这节课的教学重点是向心力，由向心加速度和牛顿第二定律引入向心力是教材所用的方法，.这与以前的先学习向心力再学习向心加速度有所不同，学生对于向心力的理解不是很清楚，本节重点突出了向心力的理解及向心力在圆周运动中的作用。而向心力概念的学习，应及时强调指出，向心力是根据力的效果命名的，而不是根据力的性质命名的，它不是重力、弹力、摩擦力等以外的特殊力，而是做匀速圆周运动的质点受到的合外力，沿着半径指向圆心，它的方向时刻改变，本节的难点是运用向心力、向心加速度知识解释有关现象，处理有关问题。在学习时可以让学生认识实例：用细线系着的小球在水平面上做匀速圆周运动或是一些生活中的实例让学生体验或观察，从而引入向心力概念。
（1）向心力
向心力的教学是循着先进行理论分析，再进行实验验证的顺序。从理论角度出发，根据牛顿第二运动定律，就可以得出做匀速圆周运动的物体受到的合外力的方向和大小，即向心力的方向和大小。在完成上述的讲解之后，向学生指出，圆周运动中力与运动的关系，遵循的仍然是牛顿运动定律。
教科书为了让学生对向心力有一个感性认识，设计了“实验”栏目----“用圆锥摆验证向心力的表达式”。
教材没有采用向心力演示器，因为条件的限制，向心力演示器不能做学生实验。用圆锥摆来验证向心力的表达式，很容易让学生分组实验。这个实验的优点除了器材易得外，摆球受力的分析方法也是以后常用的，熟练掌握有利于后面的学习。这个实验的难点在于不易保持摆球的圆周运动，但由于是估测，小球能转一两圈也就可以了。
学生通过圆锥摆的实验后，很容易理解向心力是按效果命名的，是由其他性质的力提供的；当然圆锥摆实验中的向心力方向时时不同，是由不同方向的绳子拉力和重力合成后提供的。由于拉力是不同方向的，作为初次分析向心力来说难度较大，会影响向心力与哪些因素有关的教学主线。教学中强调拉力沿绳方向，不过分强调拉力的不同方向，也能减小些学生理解的难度。就这一点来说，使用向心力演示仪还是有优点的
（2）变速圆周运动和一般曲线运动
这部分内容的目的，是要学生在更一般、更广阔的背景下认识圆周运动和曲线运动。在这部分内容教学时，把握好难度。例如，分析一般情况下的变速圆周运动的问题时，尽管提到切向分力和法向分力，并不要求学生掌握这些概念；教材中提到一般曲线运动的研究方法，目的是让学生开阔视野，教学中不必进行定量研究。
（3）“做一做”
“做一做”栏目的内容，是要学生获得向心力大小跟物体做圆周运动半径大小关系的体验。做好教科书中的“抡绳子调节沙袋速度的大小”实验是引入讨论的关键。
本实验“做一做”栏目可以让学生在课外完成。这是个构思与设计都很好，便于学生操作的体验性的实验。通过体验，学生获得直接的感性认识，对正确的物理直观思维的形成大有裨益，要鼓励学生尝试；另外，也应让学生体会该实验操作设计中富含的思想方法。
第6节 向心力
本节教材分析
（1）三维目标
（一）知识与技能
1）知道什么是向心力，理解它是一种效果力。
（2）理解向心力公式的确切含义，并能用来进行简单的计算。
（3）知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力，知道合外力的作用效果。
（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。并掌握处理问题的一般方法：提出问题，分析问题，解决问题。
（2）在验证向心力的表达式的过程中，体会控制变量法在解决问题中的作用。
（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。并学会用运动和力的观点分析、解决问题。
（三）情感、态度与价值观
（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。
（2）教学重点
（1）理解向心力的概念和公式的建立。
（2）理解向心力的公式，并能用来进行计算。
（3）理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。
（3）教学难点
（1）向心力的来源。
（2）理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。
（4）教学建议
首先思路要清晰，先是从身边的事例出发，让学生体验到做圆周运动的物体需要有一个指向圆心的力，从而引出向心力的概念。再根据牛顿第二定律，就可以得到做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向和大小，即向心力的大小和方向。接着，为了让学生对向心力有一个感性的认识，设计了“实验” “用圆锥摆验证向心力的表达式。这个实验除了要验证向心力表达式之外，另外一个目的就是可以让学生体验到“向心力不是一个新的力，而是一个效果力”，也即让学生初步学会分析向心力的来源。
导入一:
师：同学们，在上节课的学习中，我们单纯从运动学角度用公式对匀速圆周运动的加速度进行了研究，得到的结论是：匀速圆周运动的加速度大小为，方向总是与速度方向垂直，始终指向圆心。于是我们把匀速圆周运动的加速度又称作向心加速度。
师：今天我们将结合物体受力从动力学角度用公式来研究向心加速度。
师：现在我们已知知道了匀速圆周运动的加速度的特点，有哪位同学能告诉我：物体做匀速圆周运动时所受的合外力有什么特点？
生：合外力都指向圆心
师：这就是我们今天所有研究的向心力。
导入二：
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.知道了什么是向心加速度和向心加速度的计算公式，这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征.
