篇一：高中物理 《向心力与向心加速度》教案(1)
向心力与向心加速度
[教学知识与技能]
1、理解向心加速度和向心力的概念
2、知道向心力和向心加速度。通过实验探究向心力的大小与质量、角速度、半径的定量关系。
3、知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在圆周上某一点的向心力和向心加速度。
4、能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力，通过实例认识向心力的作用及来源。
[过程与方法]
1、 学会有关圆周运动的分析方法，培养理论联系实际的能力。
2、 能从日常生活中发现与物理学有关的问题，并能从物理学的角度比较明确地表述发现问题。
3、 尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用圆周运动的规律解决一些与生产和生活相关的实际问题。
[情感态度与价值观]
1、 领略圆周运动的神奇和谐，发展对科学的好奇心与学习物理知识的求知欲。
2、 乐于探究日常生活中的圆周运动所隐藏的物理规律，有将物理知识应用于生产和生活的意识。
[教学重点]
1、 理解向心力和向心加速的概念。
22222、 知道向心力大小F=mrω= mν/r，向心加速度的大小a= rω= ν/r，并
能用来进行计算。
[教学难点]
1、 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。
2、 理解向心力是按作用效果命名的效果力。
[教学方法]：
实验法、讲授法、归纳法、推理法
[ 教学用具]：
投影仪、多媒体、CAI课件、向心力演示器、钢球、铝球、细绳、印泥、白纸
[教学过程]
一、 引入新课
1、 设置情景
做“水流星”实验,并设下疑问：为什么盛水的杯子以一定的速度做圆周运动，水不从杯里洒出，甚至杯子在竖直面内运动到最高点时，杯口已经朝下，水也不会从杯里洒出来？
2、 复习提问
⑴物体分别做直线运动、曲线运动时，所受的合外力F合与速度ν0存在什么关系？ ⑵描述匀速圆周运动快慢的物理量有哪几个？这几个物理量有什么特点？
3、 引入：由于匀速圆周运动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。那么做匀速圆周运动的物体所受合外力有何特点？它的大小、方向各怎样呢？加速度有如何呢？本节课我们就来共同学习这个问题。
二、 新课教学
1、 概念
⑴向心力
实验：
①、在光滑的水平玻璃板上做实验
a、用手击小球，使小球做圆周运动
b、当细铜丝从弹簧末端滑出时，小球沿着切线方向做匀速直线运动
引导学生讨论、分析：当小球还没滑出去时，小球做什么运动，受到哪几个力的作用，合力是什么，有什么作用？
②在光滑的玻璃板上套有一张白纸，同时将上述的小球沾上印泥，重复以上实验，把在纸上留下的运动轨迹展示给学生看，同样提问上述问题，并引导学生回答
③通过讨论得到：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。
⑵向心加速度
①定义：做匀速圆周运动的物体在向心力作用下，必然要产生一个加速度，这个加速度叫向心加速度。
②方向：总是沿着半径指向圆心。
2、 向心力的大小
让学生猜想向心力大小与哪些因素有关？
实验研究F向与m、r、ω的关系
⑴实验方法：控制变量法
⑵介绍向心力演示的构造和使用方法
（3）实验过程
a：质量不同的钢球和铝球，当它们运动的半径r和角速度ω相同时，比较向心力的大小
b：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：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。
实验表格
向（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ω都有关系，且给出公
2式：F向＝mrω
23、向心加速度：a= rω
2向心力的大小还可以用F向=mν/r来表达，同样向心加速度也可表示为
2a=ν/r
4、 速圆周运动的特点
⑴ν：大小不变，方向始终沿着各点的切线方向，是变速度
⑵F：大小不变，方向始终指向圆心，是变力
