《向心力》

篇一：《向心力》说课稿

《向心力》说课稿

一、说教材：

1. 新老教材比较

老教材是从日常现象观察、猜测向心力会与什么因素有关，然后运用控制变量法（利用向心力演示仪）得出向心力的表达式，再根据牛二定律推导出向心加速度表达式，对向心加速度表达式an没有进行理论推导，总体思路是由向心力这个本质到向心加速度这个现象。

新教材的设计思路正好相反，从现象到本质，从特殊到一般，教材先从生活，生产中很多圆周运动的现象得出速度方向变化必须要有加速度，在通过数学推导（体现极限思想）得出向心加速度的表达式，再根据牛顿第二运动定律推导出向心力的表达式。教材到这儿本可以结束，但是新教材，通过圆锥摆实验粗略验证了向心力表达式（以前是向心力演示仪），这个验证实验起到了一举三得的作用：①验证了向心力表达式的正确性 ②验证了向心加速度表达式的正确性 ③验证了匀速圆周运动是由合外力提供向心力。向心力不是具体的力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力，甚至是每个力的分力，是按效果命名的力。

从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般的曲线运动，体现了从特殊到一般的思想，在处理一般曲线运动时也采用微分思想

2. 本课在教材中的地位

圆周运动与抛体运动都是很重要的曲线运动，为了学习《向心力》前面已有很多知识铺垫，如：曲线运动的方向、条件、描述圆周运动的概念及物理量，包括向心加速度。这是前，那么后呢？学好本节可以为本章应用部分及万有引力知识做必要准备，所以本节内容具有承上启下，承前启后的作用，是本章乃至本册的重要内容。

二、三维目标：

1. 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。

2. 过程与方法。1. 体验向心力的存在，会分析向心力的来源；

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。

3. 情感态度与价值观。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；

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。

三、教学探究的重点与难点

1. 本节教学重点：

①圆锥摆实验的探究过程 。②牛顿第二定律在曲线运动中的应用，在前面学习抛体运动的基础上，有学习圆周运动，让学生了解牛顿运动定律不仅适用于直线运动，同样适用于曲线运动，让学生体会牛顿力学的魅力 。③明确1. 圆周运动中向心力的来源；2. 向心力的确定方法与公式。

2. 教学难点：

①圆锥摆实验及有关物理量的测量（难就难在你不敢去尝试，我准备了这个演示实验，预先我也测了一下，结果还可以，误差很小，我觉得即使误差大，也要去尝试，做比不做好，让学生体会验证实验过程）。麻烦可能会出在⑴怎样点悬 ⑵怎样保证做圆周运动 ⑶怎样测高度②1. 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。

四、教学方法

本课采用“引导探究”式教学法，该教学法以解决问题为中心，注重学生的独立钻研，着眼于创造思维的培养，充分发挥学生主动性。其主要程序是：提出问题→科学猜想→设计实验→科学探究→得出结论→指导实践。它不仅重视知识的获得，而且更重视学生获得知识的过程及方法，更加突出了学生的主动学习。学生活动约占课时2/5。课堂气氛将较活跃。能真正体现“以教为主导，以学为主体”的教学思想。

五、教学流程（时间安排贯穿其中）

1. 导入新课（3分钟）

创造学习圆周运动的情景，激发学生学习兴趣是引入新课的知道思想。举例和展示生活、生产中、体育比赛中的一些圆周运动的例子，如我在课件里就安排了几段动画。如：①双人滑冰的动画 ②轻绳牵好小球在光滑冰面上做圆周运动等，引导学生观察归纳出他们的共同特征。让学生思考圆周运动的条件，以及怎样满足哪些条件，让学生的思维进入新课教学的轨迹。

2. 新课教学（30分钟）

(1) 受力分析及规律总结向心力（8分钟）

课件展示几个圆周运动实例，引导学生对物体进行受力分析，让学生发现，做圆周运动的物体受到的合力总指向圆心，从而得出向心力的概念，理解向心力是做圆周运动物体所受的合力，是按效果力命名的，再引导根据牛二定律及所学向心加速度的公式，推导出向心力的表达式。到这儿会有疑问向心加速度本身数学推导得出，再推出向心力这两个公式可靠吗？有没有办法验证？

