6《向心加速度教案》

6《向心加速度教案》（通用6篇）

6《向心加速度教案》 篇1

牛顿运动定律·向心加速度 向心力应用·教案

一、教学目标 1．物理知识方面：

(1)理解向心加速度表示速度方向变化快慢；(2)掌握向心加速度与半径的关系；

(3)学会分析向心力的来源，并能初步应用公式计算。

2．通过推导向心加速度、实例分析培养学生的推理能力，以及分析问题的能力。

二、重点、难点分析 1．重点：向心力的来源。

2．难点：变速圆周运动中物体的受力、竖直面内的圆周运动最高点速度极值。演示实验与理论推导相结合。

三、教具

1．转台、小物块； 2．单摆；

3．一根细绳系着盛水的透明小桶； 4．一只透明的碗、小球(玻璃球或其它)。

四、主要教学过程(－)引入新课

复习提问1：上节课我们学习了匀速圆周运动以及向心力。当物体做匀速圆周运动时需要向心力，这个力的方向如何？大小如何计算？

提问2：物体做匀速圆周运动时，速度是否发生变化？ 引导学生回答：速度大小不变，方向变。思考：速度方向变化，是否存在加速度？(学生可能答存在，也可能迟疑。)引导学生分析：速度是矢量，速度方向变化仍是速度有变化，有变化就有加速度，这个加速度表示速度方向变化的快慢。

引入：那么，匀速圆周运动的加速度是怎样产生的？它的大小和方向如何呢？下面我们就来讨论这一问题。

(二)教学过程设计

启发思考：物体运动时的加速度是如何产生的？根据是什么？

引导学生：由合外力产生，根据牛顿运动定律，力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。

再思考：那么，能否根据上节课的结论来推导加速度呢？(可由学生自己先推导)讲评(师生共同完成)：牛顿运动定律既适用于直线运动，也适用于曲线运动。由牛顿第二定律：F合=ma 由向心力公式：F合=F向=mωr 2

提问：加速度的方向如何？

引导学生：与合外力方向一致，即指向圆心。讲述：故名向心加速度。板书：向心加速度

1．向心加速度：表示速度方向变化的快慢。

分析：如图1所示，F向⊥v物体在运动方向上不受力，因而在这个方向(即切线方向)上没有加速度，速度大小不会改变。由牛顿第二定律，F合→a，合力提供向心力，向心力的作用只是改变速度的方向，不改变速度大小，由此产生的加速度方向指向圆心，表示速度方向变化的快慢。适用范围说明：向心力和向心加速度的公式是从匀速圆周运动得出的，但也适用于一般的圆周运动。一般的圆周运动，速度的大小有变化，向心力和向心加速度的大小也随着变化，利用公式求物体在圆周某一位置时的向心力和向心加速度的大小，必须用该点的速度瞬时值。

反馈练习(巩固新知识)：

①从匀速圆周运动的向心加速度公式a=ωr得出，a与半径r成正比，但从a=v/r又得出，a与半径r成反比。那么，a与半径r到底成正比还是反比？两者是否相互矛盾？

②一列火车的质量为500t，拐弯时沿着圆弧形轨道前进，圆弧半径为375m，通过弯道时的车速为54km/h，火车所需要的向心力是多大？产生的向心加速度是多大？

讲解：

①在讨论向心加速度与半径的关系时，必须注意不同的条件。

②火车拐弯时的圆周运动无论是否匀速率，都可利用公式求出拐弯瞬时的向心力和加速度。注意单位换算，v=54km/h=15m/s。

向心加速度：a=v/r=15/375=0.6(m/s)向心力：F=mv/r=5×10×15/375=3×10(N)或F=ma=5×10×0.6=3×10(N)也可先求向心力，再根据F=ma求加速度。板书：2．向心力实例分析

例1 下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别由什么力提供？ ①人造地球卫星绕地球运动时； ②电子绕原子核运动时；

③小球在光滑的水平桌面上运动；(如图2)④小球在水平面内运动；(如图3)⑤玻璃球沿碗(透明)的内壁在水平面内运动；(如图4)(不计摩擦)演示： 552

52522

⑥使转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速圆周运动，转台与物体间没有相对滑动。(如图5)(学生观察并分析，教师讲评)①由万有引力提供；④由重力、拉力的合力提供(如图6)②由库仑力提供；⑤由重力、支持力的合力提供(如图7)；

③由重力、支持力、拉力的合力提供；⑥由静摩擦力提供即合力(如图8)；

小结：分析匀速圆周运动向心力的来源，在具体问题中首先要对物体进行受力分析，根据受力来加以确定，由合力提供，也可能弹力、摩擦力等中的某一种力提供。

例2 汽车拐弯时，可以看做是匀速圆周运动的一部分。如果此时你坐在车厢内并紧靠车壁，有何感觉？为什么？若未靠车壁又如何？

(学生对此有切身体会，由学生自己分析后再讲评)讲评：人随车一起做圆周运动需要向心力。当人紧靠车壁时，感觉自己使劲挤压车壁，车壁就给人一个反作用力，与座位给人的静摩擦力合起来提供向心力；未靠车壁时，只能由座位给人的静摩擦力提供向心力，当车速不大，所需向心力不大，静摩擦力提供了向心力，人就有被向外甩的感觉；当车速较大，所需向心力就大，若静摩擦力不足以提供所需的向心力时，人就会滑离座位。

演示：

当物体在竖直面内做圆周运动时，一般不是匀速圆周运动，速度大小也在变，这时物体所受合外力方向并不指向圆心，如图10所示。将合外力分解为两个合力：F1垂直速度方向指向圆心提供向心力，其作用是改变速度方向；F2平行速度方向，其作用是改变速度大小。对这种情况的讨论和计算，仅限于最高点和最低点。

