向心力教案范文整理  高中物理向心力教案设计精品

向心力教案是指高中物理课程中关于向心力的教学内容计划。通常包括教学目标、教学内容、教学方法、教学步骤和教学评估等环节。通过教案，教师能够系统地组织教学内容，有效地引导学生掌握向心力的相关知识和技能，为进一步学习力学打下坚实的基础。下面是小编精心整理的向心力教案范文整理，欢迎大家阅读！

向心力教案范文整理1

新课程强调“将学习的重心从过分强调知识的传承和积累向获取知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的精神”。为此本教学设计和教学实施就是采用学生实验探究和教师演示实验相结合的实验探究教学法。

教学内容

《普通高中课程标准实验教科书·物理（2）》（司南版）

教学目标

1、知识与技能

（1）知道向心力，通过实例认识向心力的作用及向心力的来源

（2）通过实验理解向心力的大小与哪些因素有关系，能运用向心力公式进行计算。

（3）知道向心加速度及其公式，能运用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力和向心加速度。

2、过程与方法

（1）经历形成向心力概念的过程，培养学生观察、分析、归纳能力。

（2）通过创设一定的问题情境，让学生经历探索向心力F与哪些因素有关的过程，学习控制变量法，培养学生分析论证等能力。

3、情感态度与价值观

学习科学研究方法和科学研究态度，发展学生对科学的好奇心与求知欲，使学生乐于探究自然界的奥秘，体验探索自然规律的艰辛与喜悦，培养学生主动参与活动的热情和与他人合作的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，敢于坚持正确观点，勇于修正错误，具有团队精神。

教材分析

《向心力和向心加速度》是司南版必修2第三章第二节。本节是本章承上启下的重要知识，学好这一节可以为学好本章应用部分以及万有引力的应用作必要准备。 教材先讲向心力，后讲向心加速度，回避了用矢量推导向心加速度这个难点，通过实例给出向心力概念，再通过探究性实验给出向心力公式F=mrω2或 F=mv2/r，之后直接应用牛顿第二定律得出向心加速度的表达式a=rω2或a=v2/r，顺理成章，便于学生接受。

学情分析

在前面的教学中，学生已经学习了匀速圆周运动。知道描述匀速圆周运动快慢的物理量有线速度、角速度、周期、转速等，并理解它们之间的关系。知道在传动装置中，共轴的轮子上各点的角速度相等；皮带转动（不打滑）中，凡和皮带接触的点，线速度的大小相等。这些都为本节课的学习奠定了基础。但学生只是表面知道匀速圆周运动是一种变速运动，因为它的线速度方向时刻在变，更深一步来分析，为什么线速度的方向时刻在变？是什么力来改变物体的这种运动状态，这个力有何特点？学生将带着这些疑问来进入本节课的学习。

教学过程

一、引入新课

1、 设置情景

教师做“水流星”实验，并设下疑问：为什么盛水的杯子以一定的速度做圆周运动，水不从杯里洒出，甚至杯子在竖直面内运动到最高点时，杯口已经朝下，水也不会从杯里洒出来？

[在课堂上创设真实可见的物理情景，通过演示实验的现象，使学生产生悬念，激发好奇心和探索欲望，培养学生把生活与物理联系一起的习惯。]

2、 复习提问

（1）什么是匀速圆周运动？

（2）“匀速”的含义是什么？

在上节课的基础上，学生很快得出答案。教师引导学生分析：由于匀速圆周运动的速度方向时刻在变，所以匀速圆周运动是变速曲线运动。而力是改变物体运动状态的原因。那么做匀速圆周运动的物体所受合外力一定不为零。那么物体所受的外力有何特点？加速度怎样呢？指出：这两个问题即是我们这节课要研究的问题，且通过这节课的学习大家即可自行解释前面小实验的因果。

[采用这样的导入法是在复习旧知识的基础上，提出将要进一步研究的问题，从而使学生对讲授的新内容产生迫切求知的欲望，主动积极开展思维活动，进入新课的学习。同时能给学生一种知识的整体感。]

二、向心力

1、实验探究“小球在光滑水平面做圆周运动”。

（1）、步骤

①一个小球，拴在绳的一端，绳的另一端固定于桌上，原来细绳处于松驰状态

②用手轻击小球，观察绳绷直前后小球的运动情况。

（2）、借助课件引导学生讨论、分析：

①绳绷紧前，小球做匀速直线运动，小球受到哪些力的作用？

②绳绷紧后，小球做匀速圆周运动，小球受到哪些力的作用？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？

（3）、通过讨论得到：

①做圆周运动的物体始终受到一个指向圆心的力的作用，这个力叫向心力。

②向心力指向圆心，方向不断变化。是变力。

③向心力的作用效果——只改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。

[这实验简单易做，效果明显，通过亲身感受学生获得了成功的`乐趣。讨论时教师应适时介入引导学生得出正确的结论。]

2、课件展示动画：（1）圆锥摆 （2） 物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动 （3）汽车转弯 （4）卫星绕地球运行

3、向心力的来源：通过对以上四个圆周运动实例的分析得出向心力的来源可以是某一个力（重力、弹力、摩擦力）或几个力的合力，也可以是某个力的分力。

4、应用：学生尝试解释“水流星”的实验现象。

[向心力的来源是学生在本章学习中的一个难点，用多媒体呈现直观刺激材料，易引起学生注意，提高学习兴趣。 圆锥摆等现象中，物体都做圆周运动，具有运动方面的共性，由此启发学生对这些物体的受力进行分析，寻找受力方面的共性，使学生经历了分析、比较、归纳等思维过程，也体验到了成功的喜悦。学生在未来的学习中可能将向心力当成立的一个力，教师此时应特别指出：受力分析时， 不能多出一个向心力。且①物体做匀速圆周运动时，向心力就是物体所受到的合外力。②物体做非匀速圆周运动时，向心力物体并非是所受到的合外力。]

三、向心力的大小

1、 实验探究：感受向心的大小

让学生利用身边的材料如钥匙串、橡皮擦、笔、细绳等动手实验并感受向心的大小。

（1）让学生用细线联结钥匙串、橡皮擦、笔等，然后拉住绳的一端，让钥匙串、橡皮擦、笔等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。

（2）引导学生猜想：向心力的大小可能与物体的质量、角速度、半径有关。因此在探究向心力大小实验中应采用控制变量法来研究这一问题。

[该小实验在此做了改动，与课本上的不尽相同。做该实验时学生的感受更直接，更易操作。提醒学生实验时应使物体尽可能在水平面内做圆周运动，这样绳的拉力近似等于向心力。]

课件展示：

2、 实验探究向心力大小

（1）实验方法：控制变量法

（2）介绍向心力演示器的构造和使用方法。

（3）实验过程

①质量不同的钢球和铝球，当它们运动的半径r和角速度ω相同时，比较向心力的大小

②两个质量相同的小球，保持运动半径相同，观察向心力与角速度之间的关系

③两个质量相同的小球，保持小球运动的角速度相同，观察向心力的大小与运动半径之间的关系

（4）实验记录表格

实验质量比值（m1：m2）半径比值（r1：r2）角速度比值（ω1：ω2）向心力近似比值（F1：F2）123

（5）实验结论：

①实验表明物体做圆周运动所需向心力大小为：

F=mω2r （式中F表示向心力，m表示物体的质量，ω是物体做圆周运动的角速度，r是所做圆周运动的圆周半径。）

②应用线速度和角速度的关系，上述公式可变形为：

F=mv2/r （式中v是做匀速圆周运动的线速度）

[对于控制变量法学生已有一定程度的认知，因此在学生的自主探究并提出猜想后通过演示实验师生一起探究最后得出向心力大小的关系式。在介绍向心力演示器的构造和使用方法时教师可结合传动装置中，共轴的轮子上各点的角速度相等，皮带传动（不打滑）中，凡和皮带接触的点，线速度的大小相等这一知识点让学生思考怎样控制角速度不变。当学生明白这一问题后，教师的演示也可换成学生的演示。不然，台上的忙得不亦乐乎，台下的却不知所以然，纯看热闹。]

