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第六章 圆周运动2．向心力 第1课时 向心力【课标定向】1．通过实验，探究并了解匀速圆周运动向心力大小与半径、角速度、质量的关系。
2．能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。
【素养导引】1．理解向心力的概念及其特点、表达式。
(物理观念)2．通过比较，知道变速圆周运动的合力与向心力的大小与方向。
(科学思维) 3．利用向心力演示器探究向心力大小的表达式。
(科学探究)一、向心力定义 做匀速圆周运动的物体受到总指向圆心的合力方向 始终沿着半径指向圆心 特点 只改变速度的方向 效果力 根据力的作用效果命名表达式F n ＝m v 2r＝m ω2r二、变速圆周运动和一般曲线运动 1．变速圆周运动合力的作用效果： 变速圆周运动的合力产生两个方向的效果：(1)跟圆周相切的分力F t ：与物体运动的方向平行，改变线速度的大小。
(2)指向圆心的分力F n ：与物体运动的方向垂直，改变线速度的方向。
2．一般曲线运动：(1)曲线运动：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，如图所示。
(2)处理方法：将曲线分割成为许多很短的小段，这样，质点在每一小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。
[思考] 如图为公路自行车比赛中运动员正在水平路面上做匀速圆周运动。
若将运动员与自行车看成整体，则运动员转弯时所需向心力的来源如何？所受的合力方向及作用效果是什么？提示：运动员转弯时所需向心力由重力、支持力和地面对车轮的摩擦力的合力提供。
合力指向圆心，充当向心力，改变速度的方向。
如图，一辆汽车正匀速通过一段弯道公路。
判断以下问题：1．汽车受到的合力为零。
( ×)2．汽车做圆周运动的向心力由汽车的牵引力提供。
( ×)3．汽车做圆周运动的向心力既可以改变汽车速度大小，也可以改变汽车速度方向。
( ×)一、向心力的理解及来源分析如图所示，飞机在空中水平面内做匀速圆周运动；滑冰运动员在水平面内做匀速圆周运动。
《向心力》教学设计1.教学内容分析根据物理课程标准要求：能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。
“向心力”是圆周运动中很重要的一个概念，是学习《生活中圆周运动》、《万有引力》、《带电粒子在匀强磁场的运动》的基础，其重要性不言而喻。
本节课是在上一节内容“向心加速度”的基础上展开的，符合认知规律，主要解决向心力的来源、向心力的大小、向心力的方向，向心力的应用这几个问题。
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。
2.学习者分析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，并理解线速度、角速度、周期、半径之间的关系。
知道在转动装置中，共轴的轮子上各点的角速度相等，凡和皮带接触的点，线速度的大小相等。
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。
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华到理性认识。
3.学习目标确定物理观念：理解向心力的概念，知道向心力是根据力的效果命名的；体验向心力的存在，会分析向心力的来源；掌握向心力的表达式，计算简单情景中的向心力。
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。
科学探究：通过对实验的观察、思考和探究，理解向心力；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。
科学态度与责任：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；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。
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。