例3 演示“水流星”。

仪器：一根细绳系着盛水的杯子。

演示1：将杯子倒过来杯口朝下，水会在重力作用下洒到地上。以足够大的速度使杯子在竖直面内做圆周运动。如图11。

观察：杯子到最高点杯口朝下，水不流出。问：为什么？试分析原因。(学生可讨论)师生共同分析：以水为研究对象，水做圆周运动需要向心力，到最高点时速度为v，需要的向心2力方向竖直向下，大小为F=mv/r，v越大，需要的向心力就越大。水在最高点的受力如图12，重力以及杯底对水的作用力方向指向圆心，提供向心力。

演示2：使v小，水到最高点洒出。

思考：当杯子运动到最高点时，为使杯中的水不洒出，此时的速度至少是多大？如何算出？ 引导学生分析：

受力：N、G

v小，所需向心力小，N小；当N减小到0，重力提供向心力，有

翻滚过山车、杂技节目中的飞车走壁等原理也在于此。(三)课堂小结

1．匀速圆周运动时，向心加速度表示速度方向变化的快慢。向心加速度大小不变，方向指向圆心，时刻在变化，所以不是匀变速运动。

2．向心力来源

五、说明

1．在匀速圆周运动中，速度v、加速度a，向心力F都是矢量，而三个量的特点都是大小不变方向变，这是学生容易忽视的问题，因此在设计教学时力图突出这三个量的矢量性。

2．力与运动的关系是力学中的一个重要关系，教学中力图分析好速度、加速度、向心力三者之间的关系，加深对这三个概念的理解，同时深化对牛顿定律的认识。

3．对于非匀速圆周运动，大纲要求分析受力及加速度，只限于分析竖直面内的最高点和最低点。但对于基础较好的学生，介绍将合力分解在沿半径方向和切线方向去分析，学生是能接受的，这样的分析能使学生更透彻地理解力、速度、加速度三者之间的关系。教师可根据学生的情况灵活把握教学中的深浅度

2023高中物理向心加速度教案 篇2

教材分析 本节课是鲁科版物理必修2第四章第二节的内容，课时是二节课，本教案设计的是关于第一课时向心力的内容。教材在本节课之前已经安排学生学习了物体做曲线运动的条件和对圆周运动的描述，而且在必修1中也学习了牛顿运动定律。本节课作为上述知识的综合应用，通过分析理解向心力的概念，掌握向心力的来源，通过实验得出向心力大小的计算公式。从物理教学的整个课程分析，本节课从动力学的角度研究匀速圆周运动，这部分知识是本章的重点和难点，也是学生学好圆周运动的关键，学好这部分知识，可以为天体运动和带电粒子在匀强磁场中的运动等内容的学习打好基础。

学情分析 学生为高一的孩子，好奇心强，具有较强的探究欲望，并且在之前的学习中有多次的小组合作探究的经验。学生已经掌握的知识包括牛顿运动定律和物体做曲线运动的条件以及描述圆周运动的物理量。学生在平常的生活中已经接触到过一些关于物体做圆周运动的例子，对圆周运动已经有了一些感性的认识。学生会从向心力三个字的字面先入为主地认为向心力是某个新的性质力。 教学目标 知识与技能 1、理解向心力的概念，知道向心力是根据力的作用效果命名的一种力。

2、理解匀速圆周运动的向心力大小不变，方向总是指向圆心。

3、知道向心力大小与那些因素有关。理解公式的确切含义，并能用来计算。

过程与方法 1、通过设计实验探究向心力表达式的过程中，体会物理实验在处理问题中的作用。

2、经历从自己提出问题到自己解决问题的过程，培养学生的问题意识及思维能力。

3、经历从特殊到一般的研究过程，培养学生分析问题、解决问题的能力。 情感态度与价值观 养成合作交流的习惯，能主动与他人讨论交流，勇于发表自己的观点。

2、实例、实验紧密联系生活，拉近科学与学生的距离，使学生感到科学就在身边，培养学生的学习兴趣。

3、在探究的过程中，让学生经历类似科学家探索物理世界的过程，体会科学探究的喜悦，领悟一定的科学精神。 教学重难点 重点 理解向心力的概念。

掌握计算向心力大小的表达式。 难点

理解向心力是根据力的作用效果命名的力

教学思路 通过“水流星”实验引出本节课学习的对象——向心力。让学生观察电动小车在水平面内做圆周运动的实验，了解向心力的方向始终指向圆心，同时指出，向心力是以力的作用效果来命名的。接下来，让学生自己动手探究，切身体会向心力的大小与哪些因素有关，以及向心力大小的表达式。 教学方法 体现新课程的理念，以学生的好奇心和求知欲为基础，让学生在参与科学探究的过程中，学习科学探究方法，发展自主学习与合作学习的能力。 设计思想 重视科学探究和科学方法教育

物理学是科学知识科学探究与科学方法相结合的自然科学，在物理教学中应重视科学探究与科学方法。

渗透情感，态度与价值观的教育

在探究的过程中，让学生经历类似科学家探索物理世界的过程，体会科学探究的喜悦，领悟一定的科学精神。

重视学生自主学习与合作学习的新理念

体现新课程的理念，让学生在参与科学探究的过程中，发展自主学习与合作学习的能力。

教学过程

教学过程 环节 教学内容 教法与学法 设计意图

新课引入 “水流星”实验

实践过程：向学生展示装有茶水的透明小桶，提问，采用什么方法能够使开口的小桶翻转过来时，桶内的水不会洒出来?鼓励学生大胆上台尝试，在实验过程中不难发现小桶在竖直面内做圆周运动的过程中，当小桶开口向下时，水不洒出。由此激发出学生的兴趣，引出本节课研究的内容“向心力”。 运用演示实验的方法向学生展示“水流星”的实验发现开口的小桶在竖直面内做圆周运动过程中，小桶虽然翻转过来水却没有洒出来，从而引出新课的知识——“向心力”。 通过演示实验引入课题，可以激发学生的探究欲望，使学生主动地参加到课堂的探究中，并且对概念的理解提供感性素材，帮助学生更好地建立概念和认识规律。

