高一物理向心力与向心加速度.docx
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1、高一物理向心力与向心加速度向心力与向心加速度学案 学习目标: (1)理解向心力的概念,通过实例相识向心力的作用及向心力的来源。 (2)通过试验理解向心力大小与哪些因素有关系,能运用向心力公式进行计算。 (3)知道向心加速度及其公式,能运用牛顿其次定律分析匀速圆周运动的向心力和向心加速度。 试验探究:向心力的大小与哪些因素有关? 猜想:_。 试验方法:限制变量法 试验器材:向心力演示器 试验步骤: 1探究向心力F与质量m的关系 r、相同,长短槽上小球质量比为1比2。 在r、肯定时,F向与m成_比。 长槽端标尺露出 格数(向心力) 短槽端标尺露出 格数(向心力) 1 2 3 向心力之比为 2探究向
2、心力F与半径r的关系 m、相同,长短槽上小球半径比为2比1。 在m、肯定时,F向与r成_比。 长槽端标尺露出 格数(向心力) 短槽端标尺露出 格数(向心力) 2 4 6 向心力之比为 3探究向心力F与角速度的关系 m、r相同,长短槽上小球角速度比为1比2。 在m、r肯定时,F向与_比。 长槽端标尺露出 格数(向心力) 短槽端标尺露出 格数(向心力) 1 2 向心力之比为 巩固1: 对物体受力分析,说明向心力的来源。 物体随转盘一起匀速圆周运动物体随滚筒一起匀速圆周运动 巩固2: 长度为05m的轻绳一端系一质量为2kg的小球,另一端固定,小球绕固定点在光滑水平面上以4m/s的速度做匀速圆周运动,
3、请计算小球做匀速圆周运动的向心力和向心加速度的大小? 当堂检测: 1、下列关于向心力的说法正确的是() A、向心力是物体做匀速圆周运动时产生的一个特别性质的力 B、做匀速圆周运动的物体的向心力是不变的 C、向心力不变更物体的速度 D、做匀速圆周运动的物体,合外力供应向心力 2、关于向心加速度说法正确的是() A、它是描述物体运动快慢的物理量 B、它是描述向心力改变快慢的物理量 C、它是描述速度方向改变快慢的物理量 D、它是描述速度大小改变快慢的物理量 3、向心力、向心加速度和半径的关系说法正确的有() A、由公式F=m2r可知在m和肯定的状况下,向心力和半径成正比 B、由公式F=mv2/r可知
4、向心力和半径成反比 C、由公式a=2r可知向心加速度和半径成正比 D、由公式a=v2/r可知向心加速度和半径成反比 向心力与向心加速度 【设计思想】 向心力概念的建立有两条途径:一是先通过试验建立向心力概念,归纳出向心力公式,再推出向心加速度;二是先通过理论推导导出向心加速度,再推出向心力。本节课目的是想通过先理论分析,得出向心力的存在,再通过试验探究,用理论指导实践。理论推导严谨,能训练学生的推理实力,试验方法讲向心力,降低了难度,便于学生理解接受。这样让学生真正相识到向心力的存在及意义。 【教学目标】 一、学问与实力 1、知道向心力的定义和方向,通过实例相识向心力的作用效果及来源。 2、通
5、过试验理解向心力的大小与哪些因素有关,初步驾驭向心力的公式并可以进行计算。 3、知道向心加速度及其公式,能运用牛顿其次定律分析匀速圆周运动的向心力及向心加速度。 4、经验向心力和向心加速度的概念形成过程的体验,大胆发表自己对有关问题的相识。 二、过程与方法 通过向心力理论分析到试验探究,培育学生用理论指导实践的素养和实力。 三、情感看法与价值观 培育学生视察生活,思索生活现象的实力,同时培育学生大胆分析及勇于探究的科学素养,以及敬重试验、实践的客观唯物精神。 【教学重点】 向心力概念的建立及试验探究向心力的大小是教学重点。 【教学难点】 向心力概念的建立及试验探究向心的大小也是教学难点。通过简
6、洁实例及分组试验加强感知,突破难点。 【教具打算】 1、小球、细绳和光滑木板16套 2、小链球16对。 3、向心力演示器16台。 4、课件。 【教学过程】 一、引入新课 观赏视频:我国选手赵宏博和申雪在06年冬奥会花样滑冰竞赛中,以精彩表演获得金牌,为国争光。视频中申雪的运动可以近似看成什么运动?(学生回答:匀速圆周运动),其运动状态时刻变更的缘由是什么?(学生回答:受到合外力)有力就会产生(加速度)。这节课我们共同探究做匀速圆周运动的物体合外力及加速度的特点。 板书:向心力与向心加速度 二、学生试验引出向心力的定义 引导学生分组利用手中的小球、细线、光滑水平木板,构建一个简洁的匀速圆周运动,
