Question

向心力 向心加速度

Answer 1

教学 目标

知识目标
1、知道什么是向心力，什么是向心加速度，理解匀速圆周运动的向心力和向心加速度大小不变，方向总是指向圆心．
2、知道匀速圆周运动的向心力和向心加速度的公式，会解答有关问题．

能力目标
培养学生探究物理问题的习惯，训练学生观察实验的能力和分析综合能力．

情感目标
培养学生对现象的观察、分析能力，会将所学知识应用到实际中去．

 

教学 建议

教材分析
教材先讲向心力，后讲向心加速度，回避了用矢量推导向心加速度这个难点，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，之后直接应用牛顿第二定律得出向心加速度的表达式，顺理成章，便于学生接受．

 

教法建议
1、要通过对物体做圆周运动的实例进行分析入手，从中引导启发学生认识到：做圆周运动的物体都必须受到指向圆心的力的作用，由此引入向心力的概念．
2、对于向心力概念的认识和理解，应注意以下三点：
第一点是向心力只是根据力的方向指向圆心这一特点而命名的，或者说是根据力的作用效果来命名的，并不是根据力的性质命名的，所以不能把向心力看做是一种特殊性质的力．
第二点是物体做匀速圆周运动时，所需的向心力就是物体受到的合外力．
第三点是向心力的作用效果只是改变线速度的方向．
3、让学生充分讨论向心力大小，可能与哪些因素有关？并设计实验进行探究活动．
4、讲述向心加速度公式时，不仅要使学生认识到匀速圆周运动是向心加速度大小不变，向心加速度方向始终与线速度垂直并指向圆心的变速运动，在这里还应把“向心力改变速度方向”与在直线运动中“合外力改变速度大小”联系起来，使学生全面理解“力是改变物体运动状态的原因”的含义，再结合无论速度大小或方向改变，物体都具有加速度，使学生对“力是物体产生加速度的原因”有更进一步的理解．

 

教学 设计方案

向心力、向心加速度

教学 重点：向心力、向心加速度的概念及公式．

教学 难点：向心力概念的引入

主要设计：

一、向心力：

（一）让学生讨论汽车急转弯时乘客的感觉．

（二）展示图片1．链球做圆周运动需要向心力．〔全日制普通高级中学教科书（试验修定本·必修）物理．第一册98页〕

（三）演示实验：做圆周运动的小球受到绳的拉力作用．

（四）让学生讨论，猜测向心力大小可能与哪些因素有关？如何探究？引导学生用“控制变量法”进行探索性实验．（用向心力演示器实验）

演示1：半径 r 和角速度 一定时，向心力 与质量 m 的关系．

演示2：质量 m 和角速度 一定时，向心力 与半径 r 的关系．

演示3：质量 m 和半径 r 一定时，向心力 与角速度 的关系．

给出    进而得在  ．

（五）讨论向心力与半径的关系：

向心力究竟与半径成正比还是反比？提醒学生注意数学中的正比例函数 中的 k 应为常数．因此，若 m 、 为常数  据    知  与 r 成正比；若 m、v 为常数，据    可知  与 r 成反比，若无特殊条件，不能说向心力 与半径 r 成正比还是成反比．

二、向心加速度：

（一）根据牛顿第二定律    

得：

（二）讨论匀速圆周运动中各个物理量是否为恒量：

v      T  f     

 

探究活动

感受向心力

在一根结实的细绳的一端拴一个橡皮塞或其他小物体，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．

体验一下手拉细绳的力（使小球运动的向心力），在下述几种情况下，大小有什么不同：使橡皮塞的角速度 增大或减小，向心力是变大，还是变小；改变半径 r 尽量使角速度保持不变，向心力怎样变化；换个橡皮塞，即改变橡皮塞的质量 m ，而保持半径 r 和角速度 不变，向心力又怎样变化．

做这个实验的时候，要注意不要让做圆周运动的橡皮塞甩出去，碰到人或其他物体．