新课教学

一，掌握向心力的性质和方向

演示实验1：用一根细绳，一端系一电动小车，另一端用手固定在水平桌面上。打开小车的开关，在绳子拉直前小车做直线运动，绳子拉直后小车绕着固定点做圆周运动。

演示实验2：小车绕固定点做圆周运动，突然放开细绳，小车沿切线方向做直线运动。

通过以下问题的引导，让学生理解向心力的概念，掌握向心力的方向

绳子的拉力对小车有什么样的作用效果?

绳子的拉力的方向有什么特点?

通过以上两个问题的思考和讨论总结出：做圆周运动的物体必须受到一个始终指向圆心的等效的力的作用，这个力叫做向心力。在小车实验中，拉力就是向心力。

通过对小车进行受力分析，明确向心力是一个按效果命名的力，使学生会分析向心力的来源，理解匀速圆周运动中的供需关系。

通过探究以下两个问题：

向心力方向与速度方向有何关系?

向心力对速度产生了怎样的作用效果?

得出结论：向心力只改变物体运动线速度的方向，不改变物体运动线速度的大小。

《向心力与向心加速度》教学设计 篇3

《向心力与向心加速度》教学设计 点评: 林细华 诏安边城中学

一、概述

本节课是高一鲁科版物理必修2第四章的内容，课时是二节课，本教案是关于第一课时向心力的内容。学生在前面学习了物体做曲线运动的条件，学习了对圆周运动的描述，而且在必修1中也学习了牛顿运动定律。这节课作为这些知识的综合应用的具体例子，通过分析理解向心力的概念，掌握向心力的来源，通过实验得出向心力大小的公式。点评：

本节课是从动力学的角度研究匀速圆周运动的，这部分知识是本章的重点和难点，也是学生学好圆周运动的关键点，学好这部分知识，可以为天体运动和带电粒子在匀强磁场中的运动等内容的学习打好基础。

许老师在概述部分对教材版本、学科、年级、课时安排等都做了完整的说明，对学习内容、教学思路、本节课的价值及重要性介绍。通过概述部分的介绍，我们对本节课有一初步的了解。

二、教学目标分析

（一）知识与技能

1、知道什么是向心力，理解匀速圆周运动的向心力大小不变，方向总是指向圆心；

2、知道向心力的来源；

3、知道匀速圆周运动的向心力的公式，会解答有关问题；

4、养成探究物理问题的习惯，养成观察实验的能力和分析综合能力。

（二）过程与方法

1、要通过对物体做圆周运动的实例进行分析入手，从而认识到：做圆周运动的物体都必须受到指向圆心的力的作用，由此理解向心力的概念；

2、通过充分讨论向心力来源、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；

3、能通过思考交流，体验探究与合作学习。

（三）情感态度与价值观

1、领略到物理就在自己的身边，体验自然界的奇妙与和谐，发展好奇心与求知欲；

2、在探究合作过程中，增强探究意识与合作意识，增强与人交流的意识；

3、养成敢于发表自己观点，既坚持原则又尊重他人的良好习惯；

4、意识到物理规律在现实生活中的重要作用，增强对物理学习的兴趣；

5、在用实验得出结论的过程中，逐步树立严谨科学的实验态度和正确的认识观。点评：

教学目标分析是教学设计中的一个至为重要的环节，也是教学设计面临的首要任务。它决定着教学的总方向，学习内容的选择、教与学的活动设计、教学策略和教学模式的选择与设计、学习环境的设计、学习评价的设计都要以教学目标为依据来展开。

课程标准涉及本节内容的要求是“能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力”，许老师能较好的根据课程标准、教学要求及教学内容的特点来确定教学目标。在对本节课的教学目标从知识与技能、过程与方法和情感态度与价值观三个维度来描述，符合新课程的基本理念与要求。对具体目标的阐述基本做到了正确定位学习目标、具体目标设计尽可能明确、目标描述要有层次性的要求；不足之处是在“情感态度与价值观”教学目标的确定上，目标动词使用也许可以更准确一些，避免过于空泛。

三、学习者特征分析

1、学生是本校的高一学生；

2、学生为高一的孩子，好奇心强，具有较强的探究欲望；

3、学生有过多次的小组合作经验；

4、学生已经学过牛顿运动定律和物体做曲线运动的条件及描述圆周运动的物理量；

5、学生能够进行牛顿运动定律的简单应用；

6、学生在平常的学习和生活中已经接触到过一些零碎的关于物体做圆周运动的例子；

7、学生有一些摩擦力与运动方向相反的错误观念。

8、学生会从向心力三个字的字面先入为主认为这是某个新的力。点评：

了解学习者的原有知识基础和认知能力是为了确定当前所学新概念、新知识的教学起点。对学习者特征进行认真分析是实现个别化教学和因材施教的重要前提。在学习者特征的分析上，许老师对自己的学生情况认识全面，对学生的知识基础和能力基础分析很细致。对学习者知识基础和认知特征分析较到位，从而为选用的合适的教学方式、激发学生的兴趣，保持学生学习积极性、提供了保证。

四、教学策略选择与设计

·情景创设策略：运用生活中与教学内容相关的情景，设计问题，设计物理实验，组织教学内容，提出有启发性的引申问题，激发学生的学习兴趣，积极地参与到实验验证、实验猜想、探究规律的学习当中。