观察几幅图片，并做水流星实验，让学生自己体验实验中力的变化，考虑一下为什么做圆周运动的物体没有沿着直线飞出去而是沿着一个圆周运动.
大家也可以自己动手制作一个圆周运动（事先给学生发了个带细绳的小球）
?
?
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生：受到了拉力的作用，
实验可以看出物体之所以没有沿直线飞出去是因为有绳子在拉着物体，而第一幅图是太阳系各个行星绕太阳做圆周运动是由于太阳和行星之间有引力作用，是太阳和行星之间的引力使各个行星绕太阳在做圆周运动.如果没有绳的拉力和太阳与行星之间的引力，那么这些物体就不可能做圆周运动，也就是说做匀速圆周运动的物体都会受到一个力，这个力拉着物体使物体沿着圆形轨道在运动，我们把这个力叫做向心力.
对于匀速圆周运动中的向心力又有哪些特点呢?这就是我们本节要解决的问题。
5.6向心力
【学习目标】
1．知道什么是向心力，理解它是一种效果力（难点）。
2．理解向心力公式的确切含义，并能用来进行简单的计算（重点）。
【自主学习】
（阅读教材，请思考并完成下列问题）
?1．什么是向心力？向心力的方向如何描述？
?
2．根据牛顿第二定律，如何来描述向心力的表达式？
?
3．（阅读教材P25“做一做”内容）感知向心力的大小与哪些因素有关？
?
?
【预习自测】
1．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．做匀速圆周运动的物体，其向心力就是它所受的合外力
C．做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的
D．向心力不改变物体做圆周运动速度的大小
2．甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，已知甲、乙质量之比为1：2，圆周半径之比为2：3，当甲转过24圈时，乙转过了16圈，则甲、乙两物体所受合外力之比是＿＿＿＿。
3．一个做匀速圆周运动的物体，如果轨道半径不变，角速度变为原来的3倍，所需的向心力就比原来的向心力大40 N，物体原来的向心力大小为多少？
【自主探究】
1．匀速圆周运动的向心力
（1）做匀速圆周运动的物体一定有加速度吗？为什么？
（2）做匀速圆周运动的物体的加速度有什么特点？写出向心加速度的公式。
（3）做匀速圆周运动的物体受力有什么特点？受力的方向和大小如何确定？
（4）匀速圆周运动的向心力大小与哪些因素有关？ （控制变量法）
?
【巩固练习】
甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相同时间里甲转过60°角，乙转过45°角。则它们的向心力之比为（ ）
A．1∶4 B．2∶3 C．4∶9 D．9∶16
【合作探究】
2. 匀速圆周运动的向心力的来源（分析以下两个实例）
（1）绳的一端拴一小球，手执另一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。
（2）在圆盘上放一个小物块，使小物块随圆盘一起做匀速圆周运动，分析小物块受几个力？向心力由谁提供？
结论：
（a）向心力是按照效果命名的力，并不是物体额外受到的一个力；受力分析时, 不能多出一个向心力。
（b）向心力的来源：物体所受的合力提供了物体做匀速圆周运动所需的向心力。（可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质力的合力）
【巩固练习】
用细线拴着一个小球，在光滑水平面上作匀速圆周运动，下列说法正确的是：（ ）
A．小球线速度大小一定时，线越长越容易断
B．小球线速度大小一定时，线越短越容易断
C．小球角速度一定时，线越长越容易断
D．小球角速度一定时，线越短越容易
【课后作业】
1.请完成训练案。
2.完成教材P25页第1、2、3题
【学习反思】
训练案
1．某物体做匀速圆周运动，下面列出四个与物体运动相关的物理量，其中不变的是 （ ）
A．加速度 B．线速度 C．合力 D．周期
2．下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中。正确的是 ( )
A．物体除其他的力外还要受到—个向心力的作用
B．物体所受的合外力提供向心力
C．向心力是一个恒力
D．向心力的大小—直在变化
3．下列说法正确的是 ( )
A．匀速圆周运动是一种匀速运动
B．匀速圆周运动是一种匀变速运动
C．匀速圆周运动是一种变加速运动
D．物体做圆周运动时，其合力垂直于速度方向，不改变线速度大小
4．关于向心力的下列说法中正确的是 （ ）
Ａ．向心力不改变做圆周运动物体速度的大小
Ｂ．做匀速圆周运动的物体，其向心力是不变的
Ｃ．做圆周运动的物体，所受合力一定等于向心力
Ｄ．做匀速圆周运动的物体，所受的合力为零
5．如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一物体一起运动，物体所受向心力是（ ）
A．重力 B．弹力?
