r可知，需保证两球的质量和转动的角速度相同，所以应选择球Ⅰ和球Ⅱ作为实验球；为保证角速度相同，则在皮带传动的过程，线速度大小相等，只需要选择半径相同的轮①和轮④即可；(2)实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，因为轮②和轮⑤边缘的线速度大小相等，半径之比为4∶1，则两轮的角速度不同，所以实验是探究向心力与角速度的关系，则需保证小球转动时半径相等，故选用短臂A，根据v＝ωr可知角速度之比为1∶4；(3)该实验过程是保证了其余因素不变，探究向心力和其中一个影响因素的关系，所以采用的是控制变量法，而探究加速度与力和质量的关系时，也是保证力不变，探究加速度与质量的关系和保证质量不变探究加速度与力的关系，故C项正确；(4)碰到钉子速度不突变，半径减小，根据向心力表达式可知需要的向心力增大，故A、B、D错误，C正确，故选C．答案：(1)④Ⅱ(2)角速度1∶4A(3)控制变量法 C (4)C随堂练习1．解析：皮带带动的两个变速塔轮的半径相同则两小球的角速度ω相同，两小球完全相同则质量m相同，根据F n＝mω2r知，在质量和角速度一定的情况下，可研究向心力的大小与半径的关系，故D正确，A、B、C错误．答案：D2．解析：(1)在该装置中，控制半径、角速度不变，只改变质量，来研究向心力的大小与质量之间的关系，故采用的是控制变量法，故选A．(2)本实验通过控制变量法，得到的结果为在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，故选C．答案：(1)A (2)C3．解析：(1)根据F＝mrω2，要研究小球受到的向心力大小与质量m的关系，需控制小球的角速度和转动的半径不变，故丙图正确．(2)根据F＝mrω2，要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质量和转动的半径不变，故甲图正确．答案：(1)丙(2)甲。

《向心力》教学设计优秀5篇《向心力》教学设计篇一【教材分析】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，在普遍情况下得出做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之外，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。

与过去不同的是，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。

【学情分析】（1）思维基础根据新课程教学理念，从高一第一学期开始，在课堂教学过程中教师一直重视“过程与方法”的教学，学生已经初步有了探究事物的一般方法，即“是什么？──怎么样？──为什么？”的思维方法。

因此，本设计中就通过创设问题情景，激励学生自己提出想要研究的问题。

（2）心理特点依据20世纪最著名的发展心理学家皮亚杰的理论可知高一学生的认知发展过程是由具体运算阶段向形式运算阶段过渡，也是由直观认识向逻辑推理、实验推理过渡阶段，因此在教学中，要遵循从感性到理性的认识规律，本节课抓住学生的心理特点进行教学设计。

（3）已有知识通过前一节《向心加速度》的学习，学生已经知道了向心加速度的方向指向圆心，它描述了物体速度方向变化的快慢。