河北邢台市高中物理第五章曲线运动第6节向心力导学案2

高中物理第五章曲线运动第6节《向心力》学案25、7 向心力（学案）一、学习目标知道什么是向心力，理解它是一种效果力知道向心力大小与哪些因素有关。

理解公式的确切含义，并能用来进行计算结合向心力理解向心加速度理解变速圆周运动中合外力与向心力的关系二、课前预习1、本节主要学习向心力概念、向心力的大小和方向，以及变速圆周运动特点、一般曲线运动及其研究方法等。

其中，向心力概念，向心力的大小和方向是本节重点，变速圆周运动特点及研究方法则是本节难点。

2、向心力，向心力是产生的原因，它使物体速度的不断改变，但不能改变速度的。

向心力是按命名的力，它可由重力、弹力、摩擦力等提供，也可以是这些力的合力或它们的分力来提供。

向心力大小的计算公式。

3、力与运动的关系①力与速度同一直线，力只改变速度，不改变速度。

②力与速度垂直，力只改变速度，不改变速度。

③力与速度成其它任意角度，。

4、用圆锥摆粗略验证向心力的表达式①、实验器材有哪些？②、简述实验原理（怎样达到验证的目的）③、实验过程中要注意什么？测量那些物理量（记录哪些数据）？④、实验过程中差生误差的原因主要有哪些？5、当物体沿圆周运动，不仅速度方向不断变化，其大小也在不断变化，这样的圆周运动称为变速圆周运动。

物体做变速圆周运动的原因是所受合外力的方向不是始终指向圆心，这时合外力的作用效果是：使物体产生向心加速度的同时，产生切向加速度。

匀速圆周运动可看作变速圆周运动的一个特例。

6、一般曲线运动及研究方法：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可称为一般曲线运动。

研究时，可将曲线分割为许多极短的小段，每一段均可看作圆弧，这样即可采用圆周运动的分析方法进行处理了。

三、经典例题例1、分析下面各种匀速圆周运动中向心力是由哪些力提供？玻璃球沿碗（透明）的内壁在水平面内运动；或者漏斗里的运动，如图。

（不计摩擦）②圆锥摆运动：细线下面悬挂一钢球，细线上端固定，设法使小球在水平面面上做圆周运动。

高中物理《5.6向心力》导学案新人教版必修25、6向心力》导学案（无答案）新人教版必修2学习目标1、知道向心力是根据效果命名的，其效果是产生向心加速度，只改变线速度的方向不改变线速度的大小。

2、掌握向心力的大小Fn=m=mr3、理解物体做匀速圆周运动是时，向心力大小不变，方向变化。

4、能用向心力公式进行有关运算和讨论。

学习重难点1、向心力的来源问题2、向心力各个公式的应用学习过程1向心力(1)定义：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，叫向心力。

(2)公式:﹍﹍﹍和﹍﹍﹍(3)方向：向心力的方向始终指向﹍﹍(4)向心力的来源：①向心力是效果力，可以由重力﹑弹力﹑摩擦力等各种性质的力提供。

②向心力可以是物体所受的﹎﹎2实验验证：细线下面悬挂一个钢球，用手带动钢球，使它在某个水平面内做圆周运动，组成一个圆锥摆，如图：θ(1)钢球受力如图，则合力为F=(2)用秒表测出钢球运动n圈所用时间t，测出钢球的轨道半径r，则线速度v=﹎﹎向心力=(3)比较合力和F和的大小，得出结论：钢球需要的向心力等于钢球受到的指向圆心的﹎﹎﹎3、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的合外力一般不等于向心力，合力一般产生两个方面的效果①合外力F与圆周相切的分力Fv,此分力产生﹍﹍﹍加速度av，描述﹍﹍﹍变化的快慢。

②合外力F指向圆心的分力Fn叫向心力。

它产生向心加速度an，向心加速度只改变速度的﹎﹎ , 描述﹎﹎﹎变化的快慢。

(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极短的小段，每一小段可以看做一小段﹎﹎﹎。

圆弧的弯曲程度不同，表明它们具有不同的﹎﹎﹎这样一般曲线运动可采用圆周运动的分析方法处理。

应用向心力公式解题的一般步骤：⑴确定研究对象。

⑵确定物体做圆周运动的轨道平面，并找出圆心和半径。

⑶确定研究对象在有关位置的状态，分析受力情况，判断那些力提供向心力，千万不要臆想出一个向心力来。

《向心力》教学设计一、教材分析课标分析：能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。

教材地位：《向心力》一节是普通高中课程标准试验教科书必修2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，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。