·探究引导策略：探讨式学习；教师启发引导

·自主合作探究式学习策略：建立小组讨论、交流、合作的课堂氛围

点评：在教学策略的选择与设计上，许老师能够根据本节教学内容的特点，选择情景创设策略、探究引导策略、自主合作探究式学习策略。通过情境设置激发学生学习兴趣，调动学生的学习积极性；再通过任务驱动使学生能自主学习，体现了教师的主导作用和学生的主体地位，从而有效完成教学目标。教学设计教学策略的选择充分考虑了学习者特征，体现出较多的新课程教学理念，运用了较多的新教育教学理论

五、教学资源与工具设计

·鲁科版新课标教材高中物理必修2 ·相关实验器材，单摆小球、向心力演示器、钢球、木球。·专门为本课设计的多媒体课件 ·多媒体教室 点评：

许老师在本节课教学资源与工具设计上，充分体现了能用实验的就不用课件，能用动画的就不用图片的媒体运用思想。既强调了物理实验的真实性，突出了媒体创设情景的有效性。

六、教学过程

课前：播放课件中有关圆周运动的视频。导入新课 复习提问

物体做曲线运动的条件？ 匀速圆周运动的性质、特点？

为了描述匀速圆周运动，我们引入了哪些物理量？ 描述匀速圆周运动的物理量之间的关系？ 导入

我们刚才通过视频观看了多种圆周运动，圆周运动是曲线运动，运动的物体肯定有一个不为0的合外力，它的合外力会不会有什么特点呢？本节我们就从动力学角度来进一步研究圆周运动中较简单的匀速圆周运动。

点评：建构主义学习理论认为：学习不是知识由教师向学生的传递，而是学生建构自己的知识的过程。学生不是被动的信息吸收者，而是意义的主动建构者，这种建构不可能由其他人代替。学习过程并不简单是信息的输入、存储和提取，而是新旧经验之间的双向的相互作用过程。许老师在本节课的教学中能较好的应用建构主义学习理论来进行教学设计。通过播放有关圆周运动的视频、复习提问的方式来导入新课，来激发学生的学习积极性和兴趣，产生疑问，进行引导，进而达到激情导入新课的目的。二．新课教学 ㈠向心力 [实验并模拟] 利用桌上的单摆小球，手执绳的一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。观察小球运动情况、分析小球受力特点（请同学单独回答）。[设疑引申] 如绳子突然断开，小球还能维持圆周运动吗？绳子的拉力有什么特点？这个力的方向跟速度方向有何关系？ [学生互相讨论] 从方向上看，这个力的方向时刻在变，且始终指向圆心，始终跟速度方向垂直（半径与切线垂直）。

向心力：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合外力。师：向心力的作用是什么？

生：改变速度的方向，不改变速度的大小。师：向心力是不是一个方向不变的力？ 生：不是。

利用课件模拟各种做匀速圆周运动的实例，请学生对其进行受力分析。从而理解各种情况下物体做匀速圆周运动的向心力。[过渡] 向心力的方向时刻在变，那大小呢？向心力的大小会与哪些因素有关？先让我们通过亲身体验来猜想一下。[学生活动设计]

1、分组用细线拉小钢球、小木球让其在桌面上做匀速圆周运动，改变小球的转速，细线的长度多做几次。由自己的感觉猜测向心力的大小与哪些因素有关。

2、让学生做课本图4－17的实验，体验向心力。[猜测结论归纳] 向心力的大小可能与物体的质量、角速度、线速度、半径有关。[过渡] 那么猜想是否正确呢？它们之间定量的关系又会怎样？下面通过实验进行检验（控制变量法）。[演示] 逐一介绍向心力演示器的构造和使用方法（所需的向心力由挡板来提供）。

首先对照图片和实物来认识实验仪器，①转动手柄，用手摇动就带动②、③变速塔轮转动，塔轮有3层，第一层塔轮左右半径相等，第二层塔轮半径之比为2：1，地三层塔轮半径之比为4：1，塔轮上面有一个长槽和一个短槽，长槽的上面有两个小档片，第一个档片到圆心的长度为第二个档片到圆心长度的一半，等于短槽上的档片到圆心的长度，我们对小档片施加一个力可以看到，通过⑥横臂的杠杆作用使弹簧测力筒⑦下降，从而露出标尺⑧，标尺上露出的红白相间等分格子数可以显示力的大小，现在我们把小球放在槽上，然后匀速转动手柄，使小球做匀速圆周运动，如果没有档板，小球会飞出，所以小球的向心力有档板对小球的弹力提供，而同时小球会给档板一个同样大小的力，这个力的大小又通过红白格子表现出来，所以两球向心力的大小的比值就能得出。操作方法：

用质量不同的钢球和铝球，使它们的运动半径和角速度相同，观察并分析向心力与物体质量之间的关系。

用两个质量相同的小球，保持小球转动的半径相同，观察并分析向心力与角速度之间的关系。用两个质量相同的小球，保持小球运动的角速度相同，观察并分析向心力与运动半径之间的关系。[总结归纳] 大家的猜想正确 具体关系

r、ω相同，m1：m2=F1：F2=1：2 m、r相同，ω1：ω2=1：2

F1：F2=1：4 m、ω相同，r1： r2= F1：F2=1：2 当m、r、ω都采用国际单位制时，我们能得到向心力的定量计算公式F=mrω2，将公式ω=v/r代入可以得到向心力的另一表达式F=mv2/r。

