“向心力”教学我之见

向心力”教学我之见 向心力教学是继“圆周运动”、“向心加速度”之后的第三次圆周运动教学（按人教社所编教材顺序），如果前两次是对圆周运动“运动学”的知识的介绍，那么本内容教学旨在告诉学生如何对圆周运动进行“受力分析”、圆周运动中“力与运动的关系”，即介绍圆周运动的“动力学”知识.最后一次圆周运动教学是告诉学生“如何处理圆周运动的实际问题”，这是圆周运动教学的出发点，也是落脚点. 1把握“向心力”的教学目标 有三个，一是能对作圆周运动的物体进行正确的受力分析；二是能在受力分析的基础上准确认识向心力的本质，并能从向心力来源这个层面运用矢量分解和合成的方法计算向心力的大小；三是能正确建立圆周运动的动力学方程. 2厘清“向心力”和作圆周运动的物体“受到的力”之间的关系 比较好的办法是通过对实例的分析帮助学生厘清二者关系，具体说明如下. 在图1中，质点“受到的力”有：轨道弹力N、重力G；而“向心力”则为“受到的力”（弹力N和重力G）的合力F在法向的分力Fn.（“合成-分解”观）还可以这样来看它们的关系.在图2中，质点“受到的力”有：细线的拉力T、重力G.而“向心力”则为“受到的力”（弹力T和重力G）在法向方向的分力的合力Fn.（“分解-合成”观） 当然不排除这样一种特殊情况，有必要提及. 质点所受到的几个力的合力在切向分力为零（实际上物体作匀速圆周运动），那么，几个力的合力就是向心力.或者换言之，几个力在切向的分力的合力为零或没有分力，那么合力就是分力，如图3所示. 3揭露“向心力”的本质 在厘清“向心力”和作圆周运动的物体“受到的力”之间的关系后，向心力的本质便暴露无遗了，此时教师顺势揭露“向心力”的本质. 向心力不是诸如“摩擦力、重力”等这样的“性质力”，而是类似于“支持力、压力”等这样的“效果力”.向心力是物体所受到的全体力的合力在法向的分力，亦即物体所受到的全体力在法向分力的合力. 特殊地，对匀速圆周运动来说，合力在切向的分力为零，向心力就是合力. 4阐明圆周运动“向心力”的必然存在性 运用“力和运动状态改变的关系”或运用牛顿第二定律向学生阐述： 圆周运动的速度方向不断变化，且始终垂直半径，那么，向心加速度必然存在，据牛顿第二定律易知，物体所受到合力必然在指向圆心的方向上有分力，即所谓的“向心力”.所以，无圆周运动，亦无向心力而言；物体只要作圆周运动，必存在向心力（无论狭义圆周运动-轨迹为几何圆，还是广义圆周运动-轨迹为一般曲线）.不要让学生认为只有匀速圆周运动才存在向心力. 5说白“向心力”的效果 据理向学生发出一连串问，学生在思考中就会得到结论. 定性的、大而言之，力是物体运动状态改变的原因.具体到圆周运动，如果是变速圆周运动，速度大小和方向均变化.试问，是什么改变速度的大小？，又是什么让速度方向得以改变（匀速圆周运动亦然）？.显而易见，向心力的作用效果是改变速度的方向.向心力大，速度方向改变的快，否则，则反.向心力大小不变，则速度方向均匀变化，否则，则反. 6探讨“向心力”的“恒变”性 对这个问题的教学，贵在让学生“探究”和“讨论”. 而教师无需再讲述，只要作引导、点拨即可. 学生在探讨向心力方向是否变化时往往把“向心力的方向总是指向圆心的”作为依据而错误认为向心力的方向是不变的.出现这种错误时，教师可作这样的点拨：“虽然都指向圆心，那还要看从哪指向圆心，从圆周上不同位置指向圆心方向是不一样的.”. 向心力的大小是否变化的问题对学生来说是难点.教师可作四点点拨：（1）向心力的作用效果是什么（改变速度的方向）？（2）速度方向的改变是否存在“快慢”的问题？是否还存在“均匀与否”的问题？（3）速度方向变化“快”，要求向心力怎样？（4）速度方向变化“不均匀”，要求向心力怎样？学生通过对这几个问题的思考就会知道：匀速圆周运动的向心力大小是不变的，而变速圆周运动的向心力大小是变化的. 当然也可以运用牛顿第二定律来说明. 7丰富学生圆周运动的实例 圆周运动01：匀速转动的圆盘上物体（与盘相对静止）在水平面上作匀速圆周运动.（图5） 圆周运动02：细线悬挂的小球在水平面上作圆周运动.（图6） 圆周运动03：细线悬挂的小球在竖直平面上作圆周运动.（图7） 圆周运动04：轨道上的小球在竖直平面上作圆周运动.（图8） 圆周运动05：一端固定的细杆（或细绳）上的小球在竖直平面上作圆周运动.（图9） 圆周运动06：转动的圆锥体上的小球（相对圆锥静止）在水平面作圆周运动.（图10） 圆周运动07：冰面上面对面拉着弹簧的两个运动员都在作圆周运动.（图11） 圆周运动08：地球围绕太阳作近似圆周运动.（图12） 圆周运动09：汽车在弯道上行驶作圆周运动.（图13）第 4 页 共 4 页。