2019-2020年人教版必修二5.5《向心加速度》WORD教案3.doc
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2019-2020年人教版必修二5.5《向心加速度》WORD教案3 ●本節(jié)教材分析 物體做勻速圓周運動的條件是它所受的合外力總跟速度的方向垂直，沿半徑指向圓心.其作用效果是產(chǎn)生向心力，所以，向心力并不是一個額外的力，它是做勻速圓周運動的物體所受各個力的合力，是由作用效果而命名的力. 在分析做勻速圓周運動的物體的受力情況時，首先應(yīng)該把物體所受的各個力找出并畫在受力圖上，然后畫出圓軌道，確定圓心的位置，這樣才能定下這幾個力的合力即向心力的方向，再用牛頓第二定律建立方程. 總之，本節(jié)著重從動力學的角度研究勻速圓周運動，圍繞著向心力、向心加速度與哪些因素有關(guān)展開，在教學時應(yīng)圍繞概念正確理解和應(yīng)用，并注意各個表達式的適用條件. ●教學目標 一、知識目標 1.理解向心力及其方向和作用. 2.掌握向心力的求解公式. 3.理解向心加速度的產(chǎn)生，掌握向心加速度的公式. 4.能根據(jù)向心力、向心加速度知識解釋有關(guān)現(xiàn)象，求解有關(guān)問題. 二、能力目標 1.學習用運動和力的關(guān)系分析問題. 2.提高學生的觀察和分析能力. 三、德育目標 通過a與v與ω、v之間關(guān)系的討論，使學生明確每一個結(jié)論都有其成立的條件，滲透科學嚴謹?shù)乃季S方式. ●教學重點 1.向心力和向心加速度概念的教學. 2.明確向心力的意義、作用、公式及其變形. ●教學難點 如何運用向心力、向心加速度的知識解釋有關(guān)現(xiàn)象. ●教學方法 實驗法、講授法、歸納推理法、分層教學法. ●教學用具 投影儀、CAI課件、向心力演示器、鋼球、木球和細繩. ●課時安排 1課時 ●教學過程 ［投影］本節(jié)課的學習目標 1.理解向心力和向心加速度的概念. 2.知道向心力大小與哪些因素有關(guān)，并能用來計算. 學習目標完成過程 一、導入新課 1.復(fù)習提問(B層次) ［投影］ ①勻速圓周運動的性質(zhì)、特點. ②描述勻速圓周運動快慢的各個物理量及其相互關(guān)系. ［學生活動設(shè)計］ ①獨立思考、回顧. ②鼓勵主動作答. 2.導入 上一節(jié)所學是從運動學角度來研究勻速圓周運動.本節(jié)我們從動力學角度來進一步研究勻速圓周運動. 二、新課教學 (一)向心力 ［演示并模擬］ 繩的一端拴一小球，手執(zhí)另一端使小球在光滑水平面上做勻速圓周運動. ［學生活動］ 1.觀察小球運動情況. 2.分析小球受力特點. ［同學歸納知識點］ 小球受重力、支持力、繩的拉力而做勻速圓周運動. ［點撥拓展］ 由于豎直方向小球不運動，故重力、支持力合力為零，那么水平方向上的勻速圓周運動效果由水平面上的繩的拉力效果來提供. ［設(shè)疑引申］ 這個力的方向有什么特點？跟速度方向有何關(guān)系？ ［學生活動］ 互相討論 ［師生互動］ 從方向上來看，這個力的方向在變，且始終指向圓心，始終跟速度方向垂直.(半徑與切線垂直) ［定義］板書 向心力指的是物體做勻速圓周運動的力，方向總是沿半徑指向圓心. ［引申拓展］ 向心力的作用是什么？ ［學生活動］ 結(jié)合向心力與速度的特點討論作答. ［結(jié)論］ 向心力的作用僅僅是改變速度的方向，并不改變速度的大小. ［強化訓練］ 投影 1.月球繞地球運轉(zhuǎn)的向心力是什么力提供的？ 2.在圓盤上放一個小物塊，使小物塊隨圓盤一起做勻速圓周運動，分析小物塊受幾個力？向心力由誰提供？ 參考答案： 1.月球和地球間的萬有引力 2.小物塊受重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力提供向心力 ［題后總結(jié)］ 剛才幾個問題中的向心力也即其所受力的合力.因此可以說，勻速圓周運動中，向心力由其所受合外力來提供. ［過渡］ 上面主要討論了向心力的方向，接下來研究向心力的大小跟什么因素有關(guān). (二)向心力的大小. 1.實驗猜想 ［學生活動設(shè)計］ ①分組用細線拉小鋼球、小木球讓其做勻速圓周運動，改變小球的轉(zhuǎn)速，細線的長度多做幾次. ②由自己的感覺(受力)猜測向心力的大小與哪些因素有關(guān). ［教師引導猜測結(jié)論歸納］ 向心力大小可能與物體的質(zhì)量、角速度、線速度、半徑有關(guān). ［過渡］ 那么猜想是否正確呢？下面通過實驗進行檢驗. 2.實驗驗證 ［演示］ 1.用實物投影儀、投影向心力演示器 2.