四、向心加速度：

1、定义： 由向心力产生的加速度叫向心加速度。

2、物理意义： 它是表示速度方向变化快慢的物理量。

3、向心加速度的大小与方向

（1）引导学生利用牛顿第二定律推导出向心加速的表达式——a=ω2r。

向心力的大小还可以用F=mν2/r来表达，同样向心加速度也可表示为——a=ν2/r。

（2）方向：与向心力的的方向一致。沿半径指向圆心，方向不断变化，所以匀速圆周运动是变加速运动。

4、动动脑：a=ω2r、a=ν2/r ，a与r究竟是成正比呢，还是成反比？

指出：当w一定时，a∝r

当v一定时，a∝1/r

5、课本例题：在航空竞赛场里，由一系列路标塔指示飞机的飞行路径。在飞机转弯时，飞行员能承受的最大向心加速度大小约为6g（g为重力加速度）。设一飞机以150 m/s的速度飞行，当加速度为6g时，其路标塔转弯半径应该为多少？

六、小结[在小结中需给学生指出，向心力和向心加速度的公式虽然是从匀速圆周运动中推导出来的，但这些公式对变速圆周运动中求某点的向心力和向心加速度也适用。]

七、作业：P72，T3、4、5小题

设计思路

向心力和向心加速度是高中物理的一个难点内容，学生对于向心力一直很难理解。为了突破重点，难点，本节课本节首先通过创设真实可见的物理情景，激发他们的求知欲，引起学习的兴趣。然后学生亲身进行实验探究来感受向心力。当学生对向心力的概念有了一定的认识后，就进一步提出向心力的大小与哪些因素有关呢？再让学生动手完成感受向心力大小的小实验后做出猜想，然后借助了向心力演示器进行实验，从而得出了向心力公式。接着运用牛顿第二定律，给出向心加速度的公式，让学生明白匀速圆周运动的向心力和向心加速度的大小不变，但方向时刻在改变。

本教学设计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，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辅助教学，使课堂的教学效果大大提高。这是一节科学的、操作性很强的教学设计案例。

向心力教案范文整理2

一、教材分析

本节教材选自人民教育出版社全日制普通高中课程标准实验教科书（物理2·必修）第五章《曲线运动》第六节《向心力》。

教材的内容方面来看，__节主要讲解了向心力的定义、定义式、方向及验证向心力的表达式，变速圆周运动和一般曲线运动。前面几节已经学习了曲线运动、圆周运动、向心加速度，这节讲的是描述使物体做圆周运动的合外力，是对物体运动认识上的升华，为接下来万有引力的的学习奠定了基础。所以在整个教材体系中起了承上启下的作用，并且这样的安排由简单到复杂，符合学生的认知规律。

从教材的地位和作用方面来看，__节是运动学中的重要概念，也是高一年级物理课程中比较重要的概念之一，是对物体运动认识上的升华，它把运动学和动力学联系在了一起，具有承上启下的桥梁作用，也是学生知识系统中不可或缺的重要组成部分。

二、学情分析

【知识基础方面】在学习本节课前学生已经学习了曲线运动、圆周运动、向心加速度，具备了探究向心力的基本知识和基本技能，这为本节课的探究性学习起到了铺垫作用。

【思维基础方面】高一的学生通过初中科学和第一学期的学习，具有了一定的物理思维方法和较强的计算能力，但接受能力尚欠缺，需要教师正确的引导和启发。

【情感态度方面】在学生的生活经验中，与向心力有关的现象有，但是有一些是错误的这就给学生理解向心力的概念带来困难。

三、教学目标

【知识技能目标】理解向心力的定义；

能说出向心力的定义、写出向心力的定义式和单位理解向心力的作用效果；用圆锥摆粗略验证向心力的表达式；

【过程方法目标】

通过对向心力，向心加速度，圆周运动，牛顿第二定律的理解与学习，相互联系，体验对物理概念的学习方法

【情感态度与价值观目标】

通过用概念前后联系的方法得出加速度的概念，感悟到探索问题解决问题的兴趣和学无止境的观点；

通过向心力的教学引导学生从现实的生活经历与体验出发，激发学生的学习兴趣；通过一些有趣的实验实验，加深学生的印象，容易让学生理解，引起学生兴趣；

四、重点与难点

重点：向心力表达式验证，向心力 与作用效果。设定一定运动情景，来验证向心力表达式。 进行举例说明，进行受力分析。（重点如何落实）

难点：向心力表达式的验证。通过用圆锥摆粗滤验证表达式，通过圆锥摆做匀速圆周运动解释原理，分析其在运动角度和手里角度的合外力，测量数据与测量器材，一步步得出表达式的正确。（难点咋么突破）

五、教学方法与手段

教学方法：演示法，讲授法,讨论法教学手段：多媒体，口述

六、教学过程

1.引入

回顾__内容，复习向心加速度，放一个有关视屏，向同学提问物体为甚么做圆周运动？

2.新课教学（熟悉一下过渡）

一、做小球做圆周运动的实验，多问题进行思考，得出向心力特点进行总结

二、教授有关向心力的有关知识并进行一定补充。

三、用圆锥摆粗滤验证向心力表达式小结:向心力定义表达式

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【教学目标】

一、知识与能力

1、知道向心力的定义和方向，通过实例认识向心力的作用效果及 。

2、通过实验理解向心力的大小与哪些因素有关，初步掌握向心力的公式并可以进行计算。

3、知道向心加速度及其公式，能运用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力及向心加速度。

4、经历向心力和向心加速度的概念形成过程的体验，大胆发表自己对有关问题的认识。

二、过程与方法

通过向心力理论分析到实验探究，培养学生用理论指导实践的素养和能力。

三、情感态度与价值观

培养学生观察生活，思考生活现象的能力，同时培养学生大胆分析及勇于探究的科学素养，以及尊重实验、实践的客观唯物精神。

【教学重点】

向心力概念的建立及实验探究向心力的大小是教学重点。

【教学难点】

向心力概念的建立及实验探究向心的大小也是教学难点。通过简单实例及分组实验加强感知，突破难点。

【教具准备】

1、小球、细绳和光滑木板16套

2、小链球16对。

3、向心力演示器16台。

4、课件。

【教学过程】

一、引入新课

欣赏视频：我国选手赵宏博和申雪在06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）有力就会产生（加速度）。这节课我们共同探究做匀速圆周运动的物体合外力及加速度的特点。

板书：向心力与向心加速度

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知识与技能：

知道向心力的概念、来源、公式及其物理意义。

知道研究一般曲线运动采用圆周运动分析的 方法 和依据。

过程与方法：

通过学习，将牛顿第二定律自觉地从直线运动迁移到圆周运动中来。

情感态度与价值观：

通过讨论与交流，培养学生思维能力和分析能力，培养学生探究问题的热情。 重点 向心力的概念，与向心加速度的关系 难点 向心力的来源 教具 多媒体、学案 教学要点：向心力的概念、来源、公式及其物理意义

特别关注：向心力的来源

知识链接：向心加速度、牛顿第二定律

教学流程： 环节 教 学 内 容 师 生 互 动 设 计 意 图 课前

汇报 向心加速度物理意义、公式 代表发言进行汇报，大家认真聆听，评价及进行补充 为新课打基础 定向

导学

自主

学习

合作

探究 加速度是由合力产生，那么向心加速度是怎样产生的?本节课我们就来研究这个问题。

一、匀速圆周运动与向心力

1.向心力：做匀速圆周运动的物体受到 的合力。

2.公式：Fn= 或Fn= 。

3.来源：匀速圆周运动中向心力可能是物体所受外力的 ，也可能是某个力的分力。向心力是按 命名的力，它可由重力、弹力、摩擦力等提供，也可以是这些力的合力或它们的分力来提供。

4.作用：产生 ，改变线速度的方向。

1.装置：细线下面悬挂一个钢球，用手带动钢球使它在某个水平面内做 ，组成一个圆周摆，如图所示。

教师提出问题

学生认真聆听、思考，准备进入新课的学习。

阅读教材，完成学案。

通过实例，得出向心力名称的由来。

结合牛顿第二定律及向心加速度的公式推导向心力的公式。

学生分小组进行探究，教师指导。 交代本节主要研究方向，提醒学生进入状态。

阅读教材，提取精华。

通过情景展示，让学生初步认识到向心力的来源和方向。

精讲

点拨

有效

训练

展示

交流 2.求向心力及合力：

(1)可用Fn= 计算钢球所需的向心力。

(2)可计算 和 的合力F合。

3.结论：代入数据后比较计算出的向心力Fn和钢球所受合力F合的大小，即可得出结论：钢球需要的 等于钢球所受外力的 。

例题：如上图所示，将一质量为m的摆球用长L的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，则关于圆锥摆的受力情况，下列说法正确的是 ( )