三、教学目标（一）知识与技能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。

3．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．知道一般曲线运动的处理方法。

（二）过程与方法1．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2．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。

3．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。

（三）情感态度价值观1．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。

2．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。

3．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。

向心力【教材分析】本节是普通高中实验教科书物理必修2，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。

【教学目标】1、知识与技能（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、过程与方法（1）通过对向心力概念的探究体验，让学生理解其概念的内涵。

（2）通过对向心力大小与哪些因素有关的探究，并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。

3、情感态度价值观实验紧密联系生活，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。

【教学重难点】1、教学重点：明确向心力的概念、性质、公式。

2、教学难点：向心力大小和方向。

【教学方法】探究、讲授、小组讨论、练习【教具准备】多媒体smart课件、互动式电子白板、小球、绳子、向心力演示器等【课时安排】1课时。

【教学过程】一、复习引入教师活动：同学们，大家下午好！前面我们学习了，描述匀速圆周运动的几个物理量，他们是线速度、角速度、周期、转速和向心加速度。

高中物理 5.6 向心力第2课时导学案新人教版必修课时课题名称时间第周星期课型复习课主备课人目标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和向心加速度。

重点如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。

我的问题难点如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。

[自主学习1、关于向心力，以下说法中不正确的是A、是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新力B、向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合力C、向心力是线速度变化的原因D、只要物体受到向心力的作用，物体就做匀速圆周运动2、关于变速圆周运动和一般的曲线运动，下列说法正确的是（）A 做变速圆周运动时，向心力不做功；B、做变速圆周运动时，向心力会做功C、研究一般的曲线运动时，可以分解成许多小段圆弧进行分析D、做变速圆周运动时，向心加速度不指向圆心。

3、做匀速圆周运动的物体，它所受的向心力的大小必定与A、线速度平方程正比B、角速度平方成正比C、运动半径成反比D、线速度和角速度的乘积成正比精讲互动1、如上图所示小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做圆周运动，则A 的受力情况是（）A 受重力，支持力 B受重力，支持力和指向圆心的摩擦力C受重力，支持力，向心力和指向圆心的摩擦力 D以上都不正确。

θ2、汽车在半径为R的水平弯道上转弯，车轮与地面的摩擦系数为μ，那么汽车行驶的最大速率为_____。

3、如右图所示的圆锥摆，摆线与竖线的夹角为θ，则小球的的向心加速度为；若摆球的质量为M，则向心力的大小等于，绳子的受到的拉力为。

达标训练1、一质量为m的物体，用长为L的细线悬挂于O点，在O点正下方L/2处钉有一根长钉，把悬线沿水平方向拉直后无初速释放，当细线碰到钉子瞬间（）A、小球的线速度突然增大B、小球的角速度突然增大C、小球的向心加速度突然增大D、悬线拉力突然增大2、质量为m的木块从半球形的碗口下滑到碗底的过程中，如果由于摩擦力的作用，使得木块的速率不变，那么（）Ａ、下滑过程中木块加速度为零B、下滑过程中木块所受合力大小不变C、下滑过程中木块受合力为零D、下滑过程中木块所受的合力越来越大作业课后小结。

【最新】2019年高中物理第五章曲线运动6向心力学案新人教版必修21．定义：做匀速圆周运动的物体产生向心加速度的原因是它受到了指向圆心的合力，这个合力叫做向心力．2．方向：始终沿着半径指向圆心．3．表达式：(1)Fn＝m.(2)Fn＝mω2r.4．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．二、变速圆周运动和一般的曲线运动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Ft：产生切向加速度，此加速度描述线速度大小变化的快慢．(2)指向圆心的分力Fn：产生向心加速度，此加速度描述线速度方向改变的快慢．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孤．研究质点在这一小段的运动时，可以采用圆周运动的处理方法进行处理．1．判断下列说法的正误．(1)做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力．(×)(2)向心力和重力、弹力一样，都是根据性质命名的．(×)(3)向心力可以是物体受到的某一个力，也可以是物体受到的合力．(√)(4)变速圆周运动的向心力并不指向圆心．(×)(5)匀速圆周运动的合力就是向心力．(√)(6)做变速圆周运动的物体所受合力的大小和方向都改变．(√)2.(多选)如图2所示，用细绳拴一小球在光滑桌面上绕一铁钉(系一绳套)做匀速圆周运动，关于小球所受的力，下列说法正确的是( )图2A．重力、支持力、绳子拉力B．重力、支持力、绳子拉力和向心力。