三、小结

本节从力的角度研究了匀速圆周运动，知道了向心力的概念、特点、作用效果，以及各种情况向心力的来源，并通过实验研究了向心力的大小。

四、作业

复习本节、预习下节 教材72页第3、5题。

观察日常生活所见的匀速圆周运动并用今天所学的知识去解释。点评：

本节课为探究性学习课，即在教师创设情景，让学生自己提出想要知道的问题，在教师的引导下，通过全班同学的讨论、实验、演示来不断完善。教师在教学中通过具体的实例、实验，激发学生的求知欲望，让学生主动参与到探究的过程，成为学习的主体，积极主动地获取知识和提高能力。在本节课的教学中，教师充当了课堂教学中的指导者，对话的“提问者”，学生是课堂学习的主角，是知识建构的主体。学生对知识的建构是在生生互动、师生互动中进行的，能够充分调动学生的学习积极性，进行自主学习，建构新的知识体系。教师在整个教学过程十分重视对学生思维过程的引导和启发，问题串的设置富有启发性，教学过程中即时对学生进行形成性的评价，能激励学生学习的主动性，对重点内容布置书面作业，有利于知识目标的巩固。

在整节课的实施过程中，充分发挥了物理实验和课件辅助的功能，突出了知识的形成过程，有利于学生对所学知识的理解和把握。流程图：

七、教学评价设计

本节课体现新课程教学要求，把评价的侧重点放在学生的学习活动上，围绕学生主动学习来评价；充分利用现代教育技术，使评价具有客观性和可操作性，便于掌握和应用。课堂学习成果评价量表

班别______ 姓名：________ 得分:___________ 评价项目

评 价 标 准

等级（权重）分

自评

小组评

教师评

优秀

良好

一般

较差

知识与技能

了解向心力的概念 8 5 3

知道向心力的来源 8 5 3

知道向心力的特点 8 5 3

掌握向心力大小的公式 6 4 2

情感态度

课堂上积极参与，积极思维，积极动动脑，发言次数多 6 4 2

对本内容兴趣浓厚，提出了有深度的问题。6 4 2

课堂调查：书面写出你在学习本节课时所遇到的困难，向教师提出较合理的教学建议。8 6 4 2

我这样评价我自己：

伙伴眼里的我：

注：1.得分为自评、互评、教师评总分之均值；2.“我这样评价我自己”、“伙伴眼里的我”以及“老师的话”都是针对课堂学习情况的概括性评判和描述。点评：

在本节教学的评价上，许老师突出了过程性，关注从三个维度的教学目标展开评价，注意通过评价促进学生参与课堂教学。对难于操作的过程与方法、情感态度价值观方面的评价，他是渗透在学生反复的探究过程中，以教师对学生的评价为主，通过观察、语言、手势、表情等途径进行随堂评价。而许老师对于知识与技能方面的评价，是融合在学生的探究过程，以及小组讨论中，还包含在课后作业及后续的考试测验中。

八、帮助和总结 教师在学生做课本图4－17的实验时要及时提醒学生要注意安全。

圆周运动和向心加速度知识点总结 篇4

知识点一：圆周运动的线速度

要点诠释：

1、线速度的定义：

圆周运动中，物体通过的弧长与所用时间的比值，称为圆周运动的线速度。

公式：（比值越大，说明线速度越大）

方向：沿着圆周上各点的切线方向

单位：m/s2、说明

1）线速度是指物体做圆周运动时的瞬时速度。

2）线速度的方向就是圆周上某点的切线方向。

线速度的大小是的比值。所以是矢量。

3）匀速圆周运动是一个线速度大小不变的圆周运动。

4）线速度的定义式，无论是对于变速圆周运动还是匀速圆周运动都成立，在变速圆周运动中，只要取得足够小，公式计算的结果就是瞬时线速度。

注：匀速圆周运动中的“匀速”二字的含义：仅指速率不变，但速度的方向（曲线上某点的切线方向）时刻在变化。

知识点二：描写圆周运动的角速度

要点诠释：

1、角速度的定义：

圆周运动物体与圆心的连线扫过的角度叫做角速度。

公式：

单位：

2、说明：

1)这里的必须是弧度制的角。

(弧度每秒)

与所用时间的比值

2）对于匀速圆周运动来说，这个比值是恒定的，即匀速圆周运动是角速度保持不变的圆周运动。

3）角速度的定义式，无论是对于变速圆周运动还是匀速圆周运动都成立，在变速圆周运动中，只要取得足够小，公式计算的结果就是瞬时角速度。

4)关于的方向：中学阶段不研究。

5）同一个转动的物体上，各点的角速度相等。

例如.木棒OA以它上面的一点O为轴匀速转动时，它上面的各点与圆心O的连线在相等时间内扫过的角度相等。

即：

3、关于弧度制的介绍

(1)角有两种度量单位：角度制和弧度制

(2)角度制：将一个圆的周长分为360份，其中的一份对应的圆心角为一度。因此一个周角是360°，平角和直角分别是180°和90°。

(3)弧度制：定义半径长的弧所对应的圆心角为一弧度，符号为rad。一段长为的圆弧对应的圆心角是

rad，(4)特殊角的弧度值：在此定义下，一个周角对应的弧度数是：；平角和直角分别是

（rad）。

（5）同一个角的角度和用弧度制度量的之间的关系是：rad ，说明：在物理学中弧度并没有量纲，因为它是两个长度之比，弧度（rad）只是我们为了表达的方便而 “给”的。

知识点三：匀速圆周运动的周期与转速

要点诠释：

1、周期的定义：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期，单位：s。

它描写了圆周运动的重复性。

2、周期T的意义：不难看到，周期是圆周运动的线速度大小和方向完全恢复初始状态所用的最小时间；周期长说明圆周运动的物体转动得慢，周期短说明转动得快。

观察与思考：同学们看一看你所戴的手表或者墙上钟表上的时、分、秒针，它们的周期分别是多少？想一想角速度和周期的关系如何？（秒针的周期最小，其针尖的最大，也最大。）

3、匀速圆周运动的转速

转速n：指转动物体单位时间内转过的圈数。

单位： r/s（转每秒），常用的单位还有

关系式：s(n单位为r/s)或

(转每分)

s(n单位为r/min)