它的作用效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小
⑶a：大小不变，方向始终指向圆心，是变加速度
它是表示物体速度方向改变快慢的物理量
以上各点说明了匀速圆周运动是变加速运动
指出：当w一定时，a∝r
当v一定时，a∝1/r
5、接下来请同学们思考以下3个问题：
⑴系着绳子的小球在水平面上做匀速圆周运动，其圆心在哪里，受到几个力的作用？向心力是什么？
⑵系着绳子的小球在竖直平面上做匀速圆周运动，小球在最高点、最低点的受力情况如何？
(3)在圆柱筒内附有一物块，圆柱筒绕其轴线做匀速转动，则物块受到哪些力的作用？
(4)使转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速圆周运动，转台与物体间没有相对滑动，物体受到哪些力的作用？向心力由什么提供的？
（如图1） （如图2） （如图（如图
3） 4） 讲评以上的3个问题，得出几点说明：
①向心力的来源：做匀速圆周运动的物体所需要的向心力就是物体所受的合力
②a
的方向不断变化，所以匀速圆周运动是瞬时加速度的方向不断变化的变速运动
③向心力是一个效果力，可以是一个力，也可能是几个力的合力或某个力的分力，不能认为物体受到一些力作用外，还另外受到向心力。
板书设计
5.5 向心力 向心加速度
一、概念
1、向心力：质点做匀速圆周运动时，在任一的合力都沿着半径指向圆心，这个合力称为向心力。
向心力是一个效果力
2、向心加速度：
方向：始终沿着半径指向圆心
二、向心力的大小
实验研究F向与m、r、ω的关系
1、 验方法：控制变量法
2、 实验过程
223、 向心力的表达式：F向＝mrω=mν/r
三、向心加速度的表达式：a= rω=ν/r
四、匀速圆周运动的特点：
⑴ν：大小不变，方向始终沿着各点的切线方向，是变速度 变
加⑵F：大小不变，方向始终指向圆心，是变力 速它的作用效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小 运
动⑶a：大小不变，方向始终指向圆心，是变加速度
它是表示物体速度方向改变快慢的物理量
五、说明
(1)向心力的来源：做匀速圆周运动的物体所需要的向心力就是物体所受的合力
(2)a的方向不断变化，所以匀速圆周运动是瞬时加速度的方向不断变化的变速运动
(3)向心力是一个效果力，可以是一个力，也可能是几个力的合力或某个力的分力，不能认为物体受到一些力作用外，还另外受到向心力。
22
篇二：高中物理 向心力 教学反思
向心力教学反思
一、本节课的成功之处：
1、重、难点的确定是比较合理的。这节课是学习匀速圆周运动相关知识关键的一节课，因为本节课是从动力学和实验探究的角度来研究匀速圆周运动的受力情况，从而使学生逐步建立起向心力的概念，体会匀速圆周运动做变速运动的根本原因，明确物体做匀速圆周运动的向心力大小决定因素，掌握向心力大小计算公式和相关导出公式的简单应用。向心力的基本概念和向心力大小决定因素及其计算公式对下一节课“匀速圆周运动的向心加速度”的铺垫作用非常明显，其中特别是向心力的计算公式更显得重要，因为下一节将利用牛顿第二运动定律导出向心加速度的计算公式。因此本节课把重点定为“向心力的基本概念，探究影响向心力大小的因素，向心力的计算公式。”是合理的。向心力是一个比较抽象的概念，主要是因为向心力是按效果来命名的力，与之前所学重力、弹力等按性质来命名的力不同。任何一个力或者是合力分力都可以是向心力，这样的例子很多，而且实例分析往往各不相同，这对学生来说是比较难理解的。所以向心力概念的得出即“物体做匀速圆周运动的条件”以及向心力的来源被确定为本节课的难点比较合理。
2、现代教学手段的应用提高了教学的实效性，实现了重难点的突破。新一轮课改对现代教学手段应用非常重视，指出要促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。我在本节课制作的多媒体课件起到了辅助教学和实现重、难点突破的作用，其中特别是难点“向心力的来源”的突破起到了关键的作用，这也是我反复推敲才想到的办法，如果教师自己分析几个实例也可以实现难点突破，但是在时间安排上又会挤占重点内容“探究影向心力大小因素”，所以我选择截取一段讲解清晰的视频来提高效率突