(2) 进入圆锥探究实验，理论推导及实验验证（本部分既重也难，时间15-18分钟）

学生自主阅读课本实验，课件展示问题（原理、器材、需测数据表格）时间2-3分钟可以讨论，好了以后学生汇报（照阅读提纲）学生汇报，教师点评、分析可不测r、m（通过投影片）

引导学生设计实验，记录表，与学生共同参与演示实验（测长度、可以老师测，学生帮助，与学生一起数圈）采集好数据后，当场进行计算。改变高度，再做一次，学生讨论评估实验误差。有无改进办法。

再介绍几个典型的圆周运动，如物理跟转盘一起转动，

（3）解决问题及课堂拓展（8-10分钟）

引导学生总结向心力的特点及规律，得出向心力的公式，通过课本的习题进行巩固练习所学知识点达到知识融会贯通的效果。

(3) 课堂小结（2分钟）

(4) 本--和教学实施都落实了高中物理新课程的目标要求，体现了新课程的精神，采取“学生自主探究，教

师启发导学”的新教法，充分调动学生自主学习，让学生自主探究。本--让学生经历了“提出问题→猜想与假设→设计实验→实验探究→分析与论证→交流与合作→得出结论”等一系列过程，亲身体会到科学探究的过程。通过实验探究，让学生人人参与，亲身体验探究过程，活跃学生思维，并在探究中突破

教学难点。教师结合演示实验，同时充分利用“多媒体课堂辅助教学资料库”的教学课件，使课堂的教学效果大大提高

(5) 作业布置

P22 1-5。（b）尝试 课本P22“做一做”实验，可以当场尝试，如就地取材，塑料胶带或线牵小球做圆周运动。

六、板书设计

篇二：高一物理必修2《向心力》练习题

物理必修2《向心力》练习题

基础训练

一、选择题

1．下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中.正确的是( ) A．物体除其他的力外还要受到—个向心力的作用 B．物体所受的合外力提供向心力 C．向心力是一个恒力

D．向心力的大小—直在变化

2．下列关于向心加速度的说法中，不正确的是 （ ） ．．．

A．向心加速度的方向始终与速度的方向垂直 B．向心加速度的方向保持不变

C．在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的 图1

D．在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不断变化

3．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

4.如图1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，随盘一起转动，关于它的受力情况，下列说法中正确的是 （ ）

A．只受到重力和盘面的支持力的作用 B．只受到重力、支持力和静摩擦力的作用

C．除受到重力和支持力外，还受到向心力的作用 D．受到重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用

5．如图2所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动，物体相对桶壁静止．则 A． 物体受到4个力的作用．

B． 物体所受向心力是物体所受的重力提供的．

D．物体所受向心力是物体所受的静摩擦力提供的．

6.在一段半径为R的圆孤形水平弯道上,已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的μ倍,则汽车拐弯时的安全速度是（ ）

A.v?

C． 物体所受向心力是物体所受的弹力提供的．

?gR B.v?

gR

?

C.v?2?gR D.v??gR

7.如图3所示，为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑，则：则（ ）

A.a点与b点的线速度大小相等；B.a点与b点的角速度大小相等； C.a点与c点的角速度大小相等；

D.a点与d点的向心加速度大小相等.

二、填空题 图3 8.一个做匀速圆周运动的物体，如果轨道半径不变，转速变为原来的3倍，所需的向心力就比原来的向心力大40N，物体原来的向心力大小为________ .

9．汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时，车对桥的压力为车重的3/4

，如果使汽车行驶至桥顶时桥恰无压力，则

汽车速度大小为_ m/s.

三、计算题 10．如图4所示,小球A质量为m.固定在长为L的轻细直杆一端,并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动.如果小球经过最高位置时,杆对球的作用力为拉力,拉力大小等于球的重力.求

（1）球的速度大小.

（2）当小球经过最低点时速度为gL，求杆对球的作用力的大小和球的向心加速度大小.