A.摆球受重力、拉力和向心力的作用

向心力教案范文整理5

一、教学内容分析

向心力是物体做匀速圆周运动时所受到的合外力，它是本章圆周运动的重点。由于这一节内容比较多，可分为两个课时，第一课时讲述有关向心力的概念，第二课时是生活中向心力的应用实例，而本–是第一课时有关向心力的概念。本节课的教学重点和难点是学生如何建立向心力的概念，为了使学生容易接受，教材采取以实验为基础加上必要的简单的理论分析的方法，在这里，编者增加了一个演示实验，就是借助向心力演示器进行实验，把学生的实验结论逐一验证，从而验证了向心力公式，更有力说明了实验的科学性和重要性。课本35页中的“讨论与交流”这一点学生往往觉得抽象，只是理论来分析，这里编者把它改成实验探究，这样学生通过实验亲身感受，定性分析，这比理论分析更具有说服力。

二、教学对象分析

在前面的教学中，学生已经学习了匀速圆周运动，对匀速圆周运动有了一定的理解。知道描述匀速圆周运动快慢的物理量有线速度、角速度、周期、转速等，并理解线速度、角速度、周期、半径之间的关系。学生知道在转动装置中，共轴的轮子上各点的角速度相等；皮带转动（不打滑）中，凡和皮带接触的点，线速度的大小相等。这些都为本节课的学习奠定了基础。学生知道匀速圆周运动是一种变速运动，因为它的线速度方向时刻在变，但只是表面的知道，更深一步来分析，为什么线速度的方向时刻在变？是什么力来改变物体的这种运动状态，这个力有何特点？学生带着这些疑问来进入本节课的学习。

三、–思想及策略

在以往的教学中，课堂教学实施往往过于注重知识传授倾向，老师满堂灌，学生被动的接受，很难从多方面培养学生的综合素质。而新课程强调“将学习的重心从过分强调知识的传承和积累向获取知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的精神”。为此本–和教学实施就是采用学生实验探究和教师演示实验相结合的实验探究教学法。

本节首先通过日常生活经验和观察中的两个实例，提出问题，加上老师的即时演示实验，其现象更加深学生心中的疑惑，激发他们求知探索的欲望，更易引起学习的兴趣。然后学生亲身进行实验探究来感受向心力。当学生对向心力的概念有了一定的认识后，就进一步提出向心力的大小与哪些因素有关呢？可以先让学生根据前述实验做出猜想，然后再让学生设计实验对猜想进行验证，教师可以按照教材的设计指导学生完成，进一步强化学生对向心力的感性认识。教师还借助了向心力演示器进行实验，把学生的实验结论逐一验证，从而验证了向心力公式。接着运用牛顿第二定律，给出向心加速度的公式，让学生明白匀速圆周运动的向心力和向心加速度的大小不变，但方向时刻在改变。最后把课本35页的“讨论与交流”改成实验探究，这样学生通过实验亲身感受，定性分析，这比理论分析更具有说服力。

本节课的教学重点和难点是学生如何建立向心力的概念，而突破这一点的办法是让学生进行探究实验，让学生亲身感受，获得感性认识。由于本节课学生实验探究活动比较多，教学中老师需根据学生的实际能力去引导学生进行实验，必要时做出指导。实验中提倡学生敢于动手，严谨、细致、耐心的进行实验，观察实验现象并能分析，小组之间讨论与交流，归纳结论。本节课以实验探究为主线，以问题和小组交流贯穿课堂的始终，把传授知识、培养能力和学生情感有机的结合起来。

四、教学目标及教学重点、难点

教

学

目

标

知识与技能

1.理解向心力的概念。

2.知道向心力大小与哪些因素有关，理解公式的含义。

3.理解向心加速度的概念，结合牛顿第二定律得出向心加速度的公式。

过程与方法

1.通过实验，体验和感受做匀速圆周运动的物体需要向心力。

2.先猜想影响向心力大小的因素，再进行实验探究。

3.通过演示实验，验证匀速圆周运动的向心力公式，结合牛顿第二定律得出向心加速度的公式。

情感态度与价值观

1.通过亲身的探究活动，使学生获得成功的乐趣，培养学生参与物理活动的兴趣。

2.培养学生对科学的求知欲，乐于参与观察，敢于实验，体会实验在探索物理规律中的作用和方法。

3.培养学生事实求是、尊重客观规律的科学态度，养成严谨、细致、耐心的实验修养。

教学重点

1.理解向心力的概念。

2.学生实验探究：感受向心力和影响向心力大小的因素。

教学难点

理解向心力的概念。

五、教法学法

学生实验探究，教师演示实验相结合；学生思考、猜想、讨论，教师提问、讲解相结合。

六、教学用具和课时安排

质量不同的小物体（钢球、木球）、小绳、圆珠笔杆、向心力演示器、圆环轨道、cai课件、多媒体投影设备。

课时安排1课时。

七、教学流程图

八、教学过程

教学

环节

教学内容及教师组积活动

学生主体活动

设计意图及说明

情景

设疑

引入

新课

1.同学们跑步转弯时，身体会自然的怎么样？（例如4*100米接力赛）

2.在湿滑的水泥路上转弯时，无论是骑自行车还是驾车，必须怎么办？

3.教师演示：把小球在不同的高度沿着斜面轨道滚下时，观察通过圆环运动的情况。（例如娱乐场所里玩“过山车”游戏）你知道其中的奥秘吗？物体做圆周运动的条件是什么？这就是我们这一节课要探究的问题了。

1.由于学生对前面的两个问题有很丰富的日常经验，会大胆发言。

2.观察实验现象，对现象和老师提出的问题进行思考，产生悬念。

从日常生活情景中构建物理情景，以培养学生把生活与物理联系一起的习惯，特别是演示实验的现象，使学生产生悬念，激发好奇心和探索欲望。

实

验

与

探

究

教师指导学生做课本实验，提出问题：1.你牵绳的手有什么感觉？2.如果增大或减小小球的线速度，手的感觉有何变化？3.如果松手，将会发生什么现象？4.小球匀速圆周运动受到哪些力的作用？合外力是哪个？这个力起什么作用？

学生亲身进行实验探究，然后小组讨论交流，归纳结论，回答老师的提问。

这实验简单易做，效果明显，学生通过亲身感受使学生获得成功的乐趣，实际教学效果表明学生乐于参与观察，敢于实验。

引

出

向

心

力

概

念

1.承上启下，引出向心力的概念：维持物体做匀速圆周运动需要一个指向圆心的力的作用，这个力就叫向心力。

2.配合演示动画片。

3.教师强调：使物体做匀速圆周运动的向心力只是合外力，并不是真正受到的力；向心力的作用只是改变速度的方向，不改变速度的大小。（举例对比：f与v同一直线时，f对v的作用）

引导学生回答物体做匀速圆周运动的条件。

学生观察、思考、回答、理解、记录。

向心力的概念是本课的难点，加上新教材没有明确向心力的概念，教师应深入浅出地做出理论分析，使学生容易接受。

猜

想

与

假

设

1.教师提出问题：向心力的大小与哪些因素有关？

2.引导学生设计实验并对猜想进行验证。

学生根据前面的实验作出猜想，一般学生都会各抒己见，大胆发表自己的猜想。最后师生共同讨论，得出实验探究的方案。

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

实

验

与

探

究

教师演示动画片，让学生知道怎样使用器材探究。同时明确：细绳的拉力提供圆周运动所需的向心力。注意用牵细绳的手的感觉来判断向心力的大小。教师强调实验时要注意安全。

用先前准备的空心圆珠笔杆和实验室配备的带小绳的铁球、木球。

学生按照先前设计的方案进行实验与探究，对猜想进行验证。实验后小组内互相交流感受，进行分析、讨论、总结结论：（1）当m、相同时，r越大f越大。（2）当m、r相同时，越大f越大。（3）当、r相同时，m越大f越大。

培养学生养成严谨、细致、耐心的实验修养。

演

示

实

验

教师先介绍向心力演示器的结构和使用方法，然后进行如下操作如下：

（1）用质量比为2：1的钢球和铝球，使他们运动的半径r和相同，观察得到露出的红白相间方格数比值为2：1，即两个球所受向心力的比值也为2：1，因此f与m成正比。

（2）当m、相同时，半径比为2：1，向心力的比值也为2：1，因此f与r成正比。（3）当m、r相同时，比值为2：1，向心力的比值为4；1，因此f与2成正比。

教师由此验证向心力大小的公式：f＝mr2

学生观察、思考、分析，然后根据推导向心力的另一表达式。

培养学生事实求是、尊重客观规律的科学态度，让学生体会到实验在探索物理规律中的作用和方法。

引出

向心

加速

度的

概念

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，根据牛顿第二定律得到：这个加速度的方向与向心力的方向相同，所以称为向心加速度。（对比：直线运动中的加速度与向心加速度的区别。）

