向心力教学设计

第一篇：向心力教学设计

第五章 曲线运动

5.6 向心力 教学设计

一、内容及其解析

本节内容“向心力”：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。

本节先根据牛顿第二定律和向心加速度表达式得到向心力的表达式，定义向心力概念，讨论向心力性质和特点。对推出的向心力表达式用圆锥摆实验来验证，最后分析变速圆周运动和一般的曲线运动中的物体的受力情况和处理方法。

二、教学目标

（一）目标定位

1、了解向心力概念，知道向心力是根据力的效果命名的。

2、初步了解“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的原理。

3、掌握向心力的表达式，计算简单情景中的向心力。

（二）目标解析

1、使物体产生向心加速度的这个合力叫做向心力。

2、通过讨论a与v与ω、v之间的关系，能使学生明确每一个结论都有其

成立的条件，渗透科学严谨的思维方式。

3、匀速圆周运动向心力的表达式——FN = mv/r , FN= m rω

2三、问题诊断分析

学生在本节知识的过程中存在不知道

1、分析和确定向心力。

2、如何运用向心力的知识解释有关现象。面对学生存在的这些问题教师应当在分析做匀速圆周运动的物体的受力情况时，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。只有提高学生的观察和分析能力，才能根据向心力知识解释有关现象，求解有关问题。

五、教学过程设

引入：展示卫星在绕地球做匀速圆周运动的图片。

问题1：前面我们学习、研究了圆周运动的运动学特征，知道了如何描述圆周运动。这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征——向心力。什么叫向心力？

设计意图：利用图片吸引学生的兴趣，激发学生学习的兴趣。师生活动：让学生通带着问题阅读教材P23，再进行小组讨论回答。我思考我收获： 1.向心力的概念：做匀速圆周运动的物体具有向心加速度。根据牛顿第二定律，使物体产生向心加速度的这个合力叫做向心力。

2.向心力的表达式：。

：。

例题

1．说明以下几个圆周运动的实例中向心力是由哪些力提供的？

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．火星绕太阳运转的向心力是什么力提供的? 3．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．

1．解析：小球受重力、支持力、绳的拉力而做匀速圆周运动．由于竖直方向小球不运动，故重力、支持力合力为零，那么水平方向上的匀速圆周运动由水平面上的绳的拉力来提供．

2．解析：火星和太阳间的万有引力提供火星运转的向心力．

3．解析：小物块受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力提供向心力． 变式训练 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（B）

A.物体除其他的力外还要受到一个向心力的作用 B.物体所受的合外力等于向心力 C.向心力是一个恒力 D.向心力的大小一直在变化

引入：演示使用圆锥摆。

问题2：如何使用“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的原理？ 设计意图：利用实验加深学生对知识的掌握。

师生活动：让学生通带着问题阅读教材P23-24，再进行小组讨论回答。我思考我收获： 研究圆周运动要点:



1、方向指向圆心

2、作用：改变v的方向

1、向心力 

3、由物体所受的合力提供 2v2

4、Fmrw;Fmr

2、从“供”“需”两个方面来进行研究：

“供”——提供物体做圆周运动的力；

求法：分析物体受力，求沿半径方向的合外力。

“需”——物体做匀速圆周运动所需的力；

例题

2．如图6.7—5所示，一圆盘可以绕一个通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放置一木块，当圆盘匀速转动时，木块随圆盘一起运动，那么„(B)A.木块受到圆盘对它的摩擦力，方向背离圆盘中心 B.木块受到圆盘对它的摩擦力．方向指向圆盘中心

C.因为木块与圆盘一起做匀速转动，所以它们之间没有摩擦力

D.因为摩擦力总是阻碍物体运动的，所以木块受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块运 动方向相反

引入：绳子的一端拴一个小沙袋，使沙袋在水平方向做圆周运动。问题3：如何利用向心力的表达式，计算简单情景中的向心力？ 设计意图：利用计算及时对知识点进行巩固。师生活动：让学生利所学知识解决相关问题。我思考我收获：