注意：转速与角速度单位的区别：

知识点四：描述圆周运动快慢的几个物理量的相互关系

要点诠释：

因为这几个都是描述圆周运动快慢，所以它们之间必然有内在联系

1、线速度、角速度和周期的关系

匀速圆周运动的线速度和周期的关系

匀速圆周运动的角速度和周期的关系

匀速圆周运动的角速度和周期有确定的对应关系：角速度与周期成反比。

2、线速度、角速度与转速的关系：

匀速圆周运动的线速度与转速的关系：

匀速圆周运动的角速度与转速的关系：

3、线速度和角速度的关系：

(1)线速度和角速度关系的推导：

特例推导：

（n的单位是r/s）（n的单位是r/s）

设物体沿半径为r的圆周做匀速圆周运动，在一个Ｔ时间内转过的弧长2πr及2π角度，则：

一般意义上的推导：

由线速度的定义：

而

又因为，所以，所以

(2)线速度和角速度的关系：

可知：

同理： 一定时，一定时

(3)对于线速度与角速度关系的理解：

是一种瞬时对应关系，即某一时刻的线速度与这一时刻的角速度的关系，适应于匀速圆周运动和变速圆周运动。

知识点五：向心加速度

要点诠释：

1、向心加速度产生的原因：向心加速度由物体所受到的向心力产生,根据牛顿第二定律知道，其大小由向心力的大小和物体的质量决定。

2、向心加速度大小的计算方法：

（1）由牛顿第二定律计算：

；

（2）由运动学公式计算：

如果是匀速圆周运动则有：

3、向心加速度的方向：沿着半径指向圆心，时刻在发生变化，是一个变量。

4、向心加速度的意义：在一个半径一定的圆周运动中，向心加速度描述的是线速度方向改变的快慢。

5、关于向心加速度的说明

（1）从运动学上看：速度方向时刻在发生变化，总是有然有向心加速度；

（2）从动力学上看：沿着半径方向上指向圆心的合外力必然产生指向圆心的向心加速度。

思考回答：为什么匀速圆周运动不是匀变速运动？

加速度是个矢量，既有大小又有方向，匀速圆周运动中加速度大小不变，而方向却不断变化。因此，匀速圆周运动不是匀变速运动。

规律方法总结

1、注意圆周运动的速度和加速度的方向是变化的。

（1）圆周运动的线速度的方向时刻在发生变化，但是总是与半径垂直；

（2）无论是匀速圆周运动还是变速圆周运动，都是加速度变化的曲线运动，都不是匀变速运动。

2、熟练掌握线速度、角速度、周期和转速的关系能给解题带来

必方便。

（1）尽管线速度、角速度、周期和转速都能描写圆周运动的快慢，但是它们是有区别的；

（2）线速度与角速度的关系圆周运动和变速圆周运动都适应；

（3）在具体计算中，要注意角的单位和转速的单位。

3、同一个转动的物体上不同的点，其角速度是相同的，其线速度与半径成正比；皮带传动时或者齿轮传动时，两个轮子边缘上的点线速度是相同的，其角速度或转速与轮子的半径成反比。

4、向心加速度的计算公式

适用于圆周运动任何瞬时和

是瞬时对应关系，匀速的向心加速度的计算，其中的线速度和角速度都是瞬时值，无论是匀速圆周运动还是变速圆周运动都可以用来计算某时刻的向心加速度。

典型例题透析

类型一——角速度和线速度的计算

1、闹钟的秒针长4cm，求秒针针尖运动的线速度和角速度。

思路点拨：秒针的周期是60s，是一个不言而喻的条件，应自觉的运用。

解析：秒针转动的周期T=60s，又因为，故

针尖转动一周走过的弧长是2πr，所以针尖上一点的线速度

也可以用线速度和角速度的关系求解线速度

2、（2010 全国Ⅰ卷）图1是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来（如图2所示）。

(1)若图2中示波器显示屏横向的每大格（5小格）对应的时间为，则圆盘的转速为＿＿转/秒。（保留3位有效数字）

(2)若测得圆盘直径为10.20cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为＿＿cm。（保留3位有效数字）

思路点拨：从题目中提炼出相关条件，是解题的关键：小的矩形虚线的宽度表示反光涂层的运动时间，两个矩形虚线框之间的宽度表示圆盘运动一周的时间。

解析：(1)从图2可知圆盘转一圈的时间在横坐标上显示22格，由题意知图2中横坐标上每格表示0.22s，则转速为4.55转/秒。，所以圆盘转动的周期是(2)反光涂层的长度为

答案：(1)4.55(2)1.46。

总结升华：如何从题目中挖掘条件是解题的首要任务，也是一种阅读能力，从本题来看，紧密结合图1和图2，对两图中的对应量进行迁移，才会正确解题。同时一定要在平时训练这方面的能力。

举一反三

【变式1】：电风扇叶片边缘一点的线速度为56.7m/s，若它转动半径为18cm，求电扇转动的角速度和周期。

解析：根据线速度与角速度的关系

得

【变式2】（2011 山东聊城模拟）如图所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M，长杆的一端放在地上通过铰链联结形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处，在杆的中点C处拴一细绳，绕过两个滑轮后挂上重物M.C点与O点距离为Ｌ，现在杆的另一端用力使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平位置(转过了90°角)，此过程中下列说法正确的是()

A．重物M做匀速直线运动 B．重物M做匀变速直线运动 C．重物M的最大速度是ωL D．重物M的速度先减小后增大

解析： 由题知，C点的速度大小为vC＝ωL，设vC与绳之间的夹角为θ，把vC沿绳和垂直绳方向分解可得，v绳＝vCcosθ，在转动过程中θ先减小到零再增大，故v绳先增大后减小，重物M做变加速运动，其最大速度为ωL，C正确．