11.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，一端连接质量为图4 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)

图

5 12．用一根细绳拴一物体，使它在距水平地面高h＝1.6m处的水平面内做匀速圆周运动，轨道的圆周半径r＝1m．细绳在某一时刻突然被拉断，物体飞出后，落地点到圆周运动轨道圆心的水平距离S＝3m，则物体做匀速圆周运动的线速度为多大？向心加速度多大？

能力提高

一、选择题

1．如图1所示，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（ ）

A．球A的角速度一定大于球B的角速度

B．球A的线速度一定大于球B的线速度 C．球A的运动周期一定小于球B的运动周期

D．球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力

图1

2．小球m用长为L的悬线固定在O点，在O点正下方L/2处有一个光滑钉子C，如图2所示，今把小球拉到悬线成水平后无初速度地释放，当悬线成竖直状态且与钉子相碰时 （ ）

Ａ．小球的速度突然增大 Ｂ．小球的角速度突然增大

Ｃ．小球的向心加速度突然增大 Ｄ．悬线的拉力突然增大

3．用材料和粗细相同、长短不同的两段绳子，各栓一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，那么（ ） Ａ．两个球以相同的线速度运动时，长绳易断 Ｂ．两个球以相同的角速度运动时，长绳易断 Ｃ．两个球以相同的周期运动时，长绳易断 Ｄ．无论如何，长绳易断

4．如图3，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动现给小球一初速度，使它图

3

做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是

A.a处为拉力，b处为拉力B.a处为拉力，b处为推力 C.a处为推力，b处为拉力D.a处为推力，b处为推力

5．如图４所示，从A、B两物体做匀速圆周运动时的向心加速度 随半径变化的关系图线中可以看出 ()

A．B物体运动时，其线速度的大小不变 Ｂ．B物体运动时，其角速度不变 Ｃ．A物体运动时，其角速度不变

Ｄ．A物体运动时，其线速度随r的增大而减小

6．如图５所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为2m、m、m，离转轴的距离分别为R、R、2R，与转台间的摩擦因数相同，转台旋转时，下列说法中，正确的是 （ ）

Ａ．若三个物体均未滑动，C物体的向心加速度最大 Ｂ．若三个物体均未滑动，B物体受的摩擦力最大 Ｃ．转速增加，A物比B物先滑动 Ｄ．转速增加，C物先滑动

7．火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定.若在某转弯处规定行驶的速度为v，则下列说法中正确的是( )

A．当以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力

B．当以v的速度通过弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力 C．当速度大于v时，火车轮缘挤压外轨 D．当速度小于v时，火车轮缘挤压外轨 二、填空题

8.如图6所示,内壁光滑的半球形容器半径为R，一个小球(视为质点)在容器内沿水平面做匀速圆周运动，小球与容器球心连线与竖直方向成θ角，则小球做匀速圆周运动的角速度为＿＿. .

图6

9．如图7所示，长为L的细线，一端固定在O点，另一端系一个球.把小球拉到与悬点O处于同一水平面的A点，并给小球竖直向下的初速度，使小球绕O点在竖直平面内做圆周运动.要使小球能够在竖直平面内做圆周运动，在A处小球竖直向下的最小初速度应为_______________

图7

三、计算题

10.如图8所示，两质量分别为mA和mB的小球A与B套在水平杆CD上，且mA=mB=m，两球之间用一轻细线连接，A和B距转轴OO’的距离分别为rA=R，rB=2R，且CD对AB的最大静摩擦力都是f，问： (1)要使两球绕轴在水平面内转动而无滑动，角速度?的最大值？ (2)当?达到最大值时，绳子受张力为多大？

图

8

11.如图9所示，用细绳一端系着的质量为M=0.6kg的物体A静止在水平转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量为m=0.3kg的小球B，A的重心到O点的距离为0.2m．若A与转盘间的最大静摩擦力为f=2N，为使小球B保持静止，求转盘绕中心O旋转的角速度ω的取值范围．（取g=10m/s2）

图9

12.如图10所示AB为竖直转轴，细绳AC和BC的结点C系一质量为m的小球，两绳能承担的最大拉力均为2.25mg，当AC和BC均拉直时∠ABC=90°，∠ACB=53°，BC=1.2m.ABC能绕竖直轴AB匀速转动，因而C球在水平面内做匀

2

速圆周运动，求：（g取10m/s）

(1) m的线速度增大为何值时，BC绳才刚好被拉直?