求法：公式 F = mv/r = m rω= mvω= 4π m r /t

确定物体轨道，定圆心、找半径、用公式，求出所需向心力。

例题

3．一个2.0kg的物体在半径是1.6 m的圆周上以4 m／s的速率运动，向心加速度为多大?所需向心力为多大?（10m／s2 20 N）

四．变速圆周运动和一般曲线运动 ．变速圆周运动和一般曲线运动

1.同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动就是变速圆周运动。

2、一般曲线运动处理一般的曲线运动可以把曲线分割成许多小段，每一小段看成一小段圆弧，然后当作许多半径不同的圆处理，再应用圆周运动的分析方法处理。

板书设计

一、向心力

1．向心力的概念 2．向心力的表达式

3．向心力的特点（方向、效果）

二、变速圆周运动和一般曲线运动 1．变速圆周运动特点

2．一般曲线运动的处理方法

巩固训练

1．在匀速圆周运动中，下列物理量不变的是（）

A．向心加速度 B．线速度 C．向心力 D．角速度

2、关于匀速圆周运动的向心力，下列说法正确的是（）A、向心力是根据力的作用效果命名的 B、向心力是恒力

C、向心力改变质点的线速度的大小 D、物体所受向心力的大小可能变化

3．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．向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果来命名的，但受力分析时应该画出 C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某一种力或某几种力的合力

D．向心力只改变物体运动的方向，不改变物体运动的快慢

4、关于圆周运动，下列说法正确的是()A．做圆周运动的物体所受到的合力一定指向圆心

B．做匀速圆周运动的物体所受到的合力一定指向圆心 C．做圆周运动的物体受到的向心力不一定指向圆心 D．做非匀速圆周运动的物体受到的合力一定不指向圆心

6．一个做匀速圆周运动的物体若其半径不变，角速度增加为原来的2倍时，所需的向心力比原来增加了60 N，物体原来所需的向心力是

N．

8、如图所示、有一质量为m的小球在光滑的半球碗内做匀速圆周运动，轨道平在水平面内，已知小球与半球形碗的球心Ｏ的连线跟竖直方向的夹角为θ，半球形碗的半径为Ｒ，求小球做匀速圆周运动的速度及碗壁对小球的弹力。

第二篇：向心力教学设计免费

向心力教案

一、教材分析

《向心力》一节具有承前启后的作用；通过学习向心力的知识，既能使学生学会解决生活中的圆周运动等问题，又能让学生从生活中的圆周运动分析提高到对天体运动及带电粒子在电磁场中的运动的分析及推演。同时，《向心力》又是动力学的体现，通过对向心力的学习，可以提高同学们分析问题、解决问题的能力，是曲线运动一章的重点。

二、学情分析

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。

三、学习目标

（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一种力。

2．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。

3．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。

4．知道一般曲线运动的处理方法。

（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

2．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。

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。并学会用力和运动的观点来分析、解决问题。

（三）情感态度价值观

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。

四、教学重点、难点

1．教学重点

理解向心力的概念、公式，并能用来进行简单的判断计算。会分析向心力的来源。

2．教学难点

理解向心力是一个效果力，会分析向心力的来源及简单的计算。

五、教学过程

知识回顾

同学们，咱们开始上课；在学习新课之前，老师先带着大家对向心加速度的知识做一下简单的回忆，同学们先思考一下（留出一段时间），接着用提问——ppt展示的方法对知识进行回顾。新课引入

对向心加速度简单回忆之后，大家可能就会想了，既然做匀速圆周运动的物体具有指向圆心的向心加速度，就必然有一个力产生这个加速度，接下来我们就研究一下这个力——向心力。新课学习

向心力

定义：引入一个新概念后，我们首先给向心力下个定义，通过牛顿第二定律我们已经知道这个向心力产生向心加速度，我们完全可以通过向心加速度的定义引入向心力的定义，我们知道相信加速度的定义是：做匀速圆周运动时刻指向圆心的加速度就是向心加速度，那向心力的定义就是：做匀速圆周运动时刻指向圆心的力就是向心力。

