6.2 向心力 教案（表格式）

教学设计
课程基本信息
课题 向心力（第一课时）
教学目标
1、知道向心力的概念及特点。 2、感受影响向心力大小的因素，通过实验探究向心力大小的表达式 。 3、掌握向心力的表达式，能够计算简单情境中的向心力。
教学内容
教学重点： 1. 向心力的概念及特点。
2. 通过实验探究向心力大小的表达式 。
教学难点： 1. 通过实验探究向心力大小的表达式，掌握向心力的表达式，能够计算简单情境中的向心力。
教学过程
一、导入新课：通过空中飞椅与人一起做匀速圆周运动，做匀速圆周运动的物体，运动状态在不断变化，提问迫使物体做圆周运动的力的方向有何特点？ 二、新课讲授 （一）向心力 实例思考1：一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。 问题：用剪刀将细线剪断，小球还能做圆周运动吗？剪断绳子之前，小球做匀速圆周运动时，受力情况如何？合力有什么特点？ 向心力的概念：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。用符号Fn来表示。 实例思考2：月球绕地球 实例思考3：小球在空中做匀速圆周运动。 向心力的特点： （1）向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力中的某一个力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。 （2）向心力是根据作用效果命名的，并不是一种新的性质的力。 （3）向心力的方向总指向圆心，与速度方向垂直，是变力，作用是只改变速度的方向。 （二）探究向心力大小的表达式。 定性猜想： 在绳子的一端拴一个沙袋，另一端握在手中。将手举过头顶，使沙袋在水平面内做圆周运动。此时，沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。换用不同质量的沙袋，并改变沙袋转动的速度和绳的长度，感受拉力的变化。 1.保持沙袋转动的速度和绳的长度不变，沙袋的质量越大，感受到拉力越大。 2.保持绳的长度和沙袋的质量不变，沙袋转动的速度越大，感受到拉力越大。 3.保持沙袋的质量和沙袋转动的速度不变，绳子长度越长，感受到的拉力越大。 结论：向心力大小可能与沙袋质量、转动速度、转动半径有关 定量探究： 通过向心力演示器定量探究向心力大小的表达式。 1、向心力演示器的结构 手柄、变速塔轮、长槽、短槽、横臂挡板、弹簧测力计 套筒、标尺 2、原理：匀速转动手柄,可以使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。横臂挡板对小球的压力提供了小球做匀速圆周运动的向心力,球对挡板的反作用力，通过横臂杠杆作用使弹簧测力计套筒下降，从而露出标尺，大小可以由标尺露出的红白相间等分格子显示。 问题：然后提问采用什么物理方法研究？ 在实验的过程中如何才能在改变某个物理量时，保持其它物理量不变？ 3.实验步骤： 第一步：探究Fn和m的关系（控制r和ω相等） 结论：r、ω相等时，Fn∝m 第二步：探究Fn和r的关系（控制m和ω相等） 结论：m、ω相等时，Fn∝r 第三步：探究Fn和ω的关系（控制m和r相等） 结论：m、r相等时，Fn∝ω2 通过更精确实验得出结论： r、ω相等时，Fn∝m m、ω相等时，Fn∝r m、r相等时，Fn∝ω2 向心力大小 文字表述：物体做圆周运动需要的向心力与物体质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。 （三）课堂练习 1、物体做匀速圆周运动的条件是( C、D ) A.物体有一定的初速度，且受到一个始终和初速度垂直的恒力作用 B.物体有一定的初速度，且受到一个大小不变，方向变化的力的作用 C.物体有一定的初速度，且受到一个大小不变，方向始终指向圆心的力的作用 D.物体有一定的初速度，且受到一个大小不变，方向始终跟速度垂直的力的作用 2、如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4rad/s。盘面上距圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10 kg的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。 求小物体做匀速圆周运动所需向心力的大小。 解：根据向心力的公式Fn＝mω2r, Fn=0.10×0.10×42 N=0.16N （四）课堂总结 定义：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力 方向：总是指向圆心，与速度方向垂直 特点：是变力，可以是重力、弹力、摩擦力等性质力，也可以是它们的合力或某一个力的分力。只改变速度的方向，不改变速度的大小。 （五）课后作业 1、请同学们下载并完成课后习题。 2、观察身边有哪些做匀速圆周运动的例子。 3、试着分析什么力提供了它们做匀速圆周运动的向心力。