学生结合牛顿第二定律得到：

让学生明白匀速圆周运动的向心力和向心加速度的大小不变，但方向时刻在改变。所以匀速圆周运动又是一种变速运动。

实

验

与

探

究

看课本35页的“讨论与交流”，引导学生从公式和转换成公式f＝mr2和进行探究：同一物体做匀速圆周运动时，当半径比较大时，向心力比较大还是比较小？教师引导学生探究实验，如图示：

其中小球分别到绳结a、b的距离比为2：1。引导学生手握绳子，使小球在水平方向做匀速圆周运动，请另一位学生帮助：看着手表，每秒钟喊2次口令。

操作一：手握绳结a，手握绳子，使小球每2次口令运动1周，即每秒1周。

操作二：改为手握绳结b，仍使小球每秒运动1周。

操作三：又改为手握绳结a，但使小球每秒钟运动2周。

以上3次实验学生注意体会绳子拉力的大小。

师生共同归纳：操作一与操作二m、相同，但r越大f就越大。操作二与操作三m、v相同，但r越小反而f就越大。

学生对课本35页的“讨论与交流”往往有点迷糊，难以理解。现在能通过实验亲身感受，定性分析，学生才确信真理，这比理论分析更有说服力。

举一反三，即从公式看，当一定时，a与r成正比；从公式看，当v一定时，a与r成反比。

总结与

作业

1.对本节课内容进行小结。

2.作业：练习课本37页习题1、2

学生知识回顾

巩固所学的知识

检测所学的知识

九、教学反思

上完这节课后，从整个课堂活动中看，学生很喜欢老师多举一些生活的实例，能大胆发言。比如教师情景设疑导入新课，强烈的激发学生好奇心和探索欲望，课堂气氛非常好；教师叫学生猜想时，他们都很活跃，各抒己见。在课堂中，学生实验探究活动比较多，但他们的积极性很高，每个学生都在“玩”那个带绳子的小球。就这样，这节课就在学生的探究性活动中结束了，学生通过亲自动手，亲身感受，在这“玩”当中获得了成功的愉悦，这种充分发挥学生的主体地位和以学生为主的探究实验课，比老师讲和做好得多，达到了事半功倍的效果！

本节课的难点是如何建立向心力的概念，特别是让学生理解向心力并不是物体真正受到的力，这一点比较抽象，教师应注意把握语言的简练，深入浅出的加以说明。由于整堂课探究实验较多，要注意控制好时间，如果时间确实不够，可以课堂练习一些题目，把最后的探究实验留在课后“做一做”。

十、课后点评

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。这是一节科学的、操作性很强的–案例。

向心力教案范文整理6

知识与技能：

知道向心力的概念、来源、公式及其物理意义。

知道研究一般曲线运动采用圆周运动分析的方法和依据。

过程与方法：

通过学习，将牛顿第二定律自觉地从直线运动迁移到圆周运动中来。

情感态度与价值观：

通过讨论与交流，培养学生思维能力和分析能力，培养学生探究问题的热情。 重点 向心力的概念，与向心加速度的关系 难点 向心力的来源 教具 多媒体、学案 教学要点：向心力的概念、来源、公式及其物理意义

特别关注：向心力的来源

知识链接：向心加速度、牛顿第二定律

教学流程： 环节 教 学 内 容 师 生 互 动 设 计 意 图 课前

汇报 向心加速度物理意义、公式 代表发言进行汇报，大家认真聆听，评价及进行补充 为新课打基础 定向

导学

自主

学习

合作

探究 加速度是由合力产生，那么向心加速度是怎样产生的?本节课我们就来研究这个问题。

一、匀速圆周运动与向心力

1.向心力：做匀速圆周运动的物体受到 的合力。

2.公式：Fn= 或Fn= 。

3.来源：匀速圆周运动中向心力可能是物体所受外力的 ，也可能是某个力的分力。向心力是按 命名的力，它可由重力、弹力、摩擦力等提供，也可以是这些力的合力或它们的分力来提供。

4.作用：产生 ，改变线速度的方向。

1.装置：细线下面悬挂一个钢球，用手带动钢球使它在某个水平面内做 ，组成一个圆周摆，如图所示。

教师提出问题

学生认真聆听、思考，准备进入新课的学习。

阅读教材，完成学案。

通过实例，得出向心力名称的由来。

结合牛顿第二定律及向心加速度的公式推导向心力的公式。

学生分小组进行探究，教师指导。 交代本节主要研究方向，提醒学生进入状态。

阅读教材，提取精华。

通过情景展示，让学生初步认识到向心力的来源和方向。

精讲

点拨

有效

训练

展示

交流 2.求向心力及合力：

(1)可用Fn= 计算钢球所需的向心力。

(2)可计算 和 的合力F合。

3.结论：代入数据后比较计算出的向心力Fn和钢球所受合力F合的大小，即可得出结论：钢球需要的 等于钢球所受外力的 。

例题：如上图所示，将一质量为m的摆球用长L的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，则关于圆锥摆的受力情况，下列说法正确的是 ( )

A.摆球受重力、拉力和向心力的作用

向心力教案范文整理7

1．理解向心力的概念，知道它是根据力的作用效果命名的。

2．体验向心力的存在，会分析向心力的来源。

3．实验探究向心力大小的表达式。

4．掌握向心力的表达式，并能用来进行计算。

5．理解变速圆周运动中合力的两个分力的效果，知道一般曲线运动的研究方法。

1.向心力

(1)定义：做匀速圆周运动的物体所受的指向圆心的合力。

(2)方向：始终沿着半径指向圆心，与线速度方向垂直。

(3)作用效果：向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。

(4)向心力是由某个力或者几个力的合力提供的，是根据力的作用效果命名的。

2．向心力的大小

(1)实验探究

控制变量 探究内容

m、r相同，改变ω 探究向心力Fn与角速度ω的关系

m、ω相同，改变r 探究向心力Fn与半径r的关系

ω、r相同，改变m 探究向心力Fn与质量m的关系

(2)公式：Fn＝mω2r或Fn＝m。

3．变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点

(1)变速圆周运动：做变速圆周运动的物体所受合外力产生两个方面的效果，如图所示。

①跟圆周相切的分力Ft：若与速度同向，则速度越来越大；若与速度反向，则速度越来越小。

②指向圆心的分力Fn：指向圆心，提供物体做圆周运动所需的向心力，改变速度的方向。

(2)一般曲线运动的研究方法

①一般的曲线运动：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动。

②研究方法：可以把曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。这样，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法来处理了。

判一判

(1)做匀速圆周运动的物体所受合力不变。()

(2)随水平圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向心力作用。()

(3)由公式Fn＝mω2r可知，圆周运动的半径越大，向心力越大。()

提示：(1)×做匀速圆周运动的物体合力指向圆心，方向时刻改变。

(2)×向心力是效果力，物体受重力、支持力、圆盘给它的静摩擦力，静摩擦力充当向心力。

(3)×只有当质量、角速度一定时，向心力才与半径成正比。

想一想

1.匀速圆周运动中，物体的合力就是向心力吗？合力一定指向圆心吗？在变速圆周运动中呢？

提示：在匀速圆周运动中，物体的合力就是向心力，合力一定指向圆心；在变速圆周运动中，物体的合力不是向心力，合力不指向圆心，但向心力指向圆心。

2．什么情况下质点做速度越来越大的圆周运动？什么情况下质点做速度越来越小的圆周运动？

提示：当合力与速度的夹角为锐角时，质点的速度越来越大；当合力与速度的夹角为钝角时，质点的速度越来越小。

课堂任务向心力及其方向

仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。

活动1：图A中有几个力提供向心力？

提示：只有一个力提供向心力，就是太阳对地球的引力。

活动2：图B、F的向心力由什么提供，有什么共同点？

提示：如果都做匀速圆周运动，它们受到的合外力提供向心力。对于B，重力和支持力平衡；对于F，重力和静摩擦力平衡；故也可以说都是一个力提供向心力，B是静摩擦力提供向心力，F是壁的弹力提供向心力。