类型二——向心加速度的计算

3、在长20cm的细绳的一端系一个小球，绳的另一端固定在水平桌面上，使小球以5m/s的速度在桌面上做匀速圆周运动，求小球运动的向心加速度和转动的角速度。

解析：由题意可知

根据向心加速度的计算公式

4、如图所示，定滑轮的半径r=2cm，绕在滑轮上的细线悬挂着一个重物，由静止开始释放，测得重物以加速度a＝2m/s2做匀加速运动。在重物由静止下落距离为1m的瞬间，滑轮边缘上的点的角速度多大？向心加速度a多大？

思路点拨：这是一个关于变速圆周运动向心加速度计算的问题。物体的速度时刻等于轮缘上一点的线速度，求出物体下落1m时的瞬时速度，然后利用角速度、向心加速度和线速度的关系可以求解。

解析：

(1)重物下落1m时，瞬时速度为

显然，滑轮边缘上每一点的线速度也都是2m/s，故滑轮转动的角速度，即滑轮边缘上每一点的转动角速度为：

(2)向心加速度为：

总结升华：此题讨论的是变速运动问题，重物落下的过程中滑轮转动的角速度，轮上各点的线速度都在不断增加，但在任何时刻角速度与线速度的关系仍然成立。

类型三——皮带传动问题

5、如图，主动轮O2转动，已知

匀速转动，通过皮带不打滑地带动从动轮分别为r1、r2上的中点，A为O2轮边缘上一，向心加速度与角速度、线速度的关系点，B为O1轮边缘上一点，C为皮带上一点。试比较：

（1）A、B、C点线速度的大小？

（2）A、B、E、F各点角速度的大小？

（3）E、F点线速度的大小？

思路点拨：分析比较各个点运动情况的异同，建立相互关系是解题的切入点。

解析：（1）因为皮带传动过程与轮子不打滑，所以A、B、C三个点可以看成是皮带上的三个点，相同时间必定通过相同的路程，因此，A、B、C点的线速度相等，这也是两个轮子的联系。

即

（2）比较各点角速度：

比较

所以（3）由

应通过，同理

入手分析

因为A、F是同一物体上的点，角速度必然相等即

总结升华：（1）同一转动物体上的各点，角速度必然相等；（2）皮带传动时，与皮带接触的点线速度相等。

举一反三

变式

1、如图所示，一皮带不打滑的皮带传动装置，A、B两点是轮缘上的点，C是O2B连线中点上的一点。大轮与小轮的半径之比为2:1，试分析A、B、C三点线速度、角速度、周期、向心加速度的关系。

解析：A、B、C三者中，A、B都是轮边缘上的点，所以具有相同的线速度。∴vA:vB=1:1。

再寻找vC与vA或vB间的关系。由于C与B在同一个轮子上，所以C、B具有相同角速度，根据v=ωr可以确定vB:vC=2:1。

因此vA:vB:vC=2:2:1。

再来看看角速度间的关系:B、C两点在一个轮上，所以它们具有相同的角速度，即ωB:ωC=1:1，而A、B两点具有相同的线速度，∴ωA:ωB=2:1，∴ωA:ωB:ωC=2:1:1。

根据角速度与周期的关系，ω=，可得到TA:TB:TC=1:2:2。

若从an=入手，∵vA:vB:vC=2:2:1，rA:rB:rC=1:2:1 ∴an==4:2:同理，也可以利用an=ω2r，或an=

r来找出向心加速度的关系，结果是一样的。

更简单的考虑方法是利用an=wv，因为w与v的关系已经求出，所以可以直接求出加速度的关系。

变式

2、如图所示的皮带传动装置，左边是主动轮，右边是一个轮轴，RA：RC=1：2，RA：RB=2：3。假设在传动过程中皮带不打滑，则皮带轮边缘上的A、B、C三点的角速度之比是__________；线速度之比是_________；向心加速度之比是_________。

分析：由于A、C同轴，所以角速度相等，ωA：ωC=1：由v=ωr有，vA：vC=rA：rC=1：2

A、B用皮带传动，皮带不打滑，所以线速度相等，vA：vB=1：ωA：ωB=rB：rA=3：2

综上：vA：vB：vC=1：1：2；ωA：ωB：ωC=3：2：3；aA：aB：aC=3：2：6

变式3：（2011 山东济宁模拟）如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑，图中有A、B、C三点，这三点所在处半径rA>rB＝rC，则这三点的向心加速度aA、aB、aC的关系是()

A．aA＝aB＝aC B．aC>aA>aB C．aCaA

解析： 皮带传动不打滑，A点与B点线速度大小相同，由

得，所以aAaC，所以aC＜aA＜aB，可见选项C正确．

类型四——平抛运动和匀速圆周运动综合题

6、如图示，在半径为的水平放置的圆板中心轴上距圆板高为的A处以沿水平抛出一个小球，此时正在做匀速转动的圆板上的半径恰好转动到与平行的位置，要使小球与圆板只碰一次且落点为B。求：

