1、向心力、向心加速度 一、教学目标 1、理解向心力和向心加速度的概念并能用来进行计算。 2、知道向心力大小与哪些因素有关。理解公式的确切含义，并能用来进行计算。3、进一步理解匀速圆周运动中产生向心加速度的原因。 4、知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在圆周上某一点的向心力和向心加速度。 二、重点难点重点：1、理解向心力和向心加速度的概念。 2、知道向心力大小，向心加速度的大小，并能用来进行计算。 难点：对向心力和向心加速度的正确理解和认识。 三、教学方法 实验、讲授、讨论、归纳、推理 四、教学用具 多媒体、 课件、向心力演示器、钢球、木球、细绳 五、教学过程 引入：我们知道，匀速圆周运动是
2、变速曲线运动。而力是改变物体运动状态的原因，说明物体做匀速圆周运动时一定要受外力作用。物体做匀速圆周运动时所受的外力有何特点？加速度怎样？这就是本节课要研究的问题。 （一）、向心力 1、演示实验：在光滑水平桌面的O点固定一根钉子，把绳的一端套在钉子上，另一端系一个小球，使小球在桌面上做匀速圆周运动 2、讨论： a： 小球此时受到哪些力的作用？ b： 合外力是哪个力？这个力的方向有什么特点？ 3、 结论 ：做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的拉力的作用，这个力叫向心力。 向心力的方向不断变化，但总是沿着半径指向圆心，而物体运动的方向沿切线方向，所以向心力的方向总与物体运动的方向垂直。4、向心力
3、的作用效果只改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。向心力指向圆心，而物体运动的方向总是沿圆周上的切线方向，二者互相垂直。物体在运动方向上所受的合外力为零，在这个方向上无加速度，速度大小不会改变。所以向心力只改变速度的方向。 5、向心力的大小 （1）体验向心力的大小 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。 （2）【演示实验】用向心力演示器演示向心力的大小与什么因素有关。用控制变量法。 介绍向心力演示器的构造和使用方法 操作方法： a：用质量不同的
4、钢球和铝球做实验，使两球运动的半径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，向心力就越大。 b：用两个质量相同的小球做实验，保持运动半径相同，观察向心力与角速度之间的关系。可以看出，角速度越大，所需向心力就越大。 c：仍用两个质量相同的小球做实验，保持两球运动角速度相同，观察向心力的大小与运动半径之间的关系。可以看出，运动半径越大，所需向心力就越大。 （3）总结得到：向心力的大小跟物体的质量m、圆周半径r和角速度都有关系。 匀速圆周运动所需的向心力大小为Fmr2 （4）学生根据推导向心力的另一表达式 【注意】向心力是根据力的作用效果来命名的，不是一种新的、特殊的力。做匀速圆周运
5、动所需的向心力通常是由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或者某个力的分力，或几个力的合力所提供。 做匀速圆周运动的物体受到的合外力就是向心力。（二）、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，根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、根据牛顿第二定律可得到 或 【注意】 （1）由于a向的方向时刻在变，所以匀速圆周运动是变加速运动。 （2）做匀速圆周运动的物体，其速度大小没有改变，改变的只是速度方向，因此，向心加速度是描述质点速度方向变化快慢的物理量。 （三）、课堂练习 1、一个做匀速圆周运动的物体，当它的转速为原来的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？ 2、学生阅读【思考与讨论】 （1）分析木块受几个力的作用？各是什么性质的力？ （2）木块所受的向心力是由什么力提供的？ 3、讨论课本P95练习五（3）、（4）、（5）、（6）（四）、课堂小结1、为什么做匀速圆周运动的物体需要一个向心力 ？向心力的作用是什么 ？ 2、 向心力和向心加速度跟哪些因素有关？写出向心力和向心加速度的不同形式的公式，说明它们的确切含义和它们之间的关系。 六、课外作业 课后练习三（1）、（2）、（7）