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1、第七节 向心力（B级）一、设计思想：向心力是物体做匀速圆周运动时所受到的合外力，它是本章的重点、难点内容，学生在对物体进行受力分析时，往往还外加一个向心力。为了突出重点，突破难点，只有学生主动参与探究的全过程，成为学习的主体，才能激发学生的求知欲望，加深对知识的理解。首先通过生活中的例子，定义向心力的概念，再根据牛顿第二定律推导出向心力的表达式。通过学生使用圆锥摆分组实验探究向心力与哪些因素有关，从而验证了向心力表达式，更有力的说明了实验的科学性和重要性。教学中老师需根据学生的实际能力去引导学生进行实验，必要时做出指导。实验中鼓励学生敢于动手，严谨、细致、耐心地进行实验，观察实验现象并能分析，
2、小组之间讨论与交流，归纳结论。最后把曲线运动分割为许多很小段，每一小段可以看作圆周运的一部分。采用圆周运动的分析方法来处理一般运动曲线，渗透了用极限方法处理问题的思想二、教学目标（一）知识与技能1、了解向心力概念，知道向心力是根据力的效果命名的2、体验向心力的存在，会分析向心力的来源3、掌握向心力的表达式，计算简单情景中的向心力4、从牛顿第二定律角度理解向心力的表达式（二）、过程与方法1通过实验，体验和感受做匀速圆周运动的物体需要向心力。2先猜想影响向心力大小的因素，再进行实验探究。3通过演示实验，结合牛顿第二定律得出向心力的公式。4.把曲线运动分割为许多很小段，每一小段可以看作圆周运的一部分
3、。采用圆周运动的分析方法来处理一般运动曲线，渗透了用极限方法处理问题的思想。（三）、情感态度与价值观1通过学生使用圆锥摆分组实验的形式验证向心力表达式和探究向心力与哪些因素有关的探究活动，使学生获得成功的乐趣，培养学生参与物理活动的兴趣。2培养学生对科学的求知欲，乐于参与观察，敢于实验，体会实验在探索物理规律中的作用和方法。3培养学生事实求是、尊重客观规律的科学态度，养成严谨、细致、耐心的实验修养。三、教学重点与难点教学重点：1理解向心力的概念。2学生实验探究：感受向心力和影响向心力大小的因素。教学难点： 1.理解向心力的概念。研究匀速圆周运动关键是找到谁提供向心力，所以向心力是这章的重点，当
4、然也是这节的重点。虽然结合牛顿第二定律很容易得出向心力的公式，但是理解起向心力及和它有关的内容还是很困难，所以向心力的概念也是个难点。四、教学内容及变化本节所包含的教学内容包含正文、学生分组实验、做一做、问题与练习等四部分。其中正文包括向心力的概念、向心力的表达式、圆锥摆实验、变速圆周运动和一般的曲线运动等内容。与原来教材相比较，新教材先讲向心加速度，在这基础上讲向心力，这样向心力概念的提出，向心力表达式的推导变得容易多了。在新教材中，验证向心力表达式的实验，由原来教师使用向心力演示器演示实验变为由学生亲自动手的圆锥摆分组实验，而且，实验使用通用器材，如果使用生活中常见物品代替更好。这样安排的
5、好处是：一、减少由于器材引起的困难，确保实验的展开。二、通过对摆球受力分析的训练，熟练掌握受力分析的方法有利于后面的学习。三、用生活中常见物品做实验会拉近科学与学生的距离，使学生感到科学就在我身边，对科学产生亲近感。五、教学过程教学进程教师活动和教学内容学生活动引入进行新课课堂练习演示实验：在光滑水平桌面上，a：一个小球，拴住绳的一端，绳的另一端固定于桌上，原来细绳处于松驰状态；b：用手轻击小球，小球做匀速直线运动；c：当绳绷直时，小球做匀速圆周运动。月球绕地球做匀速圆周运动，受到什么力？合力的方向怎样引入课题：这些合力就叫向心力教师板书：一、 向心力：1.定义：做匀速圆周运动的物体，受到指向
6、圆心的合力这个合力叫做向心力。2 方向：总是沿半径指向圆心。猜想与假设向心力的大小与哪些因素有关？引导学生猜想引导学生通过22页“做一做”得出定性的结论。3 大小：Fn=mv2/r Fn=m2r【练习1】一架以400m/s速度水平飞行的飞机,飞行过程中遇到一座山,需做紧急爬升,爬升过程可以近似看作匀速圆周运动,已知飞机质量为4000千克,圆周半径为400m,求飞机爬升时需要的向心力大小。教师指导学生使用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的探究实验教师启发学生得出向心力的来源。4向心力的本质：向心力是由效果命名的力。向心力是做匀速圆周物体受到的合外力向心力由重力弹力摩擦力中的一个力或一个力的分力或几个