方向；通过研究向心加速度与向心力的关系，我们就知道向心力的方向与相信加速度相同：时刻指向圆心。

大小；向心力方向我们已经知道了，那它的大小又如何呢？再回到牛顿第二定律

我们就可以得到

感受向心力大小：

通过控制m、r来改变

来感受向心力大小的有关因素，同学们要有兴趣的话课后可以通过实验深入研究。

探究向心力特点：通过ppt受力分析说明向心力是效果力，而不像重力、拉力等是某种性质的力，受力分析时不可以特意加上向心力。变速圆周运动

到这里，我们已经对向心力有了很详细的了解，但同学们可能会问了：“老师，我们一直在研究匀速圆周运动，但生活中的圆周运动更多的是变速圆周运动，那我们怎么分析啊？”嗯，确实，我们学习物理就是来解决生活中的问题，如果只能解决特定问题的话那学习物理就没有意义了，好，接下来老师就带着同学们来研究一下变速圆周运动——ppt受力分析，指出合力不指向圆心，而是向心圆心的向心力和与圆相切的力的合力。

一般曲线

同学们可能又会问了，那无规则曲线呢？同学们有什么想法（让同学讨论1分钟），接下来同学们发表意见，引导同学们分成很多小段画圆的方法分析。

习题

同步学案1.3.7（简单感受向心力的基本性质、如何受力分析和变速圆周运动的特点）

第三篇：《向心力》教学设计（xiexiebang推荐）

《向心力》教案

【教材分析】

本节课是从动力学的角度研究匀速圆周运动的，这部分知识是本章的重点和难点，也是学好圆周运动的关键点，学好这部分知识，可以为后面的天体运动和带电粒子在匀强磁场中的运动打好基础。

教材的编排思路很清晰，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。由于上一节中，已经从一般性的结论入手，利用矢量运算，在普遍情况下得出做匀速圆周运动的物体的加速度方向指向圆心的结论，进一步得到了向心加速度的大小。于是根据牛顿第二定律，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，教材为了让学生对向心力有一个感性的认识，设计了“实验”栏目──“用圆锥摆验证向心力的表达式。实际上，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。

与过去不同的是，本节中又讨论了变速圆周运动和一般的曲线运动。这样安排的目的是从生活实际出发，在更广阔的背景下让学生认识到什么情况下物体将做匀速圆周运动，什么情况下会做变速圆周运动以及知道如何处理一般曲线运动的方法。

【教学目标】

1．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。

2．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。

3．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。

【重点难点】

1．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。

2．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。

【教学策略与手段】

本节课设计成了探究性学习课，即在教师创设情景，让学生自己提出想要知道的问题，在教师的引导下，通过全班同学的讨论，自评和互评来不断完善。教师在教学中通过具体的实例、实验，激发学生的求知欲望，让学生主动参与到探究的过程，成为学习的主体，积极主动地获取知识和能力。

三、本节课的教学流程设计

1．向心力概念的引出。

2．引导学生提出自己想要研究的问题。

3．鼓励学生先共同解决自己提出的一部分问题。

4．用实验验证理论──用向心力演示仪验证向心力表达式。

5．从游乐园里转椅出发落实：①分析圆锥摆中向心力的来源；②用圆锥摆模型可以粗略去验证向心力表达式。

6．由游乐园中的过山车模型和运动员的链球运动落实：物体做匀速圆周运动和变速圆周运动的条件及向心力和切向力的作用效果和特点。

7．让学生知道研究一般曲线运动的方法。

8．课堂小结。

在教学手段上，充分使用ppt、视频、演示实验、身边的圆周运动，以增强教学的生动

【教学过程】

一、向心力概念的引出

师：我们先看几个做圆周运动的例子，思考这样一个问题：这些做圆周运动的物体为什么不会飞出去，而是老老实实地绕着一个中心点做圆周运动？

大家也可以自己动手制作一个圆周运动

生：受到了拉力的作用，[学生活动]：对以上做圆周运动的物体受力分析

师：这些力的指向有什么特点呢？

生：指向圆心。

师：我们把这样的力叫做向心力。

板书 向心力：做圆周运动的物体所需的指向圆心的力，符号：Fn

二、引导学生提出自己要研究的问题

师：这节我们就来研究向心力。接下来我想把课堂交给在座的各位同学。关于向心力，你想知道什么，想研究什么，就以问题的形式提出来，我们一起解决。大家先考虑两分钟。同桌、前后排的同学也可以相互讨论下。

