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5.7向心力——创新比赛课件


全国第三届大学生物理教学技能大赛

人教版物理必修2第五章第7节

向心力
南京师范大学 蔡丽



心 力 说课

教材分析

曲线运动

平抛运动 圆周运动 第五章 曲线运动
1. 曲线运动 2. 平抛运动 3.

实验:研究平抛运动 4. 圆周运动 5. 向心加速度 6. 向心力 7. 生活中的圆周运动

描述圆周运动的基本概念

w 、T v、
承上启下

向心加速度a

向心力 F

圆周运动实例分析 万有引力与天体运动 带电粒子在磁场中运动



心 力 说课

教材分析

新旧教材的对比
新教材 第五章 ??
运用矢量 4. 圆周运动 运算研究 实例→向心力的概念

旧教材
第五章 ?? 4. 匀速圆周运动 以学生 为中心 5.向心力、向心加速度 曲线运动

曲线运动

5. 向心加速度 圆 锥 牛顿第 探究性实验 → 向心力公式 摆 6. 向心力

7.

实 验 生活中的圆周运动

二定律

6.匀速圆周运动的实例
向心力演示仪

牛二→向心加速度

分析 7. 离心现象及其应用



心 力 说课

教学目标

1. 在实验操作中培养学生的动手习惯,提高理 解、分析、解决问题的能力; 情感态度 与价值观 2. 让学生感受成功的快乐,体会实验的意义, 激发学生学习物理的兴趣。

1. 体验向心力的存在,会分析向心力的来源;

过程与 方法

2. 从牛顿第二定律角度理解向心力表达式,进一步
体会力是产生加速度的原因;

3. 用圆锥摆粗略验证向心力表达式。

知识与 技能

1. 了解向心力概念,知道向心力是效果力; 2. 掌握向心力的表达式,会计算简单情景中 的向心力。



心 力 说课

教学重点、难点

教学重点:
1. 圆周运动中向心力的来源; 2. 向心力的确定方法与公式。

教学难点:
1. 圆周运动中向心力的来源; 2. 圆锥摆实验及相关物理量的测量。



心 力 说课

教学与学法
合作讨论

问题启发

分析实验

教师主导 学生主体
演示实验
观察思考

科学探究



心 力 说课

教学设计

1. 生活实例与课堂体验—— 感知向心力存在
2. 受力分析与规律总结—— 理解向心力来源 3. 理论推导与实验验证—— 探究向心力大小 4.解决问题与课堂拓展 —— 运用向心力知识



心 力 说课

教学设计 创设情境:

新 课

在手不触碰乒乓球的 情况下,用乒乓球将 水瓶“提起”!?




教师提问:
做圆周运动的物体为什么不 沿直线飞去,而是沿着一个圆 周运动?

1. 生活实例与课堂体验——感知向心力存在

新 课

体验: 手拉小球在水平面
上转动、放手 ?




观察:
a. 玻璃杯中转动的小球,

提起杯子后沿直线飞去

b. 双人滑冰

2. 受力分析与规律总结——理解向心力来源
N

F


G

向心力是一种新的 性质力 ? 或某个 也可能由某些力的 合力
力的分力来充当 。
F引
N

O

向心力可能由某个力来充当 ,






O F
G

定义:做匀速圆周运动的物体一
定受到一个指向圆心的合力,这个 力叫做向心力(Fn) N1
N2 向心力是效果力 G
O

F

3. 理论推导与实验验证——探究向心力大小

A

感知影响向心力大小的因素 理论推导向心力公式

问题1:笔帽做圆周运动时,

向心力的大小?
问题2:多挂一个钥匙后,

B

C

实验验证向心力公式 你有什么办法再将钥匙串

稳定提起?
向心力笔
问题3:向心力大小可能与

什么因素有关?

3. 理论推导与实验验证——探究向心力大小

A 感知影响向心力大小的因素 向心力 向心加速度 B

理论推导向心力公式

Fn ? man
实验验证向心力公式 牛顿第二定律

C

牛顿运动定律不仅适用于直线运动, 曲线运动中也同样适用。

3. 理论推导与实验验证——探究向心力大小

A 感知影响向心力大小的因素 实验器材 思考 实验:用圆锥摆粗略 实验原理 验证向心力的表达式 讨论: 理论推导向心力公式 待测数据 B

C

2 2 高度 时间 圈数 实验 4 ? g 实验验证向心力公式 F1 ? mr F2 ? 2n m r 次数 h t h t n

1 2 3

3. 理论推导与实验验证——探究向心力大小
C

实验验证向心力公式

课本实验中的问题: 不易保持摆球的圆周运动

3. 理论推导与实验验证——探究向心力大小
C

实验验证向心力公式

课堂实验: 手捏悬点上端,
转腕,调整位置,再保持悬点 静止,使小球沿圆周运动。

课外拓展: 直流电动机带动
小球,滑动变阻器调节转速, 量角器读出摆角

4. 解决问题与课堂拓展——运用向心力知识

新 课

结论: 1.向心力的方向:始终指向圆心 课堂讨论1:课本P25问题与练习2
2. 向心力的效果:只改变速度方向,不改 变速度大小,它是一种效果力 课堂讨论 2:课本P25问题与练习3





3. 向心力的来源:向心力可能由某个力 来充当,也可能由某些力的合力或某个 课外探讨: 课本P25问题与练习4;关于 力的分力来充当 “圆锥摆粗略验证向心力的表达式”实验提 高精度的方法与改进思路。 4. 向心力的大小:

说明:变速圆周运动和一般曲线运动的教学安排在下一课时



心 力 说课

板书设计

模拟授课
5.7

向心力

理论推导与实验验证——探究向心力大小

理论推导与实验验证——探究向心力大小
1

感知影响向心力大小的因素

问题1:笔帽做圆周运动时,向
心力的大小?
忽略笔管摩擦, G钥 ? Fn

向心力笔

问题2:多挂一个钥匙后,你有
什么办法再将钥匙串稳定提起? 注意与只挂一个钥匙时对比, 注意控制变量

1

感知影响向心力大小的因素
法一
法二 法三

问题3:向心力大小可能与什么因素有关?
一 把 钥 匙

猜想: m、r、?(v)

法一:半径不变,加快转速 ? ?
法二:转速不变,增加半径 r ? 法三: 半径转速都不变,多 m ? 夹一个笔帽

G钥 ?? Fn ?

2

理论推导向心力公式

向心加速度

向心力

an ? r?

2
2

v an ? r

Fn ? man
牛顿第二定律

Fn ? m? r
2

v Fn ? m r

2

牛顿运动定律不仅适用于直线运动, 曲线运动中也同样适用。

3

实验验证向心力公式 实验器材: 带线钢球、铁架台、刻度尺、秒表

实验:用圆锥摆粗略 验证向心力的表达式

θ

实验原理:

T

h
Fn

r g F1 ? mg tan ? ? mg ? mr h h

动力学

= r

2 2 2 4 ? 4 ? n 2 F2 ? m? r ? m 2 r ? mr 2 T t

运动学

O

待测数据: G
悬点高度 h 、转动圈数 n 、转动总时间 t

3

实验验证向心力公式

实验中的问题:不易保持摆球的圆周运动

课堂实验: 手捏悬点上端,
转腕,调整位置,再保持悬点 静止,使小球沿圆周运动。

课外拓展:直流电动机带动小
球,滑动变阻器调节转速,量 角器读出摆角

全国第三届大学生物理教学技能大赛

Thank You!
南京师范大学 蔡丽


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