(2)若m的速率继续增加，哪条绳先断，此时小球的速率多大?

图10

参考答案 基础训练

1.B 做匀速圆周运动的物体一定是合外力提供向心力，向力不是恒力，方向要不断变化，而且是效果力. 2.BCD 向心加速度方向始终沿半径方向. 3.D 4.B 5.C

v2

6.A 滑动摩擦力提供向心力时?mg?m，v?gR，安全速度一定不能大于它.

R

7.D b、c、d三点角速度相同，a、c线速度相同. 8.5N 9.20 10.解：（1）在最高点重力与杆的拉力的合力提供向心力

v2

2mg?m，解得v?2gL

L

v2

（2）在最低点F?mg?m，得F?7mg.

L

v2

向心加速度为a?，a?6g.

L

11.解：（1）设绳提供的向心力大小为F，地面对A的支持力为FN有

F?m?2r

FN?F?Mg得FN?30N

由牛顿第三定律可得物体对地面的压力为30N.

（2）设此时的角速度为?1，绳的拉力等于B物体的重力，即F?40N

F?m?2r解得??20rad/s

12.解：绳断后小球沿圆周切线做平抛运动，由几何关系可知平抛运动的水平射程为22m.

篇三：《向心力》教学设计

《向心力》教学设计

无锡市堰桥中学 高秋明

一、教材分析

“向心力”编排在曲线运动倒数第二节，这部份知识是本章的重点，学好这部份知识，可以为学习下一章万有引力应用部份的内容做好必要的准备。

圆周运动是生活中一种典型的曲线运动,匀速圆周运动更是一种特殊运动，匀速圆周运动的运动规律在实际生活中有着广泛的具体应用。而匀速圆周运动的向心力与向心加速度的关系其实又是牛顿第二定律的具体应用。因此，本节课采用理论与实际相结合的教学方式，既能使教学过程变得生动有趣又能有效激发学生学习物理的兴趣。

教材在处理这部份知识时，改变原有教材的方法：新教材在前面一节已经利用矢量推导的方式得出向心加速度的公式，这节课利用牛顿第二定律由向心加速度的公式得出向心力公式，再通过实验验证做匀速圆周运动的物体受到的向心力公式，然后再简单介绍向心力公式也适用于非匀速圆周运动。这样的编排通过引导学生观察生活发现问题，通过实验探究规律，利用规律解决生活实际问题，让学生充分参与模型的形成、概念的建立和规律的探究，这种教学方式非常有利于学生科学思维的形成，并可以有效地激发学生学习匀速圆周运动的学习动机。

二、学生分析

向心力的学习是在学生已经掌握了匀速圆周运动的向心加速度公式和牛顿运动的基础之上进行的。

学生已经学习了牛顿运动定律，初步掌握了牛顿第二定律的数学表达式F?ma，并v2

?r?2，所以，学生具有了理论推导匀且学习了匀速圆周运动的向心加速度公式a向?r

速圆周运动的向心力公式的知识储备和方法储备。

匀速圆周运动是生活中一种典型的运动形式，在实际生活中有很多实际应用，在本节的学习过程中，学生通过观察生活实例发现问题，初步认识圆周运动的向心力，通过理论探究，学生分组实验验证来探究规律，利用规律解决生活实际问题，通过这个过程，激发学生学习物理的热情和兴趣，培养科学的思维方式和良好的实验动手能力。

在本节教学中，体验性实验与分组实验相结合，理论与实际生活相结合，采用科学灵活的授课方式和方法，为学生思维的形成和能力的培养提供了有力保障。

三、教学目标设计

1．知识与技

（1）知道什么是向心力，理解它是一种效果力。

（2）理解向心力公式的确切含义，并能用来进行简单的计算。

（3）知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力，知道合外力的作用效果。

2．过程与方法

（1）通过对向心力概念的探究体验，让学生理解其概念。并掌握处理问题的一般方法：提出问题，分析问题，解决问题。

（2）在验证向心力的表达式的过程中，体会控制变量法在解决问题中的作用。

（3）经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程，让学生领会解决问题从特殊到一般的思维方法。并学会用运动和力的观点分析、解决问题。