破难点。另外课件中插入的小视频“向心力演示器的结构和工作原理”也解决了一个很重要的问题，探究实验成功的前提是学生必须了解向心力演示器的构造和工作原理。因为向心力演示器本身体积不是很大，内部零件就更小了，如果教师用实物讲解势必造成很多同学看不清楚，通过仔细考虑我选择了用视频给同学解释，这样可使所有同学都能看到清晰放大的向心力演示器，大大的提高了教学效率。为后面的实验探究扫清了障碍，实现了重点内容教学的突破。
3、注重师生交流，强调形成积极主动的学习态度，建立良好的师生关系，引导学生参与教学，体现了教师的主导和学生的主体作用。在上课过程中，教师每一次提出问题后都会给学生引导、讲解并给学生留出一定的思考时间，体现了学生的主体作用。学生回答完问题以后我都会真诚的赞扬学生、鼓励学生，培养了学生的学习积极性。在利用向心力演示器进行探究实验的时候，我还邀请同学到前面来动手操作实验，极大地提高了学生的学习兴趣，培养了学生的动手操作能力，学生在操作过程中我及时提醒和辅助学生完成实验，体现了教师与学生的交流和合作，实验结束我对学生表示了由衷的感谢，体现了教师对学生尊重，从而建立了良好的师生关系，为今后良好教学秩序的建立垫定了基础。
4、导入部分经过反复思考和设计，实现了多重功能。（一）首先联系生活实际能吸引同学学习兴趣。用在公园里常见的游戏设施“旋转秋千”视频来导入，非常贴近学生的实际生活，拉近学生与所研究物理问题距离，提高了学生的学习热情。（二）复习了上节课的难点问题的同时，使两节课的知识形成了紧密的联系。前一节课的难点内容是“匀速圆周运动是速度大小不变，方向时刻改变的变速运动”，本节课通过导入部分，教师首先通过视频实例向同学们明确了“匀速圆周运动是变速运动”同时提出更深刻的问题“匀速圆周运动的速度方向为什么会改变，是什么力使物体不停的改变运动的方向？”这样就使学生在复习上节课难点内容的同时，使前后两节内容形成了有机的联系，便于学生形成知识系统。（三）导入提出的问题有深度，让学生
带着问题听课，从而形成一种探究式教学的整体氛围。使匀速圆周运动时刻改变速度方向的力，实际上就是做匀速圆周物体所受到的合外力即向心力。本节课的内容实际上就是围绕着对“向心力“的讨论展开的，所以在导入中形成对向心力的探究氛围十分的重要。而且向心力概念得出后教师特意与导入呼应，使学生对匀速圆周运动向心力的作用理解更加深刻了。
5、教师非常重视学生的学习方式的变革，实现了学生的主动学习、合作学习和探究学习。在这节课上课前我就把自己设计的导学发给了同学们，让学生把课前的复习提问在课前完成并自行更正答案，这样节省了上课时间，实现学生的主动学习。在上课过程中主动学习的理念贯穿始终，很多时候都是学生参与教学自主得出结论教师才给予指导。教师在上课前就将学生分成组，每组一套学生试验用小球，在上课过程中多次指导学生相互讨论，共同完成学习任务，切实体现了合作学习的优势。探究实验教学是本节课采用的主要教学模式，从向心力概念的得出，到猜测影响向心力大小的因素，再到最后的用向心力演示器定量的研究向心力F和m r ω 三个物理量的关系，都是先实验再猜测最后再验证的探究过程，培养了学生的探究能力。在探究过程中对“控制变量法”的科学研究方法的总结与深化，在科学方法论方面给予了学生启迪。
二、本节课的不足之处：
教师对各教学环节的时间掌握上还需加强，特别是重、难点内容的时间比例安排上还需研究，以最大限度的提高课堂教学的实效性。在今后的教学工作中我还要不断进取，虚心学习，努力提高自己的教学水平。
篇三：高中物理必修一 5.6向心力
教学准备
教学目标
1.知识与技能
（1）能结合实例分析，知道向心力是一种效果力以及方向；
（2）能够用自己的语言归纳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，能够描述合外力的作用效果。
2.过程与方法
（1）通过对向心力概念的探究体验，能够用自己的语言说出其概念；
（2）引导学生进行“实验”——“用圆锥摆验证向心力的表达式”
（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，领会解决问题从特殊到一般的思维方法。
3.情感、态度与价值观
实例、实验紧密联系生活，拉近与科学的距离，感受到科学就在身边，发展自己对学习的积极性和学习兴趣。
教学重难点
1.重点：向心力的概念、公式的建立，对公式理解以及相应的计算
