2019-2020年高中物理 5.6向心加速度教案（4） 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 5.6向心加速度教案（4） 新人教版必修2 [教學(xué)知識與技能] 1、理解向心加速度和向心力的概念 2、知道向心力和向心加速度。通過實驗探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度、半徑的定量關(guān)系。 3、知道在變速圓周運動中，可用上述公式求質(zhì)點在圓周上某一點的向心力和向心加速度。 4、能用牛頓第二定律分析勻速圓周運動的向心力，通過實例認(rèn)識向心力的作用及來源。 [過程與方法] 1、 學(xué)會有關(guān)圓周運動的分析方法，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的能力。 2、 能從日常生活中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問題，并能從物理學(xué)的角度比較明確地表述發(fā)現(xiàn)問題。 3、 嘗試經(jīng)過思考發(fā)表自己的見解，嘗試運用圓周運動的規(guī)律解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實際問題。 [情感態(tài)度與價值觀] 1、 領(lǐng)略圓周運動的神奇和諧，發(fā)展對科學(xué)的好奇心與學(xué)習(xí)物理知識的求知欲。 2、 樂于探究日常生活中的圓周運動所隱藏的物理規(guī)律，有將物理知識應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的意識。 [教學(xué)重點] 1、 理解向心力和向心加速的概念。 2、 知道向心力大小F=mrω2= mν2/r，向心加速度的大小a= rω2= ν2/r，并 能用來進行計算。 [教學(xué)難點] 1、 勻速圓周運動的向心力和向心加速度都是大小不變，方向在時刻改變。 2、 理解向心力是按作用效果命名的效果力。 [教學(xué)方法]： 實驗法、講授法、歸納法、推理法 [ 教學(xué)用具]： 投影儀、多媒體、CAI課件、向心力演示器、鋼球、鋁球、細(xì)繩、印泥、白紙 [教學(xué)過程] 一、 引入新課 1、 設(shè)置情景 做“水流星”實驗,并設(shè)下疑問：為什么盛水的杯子以一定的速度做圓周運動，水不從杯里灑出，甚至杯子在豎直面內(nèi)運動到最高點時，杯口已經(jīng)朝下，水也不會從杯里灑出來？ 2、 復(fù)習(xí)提問 ⑴物體分別做直線運動、曲線運動時，所受的合外力F合與速度ν0存在什么關(guān)系？ ⑵描述勻速圓周運動快慢的物理量有哪幾個？這幾個物理量有什么特點？ 3、 引入：由于勻速圓周運動的速度方向時刻在變，所以勻速圓周運動是變速曲線運動。而力是改變物體運動狀態(tài)的原因。那么做勻速圓周運動的物體所受合外力有何特點？它的大小、方向各怎樣呢？加速度有如何呢？本節(jié)課我們就來共同學(xué)習(xí)這個問題。 二、 新課教學(xué) 1、 概念 ⑴向心力 實驗： ①、在光滑的水平玻璃板上做實驗 a、用手擊小球，使小球做圓周運動 b、當(dāng)細(xì)銅絲從彈簧末端滑出時，小球沿著切線方向做勻速直線運動 引導(dǎo)學(xué)生討論、分析：當(dāng)小球還沒滑出去時，小球做什么運動，受到哪幾個力的作用，合力是什么，有什么作用？ ②在光滑的玻璃板上套有一張白紙，同時將上述的小球沾上印泥，重復(fù)以上實驗，把在紙上留下的運動軌跡展示給學(xué)生看，同樣提問上述問題，并引導(dǎo)學(xué)生回答 ③通過討論得到：做勻速圓周運動的物體受到一個指向圓心的合力的作用，這個力叫向心力。 ⑵向心加速度 ① 定義：做勻速圓周運動的物體在向心力作用下，必然要產(chǎn)生一個加速度，這個加速度叫向心加速度。 ② 方向：總是沿著半徑指向圓心。 2、 向心力的大小 讓學(xué)生猜想向心力大小與哪些因素有關(guān)？ 實驗研究F向與m、r、ω的關(guān)系 ⑴實驗方法：控制變量法 ⑵介紹向心力演示的構(gòu)造和使用方法 （3）實驗過程 a：質(zhì)量不同的鋼球和鋁球，當(dāng)它們運動的半徑r和角速度ω相同時，比較向心力的大小 b：兩個質(zhì)量相同的小球，保持運動半徑相同，觀察向心力與角速度之間的關(guān)系 c：兩個質(zhì)量相同的小球，保持小球運動的角速度相同，觀察向心力的大小與運動半徑之間的關(guān)系。 實驗表格 二球相同的物理量 不同的物理量 觀察結(jié)果 1 r、ω m m越大，F(xiàn)向越大 2 m、ω r r越大，F(xiàn)向越大 3 m、r ω ω越大，F(xiàn)向越大 實驗結(jié)論：F向隨r、w、m的增大而增大 （4）總結(jié)得到：向心力的大小與物體質(zhì)量m、圓周半徑r和角速度ω都有關(guān)系，且給出公式：F向＝mrω2 3、向心加速度：a= rω2 向心力的大小還可以用F向=mν2/r來表達，同樣向心加速度也可表示為 a=ν2/r 4、 速圓周運動的特點 ⑴ν：大小不變，方向始終沿著各點的切線方向，是變速度 ⑵F：大小不變，方向始終指向圓心，是變力 它的作用效果：只改變速度的方向，不改變速度的大小 ⑶a：大小不變，方向始終指向圓心，是變加速度 它是表示物體速度方向改變快慢的物理量 以上各點說明了勻速圓周運動是變加速運動 指出：當(dāng)w一定時，a∝r 當(dāng)v一定時，a∝1/r 5、接下來請同學(xué)們思考以下3個問題： ⑴系著繩子的小球在水平面上做勻速圓周運動，其圓心在哪里，受到幾個力的作用？向心力是什么？ ⑵系著繩子的小球在豎直平面上做勻速圓周運動，小球在最高點、最低點的受力情況如何？ (3)在圓柱筒內(nèi)附有一物塊，圓柱筒繞其軸線做勻速轉(zhuǎn)動，則物塊受到哪些力的作用？ (4)使轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)臺上的物體也隨之做勻速圓周運動，轉(zhuǎn)臺與物體間沒有相對滑動，物體受到哪些力的作用？向心力由什么提供的？ （如圖3） （如圖4） （如圖1） （如圖2） 講評以上的3個問題，得出幾點說明： ① 向心力的來源：做勻速圓周運動的物體所需要的向心力就是物體所受的合力 ② a的方向不斷變化，所以勻速圓周運動是瞬時加速度的方向不斷變化的變速運動 ③ 向心力是一個效果力，可以是一個力，也可能是幾個力的合力或某個力的分力，不能認(rèn)為物體受到一些力作用外，還另外受到向心力。 板書設(shè)計 5.5 向心力 向心加速度 一、概念 1、向心力：質(zhì)點做勻速圓周運動時，在任一的合力都沿著半徑指向圓心，這個合力稱為向心力。 向心力是一個效果力 2、向心加速度： 方向：始終沿著半徑指向圓心 二、向心力的大小 實驗研究F向與m、r、ω的關(guān)系 1、 驗方法：控制變量法 2、 實驗過程 3、 向心力的表達式：F向＝mrω2=mν2/r 三、向心加速度的表達式：a= rω2=ν2/r 四、勻速圓周運動的特點： 變加速運動 ⑴ν：大小不變，方向始終沿著各點的切線方向，是變速度 ⑵F：大小不變，方向始終指向圓心，是變力 它的作用效果：只改變速度的方向，不改變速度的大小 ⑶a：大小不變，方向始終指向圓心，是變加速度 它是表示物體速度方向改變快慢的物理量 五、說明 (1)向心力的來源：做勻速圓周運動的物體所需要的向心力就是物體所受的合力 (2)a的方向不斷變化，所以勻速圓周運動是瞬時加速度的方向不斷變化的變速運動 (3)向心力是一個效果力，可以是一個力，也可能是幾個力的合力或某個力的分力，不能認(rèn)為物體受到一些力作用外，還另外受到向心力。