高中物理必修二教案-2.2 匀速圆周运动的向心力和向心加速度6-教科版

《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

“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。

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；

(2)体验向心力的存在，会分析向心力的来源；

第2节 圆周运动的向心力

教学目标：

一、知识目标：

1．理解向心力是做物体匀速圆周运动的物体所受的合外力。

2．理解向心力大小与哪些因素有关，理解公式的含义，并能用来进行计算。

3．理解向心加速度的概念，结合牛顿第二定律，得出向心加速度的公式。

4．知道在变速圆周运动中，可用公式求质点在圆周上某一点的向心力和向心加速度。

二、能力目标：

1．学会用运动和力的关系分析分题

2．理解向心力和向心加速度公式的确切含义，并能用来进行计算。

三、德育目标：

通过a与r及、v之间的关系，使学生明确任何一个结论都有其成立的条件。

教学重点：

1．理解向心力和向心加速的概念。

2．知道向心力大小rvmmrwF22，向心加速的大小rvrw22，并能用来进行计算。

教学难点：

匀速圆周运动的向心力和向心加速度都是大小不变，方向在时刻改变。

教学方法：

实验法、讲授法、归纳法、推理法

教学步骤：

一、引入新课

1．复习提问（出示思考题）

（1）什么是匀速圆周运动

（2）描述匀速圆周运动快慢的物理量有哪几个？

（3）上述物理量间有什么关系？

2．引入：由于匀速圆周运动的速度方向时刻在变，所以匀速圆周运动是变速曲线运动。而力是改变物体运动状态的原因。所以做匀速圆周运动的物体所受合外力有何特点？加速度又如何呢？本节课我们就来共同学习这个问题。

二、新课教学

（一）出示本节课的学习目标：

1．理解什么是向心力和向心加速度

2．知道向心力和向心加速度的求解公式

3．了解向心力的来源

（二）学习目标完成过程

1．向心力的概念及其方向

（1）在光滑水平桌面上，做演示实验

第十三讲 匀速圆周运动 线速度、角速度和周期 向心加速度

1. 一个物体做匀速圆周运动，关于其向心加速度的方向，下列说法中正确的是( )

A. 与线速度方向相同 B. 与线速度方向相反

C. 指向圆心 D. 背离圆心

2. (2018届无锡学业水平模拟)如图所示，小强正在荡秋千．关于绳上a点和b点的线速度和角速度，下列关系正确的是( )..

A. va＝vb

B. va>vb

C. ωa＝ωb

D. ωa

3. (2018届南京学业水平模拟)如图所示，小明设想了这样一个情景，在地面上建造一根很高的石柱，可以通过爬石柱走到空间站上去．石柱的底端和顶端分别为a、b.下列说法正确的是( )

A. a、b两点角速度相等

B. a、b两点线速度相等

C. a点的线速度比b点的大

D. a点的角速度比b点的大

4. (2018届镇江学业水平模拟)如图甲所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的．其原理可简化为图乙所示模型．则A、B两点具有相同的(

)

甲 乙

A. 角速度 B. 周期

C. 向心加速度的大小 D. 线速度的大小

5. (2018届南通学业水平模拟)如图所示，A、B分别为电子钟分针和时针的端点．在电子钟正常工作时( )

A. A点的角速度小于B点的角速度

B. A点的角速度大于B点的角速度

C. A点的线速度等于B点的线速度

D. A点的线速度小于B点的线速度

6. (2018届南京学业水平模拟)如图所示，门上有两个点a和b(可视为质点)，若它们与门一起绕轴OO′转动，a、b两点的角速度分别为ωa和ωb，线速度大小分别为va和vb，则( )

A. ωa＝ωb，va

B. ωa＝ωb，va>vb

C. ωa

D. ωa>ωb，va＝vb

7. 汽车在水平圆弧弯道上以恒定的速率在20s内行驶了20m的路程，司机发现汽车速度的方向改变了30°角．由此计算出汽车拐弯的角速度大小为多大？并估算出弯道的半径．(结果取两位有效数字)

《匀速圆周运动的向心力和向心加速度》教案（教科版必修2）

一、知识目标：

1．理解向心力是做物体匀速圆周运动的物体所受的合外力。

2．理解向心力大小与哪些因素有关，理解公式的含义，并能用来进行计算。

3．理解向心加速度的概念，结合牛顿第二定律，得出向心加速度的公式。

4．知道在变速圆周运动中，可用公式求质点在圆周上某一点的向心力和向心加速度。

二、能力目标：

1．学会用运动和力的关系分析分题

2．理解向心力和向心加速度公式的确切含义，并能用来进行计算。

三、德育目标：

通过a与r及、v之间的关系，使学生明确任何一个结论都有其成立的条件。

教学重点：

1．理解向心力和向心加速的概念。

2．知道向心力大小rvmmrwF22，向心加速的大小rvrw22，并能用来进行计算。

教学难点：

匀速圆周运动的向心力和向心加速度都是大小不变，方向在时刻改变。

教学方法：

实验法、讲授法、归纳法、推理法

教学步骤：

一、引入新课

1．复习提问（出示思考题）

（1）什么是匀速圆周运动

（2）描述匀速圆周运动快慢的物理量有哪几个？

（3）上述物理量间有什么关系？

2．引入：由于匀速圆周运动的速度方向时刻在变，所以匀速圆周运动是变速曲线运动。而力是改变物体运动状态的原因。所以做匀速圆周运动的物体所受合外力有何特点？加速度又如何呢？本节课我们就来共同学习这个问题。

二、新课教学 （一）出示本节课的学习目标：

1．理解什么是向心力和向心加速度

2．知道向心力和向心加速度的求解公式

3．了解向心力的来源

（二）学习目标完成过程

1．向心力的概念及其方向

（1）在光滑水平桌面上，做演示实验