7、力的合力来提供。教师启发学生得出如下结论并板书：5 作用效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小产生向心加速度。【练习2】教材P22 第二题【练习3】教材P22 第三题 二、变速圆周运动与一般曲线运动引导学生操作：用一条细绳系着一小球在竖直面内做圆周运动。强调：小球在竖直面内的运动是变速圆周运动。设问：是向心力改变速度大小的吗?观察实验思考并回答下列问题a：绳绷紧前，小球为什么做匀速直线运动？b：绳绷紧后，小球为何做匀速圆周运动？小球此时受到哪些力的作用？合外力是哪个力？这个力的方向有什么特点？这个力起什么作用？引力合力仅由引力提供方向始终指向地心即圆周运动的圆心学生定义向心力学生在教师的启发
8、下：根据加速度与合外力的关系分析向心力的方向学生作出猜想，一般学生都会各抒己见，大胆发表自己的猜想。学生通过22页“做一做”的出定性的结论。学生在教师的启发下：根据向心力与加速度关系推导向心力的表达式已知v=400m/s,m=4000kg,r=400m求:F向心解: F向心=mv2/rF向心=4000X4002/400 N =1.6X106 N所以,飞机爬升时受到的向心力大小为1.6X106N学生探究活动使用圆锥摆粗略验证向心力的表达式学生讨论交流实验结论分析得出向心力的本质。学生对摆球受力分析GTTxTy学生在教师的启发下，根据力和运动的关系分析得出向心力的作用效果。学生解答 学生解答体会：
9、1、小球上升阶段速度怎样变化？ 2小球下降阶段速度又怎样变化？观察研究受力分析得出结论：合力并不通过圆心学生在教师引导下分解合力课堂小结布置作业教师总结：根据F产生的效果，可以把F分解为两个相互垂直的分力，跟圆周相切的分力Ft和指向圆心的分力Fn，Ft产生圆周切线方向的加速度，切向加速度是与物体的速度方向一致的，它标志着物体速度发生的变化。Fn产生指向圆心的加速度，这就是向心加速度。他始终与速度方向垂直，其表现就是速度方向的改变。仅由向心加速度的运动是匀速圆周运动，同时具有向心加速度和切向加速的圆周运动就是变速圆周运动。教师总结：可以把曲线运动分割为许多很小段，每一小段可以看作圆周运的一部分。
10、这样在质点经过曲线某位置时，就可以采用圆周运动的分析方法来处理一般曲线运动。1 F向心=mw2r； F向心=mv2/r2匀速圆周运动受力情况与运动状态通过向心力公式就联系起来了3采用圆周运动的分析方法来处理一般曲线运动了。1 看书2 练习P22 1 4 5学生讨论得出结论：仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动，同时具有向心加速度和切向加速的圆周运动就是变速圆周运动。教师引导学生:1.Ft与速度方向相同，速度不断增加2.Ft与速度方向相反，速度不断减小练习题：质量为m小球被一长为L的细线系着在竖直面内做圆周运动，达到最高点和最低点时的速度分别为v和，求最高点和最低点小球所受拉力，并比较。向心力定义
11、：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合外力，叫 向心力。方向：总是沿着半径指向圆形。大小： Fn=m2r 本质： 向心力是由效果命名的力。向心力是做匀速圆周物体受到的合外力向心力由重力弹力摩擦力中的一个力或一个力的分力或几个力的合力来提供作用效果：只改变速度的方向，产生向心加速度。板书变速运动和一般曲线运动1变速运动1.Ft与速度方向相同，速度不断增加2.Ft与速度方向相反，速度不断减小2.曲线运动：曲线运动分割为许多很小段，每一小段可以看作圆周运的一部分，采用圆周运动的分析方法来处理一般运动曲线。六、课堂评价1.学生对知识与技能的掌握情况A 较好 B一般 C较差2.学生在认知活动中的参与水平A 较好 B一般 C较差3综合能力、语言表达能力、学生的交流意识、合作精神与能力情况评价项目很好好一般语言表达能力问题意识应用意识4.教师的自我评价与反思七、课后点评本教学设计和教学实施基本落实了高中物理新课程的目标要求，能体现新课程的精神，采取“学生自主探究，教师启发导学”的新教法，调动学生自主学习，让学生自主探究。本教学设计让学生经历了“提出问题猜想与假设实验探究分析与论证交流与合作得出结论”等一系列过程，亲身体会到科学探究的过程。通过实验探究，让学生人人参与，亲身体验探究过程，活跃学生思维，并在探究中突破教学难点。教师结合演示实验，使课堂的教学效果提高。6用心 爱心 专心