逐一介紹向心力演示器的構(gòu)造和使用方法 ①構(gòu)造(略)——主要介紹各部分的名稱 ②使用方法： 勻速轉(zhuǎn)動手柄1，可以使塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的小球就做勻速圓周運動，使小球做勻速圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力提供，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^杠桿的作用力使彈簧測力套筒7下降，從而露出標尺8，標尺8上露出的紅白相間等分格子可顯示出兩個球所受向心力的比值. 3.操作方法 ①用質(zhì)量不同的鋼球和鋁球，使它們的運動半徑r和角速度ω相同，觀察并分析向心力與物體質(zhì)量之間的關(guān)系. ②用兩個質(zhì)量相同的小球，保持小球轉(zhuǎn)動的半徑相同，觀察并分析向心力與角速度之間的關(guān)系. ③用兩個質(zhì)量相同的小球，保持小球運動的角速度相同，觀察并分析向心力與運動半徑之間的關(guān)系. ［學生活動］到演示臺上操作并觀察 ［總結(jié)歸納］ 1.大家的猜想正確 2.具體關(guān)系 ①在運動半徑r和角速度ω相同時，向心力與質(zhì)量成正比，F(xiàn)∝m. ②在質(zhì)量和運動半徑一定時，角速度越大，向心力越大. ③在質(zhì)量和角速度一定時，運動的半徑越大，向心力越大，F(xiàn)∝r ［教師介紹］經(jīng)過大量的實驗證明： 向心力的大小跟物體的質(zhì)量m、圓周半徑r和角速度ω有關(guān)，m越大，r越大，ω越大，則向心力F也越大. 定量計算公式：F=mrω2 ［學生活動］ 推導F與v的關(guān)系 ［投影］ 推導過程 ［強化訓練］ 一端固定在光滑水平面上O點的細線，A、B、C各處依次系著質(zhì)量相同的小球A、B、C，如下圖所示，現(xiàn)將它們排成一直線，并使細線拉直，讓它們在桌面內(nèi)繞O點做圓周運動.如果增大轉(zhuǎn)速，細線將在OA、AB、BC三段線中的哪一段先斷掉？ 參考答案： ①同一繩承受力相同 ②轉(zhuǎn)速大時，實際拉力大的先斷. ③FC=m4π2()2rC FB=m4π2()2(rB+rC) FA=m4π2()2(rA+rB+rC) FA＞FB＞FC. 所以三段線中OA段最先斷. (三)向心加速度 1.［方法滲透］確定加速度的有無. ①定義法. ［師生互動分析］ a= 在勻速圓周運動中，線速度大小雖不變，但方向一直在變，故Δv=vt－v0≠0 所以a=≠0 ②牛頓定律法 ［師生互動分析］ a=.而勻速圓周運動中，F(xiàn)合提供向心力，則自然存在加速度，且方向同向心力方向，即指向圓心，所以稱其為向心加速度. ［過渡］ 如何確定具體的加速度大小、方向呢？ ［學生活動］ 由牛頓第二定律結(jié)合向心力分析. ［師生互動歸納］ 2.向心加速度的大小和方向 (1)向心加速度的大小 (2)向心加速度的方向 3.［點撥討論］ (1)加速度是一個描述速度變化快慢的物理量.但在勻速圓周運動中，速度大小是不變的，那么向心加速度有什么意義呢？ (2)由a=可判定a與r成反比，可又由a=rω2判定a與r成正比.到底哪個正確呢？ ［學生活動］ A層次：獨立思考. B層次：討論分析. C層次：教師指導分析. ［投影］ ［結(jié)論］ (1)在勻速圓周運動中，向心加速度反映做勻速圓周運動的物體的速度方向的變化快慢. (2)不管是正比還是反比，都得在某量不變時確定.當v不變時可說a與r成反比，當ω不變時可說a與r成正比. 三、小結(jié) 1.教師歸納 本節(jié)從兩大部分來研究勻速圓周運動，一從向心力，二從向心加速度，其中的物理意義和方向是要求特別注意之處. 2.學生歸納. A層次：獨立歸納，深入理解. B層次：討論歸納，歸納重點知識點. C層次：理清知識脈絡(luò)，識記主要知識點. 四、作業(yè) 1.復(fù)習本節(jié) 2.課后作業(yè) 3.預(yù)習下一節(jié) 4.查找相關(guān)資料 五、板書設(shè)計 六、本節(jié)優(yōu)化訓練設(shè)計 1.關(guān)于質(zhì)點做勻速圓周運動的下列說法中，錯誤的是( ) A.由a=可知，a與r成反比 B.由a=ω2r可知，a與r成正比 C.由v=ωr可知，ω與r成反比 D.由ω=2πn可知，ω與n成反比 2.如圖所示的兩輪以皮帶傳動，沒有打滑，A、B、C三點的位置關(guān)系如圖，若r1>r2，O1C=r2,則三點的向心加速度的關(guān)系為( ) A.aA=aB=aC B.aC>aA>aB C.aC下載提示(請認真閱讀)
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