3．情感态度与价值观

（1）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。

（2）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。

（3）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，调动学生学习的积极性，培养学生的学习兴趣。

四、重点难点分析

1．教学重点

（1）理解向心力的概念和公式的建立。

（2）理解向心力的公式。

（3）理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。

2．教学难点

（1）向心力的来源。

（2）理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。

五、教学流程设计

1.展示情景，提出问题

通过简单的实验，创设情景，引出向心力的概念。

2. 科学猜想，思维发散

鼓励学生大胆猜测，提出自己想要研究的问题，鼓励学生共同解决自己提出的一部分问题。

3. 实验验证

（1）用圆锥摆粗略验证向心力公式；

（2）用向心力演示仪验证向心力表达式。

4.变速圆周运动和研究一般曲线运动的方法。

5．课堂小结。

六、教学过程设计

（一）情景设疑，引入新课

通过多媒体课件展示几个圆周运动是实例，让先生思考：这些做圆周运动的物体为什么不会飞出去，而是老老实实地绕着一个中心点做圆周运动？

（物理就在我们的身边。匀速圆周运动是生活中一种典型的运动。匀速圆周运动在实际生活中有很多实际应用，因此，通过引导学生观察生活实例，可以有效地激发学生学习匀速圆周运动的学习动机，并为学生学习匀速圆周运动创设了良好学习情境。）

（二）感性认识，启发思维

自己动手制作一个圆周运动（用手抡一个被绳系着的小球）

由学生得出结论：做圆周运动的物体受到了拉力的作用

让学生分析这些力的指向有什么特点，并进一步归纳得出向心力的概念。

（体会媒体演示的内容，思考老师的问题。领会向心力的概念）

（三）科学猜想，思维发散

引导学生提出问题（可预设问题）

1：向心力的方向与向心加速度的方向是否相同？

2：向心力的大小跟什么有关？与ω、ν之间什么关系？

3：向心力的大小怎么测量计算？

4：向心力有什么特点？

5：向心力的作用效果是怎样的？

6：向心力是不是合力？

7：向心力的来源？

8：向心力的施力物体是什么？

9：圆周运动的半径为何不变？

10：向心力与向心加速度的关系如何？

（四）理论探究

由牛顿第二定律和向心加速度公式得到向心力公式

（五）实验验证

1. 用圆锥摆粗略验证向心力公式；

由演示实验，通过师生配合，共同完成操作，得到验证。

（教师与学生共同的活动）

2.分组实验——用向心力演示仪验证向心力表达式

由上面的公式引导学生说出怎么去验证──利用控制变量

法。介绍仪器的使用方法，进行分组实验，分别得出：

半径r、角速度ω一定，

质量m、角速度ω一定，

质量m、半径r一定，与质量m成正比 与半径r成正比； 与角速度ω的平方成正比

（引发学生学习的主动性和合作探究意识。）

（六）归纳总结，

在解答上述学生提出的问题时，从受力分析入手，解决向心力的来源问题，同时从力的分类入手，得出向心力是效果力。

再提出非匀速圆周运动速度大小改变的原因是什么？

在此基础上，总结出总结什么情况下，物体做匀速圆周运动，什么情况是做变速圆周运动：

匀速圆周运动：只有向心加速度时。

变速圆周运动：同时具有向心加速度和切向加速度时。

（七）拓展迁移

让学生知道研究一般曲线运动的方法：曲线→小

段圆弧→圆周运动，即利用微元法将曲线分割为许多极

短的小段，每一段都可以看做一小段圆弧，然后进行研

究。

七、课题小结

学生的问题归类：说到底我们研究了向心力的大小，方向，作用效果，来源。

八、板书设计

一、向心力

做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心

的合力叫做向心力。

注意

1、向心力是根据力的作用效果来命名的。

2、向心力的方向与线速度的方向垂直，

起改变速度方向的作用，不改变速度的大小。

二、向心力的来源分析

重力、弹力、摩擦力中的某个力，或某个力的分力或某几个力的合力。

三、向心力的大小

四、匀速圆周运动：仅有向心加速度的运动。

变速圆周运动：同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动运动。

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