[学生活动]：

生1：向心力的方向与向心加速度的方向是否相同？

生2：向心力的大小跟什么有关？与ω、ν之间什么关系？

生3：向心力的大小怎么测量计算？

三、鼓励学生先共同解决一部分问题

师：有问题我们一起解决，大家思考下这些问题，看看你能不能帮别人解决这些问题。

以下是课堂实录：

生1（男）：老师我回答第一个问题，我觉得向心加速度方向与向心力的方向相同，因为根据牛顿第二定律，师：大家都同意他的看法吗？

生2（女）：我不同意，因为牛顿第二定律是在直线运动中的，这里是曲线运动，情况不一样，所以不能用牛顿第二定律得出来。

生3（女）：我认为他是对的。因为牛顿第二定律是说物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。也没说在曲线运动中不成立，所以是对的。

（师引导学生通过受力分析，并由上节课学习的在圆周运动中某点的向心加速度方向指向圆心，从而总结得到牛顿第二定律在曲线运动中仍成立。）

生4：根据牛二律

可以得到

得到加速度的方向与力的方向是一致的。

四、用实验验证理论──用向心力演示仪验证向心力表达式

师：刚才我们已经得到了向心力的表达式。理论的正确与否我们必须要用实践去证明。

引导学生说出怎么去验证──利用控制变量法。

介绍向心力演示仪原理，请一位学生自己来演示给全班同学看。

引导学生由多次实验现象可以得到：

半径r、角速度ω一定，比；质量m、半径r一定，题都得到了解决

与质量m成正比 质量m、角速度ω一定，与半径r成正

与角速度ω的平方成正比；到此为止，以上学生提出的很多问

五、从游乐园里转椅出发落实：①分析圆锥摆中向心力的来源②用圆锥摆实验可以粗略去验证向心力表达式

分析图

①向心力和切向力的作用效果。

②什么情况下物体做匀速圆周运动，什么情况下做变速圆周运动。

师：哪个力提供向心力？

有向心力就向心加速度，上节课我们学习的向心力可以改变什么？

引导得到向心力的作用效果：只改变速度的方向。

师：切线方向上的重力会对物产生怎么样的影响？

引导学生得到切向力改变了速度的大小。

2、总结什么情况下，物体做匀速圆周运动，什么情况是做变速圆周运动

匀速圆周运动：只有向心加速度时。

变速圆周运动：同时具有向心加速度和切向加速度时。

3、分析图，让学生获得在不同情况下如何分析向心力和切线力的来源

4、让学生观察和自己动手体验变速圆周运动从而得到变速圆周运动物体受力情况。

六、课堂小结

课堂的最后将学生的问题归类：说到底我们研究了向心力的大小，方向，作用效果，来源。

【板书设计】

向心力

1．定义：使物体做圆周运动，指向圆心的力。

2．问题归纳：

⑴向心力的方向

⑵向心力的大小

⑶向心力的作用效果

⑷向心力的来源

【问题研讨】

1．这是一节探究型学习课。本堂课中学生活动较多，所用时间相应就多了，所以整堂课没有宽裕的时间用来提供例题让学生利用向心力表达式简单计算物体做匀速圆周运动所需的向心力和分析向心力的来源。

2．因为整堂都是以学生为主的探究性学习，创设情景让学生提出自己关心、想要知道的问题，解决问题的时候又主要是以学生自评和互评以及合作学习而得出结论的，所以在结论的得出或是结论的表述可能会不严密，难免缺少知识的系统性，因此如何处理和保持好探究性学习中知识的系统性是探究性学习中的值得我们去研究的问题。