C．静摩擦力 D．滑动摩擦力?
6．一重球用细绳悬挂在匀速前进中的车厢天花板上，当车厢突然制动时，则( )
A．绳的拉力突然变小
B．绳的拉力突然变大
C．绳的拉力没有变化
D．无法判断拉力有何变化
7．质量为2吨的汽车在水平路面上做半径为40m的转弯，如果车速是36km/h，则其所需的向心力多大？是由什么力提供的？若路面能提供的最大静摩擦力的值为车重的0.6倍，那么，若仍以36km/h速度转弯，转弯半径不小于多少m？（g取10m/s2）
课件40张PPT。第六节 向心力1．理解向心力的概念及其表达式的含义．
2．知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算．
3．知道向心力是效果力，会在实际问题中分析向心力来源．指向圆心 圆心 mω2r
4．向心力的来源
(1)向心力是按照力的效果命名的，使物体受到 的力均可称作向心力．
(2)匀速圆周运动中向心力可能是物体所受力的 ，也可能是某个力的分力．指向圆心合力二、实验验证
1．装置：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匀速圆周运动，组成一个圆锥摆且θ很小，如图所示．半径 高度 mgtan θ 向心力 合力 三、变速圆周运动和一般的曲线运动
1．变速圆周运动
变速圆周运动所受合外力 向心力，合外力产生两个方向的效果．
(1)合外力F跟圆周相切的分力Fτ，此力产生 ，描述速度 的快慢．
(2)合外力F跟圆周切线垂直而指向圆心的分力Fn，此分力产生 ，描述速度 的快慢．不等于切向加速度大小变化向心加速度方向变化
2．一般的曲线运动的处理方法
一般的曲线运动中，可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看作一小段 ，质点沿一般曲线运动时，可以采用圆周运动的处理方法进行处理．圆弧
如图所示在田径运动会上，链球运动员在将链球抛掷出手之前，总要双手拉着链条加速转动几圈(如图所示)，这样可以使链球速度尽量增大，抛掷出手后飞行得更远．在运动员加速转动的过程中，能发现他手中与链球相连的链条与竖直方向的夹角θ将随着链球速度的增大而增大．
链球做圆周运动需要的向心力由哪些力提供？
提示：由链条拉力指向圆心方向的分力提供链球做圆周运动的向心力．一、对向心力的理解
1．向心力是效果力
向心力的作用效果是只改变速度方向，不改变速度大小．它不是具有特定性质的某种力，任何性质的力都可以作为向心力．2．向心力的来源
对物体进行受力分析得到的指向圆心的力提供向心力．向心力可以是某个力，可以是某几个力的合力，也可以是某个力的分力．
3．向心力是变力
向心力的方向指向圆心，方向时刻在变，所以向心力是变力．二、对匀速圆周运动的进一步理解
1．匀速圆周运动的特点
线速度大小不变、方向时刻改变；角速度、周期、频率都恒定不变；向心加速度和向心力大小都恒定不变，但方向时刻改变．
2．匀速圆周运动的性质
(1)线速度仅大小不变而方向时刻改变，是变速运动．
(2)向心加速度仅大小恒定而方向时刻改变，是非匀变速曲线运动．
(3)匀速圆周运动具有周期性，即每经过一个周期运动物体都要重新回到原来的位置，其运动状态(如v、a大小及方向)也要重复原来的情况．
(4)做匀速圆周运动的物体所受外力的合力大小恒定，方向总是沿半径指向圆心，方向时刻改变．
3．质点做匀速圆周运动的条件
合外力的大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心．匀速圆周运动仅是速度的方向变化而速度大小不变的运动， 所以只存在向心加速度，因此向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合外力．4．匀速圆周运动和变速圆周运动的区别
(1)匀速圆周运动的合外力全部用来提供向心力，合外力时刻指向圆心．
(2)变速圆周运动的合外力一般不指向圆心，合外力沿半径指向圆心的分力提供向心力，合外力沿切线方向的分力改变速度大小，从做曲线运动的条件可知，变速圆周运动中物体所受的合力方向与速度方向一定不垂直，当物体受到的合力与瞬时速度之间的夹角是锐角时，速率增大，当物体受到的合力与速度之间的夹角是钝角时，速率减小．例如：用一细线系一小球在竖直平面内做变速圆周运动，在向下加速运动过程的某一位置A和向上减速运动过程的某一位置B，小球的受力情况如图所示．
