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向心力 向心加速度

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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  r成正比;若m、v为常数,据    可知  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.




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