公开课探究向心力教案

一，教学内容：探究向心力1课时二，教学目标知识与技能1．理解向心力是做匀速圆周运动物体所受合外力。2．通过实验探究影响向心力大小的因素。3．培养学生动手操作能力。过程与方法1．指导学生半定量的探究向心力与物体质量、圆周运动的半径及角速度等因素间的关系，知道用控制变量法进行实验。2．学生自己设计实验，自己根据自己的实验设计进行实验。3．对实验数据进行处理，看一下实验结果能验证什么问题。情感态度与价值观1．通过探究实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度。2．通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神。3．培养与人合作的团队精神。三，教学重点难点重点：1．控制变量法的使用。2．如何提出实验方案并使实验方案合理可行。3．实验结果的分析与处理。难点：1．如何提出实验方案并使实验方案合理可行。2．实验数据的分析与处理。四，教学方法多媒体辅助教学、实验探究法（相关flash动画）、讲授讨论法、习题巩固五，教学教具多媒体、PPT课件、向心力演示器、钢球、铜球、细绳、小物块六，教学过程【新课导入】欣赏视频：我国选手赵宏博和申雪在09年冬奥会花样滑冰比赛中，以精彩表演获得金牌，为国争光。视频中申雪的运动可以近似看成什么运动？（学生回答：匀速圆周运动），其运动状态时刻改变的原因是什么？（学生回答：受到合外力）。这节课我们共同探究做匀速圆周运动的物体合外力的特点。【自主学习】一，感受向心力学生小实验一：拉住绳子一端，使小球在光滑桌面上做匀速圆周运动。【观察与思考】：1.一旦线断或松手，结果如何？小球还能做匀速圆周运动吗？2.小球受到哪些力作用？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？1，回答：一旦松手，小球将做匀速直线运动，而不是匀速圆周运动。说明小球受不受绳子的拉力起决定作用。2，回答：对小球进行受力分析：结论：FN与G相抵消，所以合力为F定义：做匀速圆周运动的物体所受合外力，叫做向心力。力与运动分析：结论：合外力F指向圆心，与速度方向垂直；合外力F只改变速度的方向。向心力的方向：始终指向圆心，与速度方向垂直。向心力的作用效果：改变速度方向，不改变速度大小。【想一想】你还能设计出其它能感受向心力的实验吗？（让学生上讲台演示自己的设计）例如：将一小球放入杯中，手不会感觉有压力。但如果然小球沿杯子内壁做匀速圆周运动运动，会感觉的里的作用。【合作探究】二，探究影响向心力大小的因素体验与猜测：重做前面的小实验，自行改变实验条件，多做几次。猜想向心力的大小与哪些因素有关？（给学生3分钟时间讨论猜想，点人表述自己的观点。）1，与运动物体的体积有关？2，与运动物体的质量有关？3，与做圆周运动的半径有关？4，运动物体转动的快慢有关？5，与其它因素有关？由于影响向心力的因素较多，但这些因素之间本身就存在直接关系(如：V=rω;m=ρV等)，所以我们只需研究其中几个基本物理量与向心力的关系，就可以得出其它物理量与向心力的关系。这里我们不妨就探究m,r和ω与向心力F间的关系。【学生实验】实验方法——控制因素（变量）法实验器材——质量不同的小球若干、细线、空心圆柱笔杆、弹簧秤、橡皮筋、向心力实验器。分组研究某单一因素与向心力大小的关系，自行选取器材，设计实验步骤和表格，记下你的结论。你选取的实验器材有：______________________________________________________你设计的实验原理：______________________________________________________________________________________________________________________________________表格：控制变量实验现象实验结论____、____不变；____改变【演示实验】实验方法——控制因素（变量）法实验仪器——向心力演示器实验方法：匀速转动手柄，可以使塔轮和长槽和短槽匀速转动，槽内的小球就随之做匀速圆周运动。这时小球向外挤压档板，档板对小球的反作用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力。同时，小球压档板的力使档板另一端压缩弹簧测力套筒里的弹簧，弹簧的压缩量可以从标尺上读出，该读数显示了向心力大小。（时间允许，视频加深印象）操作方法：a：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。观察得到：向心力的大小与角速度有关，角速度越大，所需向心力就越大。b：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。观察得到：向心力的大小与半径有关，运动半径越大，所需向心力就越大c：用质量不同的钢球和铝球做实验，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。表格设计：控制变量实验现象实验结论m1:m2=1:2r，ω相同F1:F2=1:2F∝mr1:r2=1:2m，ω相同F1:F2=1:2F∝rω1:ω2=1:2m，r相同F1:F2=1:4F∝ω2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。由精确的实验得出物体做匀速圆周运动所需的向心力大小为：2mrF【讨论与交流】你可以从F=mrω2，推导出向心力F与V的关系吗？由2mrF和rV可得：rVmF2【演练反馈】1.如图所示，用细线吊着一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，关于小球的受力情况，下列说法中正确的是(B)A.重力、绳子的拉力、向心力B.重力、绳的拉力C.重力D.以上说法均不正确2,用细线拴一球在光滑平面做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（BC）A.在线速度一定情况下，线越长越易断B.在线速度一定情况下，线越短越易断C.在线长一定情况下，线速度越快越易断D.在角速度一定情况下，线越短越易断【总结提高】一，向心力定义：做匀速圆周运动的物体所受合外力向心力方向：指向圆心，与速度方向垂直向心力作用效果：改变速度的方向，不改变速度的大小向心力大小：rVmFmrF22;实验小结：1，实验方法：控制变量法2，发现物理规律的基本方法：以观察实验为基础，分析、综合的方法作业：课本P37—1，2七，板书设计：探究向心力一，定义：做匀速圆周运动物体所受合外力二，方向：指向圆心，与速度垂直三，作用效果：改变速度方向，不改变速度大小四，探究向心力的大小：1，实验方法：控制变量法2，实验原理：3，实验过程：控制变量实验结论m改变；r，ω不变ω改变；m，r不变r改变；m，ω不变结论：2mrFrVmF2八，教学反思：