比较可知，匀速圆周运动和变速圆周运动受力情况的不同是：匀速圆周运动中，合力全部用来提供向心力，合力指向圆心；变速圆周运动中，合力沿着半径方向的分量提供向心力，合力不一定指向圆心．
【特别提醒】(1)由于线速度、向心力、向心加速度是矢量，对于匀速圆周运动，它们的大小不变，但方向时刻改变，因此都不是恒量．
(2)任何情况的圆周运动，向心力的方向一定指向圆心，而且一定是沿半径指向圆心的合外力提供向心力．三、匀速圆周运动的处理方法
1．指导思路
凡是做匀速圆周运动的物体一定需要向心力．而物体所受外力的合力充当向心力，这是处理该类问题的理论基础．
2．解题步骤
(1)明确研究对象，对研究对象进行受力分析，画出受力示意图．
(2)明确物体做圆周运动的圆平面、圆心和半径．
(3)将物体所受外力通过力的正交分解将其分解在两条直线上，其中一个方向上的分力沿半径方向．3．几种常见的匀速圆周运动的实例图表
【特别提醒】(1)对做圆周运动的物体进行受力分析时，注意以下几点：物体的受力应是实际受到的力，是性质力，存在施力物体；不另外分析向心力；
(2)列方程时要区分受到的力和物体做圆周运动所需的向心力，利用题目条件灵活运用向心力表达式. 如图所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为r处的P点不动．关于小强的受力，下列说法正确的是
A．小强在P点不动，因此不受摩擦力
作用
B．小强随圆盘做匀速圆周运动，其
重力和支持力充当向心力C．小强随圆盘做匀速圆周运动，盘对他的摩擦力充当向心力
D．若使圆盘以较小的转速转动时，小强在P点受到的摩擦力不变
解析：小强随圆盘做匀速圆周运动，一定需要向心力，该力一定指向圆心，而重力和支持力在竖直方向上，它们不能充当向心力，因此他会受到摩擦力作用，且充当向心力，A、B错误，C正确；由于小强随圆盘转动半径不变，当圆盘角速度变小时，由Fn＝mω2r可知，所需向心力变小，摩擦力变小，故D错误．
答案：C 【针对训练】1.如图所示，在匀速转动的洗衣机圆桶内壁上有一衣物一起随桶转动且与桶壁保持相对静止．衣物所受的向心力是( )
A．重力 B．静摩擦力
C．桶壁的支持力 D．滑动摩擦力
解析：衣物做匀速圆周运动的圆面在过衣物所在位置的垂直于轴的平面内，圆心为与轴的交点．衣物受到重力、支持力和静摩擦力，重力和静摩擦力在竖直方向上不可能充当向心力，而支持力指向圆心，故支持力充当向心力，C正确．
答案：C
长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点．让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动)，如图所示．当摆线L与竖直方向的夹角是α时，求：
(1)线的拉力F的大小及小球的向心力F向的大小；
(2)小球运动的线速度的大小；
(3)小球运动的角速度大小及周期．解析：(1)小球受力如图所示，小球受重力mg和线的拉力F.因为小球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球受到的合力指向圆心O′，且是水平方向，合力提供小球做圆周运动的向心力．
由平行四边形定则得，小球受到的合力【针对训练】2.如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是( )
A．A球的线速度必定大于B球的线速度
B．A球的角速度必定小于B球的角速度
C．A球的运动周期必定小于B球的运动周期
D．A球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力解析：小球A和B的受力情况如图所示，由图可知，两球的向心力都来源于重力mg和支持力FN的合力，建立如图所示的坐标系，则有：FN1＝FNsin θ＝mg，
FN2＝FNcos θ＝F所以F＝mgcot θ.
也就是说FN在指向圆心方向的分力，即F＝mgcot θ提供小球做圆周运动所需的向心力，可见A、B两球受力情况完全一样．
答案：ABA．线速度突然增大为原来的2倍
B．角速度突然增大为原来的2倍
C．向心加速度突然增大为原来的2倍
D．悬线拉力突然增大为原来的2倍
【正确答案】BC
【误区警示】本题易多选D.原因是分析出向心加速度加倍后，不进行向心力来源分析，认为向心力加倍，绳拉力就加倍，从而多选D.
分析圆周运动的向心力来源，是处理圆周运动动力学问题的关键所在．