活动3：图C、D的向心力有什么共同点？

提示：都受两个力，都可以由这两个力的合力提供向心力而做匀速圆周运动，C中的支持力相当于D中线的拉力。

活动4：图D、E的向心力有什么共同点？有什么不同点？

提示：D、E的向心力都由重力和绳子的拉力的合力提供。但是D是水平面内的圆周运动，重力和绳子的拉力的合力可以全部充当向心力而做匀速圆周运动。E是竖直面内的圆周运动，重力和拉力的合力只有一部分充当向心力。

活动5：讨论、交流、展示，得出结论。

1．向心力的方向

无论是否为匀速圆周运动，其向心力的方向总是沿着半径指向圆心且时刻改变，故向心力是变力。

2．向心力的作用效果

向心力是为了描述圆周运动而引入的一种力的名称，是一种效果力。它并不是一种新的性质的力。

向心力的效果是改变线速度的方向。由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动方向始终垂直，故向心力不改变线速度的大小，只改变线速度的方向。

3．向心力的来源

(1)向心力可以由某个力来提供，也可以由某个力的分力或几个力的合力来提供。

(2)对于匀速圆周运动，合外力提供物体做圆周运动的向心力；对于非匀速圆周运动，其合外力不指向圆心，它既要改变线速度大小，又要改变线速度方向，向心力是合外力的一个分力。

(3)无论是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动，物体所受各力沿半径方向分量的矢量和为向心力。

例1(多选)如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径，在运动中木板始终保持水平，物块相对于木板始终静止，则()

A．物块始终受到三个力作用

B．物块受到的合外力始终指向圆心

C．在c、d两个位置，物块所受支持力N＝mg，摩擦力f为零

D．在a、b两个位置物块所受摩擦力提供向心力，支持力N＝mg

(1)匀速圆周运动的物体所受的合外力有什么特点？

提示：匀速圆周运动的合外力提供向心力，合外力的方向始终指向圆心。

(2)图中物块所受的重力和支持力一直是平衡力吗？

提示：物块受竖直方向的重力和支持力、水平方向的摩擦力，合力为向心力，指向圆心，故只有在a、b位置重力与支持力平衡，摩擦力提供向心力，其他位置重力和支持力不可能平衡。

[规范解答]物块在竖直平面内做匀速圆周运动，受到的重力与支持力在竖直方向上，c、d两点物块所受的向心力由重力和支持力的合力提供，摩擦力为零，重力与支持力不相等，其他时候要受到摩擦力的作用，故A、C错误；物块在竖直平面内做匀速圆周运动，合外力就是向心力，匀速圆周运动的向心力指向圆心，故B正确；

在b位置受力如图，因物块做匀速圆周运动，故合力指向圆心，支持力N＝mg，摩擦力f提供向心力，同理可得，在a位置的情形相同，故D正确。

[完美答案]BD

向心力可以是弹力、摩擦力，也可以是物体受到的合力或某个力的分力。匀速圆周运动中合力提供向心力，合力的方向一定指向圆心。

(多选)下列关于向心力的说法中正确的是()

A．物体由于做圆周运动而产生了一个向心力

B．向心力不改变圆周运动中物体线速度的大小

C．做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力

D．做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力

答案BC

解析由于向心力的作用物体做圆周运动，A错误；因向心力始终垂直于速度方向，所以它不改变线速度的大小，只改变线速度的方向，B正确；做匀速圆周运动的物体所受合外力指向圆心，完全提供向心力，C正确；变速圆周运动中合外力沿半径方向的分力提供向心力，D错误。

课堂任务探究向心力大小的表达式

仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。

活动1：手握绳结A，如图乙所示，使沙袋在水平方向做匀速圆周运动，每秒运动一周，体会此时绳子拉力的大小。改为手握绳结B，其他操作不变，体会到两次绳的拉力有何不同？猜测向心力大小与什么有关？

提示：手握绳结B时绳的拉力更大。两次操作只有沙袋做圆周运动的半径不同，猜测向心力大小与半径有关，半径越大，向心力越大。

活动2：改为使沙袋在水平方向上每秒运动2周，其他操作不变，体会到两次绳的拉力有何不同？猜测向心力大小与什么有关？

提示：沙袋每秒运动2周时绳的拉力更大。两次操作只有沙袋做圆周运动的角速度不同，猜测向心力大小与角速度有关，角速度越大，向心力越大。

活动3：改为使用质量更大的沙袋，其它操作不变，体会到两次绳的拉力有何不同？猜测向心力大小与什么有关？

提示：沙袋质量更大时绳的拉力更大。两次操作只有沙袋质量不同，猜测向心力大小与质量有关，质量越大，向心力越大。

活动4：如何探究向心力大小与半径、角速度、质量的定量关系？

提示：用控制变量法，如先保证角速度、质量不变，探究向心力与半径的定量关系，同理探究向心力与角速度、质量的定量关系。

活动5：讨论、交流、展示，得出结论。

1．实验目的：(1)学会使用向心力演示器；(2)通过实验探究向心力与半径、角速度、质量的关系。

2．实验仪器：向心力演示器(如图)，三个金属球(半径相同，其中两个为质量相同的钢球，另一个为质量是钢球一半的铝球)。

3．实验原理

如图所示，匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8。根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。

4．实验步骤及观察结果

(1)调整标尺，使两根标尺起点和套筒上口处于同一水平面上，皮带放在第一挡，转速为1∶1的皮带盘处，质量相同的两钢球分别放在两个槽上半径相等的横臂挡板内侧，然后摇动手柄，观察到标尺读数始终相等。

(2)将长槽上钢球由第一挡板内侧移至第二挡板内侧，此时两个质量相同的钢球转动半径之比为2∶1，转动手柄，观察到标尺格数之比为2∶1。

(3)将长槽上的钢球换成铝球，并移至第一挡板内侧，两个金属球质量比为1∶2，转动手柄，观察到标尺格数之比为1∶2。

(4)把皮带放在第二挡，转速之比为2∶1，将长槽上铝球换成钢球，转动手柄，两球角速度之比为2∶1，观察到标尺格数之比为4∶1。

(5)将皮带放在第三挡，转速之比为3∶1，转动手柄，两球角速度之比为3∶1，观察到标尺格数之比为9∶1。

5．实验结论

由步骤(1)及其结果可知，半径、角速度、质量相同时，向心力大小相同；

由步骤(2)及其结果可知，角速度、质量相同时，向心力与半径成正比；

由步骤(3)及其结果可知，半径、角速度相同时，向心力与质量成正比；

由步骤(4)(5)及其结果可知，半径、质量相同时，向心力与角速度的平方成正比。

由以上可推知：Fn＝mω2r。

6．实验误差

(1)污渍、生锈等使小球质量半径变化，带来的误差。

(2)仪器不水平带来的误差。

(3)标尺读数不准带来的误差。

(4)皮带打滑带来的误差。

7．注意事项

(1)实验前要做好横臂支架安全检查，检查螺钉是否有松动，保持仪器水平。

(2)实验时转速应从慢到快，且转速不宜过快，以免损坏测力计弹簧。

(3)注意防止皮带打滑，尽可能保证ω比值不变。

(4)注意仪器的保养，延长仪器使用寿命，并提高实验可信度。

例2向心力演示器如图所示。转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小。现将小球分别放在两边的槽内，为探究小球受到的向心力大小与角速度的关系，下列做法正确的是()

A．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的钢球做实验

B．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的钢球做实验

C．在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的钢球做实验

D．在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的钢球做实验

(1)本实验的实验方法是什么？

提示：控制变量法。

(2)探究向心力与角速度的关系，应怎样操作？

提示：保证运动半径和钢球质量相同。

[规范解答]根据Fn＝mω2r，可知若研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质量和运动半径不变，故A正确。

[完美答案]A

1.控制变量法,影响向心力大小的因素比较多，应采用控制变量法进行研究。在让某个因素(如半径)变化的同时，控制其他因素(如质量和角速度)不变，便于找出这个因素影响向心力大小变化的规律。然后依次分别研究其他的影响因素。

2.实验拓展,由v＝ωr可知，Fn＝m，故也可以探究Fn与v、m、r的关系，实验方法和思路不变。

如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量向心力Fn，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力Fn与线速度v的关系：

(1)该同学采用的实验方法为________。

A．等效替代法B．控制变量法

C．理想化模型法

(2)改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组Fn、v数据，如下表所示：

v/(m·s－1) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Fn/N 0.88 2.00 3.50 5.50 7.90