（1）小球抛出的速度；

（2）圆板转动时的角速度ω。

思路点拨：思维的切入点是分析小球落在B 点的条件即：小球平抛落地时的水平位移是R 且圆盘在这段时间内转动了整数圈。

解析：（1）“只碰一次”：若较小，小球有可能在圆板上弹跳几次后落在B点。

所以此小球第一次落至圆板上时的。由平抛运动的规律得

（2）因为圆板运动具有周期性，所以小球可在空中运动的时间t内，圆盘可能转动了整数圈，设圆板周期为Ｔ，则1，2，3„„）。

所以圆盘的角速度

1，2，3„„）

0，总结升华：解决圆周运动问题要充分注意到其周期性的特点;解决综合性的问题要重视分析物理现象发生的条件。

拓展深化：若使小球第一次直接落在过B直径的另一端C点，解析：

①平抛运动的水平位移和落地时间程不变，则不变，亦不变。

不变，所以（1）、（2）方

②小球落在直径的另一端，圆盘必定转过了整数圈加半圈，所以

则

0，1，2，3„„）

总结升华：利用匀速圆周运动的周期性，可分析、解决此类问题的多解性。

变式练习

变式：雨伞边缘的半径为r，且高出地面为h，现将雨伞以角速度ω旋转，使雨滴自伞边缘甩出落于地面成为一个大圆，求此大圆的半径R是多少？

思路点拨：形成雨伞和雨滴运动的情景，画出空间关系图是解题的关键所在。

解析：依题意作出俯视图如图，其中小圆是雨伞边缘，半径为r，大圆是雨滴在地面上的轨迹。两个圆不在同一个水平面上。

雨伞以角速度旋转，所以雨滴离开雨伞边缘时的线速度大小为v=r，如图中画出了A点雨滴甩出时的速度方向，雨滴甩出后以上述速度做平抛运动落到B点，A B为雨滴的水平位移，OA为伞的半径，则OB即为所求大圆的半径。

雨滴飞行落地时间

向心力的教案范文 篇5

一、教学目标

1、理解向心力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、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。

二、教学策略

1、激起学生的疑惑与矛盾感。

2、明确提示问题的重点。

3、提示分析问题的方法。

4、使学生能顺利进入问题的核心。

三、教学难点

对向心力的正确理解和认识

四、教学内容（1）课程引入 演示实验：

1、在绳子的一端系一个小球，用手拿住另一端，使小球绕手做圆周运动。

2、讨论：

a)小球受到那些力的作用？

b)和外力是哪个力？这个力的方向有什么特点？

（2）教学过程

1、向心力的定义：

做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。

例

1、一小球在漏斗壁上旋转

例

2、自行车拐弯时受到的向心力

例

3、公路拐弯处的倾斜情况

题1．如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动，物体所受向心力是()

A．重力B．弹力 C．静摩擦力

D．滑动摩擦力

2、向心力的方向；

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。

3、向心力的公式推导：

v22由于上节课我讲了向心加速公式a、a=wr。根据牛顿第二定律，因此我把向心加

r速度在代入牛顿第二定理的表达式中得到：

v2Fm

Fmwr

r题

2、如图2所示，在匀速转动的水平转盘上，有一个相对于盘静止的物体其质量为0.5kg,并且放置在离圆心0.1m，随盘一起转动角速度为10rad/s，向心力为多大？

4、变速圆周运动和一般的曲线运动：

教师活动：向心力能改变速度的大小吗？为什么？ 学生活动：思考并发表见解。

教师活动：听取学生的发言，点评。（注：向心力是物体的合外力，只是一种作用效果。关键在于合外力提供向心力，那么方向一定是指向圆心，始终不做功，所以不会改变速度的大小。）

教生活动：设疑：我们在让学生做一下刚刚的实验，通过抡绳子来调节物体的速度的大小，不就说明向心力可以改变速度的大小吗？这该怎么解释。

学生活动：认真阅读课本，思考并讨论问题，学生代表发表见解。（因为向心力不一定指向圆心了，所以速度大小就改变了。）小结：仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动，同时具有向心加速度和切线加速度的圆周运动就是变速圆周运动。教师活动：（运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，叫做一般曲线运动。）对于做一般曲线运动的物体，我们可以用怎样的分析方法进行简化处理？ 学生活动：阅读教材发表自己的见解。（注：我们可以把它分成很多段，质点在每小段的运动都可以看做圆周运动的一部分，这样就可以用圆周运动的分析方法处理。）

五、课堂练习：1.）A.它们线速度相等，角速度一定相等 B.它们角速度相等，线速度一定也相等 C.它们周期相等，角速度一定也相等 D.它们周期相等，线速度一定也相等

2．在匀速圆周运动中，下列物理量不变的是（）

A．向心加速度 B．线速度 C．向心力 D．角速度

3.如图5所示，在光滑水平桌面上有一光滑小孔O；一根轻绳穿过小孔，一端连接质量为m＝1kg的小球A，另一端连接质量为M＝4kg的重物B．

(1)当小球A沿半径r＝0.1m的圆周做匀速圆周运动，其角速度为ω＝10rad/s时，物体B对地面的压力为多大？

(2)当A球的角速度为多大时，B物体处于将要离开、而尚未离开地面的临界状态？(g＝10m/s2)

六、课堂小结

总结知识点、归纳。

七、板书设计

（1）主板书：写出向心力的推导过程和公式及变速圆周运动和一般曲线运动的概念、小结。

（2）副板书：进行习题演算和公式推导过程

八、作业

课后习题：

1、3两题。

高一物理必修二教案向心力 篇6

向心力是高中物理的一个重点内容，同时也是一个难点内容，在对物体进行受力分析时，往往不清楚运动过程中什么力提供向心力，这说明学生对向心力的认识和理解不够深刻、全面。为了突破难点，教师在教学中通过具体的实例、实验，激发学生的求知欲望，让学生主动参与到探究的过程，成为学习的主体，积极主动地获取知识和能力。

本节课的教学流程设计为：创设情境→发现问题→进行猜想→理论推导→实验验证→得出结论→指导实践。

在教学手段上，充分使用PPT、视频、演示实验、故事讲述，以增强教学的生动性和形象性，活跃课堂气氛，从而充分调动学生学习的积极性，落实教学目标。