向心力向心加速度教学设计
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1、第 5 单元向心力向心加速度教学设计 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rvmmrwF22,向心加速的大小rvrwQ22,并能用来进行计算。教学难点: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
2、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
3、)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
4、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
5、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
6、给出公式:Fmr2(说明该公式的得到方法,空气变量法、定量测数据)(5)学生据rv推导向心力的另一表达式rvmF2 3、向心加速度 (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ra2 rva2 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
7、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 课后练习三 六、板书设计 rvarwarvmFmrwFV2222;321;4321、快慢的物理量、描述线速度方向变化指向圆心、方向、供、由物体所受的合力提的方向、作用:改变、方向指向圆心向心力与向心加速度
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