2.难点：分析向心力的来源
教学过程
1.引入
取一根细绳，一端系上一小球，另一端固定在一枚钉子上。将钉子定在
光滑的板上，如图所示：
师：给小球一个水平方向并垂直于绳的初速度，小球什么运动？生：圆周运动
师：小球为什么会做圆周运动？生：受绳子拉力
2.向心力概念的建立
对上述模型进行理想化处理（水平面光滑），对小球受力分析，得出向心力的概念。
向心力：物体受到的指向圆心的合力
强调：向心力是按照力的实际作用效果命名的。
3. 感受向心力与哪些因素有关
师：你在生活中感受到过向心力吗？
(1)体验：在一根结实的细绳的一端拴一个物体，抡动细绳，使小物体做圆周运动（如图），依次改变转动的角速度、半径和小物体的质量，拉力如何变化。
(2)猜想：向心力可能与哪些因素有关有关。
生：向心力可能与m、v(w)、r有关
4.利根据牛顿第二定律和向心加速度表达式推导出向心力表达式
5.分组实验：用圆锥摆粗略验证向心力表达式
记录数据：
6.演示实验：用DIS向心力实验器研究向心力与半径、角速度、质量间的关系
(1)介绍DISLab向心力实验器及其工作原理
我们现在研究的是这个小砝码做圆周运动的向心力和半径r 、质量m 、角速度w的关系。把它穿在水平连杆上，这是一个悬臂，用手推动悬臂转动起来，砝码也就在水平面内做起了圆周运动。质量m是已知的，半径通过悬臂上的刻度读出，水平连杆对砝码的拉力的测量是通过力传感器测量的，垂直连杆的与力传感器相连，另一端挂在悬臂中心的等臂杠杆上，转动悬臂，水平连杆应牵拉等臂杠杆并将作用力传至垂直连杆通过力传感器测出其大
小。光电门传感器来测量挡光杆的挡光时间，进而求出角速度。运用控制变量法研究F与m,r以及ω之间的关系。
(2)实验演示：
1．将光电门传感器和力传感器固定在朗威DISLab向心力实验器上，光电门传感器接入数据采集器第一通道，力传感器接入第二通道。
2．点击教材专用软件主界面上的实验条目“向心力研究”，打开该软件。
3．将挡光杆的直径（挡光宽度）、挡光杆到旋臂轴心的距离、第一次实验时砝码的运动半径（砝码重心到旋臂轴心的距离）和砝码质量输入表格相应位置。
4．点击“开始记录”，保持旋臂静止不动，对传感器进行软件“调零”。拨动旋臂使之做圆周运动，挡光杆每次通过光电门传感器，系统自动记录下砝码的向心力值F并计算出此时的角速度ω。随着旋臂转速逐渐减慢，软件窗口上方的坐标系内将显示自右上方至左下方分布的一组F-ω数据点。
5．点击“停止记录”，对数据点进行分析。分别点击“一次拟合”、“二次拟合”，得出两条拟合图线。观察可见，二次拟合图线与数据点的分布非常接近，可推断F-ω之间是二次方关系。点击“F-ω2图像”，对数据点进行“一次拟合”，得到拟合曲线，观察曲线后可推断F-ω2之间是正比例关系。
6．保持砝码的质量不变，改变其运动半径，重复实验，得出几组F-ω数据点。对曲线进行“选择F值”，点击“F-r图像”得到拟合曲线。观察曲线后可推断F-r之间是正比例关系。
7．保持砝码的运动半径不变，改变其质量，重复实验，得出几组F-ω数据点。对曲线进行“选择F值”，点击“F-m图像”得到拟合曲线。观察曲线后可推断F-m之间是正比例关系。
8．根据实验结果，分析向心力F与半径r、角速度ω和质量m的关系。
7.变速圆周运动和一般曲线运动
对链球运动慢动作进行观察，链子对球的拉力不是指向圆心，而是与速度夹角小于90度，引导学生将力分解为Ft、Fn，总结各自作用。变速圆周运动不是合外力提供向心力，而是其中一部分提供向心力。这反过来恰好解释前面的匀速圆周运动为什么合外力提供向心力。
匀速圆周运动,v、r大小不变；变速圆周运动，v变化，r不变，一般曲线运动如何处理呢？引导学生思考，v、r变还是不变，然后运用极限分割思想，将一般曲线分割为很多小圆弧，每段曲率半径r不同，v也不同。每段小圆弧对应的r和v，代入匀速圆周运动的向心加速度和向心力的公式即为此段的描述，这便是一般曲线运动的处理方法。
课后小结
本节课我们提出了向心力的概念，并根据牛顿第二定律和向心力表达式推导出了向心力表达式，并用圆锥摆和DIS传感器装置分别验证了向心力的表达式。最后我们又了解了做变速圆周运动的物体的受力特点以及提出了对于一般曲线运动的处理方法。
板书
《高中物理向心力实验》
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