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视频标签：向心力
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视频课题：高中物理人教版必修2第五章6.向心力-广东省 - 珠海
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教学目标
【知识与技能】 了解向心力概念,知道向心力是根据力的效果命名的一种力;知道向心力大小与哪些因素有关,并能用来进行简单的情景计算;知道在变速圆周运动中,合外力的法向分力提供了向心力,切向分力用于加速。
【过程与方法】 通过对向心力概念的探究体验,让学生理解其概念的内涵,并熟悉处理问题的一般方法:提出问题、分析问题、解决问题;在验证向心力表达式的过程中,体会物理实验在处理问题中的作用;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;并学会用力和运动的观点来分析、解决问题。
【情感态度价值观】 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;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;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学情分析
掌握了牛顿第二定律,学生通过前面的学习,理解了质量、力与加速度的关系,了解了描述圆周运动的各个物理量及其关系,认识了匀速圆周运动指向圆心的向心加速度,并且学生已经经历了同学之间相互协作、相互讨论、相互交流及最后的成果展示的学习过程,具备了处理问题的一般思路方法:提出问题—分析问题—解决问题。
3重点难点
教学重点:理解向心力的概念、公式及匀速圆周运动中供求关系,并能用来进行简单的判断计算。会分析向心力的来源。
教学难点:理解向心力是一个效果力,会分析向心力的来源,理解匀速圆周运动中供求关系。
4教学过程
4.1第一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】一.导入
【引入】通过复习入,【提问】什么是匀速圆周运动? “匀速”的含义是什么? 变速曲线运动→运动状态改变→合外力一定不为零→ 一定存在加速度 【提问】那么做匀速圆周运动物体所受的外力有何特点?加速度又怎样呢? 【提问】娱乐场所里玩“过山车”游戏)你知道其中的奥秘吗?物体做圆周运动的条件是什么?这就是我们这一节课要探究的问题了。通过观察实例体会向心力的存在。
活动2【活动】 二、实例探究—体会向心力
【实验1】请同学们拿起准备好的一端系着小橡皮的绳子,让它在光滑的桌面上做匀速圆周运动(注意安全)。
【提问】:1.你牵绳的手有什么感觉?
2.如果增大或减小小球的线速度,手的感觉有何变化?
3.如果松手,将会发生什么现象?
4.小球匀速圆周运动受到哪些力的作用?合外力是哪个?这个力起什么作用?
【讨论、分析】通过上面例子,总结归纳匀速圆周运动的受力特点,得出向心力的概念及方向。
活动3【活动】三、实验探究
1【提问】:向心力的大小与哪些因素有关?
2.引导学生设计实验并对猜想进行验证。 教师先介绍向心力演示器的结构和使用方法,然后进行定量探究。
(1)F与m的关系,保持r、ω一定,m越大,F越大
(2)F与ω的关系,保持r、m一定 ,ω越大,F越大
(3)F与r的关系,保持m、ω一定,r越大,F越大 但这只能定性分析。
【提问】那么到底向心力的大小的计算公式是什么?
活动4【活动】四、向心力公式验证和探究仪
(1)保持质量和半径不变、探究向心力和速度关系,向心力和速度平方成正比关系F与v2
(2)保持传速和半径不变、探究向心力和质量关系,向心力和质量成正比关系F∝m
(3)保持质量和转速不变、探究向心力和半径关系,向心力和半径成正比关系F∝r
(4)验证实验:同时改变r、m、v进行测试F的实验,结果F等于
结论:精确的实验表明:物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比,与半径成正比,与角速度的二次方成正比。
活动5【讲授】五、理论推导和理解向心力公式
利用牛顿第二定律和向心加速度公式推导出向心力公式的表达式。
活动6【讲授】六、探究向心力来源及分析常见的圆周运动
给出地球绕地球转,赛车在平的弯道转弯,双人滑冰项目,竖直圆轨道的圆周运动。引导学生从受力分析角度得到:向心力是根据力的作用效果来命名的;向心力通常由重力、弹力、摩擦力……中的某一个力,或者是某个力的分力,或几个力在半径方向的合力所提供。
活动7【练习】七、课堂练习
1.对于做匀速圆周运动的物体,下列判断正确的是( ).
A.合力的大小不变,方向一定指向圆心
B.合力的大小不变,方向也不变
C.合力产生的效果既改变速度的方向,又改变速度的大小
D.合力产生的效果只改变速度的方向,不改变速度的大小
2.做匀速圆周运动的物体所受的向心力是 ( ).
A.因向心力总是沿半径指向圆心,且大小不变,故向心力是一个恒力
B.因向心力指向圆心,且与线速度方向垂直,所以它不能改变线速度的大小
C.物体所受的合外力
D.向心力和向心加速度的方向都是不变的
3.用长短不同、材料相同的同样粗细的细绳,各拴着一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,则两个小球( )
A.以相同的线速度运动时,长绳易断
B.以相同的角速度运动时,长绳易断
C.以相同的转速运动时,长绳易断
D.无论怎样,都是短绳易断
活动8【讲授】八、小结
1、向心力的方向:指向圆心
2、向心力的作用效果:改变速度的方向
3、向心力的公式
4、向心力的来源:某个力或某几个力的合力
活动9【作业】九、作业
课本问题与练习:1、2、3、5题。
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