该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点。

①作出Fn－v2图线；

②若圆柱体运动半径r＝0.2 m，由作出的Fn－v2图线可得圆柱体的质量m＝________ kg。(结果保留两位有效数字)

答案(1)B(2)①如图所示②0.18

解析(1)实验中研究向心力与线速度的关系，保持圆柱体质量和运动半径不变，采用的实验方法是控制变量法，B正确。

(2)①Fnv2图线如答图所示。

②根据Fn＝mω2r＝m可知，图线的斜率k＝，则有＝，代入数据得出m＝0.18 kg。

课堂任务向心力的大小的计算

仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。

活动1：若已知小球质量m，绳拉力F，绳与竖直方向的夹角α，如何求小球做匀速圆周运动的向心力？

提示：小球受重力mg和绳的拉力F，其合力等于向心力，由力的合成知向心力为Fn＝mgtanα。

活动2：若已知小球质量m，小球做圆周运动的角速度ω、半径r，如何求小球的向心力？

提示：由向心力公式可知Fn＝mω2r。

活动3：若已知m、v、r，如何求Fn？若已知m、T、r呢？

提示：利用Fn＝mω2r，结合v＝ωr，ω＝得Fn＝m，Fn＝m2r。

活动4：讨论、交流、展示，得出结论。

1．向心力的大小

(1)根据受力分析求得：圆周运动平面上，指向圆心方向的合力即为向心力。

(2)根据圆周运动规律求得：Fn＝mω2r＝m＝m2r＝m(2πn)2r＝mωv。

2．向心力公式的瞬时性

对于匀速圆周运动，向心力大小始终不变，但对非匀速圆周运动(如用一根绳拴住小球绕固定圆心在竖直平面内做的圆周运动)，其向心力大小随速率v的变化而变化，公式表述的只是瞬时值。

例3图甲为游乐园中“空中飞椅”的游戏设施，它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子的下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成一个质点，则可简化为如图乙所示的物理模型，其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO′转动，设绳长l＝10 m，质点的质量m＝60 kg，转盘静止时质点与转轴之间的距离d＝4.0 m，转盘逐渐加速转动，经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角θ＝37°，不计空气阻力及绳重，且绳不可伸长，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10 m/s2，求质点与转盘一起做匀速圆周运动时：

(1)绳子拉力的大小；

(2)转盘角速度的大小。

(1)人和座椅做匀速圆周运动的半径是什么？

提示：这个情景和圆锥摆模型相似，在圆锥摆的半径基础上加圆盘的半径即等于人和座椅做匀速圆周运动的半径。

(2)什么力提供人和座椅做匀速圆周运动的向心力？

提示：人和座椅整体所受的重力和拉力的合力提供其做匀速圆周运动的向心力。

[规范解答](1)如图所示，对人和座椅进行受力分析，图中F为绳子的拉力。质点在水平面内做匀速圆周运动，在竖直方向上合力为零。

故Fcos37°－mg＝0，

解得F＝＝750 N。

(2)人和座椅在水平面内做匀速圆周运动，重力和绳子拉力的合力提供向心力，

有mgtan37°＝mω2R

分析可知：R＝d＋lsin37°

联立解得ω＝＝rad/s。

[完美答案](1)750 N(2)rad/s

匀速圆周运动中力学问题的解题步骤

(1)明确研究对象，确定物体在哪个平面内做匀速圆周运动，明确圆心和半径r。

()()()

(多选)如图所示，在水平转台上放一个质量M＝2 kg的木块，它与转台间的最大静摩擦力为Fmax＝6.0 N，绳的一端系在木块上，另一端通过转台的中心孔O(孔光滑)悬挂一个质量m＝1.0 kg的物体，当转台以角速度ω＝5 rad/s匀速转动时，木块相对转台静止，则木块到O点的距离可以是(g取10 m/s2，M、m均视为质点)()

A．0.04 m B．0.08 m C．0.16 m D．0.32 m

答案BCD

解析当木块有远离轴心运动的趋势时，有mg＋Fmax＝Mω2rmax，解得rmax＝＝0.32 m；当木块有靠近轴心运动的趋势时，有mg－Fmax＝Mω2rmin，解得rmin＝＝0.08 m，所以木块相对转台静止，木块到O点的距离r应满足0.08 m≤r≤0.32 m，故B、C、D正确。

课堂任务变速圆周运动和一般曲线运动

仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。

活动1：图中小球在细线拉力的作用下在竖直面内做圆周运动，小球受哪些力？

提示：小球受重力和细线对它的拉力。

活动2：什么力提供小球做圆周运动的向心力？

提示：向心力是指向圆心的，也就是细线的方向。而重力的方向竖直向下，重力和细线对它的拉力的合力不可能沿着线的方向(如图所示)，故不可能是整个合力提供向心力。可以把合力沿细线方向和垂直细线方向分解，其中沿细线方向的分力提供向心力。

活动3：小球在竖直面内可能做匀速圆周运动吗？和圆锥摆有什么不同？

提示：不可能做匀速圆周运动，因为合力沿切线方向也就是速度方向有分力，它一定会改变线速度的大小。而圆锥摆的重力和拉力的合力总是沿圆周运动半径指向圆心，提供向心力，所以圆锥摆做匀速圆周运动。

活动4：讨论、交流、展示，得出结论。

1．变速圆周运动

(1)受力特点：变速圆周运动所受的合力不指向圆心，产生两个方向的效果：

(2)变速圆周运动中某一点的向心力仍可用Fn＝m＝mω2r等公式求解，只不过v、ω都是指那一点的瞬时速度。

2．一般的曲线运动的处理方法

如图所示，可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看作一小段圆孤，只是每一小段圆弧对应的半径不同，研究质点在这一小段的运动时，可以采用圆周运动的处理方法进行处理。

3．匀速圆周运动与变速圆周运动的比较

例4如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c方向沿半径指向圆心，a方向与c方向垂直。当转盘逆时针转动时，下列说法正确的是()

A．当转盘匀速转动时，P受摩擦力方向为c

B．当转盘匀速转动时，P不受转盘的摩擦力

C．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为a

D．当转盘减速转动时，P受摩擦力方向可能为b

(1)匀速圆周运动中物体受合外力有何特点？

提示：合外力就是向心力，始终指向圆心。

(2)变速圆周运动中合力如何使物块加速或减速？

提示：变速圆周运动中物块受到的合外力一定不会指向圆心，如果沿切向的分力与速度方向一致，则会使物块加速，相反就会使物块减速。

[规范解答]转盘匀速转动时，物块P所受的重力和支持力平衡，摩擦力提供其做匀速圆周运动的向心力，故摩擦力方向指向圆心O点，A正确，B错误。当转盘加速转动时，物块P做加速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有沿a方向的切向力，使线速度增大，两方向的合力即摩擦力，方向可能为b，C错误。当转盘减速转动时，物块P做减速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有沿a相反方向的切向力，使线速度减小，两方向的合力即摩擦力，方向可能为d，D错误。

[完美答案]A

(1)物体做变速圆周运动时，在任何位置均是合力沿半径指向圆心方向的分力提供向心力。

(2)物体做变速圆周运动时必然有一个切向分力改变速度的大小。

如图所示，某物体沿光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点过程中，物体的速率逐渐增大，则()

A．物体的合力为零

B．物体的合力大小不变，方向始终指向圆心O

C．物体的合力就是向心力

D．物体的合力方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外)

答案D

解析物体做加速曲线运动，合力不为零，A错误；物体做速度大小变化的圆周运动，合力不指向圆心，合力沿半径方向的分力等于向心力，合力沿切线方向的分力使物体速度变大，即除在最低点外，物体的速度方向与合力的方向夹角为锐角，合力与速度不垂直，B、C错误，D正确。

例5如图所示，质量为1 kg的小球用细绳悬挂于O点，将小球拉离竖直位置释放后，到达最低点时的速度为2 m/s，已知球心到悬点的距离为1 m，重力加速度g＝10 m/s2，求小球在最低点时对绳的拉力的大小。

