五．向心力向心加速度_1

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1、 五 向心力 向心加速度临澧一中物理组 蔡美说课物体做匀速圆周运动的条件是它所受的合外力总跟速度的方向垂直，沿半径指向圆心。其作用效果是产生向心力，所以，向心力并不是一个额外的力，它是做匀速圆周运动的物体所受各个力的合力，是由作用效果而命名的力。在分析做匀速圆周运动的物体的受力情况时，首先应该把物体所受的各个力找出并画在受力图上，然后画出圆轨道，确定圆心的位置，这样才能定下这几个力的合力即向心力的方向，再用牛顿第二定律建立方程。总之，本节着重从动力学的角度研究匀速圆周运动，围绕着向心力、向心加速度与哪些因素有关展开，在教学时应围绕概念正确理解和应用，并注意各个表达式的适用条件。 教学目的 1、

2、 理解向心力及其方向和作用。2、 掌握向心力的求解公式。3、 理解向心加速度的产生，掌握向心加速度的公式。4、 能根据向心力、向心加速度知识解释有关现象，求解有关问题。教学重点1、 向心力和向心加速度概念的教学。2、 明确向心力的意义、作用、公式及其变形。教学难点如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。教学用具投影仪、课件、向心力演示器、钢球、木球和细绳。教学过程一、 导入新课1 复习提问 为了描述匀速圆周运动，我们引入了哪些物理量？最重要的是哪两个？ 匀速圆周运动的性质、特点？ 物体做曲线运动的条件？2 导入匀速圆周运动是曲线运动，运动的物体肯定有一个不为0的合外力，它的合外力会不会有

3、什么特点呢？本节我们就从动力学角度来进一步研究匀速圆周运动。二新课教学向心力演示并模拟升的一端栓一小球，手执另一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。学生活动观察小球运动情况、分析小球受力特点（请同学单独回答）。设疑引申如绳子突然断开，小球还能维持圆周运动吗？绳子的拉力有什么特点？这个力的方向跟速度方向有何关系？学生互相讨论从方向上看，这个力的方向时刻在变，且始终指向圆心，始终跟速度方向垂直（半径与切线垂直）。向心力：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合外力。师：向心力的作用是什么？生：改变速度的方向，不改变速度的大小。师：向心力是不是一个方向不变的力？生：不是。过渡向心力的方向时刻在变，那

4、大小呢？向心力的大小会与哪些因素有关？先让我们通过亲身体验来猜想一下。 学生活动设计分组用细线拉小钢球、小木球让其做匀速圆周运动，改变小球的转速，细线的长度多做几次。由自己的感觉猜测向心力的大小与哪些因素有关。猜测结论归纳向心力的大小可能与物体的质量、角速度、线速度、半径有关。过渡那么猜想是否正确呢？它们之间定量的关系又会怎样？下面通过实验进行检验（控制变量法）。演示逐一介绍向心力演示器的构造和使用方法（所需的向心力由挡板来提供）。首先对照图片和实物来认识实验仪器，转动手柄，用手摇动就带动、变速塔轮转动，塔轮有3层，第一层塔轮左右半径相等，第二层塔轮半径之比为2：1，地三层塔轮半径之比为4：1

5、，塔轮上面有一个长槽和一个短槽，长槽的上面有两个小档片，第一个档片到圆心的长度为第二个档片到圆心长度的一半，等于短槽上的档片到圆心的长度，我们对小档片施加一个力可以看到，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间等分格子数可以显示力的大小，现在我们把小球放在槽上，然后匀速转动手柄，使小球做匀速圆周运动，如果没有档板，小球会飞出，所以小球的向心力有档板对小球的弹力提供，而同时小球会给档板一个同样大小的力，这个力的大小又通过红白格子表现出来，所以两球向心力的大小的比值就能得出。操作方法：a 用质量不同的钢球和铝球，使它们的运动半径和角速度相同，观察并分析向心力与物体质量

6、之间的关系。b 用两个质量相同的小球，保持小球转动的半径相同，观察并分析向心力与角速度之间的关系。c 用两个质量相同的小球，保持小球运动的角速度相同，观察并分析向心力与运动半径之间的关系。总结归纳1 大家的猜想正确2 具体关系 r、相同，m1：m2=F1：F2=1：2 m、r相同，1：2=1：2 F1：F2=1：4 m、相同，r1： r2= F1：F2=1：2当m、r、都采用国际单位制时，我们能得到向心力的定量计算公式F=mr2，将公式=v/r代入可以得到向心力的另一表达式F=mv2/r。过渡语知道了向心力的计算公式，在具体问题中还要能正确的找到向心力才行，接下来，我们具体分析两个例子。 做圆

7、锥摆运动的物体的受力情况，学生分析找力，老师纠正错误（大部分同学都会说它受了一个向心力，叫同学找它的施力物体，找不到，所以不存在），探讨向心力由谁提供？ 在圆盘上放一个小物块，使小物块随盘一起做匀速圆周运动，分析物块受几个力？向心力由谁提供。总结：向心力是根据效果命名的力，匀速圆周运动中向心力就是质点所受的合外力。过渡语做匀速圆周运动的物体，存在合外力，那有没有加速度呢？ 向心加速度由向心力产生的加速度叫向心加速度a=F合/m、F合=F向、 F向= mr2=mv2/r所以，a= r2=v2/r，并且加速度的方向与合力的方向相同，合力的方向就是向心力的方向，所以向心加速度方向始终指向圆心。点拨讨

8、论加速度是一个描述速度变化快慢的物理量，但在匀速圆周运动中，速度大小是不变的，那么向心加速度有什么意义呢？由a= v2/r可判定a与r成反比，可又由a= r2判定a与r成正比，到底哪个正确呢？三、小结本节从两大部分来研究匀速圆周运动，一从向心力，二从向心加速度，其中的物理意义和方向是要求特别注意之处。四、作业复习本节、预习下节教材96页第6、7题上本子教后感：本节课结合多媒体课件上下来，还比较流畅，学生配合积极，由于有实验内容所以学生上课的兴趣较高，自己动手做实验时有一点小混乱，老师要提醒学生注意安全，不要打到人了。本节课内容较多，留给学生思考的地方和时间也较多，所以要把握好实验时间，不能太长，否则会完不成任务。评课意见：教学态度亲切，学生配合积极，条理清楚，语言基本功强 课件不精美，借鉴的地方较多，“向心力是效果力”这一说法有待考证，由于时间关系讨论题的第一题没做，导致本堂课的教学任务未完成向心加速度的物理意义。