第四篇：向心力、向心加速度教学设计

第五章 曲线运动（五、向心力、向心加速度）

教学目标： 一 知识目标：

1．理解向心加速度和向心力的概念

2．知道匀速圆周运动中产生向心加速度的原因。3．掌握向心力与向心加速度之间的关系。二 能力目标：

1．学会用运动和力的关系分析分题

2．理解向心力和向心加速度公式的确切含义，并能用来进行计算。三 德育目标：

通过a与r及、v之间的关系，使学生明确任何一个结论都有其成立的条件。教学重点：

1．理解向心力和向心加速的概念。

2．知道向心力大小计算。

教学难点：，向心加速的大小，并能用来进行匀速圆周运动的向心力和向心加速度都是大小不变，方向在时刻改变。教学方法：

实验法、讲授法、归纳法、推理法 教学用具：

投影仪、投影片、多媒体、CAI课件、向心力演示器、钢球、木球、细绳 教学步骤： 一 引入新课

1．复习提问（用投影片出示思考题）（1）什么是匀速圆周运动

（2）描述匀速圆周运动快慢的物理量有哪几个？（3）上述物理量间有什么关系？

2．引入：由于匀速云的速度方向时刻在变，所以匀速圆周运动是变速曲线运动。而力是改变物体运动状态的原因。所以做匀速圆周运动的物体所受合外力有何特点？加速度又如何呢？本节课我们就来共同学习这个问题。

二 新课教学

（一）用投影片出示本节课的学习目标： 1．理解什么是向心力和向心加速度 2．知道向心力和向心加速度的求解公式 3．了解向心力的来源

（二）学习目标完成过程 1．向心力的概念及其方向

（1）在光滑水平桌面上，做演示实验

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（2）用CAI课件，模拟上述实验过程（3）引导学生讨论、分析：

a：绳绷紧前，小球为什么做匀速圆周运动？

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？

（4）通过讨论得到：

a：做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合力的作用，这个力叫向心力。b：向心力指向圆心，方向不断变化。c：向心力的作用效果──只改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。2．向心力的大小（1）体验向心的大小

a：每组学生发用细线联结的钢球、木球各一个，让学生拉住绳的一端，让小球尽量做匀速圆周运动，改变转动的快慢、细线的长短多做几次。

b：引导学生猜想：向心力可能与物体的质量、角速度、半径有关。

c：过渡：刚才同学们已猜想大向心力可能与m、v、r有关，那么，我们的猜想是否正确呢？下边我们通过实验来检验一下。

（2）a：用实物投影仪，投影向心力演示器。b：介绍向心力演示的构造和使用方法 构造：（略）主要介绍各部分的名称

使用方法：匀速转动手柄1，可以使塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过杠杆的作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等方格可显示出两个球所受向心力的比值。

（3）操作方法：

a：用质量不同的钢球和铝球，使他们运动的半径r和角速度相同观察得到：向心力的大小与质量有关，质量越大，向心力也越大。

b：用两个质量相同的小球，保持运动半径相同，观察向心力与角速度之间的关系

c：仍用两个质量相同的小球，保持小球运动的角速度相同，观察向心力的大小与运动半径之间的关系。

（4）总结得到：向心力的大小与物体质量m、圆周半径r和角速度都有关系，且给出公式：F＝mr2（说明该公式的得到方法，空气变量法、定量测数据）

（5）学生据3．向心加速度 推导向心力的另一表达式

（1）做圆周运动的物体，在向心力F的作用下必然要产生一个加速度，据牛顿运动定律得到：这个加速度的方向与向心力的方向相同，叫做向心加速度。（2）结合牛顿运动定律推导得到

4．说明的几个问题：

（1）由于a向的方向时刻在变，所以匀速圆周运动是瞬时加速度的方向不断改变的变加速运动。（2）做匀速圆周运动的物体，向心力是一个效果力，方向总指向圆心，是一个变力。（3）做匀速圆周运动的物体受到的合外力就是向心力。三 巩固训练

1．向心加速度只改变速度的___________，而不改变速度的____________。

2．一个做匀速圆周运动的物体，当它的转速度为原来的2倍时，它的线速度、向心力分别变为原来的几倍？如果线速度不变，当角速度变为原来的2倍时，它的轨道半径和所受的向心力分别为原来的几倍? 3．（1）用CAI课件展示思考与讨论中的物理情景（2）分析木块受几个力的作用？各是什么性质的力？（3）木块所受的向心力是由什么提供的？ 四 小结

1．什么是向心力和向心加速度？它们的大小和方向有什么特点？ 2．向心力的求解公式（1）_____（2）_____ 3．向心加速度的求解公式（1）_____（2）_____ 4．匀速圆周运动是一种什么性质的运动？ 五 作业

第五篇：5.7向心力教学设计2

《向心力》教学设计

【设计思想】

建构主义教学理论启示我们要转变教学观念，创造以“学生为主体，教师为主导”的教学环境，使学生在真实的情景中完成任务，改变我们长期存在的教师在台上讲，学生在台下听的灌输式教学，充分发挥学生学习的自主性，引导学生主动发现问题，分析问题，解决问题，主动建构良好的认知结构，培养创新精神。