(1)小球做什么运动？在最低点时受力有什么特点？

提示：小球在重力和拉力作用下做变速圆周运动，在最低点时两个力都在沿半径的方向，没有切向分力，故其合力就是向心力。

(2)向心力公式Fn＝m适合变速圆周运动吗？

提示：适合，只是注意速度是瞬时速度。

[规范解答]小球在最低点时做圆周运动的向心力由重力mg和绳的拉力FT的合力提供，如图所示。

即FT－mg＝m，

所以FT＝mg＋m＝14 N

小球对绳的拉力与绳对小球的拉力是一对作用力和反作用力，所以小球在最低点时对绳的拉力大小为14 N。

[完美答案]14 N

变速圆周运动中需要明白是什么力提供了向心力，v、Fn、ω这几个量的大小是怎么变化的，要注意代入瞬时值。

一根长为0.8 m的绳子，当受到7.84 N的拉力时会被拉断。若在此绳的一端拴一个质量为0.4 kg的物体，使物体以绳子的另一端为圆心在竖直面内做圆周运动，当物体运动到最低点时绳子恰好断裂。求物体运动至最低点时的角速度和线速度大小(g取9.8 N/kg)。

答案3.5 rad/s2.8 m/s

解析当物体运动到最低点时，物体受重力mg、绳子拉力FT，

根据牛顿第二定律及向心力公式得FT－mg＝mω2r

又由牛顿第三定律可知，绳子受到的拉力和绳子拉物体的力大小相等，绳子被拉断时受到的拉力为

FT′＝7.84 N，故FT＝7.84 N。

所以，绳子被拉断时物体的角速度为

ω＝＝rad/s＝3.5 rad/s，

物体的线速度为v＝ωr＝3.5×0.8 m/s＝2.8 m/s。

A组：合格性水平训练

1．(对向心力的理解)(多选)关于向心力，下列说法正确的是()

A．做匀速圆周运动的物体一定受到一个向心力的作用

B．向心力是指向圆心方向的合外力，它是根据力的作用效果命名的

C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是某个力的分力

D．向心力只能改变物体的运动方向，不能改变物体运动的快慢

答案BCD

解析向心力是根据力的作用效果命名的，而不是一种性质力，物体之所以能做匀速圆周运动，不是因为物体受了一个向心力的作用，而是物体所受各种力的合外力始终指向圆心，从而只改变速度的方向而不改变速度的大小，故A错误，B、C、D正确。

2.(实验探究向心力大小的表达式)在探究向心力大小的表达式的实验中，如图所示的情景研究的是()

A．向心力与质量之间的关系

B．向心力与角速度之间的关系

C．向心力与半径之间的关系

D．向心力与线速度之间的关系

答案A

解析由题图知，两个小球质量不同，故实验研究的是向心力与质量之间的关系，A正确。

3．(匀速圆周运动的向心力)在水平面上，小猴拉着小滑块做匀速圆周运动，O点为圆心，能正确表示小滑块受到的牵引力F及摩擦力f的图是()

答案A

解析滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，故滑动摩擦力的方向沿圆周的切线方向，B、D错误；小滑块做匀速圆周运动，其合力提供向心力，故合力方向一定指向圆心，A正确，C错误。

4.(向心力的来源)如图所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为r处的P点相对圆盘静止。关于小强的受力，下列说法正确的是()

A．小强在P点不动，因此不受摩擦力作用

B．若使圆盘以较小的转速转动时，小强在P点受到的摩擦力为零

C．小强随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力

D．如果小强随圆盘一起做变速圆周运动，那么其所受摩擦力仍指向圆心

答案C

解析由于小强随圆盘做匀速圆周运动，一定需要向心力，该力一定指向圆心方向，而重力和支持力在竖直方向上，它们不能充当向心力，因此他会受到摩擦力作用，摩擦力充当向心力，A、B错误，C正确；当小强随圆盘一起做变速圆周运动时，合力不再指向圆心，则其所受的摩擦力不再指向圆心，D错误。

5.(匀速圆周运动的向心力)(多选)一个小物块从内壁粗糙的半球形碗边下滑，在下滑过程中由于摩擦力的作用，物块的速率恰好保持不变，如图所示，下列说法中正确的是()

A．物块所受合外力为零

B．物块所受合外力越来越大

C．物块所受合外力大小保持不变，但方向时刻改变

D．物块所受摩擦力大小变化

答案CD

解析由于物块做匀速圆周运动，故合外力时刻指向圆心，且大小保持不变，A、B错误，C正确；对物块受力分析知物块所受摩擦力总是与重力沿切线方向的分力G1相等，因随物块下滑G1逐渐减小，故物块所受摩擦力也逐渐减小，D正确。

6.(向心力的计算)如图所示，半径为r的圆筒绕竖直中心轴OO′旋转，小物块a靠在圆筒的内壁上，它与圆筒内壁间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现要使a不下落，则圆筒转动的角速度ω至少为()

A.B.

C.D.

答案D

解析对物块a受力分析知f＝mg，F向＝N＝mω2r，又由于f≤μN，所以解这三个方程得角速度ω至少为，D项正确。

7.(圆周运动的物理量的比较)(多选)如图所示，A、B两球穿过光滑水平杆，两球间用一细绳连接，当该装置绕竖直轴OO′匀速转动时，两球在杆上恰好不发生滑动。若两球质量之比mA∶mB＝2∶1，那么关于A、B两球的下列说法中正确的是()

A．A、B两球受到的向心力之比为2∶1

B．A、B两球角速度之比为1∶1

C．A、B两球运动半径之比为1∶2

D．A、B两球线速度之比为1∶2

答案BCD

解析两球的向心力都由细绳的拉力提供，大小相等，两球都随杆一起转动，角速度相等，A错误，B正确。设两球的运动半径分别为rA、rB，转动角速度为ω，则mAω2rA＝mBω2rB，所以运动半径之比为rA∶rB＝1∶2，C正确。由v＝ωr可知vA∶vB＝1∶2，D正确。

8.(变速圆周运动)飞机由俯冲转为上升的一段轨迹可以看成圆弧，如图所示，如果这段圆弧的半径r＝800 m，飞行员能承受的力最大为自身重力的8倍。飞机在最低点P的速率不得超过多少？(g＝10 m/s2)

答案80m/s

解析飞机在最低点做圆周运动，其向心力最大不得超过8mg才能保证飞行员安全，由Fn＝m得v＝＝＝m/s＝80m/s。故飞机在最低点P的速率不得超过80m/s。

9.(向心力的计算)如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R＝0.5 m，离水平地面的高度H＝0.8 m，物块平抛落地过程水平位移的大小s＝0.4 m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2。求：

(1)物块做平抛运动的初速度大小v0；

(2)物块与转台间的动摩擦因数μ。

答案(1)1 m/s(2)0.2

解析(1)物块做平抛运动，在竖直方向上有H＝gt2①

在水平方向上有s＝v0t②

由①②式解得v0＝1 m/s。③

(2)物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有

fmax＝m④

fmax＝μN＝μmg⑤

由③④⑤式解得μ＝0.2。

B组：等级性水平训练

10．(向心力的计算)链球运动员在将链球抛掷出去之前，总要双手抓住链条，加速转动几圈，如图所示，这样可以使链球的速度尽量增大，抛出去后飞行得更远，在运动员加速转动的过程中，能发现他手中与链球相连的链条与竖直方向的夹角θ随链球转速的增大而增大，则以下几个图像中能描述ω与θ的关系的是()

答案D

解析链球在水平面内做匀速圆周运动，对链球受力分析可知，受到重力、链条的拉力作用，如图所示。

竖直方向Fcosθ＝mg

水平方向Fsinθ＝mω2Lsinθ，

即＝mω2L，故ω2＝，即ω2∝，所以D正确。

11．(一般曲线运动)(多选)一质点沿螺旋线自外向内运动，如图所示，已知其走过的弧长s与时间t成正比。则关于该质点的运动，下列说法正确的是()

A．质点运动的线速度越来越大

B．质点运动的向心力越来越大

C．质点运动的角速度越来越大

D．质点所受的合力不变

答案BC

解析质点沿螺旋线自外向内运动，说明运动轨迹半径R不断减小，根据其走过的弧长s与运动时间t成正比，由v＝可知，线速度大小不变，故A错误；根据F向＝m可知，v不变，R减小时，F向增大，故B正确；根据ω＝可知，v不变，R减小时，ω增大，故C正确；合力方向不断变化，故合力不断变化，故D错误。

12.(圆周运动的物理量的比较)在光滑的圆锥漏斗的内壁，两个质量相同的小球A和B，分别紧贴着漏斗在水平面内做匀速圆周运动，其中小球A的位置在小球B的上方，如图所示。下列判断正确的是()