7、让学生对小球进行受力,得出匀速圆周运动物体所受合外力的特点:始终指向圆心,从而引出向心力的定义。 板书:向心力 1、向心力的定义:做匀速圆周运动的物体会受到一个始终指向圆心等效的力。 三、学生视察得到向心力的方向 再引导学生视察分析得到向心力的方向时刻在改变,是一个变力但始终指向圆心而且和速度方向垂直。 板书:向心力的方向:始终指向圆而且速度方向垂直 四、引导学生分析得到向心力的作用效果 因为向心力和速度方向始终垂直,所以向心力不做功,不变更速度的大小,只变更速度的方向,得到向心力的作用效果。 板书:向心力的作用效果:不变更速度的大小,只变更速度的方向。 五、通过三个典型题目引导学生分析向心力
8、的来源 对物体受力分析,说明向心力的来源。 物体随转盘一起匀速圆周运动物体随滚筒一起匀速圆周运动 板书:向心力的来源:向心力可以由重力、弹力、摩擦力等某个力供应,也可以由它们的合力,或某个力的分力供应。 六、试验探究:向心力的大小 提出问题:向心力的大小跟哪些因素有关? (引导学生用两个小链球试验,凭感觉粗略体验。学生经试验、探讨有了自己的看法后,自由发言。) 学生的猜想:向心力跟物体质量m、半径r、角速度有关。 (若学生说到v,可引导学生由公式v=r得出和v有重复的部分) 进一步引导学生猜想它们的定量关系。学生可能猜想向心力与质量成正比,与半径成正比,与角速度成正比。老师先不要作出推断。 提
9、问:试验时能否让三个量同时变。 学生:不行,应当保持其它量不变,使一个量改变即限制变量法。 试验装置:向心力演示器。 介绍构造: 讲解工作原理:小球向外压挡板,挡板对小球的反作用力指向转轴,供应了小球做匀速圆周运动的向心力,两力大小相等,同时小球压挡板的力使挡板另一端压缩套在轴上的弹簧,弹簧被压缩的格数可以从标尺中读出,即显示了向心力大小。 演示操作:如何实现限制变量。 强调留意事项: 学生分组试验得出: F向心力与质量的关系:、r肯定,取两球使mA=2mB视察:(学生读数)FA=2FB。 结论:向心力Fm。 F向心力与半径的关系:m、肯定,取两球使rA=2rB视察:(学生读数)FA=2FB。
10、 结论:向心力Fr。 F向心力与角速度的关系:m、r肯定,使A=2B视察:(学生读数)FA=4FB。 结论:向心力F2。 归纳:综合上述试验结果可知:物体做匀速圆周运动须要的向心力与物体的质量成正比,与半径成正比,与角速度的二次方成正比。但不能由一个试验、一个测量就得到一般结论,事实上要进行多次测量,同时选取更精密的仪器,大量试验,但我们不行能一一去做。同学们刚才所做的试验得出:m、r、越大,F越大;若将试验稍加改进,如课本中所介绍的小试验,加一弹簧秤测出F,可粗略得出结论。我们还可以设计许多试验都能得出这一结论,说明这是一个带有共性的结论。测出m、r、的值,可知向心力大小为:F=mr2r。
11、板书:向心力:F向心力=m2r=mv2/r 我们知道合外力必定产生加速度,向心力实际就是物体做匀速圆周运动的合外力,这个力产生的加速度是怎么样的呢? 七、依据牛顿其次定律推导出向心加速度 板书:向心加速度 1、向心加速度大小:a=F向心力/m=2r=v2/r=v a=42r/T2=42rf2 提问:方向是怎么样的? 板书:向心加速度的方向:与向心力同向,始终指向圆心 思索:匀速圆周运动是匀变速运动还是非匀变速运动? 学生:不是,因为加速度不恒定。方向时刻在变更。 板书:向心加速度的物理意义:描述速度方向改变快慢的物理量。 【刚好巩固】 长度为05m的轻绳一端系一质量为2kg的小球,另一端固定,
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- 关 键 词:
- 物理 向心力 向心 加速度
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