【教材分析】

教材先通过实例让学生从运动和力的角度进行分析，分析物体的受力特点，从而得出向心力的概念，有助于学生体会和理解。教材接着从理论的角度，根据牛顿第二定律，推导出向心力的数学表达式。之后，为了让学生对向心力公式有一定的认识和理解，教材中设计了验证性实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式。通过圆锥摆实验，拉近科学与生活的距离，使学生感到科学就在身边，对科学产生亲切感。

本节还有一点与过去不同，那就是在讨论完匀速圆周运动后讨论了变速圆周运动和一般曲线运动。这块内容的补充，不仅为分析物体在曲线最高点、最低点的受力分析和运动情况提供了理论依据，而且为学生提供了处理问题的一种思维方法：从特殊到一般。

这部分知识的学习，可以为万有引力和带电粒子在匀强磁场中的运动等内容做好必要的准备。当然，学习完这一节之后，中学里所有的运动形式都学习完毕了，从而可以让学生在更广阔的角度理解运动和力的关系。

【学情分析】

通过前几节内容的学习，学生已经知道了曲线运动的条件，学习了处理曲线运动的重要方法──运动的合成和分解，还利用运动的合成与分解知识研究了平抛运动。接着引入角速度、线速度、周期、转速等物理量描述了匀速圆周运动的规律。这些知识的学习，为学生学习向心力做好了知识上的准备。

由于向心力是一种学生感到陌生的力，而高一学生的抽象思维能力和逻辑推理还不是很强，所以需要在教学中通过实例、实验，使学生对向心力的认识从感性认识升华到理性认识。

【教学目标】

1．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。

2．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。

3．情感态度与价值观

（1）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。

（2）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。

【重点难点】

1．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。

2．教学难点

（1）理解向心力的概念和公式的建立。

（2）理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。

【教学策略与手段】

向心力是高中物理的一个重点内容，同时也是一个难点内容，在对物体进行受力分析时，往往不清楚运动过程中什么力提供向心力，这说明学生对向心力的认识和理解不够深刻、全面。为了突破难点，教师在教学中通过具体的实例、实验，激发学生的求知欲望，让学生主动参与到探究的过程，成为学习的主体，积极主动地获取知识和能力。

本节课的教学流程设计为：创设情境→发现问题→进行猜想→理论推导→实验验证→得出结论→指导实践。

在教学手段上，充分使用PPT、视频、演示实验、故事讲述，以增强教学的生动性和形象性，活跃课堂气氛，从而充分调动学生学习的积极性，落实教学目标。

【课前准备】

1．实验仪器：带细绳的钢球（两人一个），铁架台，钢球一个，细绳一条，刻度尺，圆形瓶盖，秒表，物块，圆形瓶盖。

2．视频：自行车转弯，公园的转椅。

3．制作PPT。

【教学过程】

一、引入新课

演示实验：让物块在旋转的平台上尽可能做匀速圆周运动。

教师：物块为什么可以做匀速圆周运动？这节课我们就来研究这个问题。

（设计意图：从实验引入，激发学生的好奇心，活跃课堂气氛。）

二、新课教学

（一）向心力

1．向心力的概念

学生：在教师引导下对物块进行受力分析：物块受到重力、摩擦力与支持力。

教师：物块所受到的合力是什么？

学生：重力与支持力相互抵消，合力就是摩擦力。

教师：这个合力具有怎样的特点？

学生：思考并回答：方向指向圆周运动的圆心。

教师：得出向心力的定义：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力。

（做好新旧知识的衔接，使概念的得出自然、流畅。）

2．感受向心力

学生：学生手拉着细绳的一端，使带细绳的钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动。

教师：钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动，什么力使钢球做圆周运动？

学生：对钢球进行受力分析，发现拉力使钢球做圆周运动。

（设计意图：利用常见的小实验，让学生亲身体验，增强学生对向心力的感性认识。）

教师：也就是说，钢球受到的拉力充当圆周运动的向心力。大家动手实验并猜想：拉力的大小与什么因素有关？

学生：动手体验并猜想：拉力的大小可能与钢球的质量m、线速度的v、角速度期T，半径r有关。

教师：那么我们如何研究向心力

与m、v、、T、r之间的关系呢？、周

学生：思考、讨论并回答：采用控制变量法，保持m、v、研究与剩下的一个量之间的关系。、T、r中的四个量不变，教师：如果保持钢球的质量m、线速度的v、角速度吗？、周期T不变，半径r可以变化