高中物理第五章曲线运动 5.6 向心力导学案新人教版必修25、6 《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。

【教学重点】理解向心力公式的确切含义。

【教学难点】向心力公式的运用。

【自主学习】一、向心力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。

（3）如果物体做匀速圆周运动，向心力就是物体受到的；如果物体做运动（线速度大小时刻改变），向心力并非是物体受到的合外力。

（4）向心力的公式：F=ma= =二、向心力大小的粗略验证分析课本实验，加深对向心力的理解：h1、用秒表记录钢球运动若干周的，再通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的，测量出绳长。

2、用测出钢球的质量。

3、用公式计算钢球所受的合力F。

4、利用公式F= 算出向心力的大小。

三、变速圆周运动和一般曲线运动1、物体做变速圆周运动时，若合外力方向与夹角小于900，此时把F分解为两个互相的分力：跟圆的 Ft和指向的Fn。

如图所示，其中Ft只改变v的，FFtFnOFn只改变v的，Fn产生的加速度就是加速度。

若F与v的夹角大于900时，Ft使v减速，Fn改变v的方向，综上可知同时具有向心加速度和加速度的圆周运动就是变速圆周运动。

FtFnFO2、一般曲线运动（1）运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，称为一般的曲线运动。

（2）一般的曲线运动可以把曲线分割成许多小段，每一小段的运动看看做的一部分，再应用圆周运动的分析方法处理。

【合作探究】探究1、分析下面几种情况中作圆周运动的物块或小球向心力的●r物块随圆盘一起转动漏斗内壁光滑ABA B C探究2、如图所示，长0、40m的细绳，一端拴一质量为0、2kg的小球，在光滑水平面上绕绳的另一端做匀速圆周运动，若运动的角速度为5、0rad/s，求绳对小球需施多大拉力？【自我检测】1、在匀速圆周运动中，下列物理量不变的是（）A、向心加速度B、线速度C、向心力D、角速度2、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、向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果来命名的，但受力分析时应该画出C、向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某一种力或某几种力的合力D、向心力只改变物体运动的方向，不改变物体运动的快慢3、小物块P沿光滑半圆曲面下滑，从a点下滑到最低点b的过程中，其重力G的切向分量为G1，如图2所示G1的大小变化情况正确的是A、逐渐增大B、逐渐减小C、先增大后减小D、先减小后增大4、如图16所示，质量相等的a、b两物体放在圆盘上，到圆心的距离之比是2:3，圆盘绕圆心做匀速圆周运动，两物体相对圆盘静止，a、b两物体做圆周运动的向心力之比是（）A、1:1B、3:2C、2:3D、9:4。

向心力〔一〕新课导入前面两节课，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，这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征——向心力。

〔二〕新课教学复习提问：1、向心力的表达式2、向心力始终指向一定是力，是按照什么命名，产生的效果是只改变速度的不改变速度的3、匀速圆周运动线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力的特点？匀速圆周运动的性质？4、匀速圆周运动合力和向心力的关系？非匀速圆周运动合力和向心力的关系？课前小测1、如下图，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，那么〔〕A、A受重力、支持力，两者的合力提供向心力B、A受重力、支持力和指向圆心的摩擦力，摩擦力充当向心力C、A受重力、支持力、向心力、摩擦力D、以上均不正确2、关于向心力，以下说法正确的选项是：A、向心力是一种效果力B、向心力是一种具有某种性质的力C、向心力既可以改变线速度的方向，又可以改变线速度的大小D、向心力只改变线速度的方向，不改变线速度的大小目标一：长为L的细线，栓一质量为m的小球，一端固定于O点，让小球在水平面内做匀速圆周运动，如下图，当摆线L与竖直方向的夹角为α时，求：注意一题多解扩展学生思路“一题多解〞是指通过不同的思维途径，采用多种解题方法解决同一个实际问题的教学方法。

它有利于培养学生辨证思维能力，加深对概念、规律的理解和应用，提高学生的应变能力，启迪学生的发散性思维。

1、细线的拉力F2、小球运动的线速度的大小3、小球运动的周期及角速度[合作探究]：〔1〕、分析小球受力〔2〕、确定圆心、轨迹、半径=〔3〕、应该沿什么方向进行正交分解？确定向心力的来源，表达式〔4〕、如何结合公式求出线速度、角速度、周期小结：利用向心力公式处理匀速圆周运动的步骤〔1〕明确，确定它在那个平面内作圆周运动。

〔2〕对研究对象进行，确定是那些力提供了。

〔3〕建立以为正方向的坐标，根据向心力公式列方程。