学生：在教师引导下根据各个物理量之间的关系思考并回答：半径r不能变化。

教师：那么我们怎样研究这几个物理量之间的关系呢？

学生：思考、讨论并回答：由于做匀速圆周运动的物体，v、、T，r这四个物理量中，与m，v、、只要有两个量确定了，其他两个量也就跟着确定了。所以只需要研究向心力T、r这四个物理量中两个物理量的关系。

教师：引导学生采用控制变量法做实验，体验向心力的大小。

学生：采用控制变量法做实验，体验向心力的大小。

教师：大家体验后，感觉向心力

学生：根据自己的体验并回答：

质量m、半径r一定，线速度v越大，向心力

质量m、线速度v一定，半径r越大，向心力

质量m、半径r一定，周期T越大，向心力

越小„„ 越大； 越大；

与哪些物理量有什么样的关系？

（设计意图：积极引导学生猜想，并渗透实验方法：控制变量法的教学。）

3．推导向心力的表达式

教师：这是向心力与各个物理量之间可能存在的定性关系。那大家能不能根据所学的知识，从理论上推导向心力的表达式。

教师：在教师引导下根据向心加速度的表达式和牛顿第二定律推导：

因为

教师：理论推导证明：

（设计意图：培养学生的数学推理能力，体验探究的过程。）

4．粗略验证

演示实验：细线下面悬挂一个钢球，细线上端固定在铁架台上。,所以

=

将圆形瓶盖置于水平桌面上，使钢球静止于瓶盖的圆心。用手带动钢球，让钢球获得初速度，使它沿圆形瓶盖边缘做圆周运动。

教师：钢球在做匀速圆周运动，那是什么力提供向心力？

学生：动手画图，对钢球进行受力分析，并在教师引导下

找出提供向心力的合力。

教师：哪几个力提供向心力？向心力的大小如何？

学生：绳子的拉力和钢球的重力提供向心力。向心力的大小为。

教师：我们要验证向心力的表达式是否正确，那么需要测量向心力如何测量呢？

学生：讨论并回答：

小球质量可以用天平测量，再乘以重力加速度，就是mg；

小球重力mg可以用弹簧秤测量；

可以用圆周运动的半径与小球距悬点的竖直高度的比值算出。的大小，教师：我们已经求出了向心力的大小，那如何求小？这三个关系式里，哪一条比较容易测量？

学生：思考并回答：

。？

或的大

教师：在这条表达式里，只需要测量周期T，我们有秒表，那么周期是测钢球圆周运动一圈的时间还是多圈的时间？

学生：测量多圈的时间，之后算出周期。

教师：为什么测量多圈的时间？

学生：测量多圈，时间较准确，误差较小。

（设计意图：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。同时，在实验中引导学生分析、解决问题，以提高学生的实验能力。）

5．向心力是效果力

教师：学以致用，请大家用刚才所学的知识解释塑料球为什么可以在旋转的圆柱形空瓶做匀速圆周运动？

学生：思考并解释。

教师：播放自行车转弯的视频，并提问：自行车的弯道为什么要修成斜坡？

学生：观看视频并在教师引导下进行受力分析后发现：重力和斜坡对自行车的支持力的合力充当向心力。

教师：播放公园的转椅的视频，并提问：转椅上的人做匀速圆周运动，什么力充当向心力？

学生：观看视频并思考、回答：人受到的重力和椅子对人的支持力的合力充当向心力。

教师：这些例子都说明向心力只是一种效果力。只要是产生向心加速度的力，不管是重力、弹力还是摩擦力，都可以是向心力。

（设计意图：通过具体实例让学生初步体验圆周运动的向心力的来源，加深学生对向心力概念的理解，并对圆周运动中力和运动的关系有更深入的认识。）

（二）变速圆周运动

教师：日常生活中比匀速圆周运动更常见的是变速圆周运动。接下来我们研究变速圆周运动中的向心力。

演示实验：释放单摆，让钢球来回摆动。

教师：小球从释放到最低点的运动过程中，小球的速度大小如何变化？

学生：速度逐渐变大。

教师：小球绕着悬点做圆周运动，由于速度大小发生了变化，这是变速圆周运动。那么什么力提供小球做圆周运动的向心力？

学生：在教师引导下对小球进行受力分析后得出：

教师：那么重力的另一分量

学生：思考、讨论并回答：

跟速度方向一致，起着改变速度大小的作用。起着什么作用呢？

教师：在单摆这样的变速圆周运动中，可以把力分解为跟圆周相切的分力Ft和指向圆心的分力Fn。Ft产生圆周切线方向的加速度，叫做切线加速度。切线加速度与物体的运动方向在一条直线上，它改变了物体速度的大小。那么指向圆心的分力Fn改变的是什么呢？

学生：在教师引导下思考并回答：指向圆心的分力Fn始终与速度方向垂直，改变的是物体运动的速度方向。

教师：现在我们可以从向心加速度和切向加速度的角度来理解匀速圆周运动和变速圆周运动了。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度的圆周运动是变速圆周运动。

（渗透从特殊到一般的思维方法，借鉴匀速圆周运动中的从力和运动的角度考虑的分析方法，培养学生思维迁移的能力。）

教师：到此为止，请大家分析归纳向心力有怎样的特点？

学生：在教师引导下分析、讨论并归纳向心力的特点：

（1）向心力的方向永远指向圆心；

（2）向心力的方向和速度方向垂直；

（3）向心力是个变力；

（4）向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。

（设计意图：通过匀速圆周运动和变速圆周运动的学习，使学生明白两者之间的相同点和不同点，使学生对向心力的理解，更深刻，更全面，从而突破向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小这一难点。）

（三）一般曲线运动

教师：比变速圆周运动更为常见的是运动是一般曲线运动。在物理学中，我们把运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动叫做一般曲线运动。那么如何对一般曲线运动进行研究呢？

学生：在教师引导下从极限思想的角度思考对一般曲线运动进行分析：

可以把曲线分割成很多小段圆弧。圆弧的弯曲程度不一样，说明它们具有不同的半径。然后分析某点的运动时，就可以按圆周运动处理了。

（设计意图：再次渗透从特殊到一般的思维方法，并引导学生用极限的思维方法分析一般曲线运动，培养学生的思维品质。）

三、课堂小结

教师：引导学生回顾所学知识和思想方法，一起小结：

1．一种力（向心力）

2．一组公式（3．一种实验方法（控制变量法）

4．两种思想方法（从特殊到一般、极限思想））

【教学反思】

该教学设计创建的物理情景、提供的实验方案，不仅使学生经历了建立概念、发现规律的过程，也很好地落实了过程目标和情感目标。具体的说，有以下几方面：

1．向心力是高中物理的一个难点内容，学生对于向心力一直很难理解，在对物体进行受力分析时，往往还外加一个向心力。为了突破重点，难点，第一、在学习顺序上先讲向心加速度，用矢量推导向心加速度这个难点，后讲向心力，通过实例给出向心力概念，再通过探究性实验给出向心力公式F=mrω或F=mv/r。

2．情景教学，让学生主动参与探究的全过程，成为学习的主体，激发了学生的求知欲望，加深了对知识的理解。在探究过程中，教师要给学生提供必要的实验器材和多媒体资源，引导学生去发现问题，使学生产生探究的动机，从而提出问题，解决问题，体验问题。整个教学过程中，教师是一个引导者和参与者，组织者和帮助者，学生是学习的主人，课堂上教师要组织引导学生交流讨论，充分重视学生在探究过程中的情感、态度与价值观的培养。学生能在愉快的教学环境中获得知识和培养思维能力。

3．本教学设计是探究性学习模式在物理教学的应用,真正体现了“以学生为中心”、“教师为主导、学生为主体”的教学原则。

4．按照教学手段是为教学目的服务的原则，恰当有效地将信息技术与物理课程相整合。

5．本节课中，还设计了不少巩固训练，有不少都来源于生活实际，理论联系实际。