A．A球的速率小于B球的速率

B．A球的角速度大于B球的角速度

C．A球对漏斗壁的压力大于B球对漏斗壁的压力

D．A球的转动周期大于B球的转动周期

答案D

解析先对A、B两球进行受力分析，两球均只受重力和漏斗给的支持力，如图所示，

对A球，根据牛顿第二定律：

NAsinα＝mg①

NAcosα＝m＝mωrA②

对B球，根据牛顿第二定律：NBsinα＝mg③

NBcosα＝m＝mωrB④

由两球质量相等可得NA＝NB，由牛顿第三定律知，C错误。又由②④可知，两球所受向心力相等。m＝m，因为rA>rB，所以vA>vB，A错误。mωrA＝mωrB，因为rA>rB，所以ωA<ωB，B错误。又因为ω＝，所以TA>TB，D正确。

13．(综合)(多选)小金属球质量为m，用长L的轻悬线固定于O点，在O点的正下方处钉有一颗钉子P，把悬线沿水平方向拉直，如图所示。若无初速度释放小球，当悬线碰到钉子后的瞬间(设线没有断)()

A．小球的角速度突然增大

B．悬线的拉力突然减小

C．小球的向心力突然增大

D．小球的线速度突然增大

答案AC

解析由题意知，当悬线运动到与钉子相碰时，悬线仍然竖直，小球在竖直方向仍然只受重力和悬线的拉力，故其运动方向不受力，线速度大小不变，运动半径减小，由Fn＝m可知向心力增大，则悬线拉力增大，B、D错误，A、C正确。

14.(圆周运动的向心力及有关计算)长为L的细线，拴一质量为m的小球，细线上端固定，让小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，求细线与竖直方向成θ角时(重力加速度为g)：

(1)细线中的拉力大小；

(2)小球运动的线速度的大小。

答案(1)(2)

解析(1)小球受重力及细线的拉力两个力作用，如图所示，

竖直方向Tcosθ＝mg

故拉力T＝。

(2)小球做圆周运动的半径

r＝Lsinθ

向心力Fn＝Tsinθ＝mgtanθ，而Fn＝m

故小球的线速度v＝。

向心力教案范文整理8

参加这次的深圳市青年教师教学技能比赛，能够顺利完成，首先要特别感谢吕文彬校长和李智组长的悉心指导，在准备过程中，他们给了我很大的帮助，提出了很多宝贵的意见，这些意见不仅对我这节课有很大帮助，还对我日后的教学起到了指引的作用。总结在这次比赛过程中我在教学方面的收获，可以归纳为以下四个方面。

1、细化每一个问题。

课堂上设问是一门艺术！太难的问题，给学生的门槛就太高了，有些体质较弱的学生很可能被难住了，跨步过去，最终被关在了物理的门外。其实，设问的目的在于给学生学习理解新知识铺路搭桥。所以，我们设的问题就应该是学生可以一步步踏着向前走动梯子。

在这次的准备过程中，关于这一点，我的体会很深。比如，在举生活中圆周运动的例子——地球公转时，本例子的目的在于加深学生对向心力的理解，知道任何做圆周运动的物体，都需要向心力，而这个向心力是由指向圆心的合外力提供的。我最初的设计是这样的，播放地球公转视频，提问：地球为什么能绕太阳做近似圆周运动？在第一次在15班上时，提出这样的问题，学生根本没有反应，他们还不明白我的这个问题的目的是什么，所以，在我后面解释的过程中，学生还是迷迷糊糊的，不怎么理解。在上了这节课后，在李老师的建议下，我将这一个问题分成了3个问题。

（1）地球在做什么运动？圆心在哪里？

（2）地球受什么力？

（3）合外力是哪个力？方向如何？

（4）向心力由哪个力提供？

在这样的修改之后，再在7班上，学生很快就可以理解这个问题。在探究向心力大小与哪些因素有关时也作了这样的修改，改后的效果好很多，学生理解很快，效果更明显。

其实，仔细回忆我在以前上课过程中，经常也是提出的问题，学生的回答与想要的*差距较大，原因就在于我的问题跨度太大。对于我们的学生，应该根据学生实际，将问题细化，一步一步设问，逐步引导，让学生在回答问题过程中逐渐建立起学习物理的信心，培养学习物理的兴趣。

2、规范语言，精益求精。

教师在教学过程中不经意说错的一句话，可能会在学生的脑袋里从此留下一个错误的概念，想要再订正，就比较难了，因为认的第一次认知往往是比较深刻的。所以，在教学中，应尽可能的避免口误。而要如何避免呢？只有在备课时多读、多做、多看，看多了，做多了，自然就知道这个知识，或者意思，表达的方式有哪几种，在课堂上就不会出现口误了。

3、注重细节，准备充分。

教学中，有很多事是无法预料的，比如，可能这个班的背投有问题，无法用课间，或者由于系统版本问题，无法显示公式等等问题。那么，要防止这些事情的发生，只有在上课前我们就要先去班上检查一遍。物理课经常需要做实验，实验仪器是否正常，在使用仪器时可能存在什么安全隐患，这些问题我们也应该在课前做好准备，先在办公室演示，假设出现什么情况，该如何解决，这些都是必须要考虑到的。在这次准备过程中，当我在10班做演示实验时，就发生实验现象与所要的得到的结果完全相反的情况。当时在出现这种情况时，我就慌了，不知该怎么解释，最后硬是将结论直接告诉学生。分析出现这种情况的原因，还是在于我在准备时没有自己动手实验。教师备课，要备的方面其实很多，在这次比赛中，我在这方面的感触及深。

4、以学生直观感受替代老师讲授，培养学生学习物理的兴趣

兴趣是一个人力求接触、认识、掌握某种事物和参与某种活动的心理倾向。爱因斯坦说：“兴趣是最好的老师”，兴趣对人的实践活动起着积极的作用，特别是对学生的学习起着推动作用，是学生学习积极*中一个最积极、最活跃的心理因素。而直观教学手段是培养学生学习兴趣的有效方法，在学习过程中，是促进学生思维发展的必要条件。学生以直观感受形式获取知识，比如：观看视频资料、自己动手实验等，与由老师传授知识相比，直观感受的效果要好很多。这一点，在这次准备的过程中，感触也很深。

在我原来的教学设计里，在给出向心力的定义之后，我只是加了一句文字说明，说明任何作圆周运动的物体都需要向心力，这个向心力是由指向圆心的合外力提供的。只是这样的一句说明，而没有相应的实例分析。在我将教学设计拿给科组老师讨论时，他们都一致认为要加上几个实例的分析。后来，我在此处加上了实例，包括演示地球公转、用塑料杯罩住钢球让钢球做圆周运动、圆锥摆等。在学生有了这些圆周运动的体验之后，紧接着让学生用刚学过的知识来解释为什么物体会做圆周运动，通过分析，加深对向心力的理解。在作了这样的修改之后，再在上课时，学生就能更好的理解向心力了。而且，这样的设计还降低了老师上课负担，不必费尽口舌去解释。

教师在课堂上怎样解放自己，其实还是在于我们对课堂的设计上，有没有找到简便、灵活、适用的方法。有些地方学生能完成的，老师不要代替学生完成。特别是我们的学生，如果课堂上一味地接收，必然失去学习兴趣，而如果课堂上学生自己动手动脑的部分多了，课堂气氛自然就好了，学生学习积极*就高了。

以上是我在这次比赛课准备过程中的一点体会。经过这次的比赛，使我对一些问题认识更深了。这对我今后的教学是一个很好的指导。

向心力教案范文整理9

教育以人为本，学生是学习的主体，在课堂教学中应该让学生带着自己的问题去探究以体现学生的主体性。

【教材分析】

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，也是学好圆周运动的关键点，学好这部分知识，可以为后面的天体运动和带电粒子在匀强磁场中的运动打好基础。

教材的编排思路很清晰，先是从身边的事例出发，让学生体验到做圆周运动的物体需要有一个指向圆心的力，从而引出向心力的概念。由于上一节中，已经从一般性的结论入手，利用矢量运算，在普遍情况下得出做匀速圆周运动的物体的加速度方向指向圆心的结论，进一步得到了向心加速度的大小。于是根据牛顿第二定律，就可以得到做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向和大小，即向心力的大小和方向。

接着，教材为了让学生对向心力有一个感性的认识，设计了“实验”栏目──“用圆锥摆验证向心力的表达式。实际上，这个实验除了要验证向心力表达式之外，另外一个目的就是可以让学生体验到“向心力不是一个新的力，而是一个效果力”，也即让学生初步学会分析向心力的来源。

与过去不同的是，本节中又讨论了变速圆周运动和一般的曲线运动。这样安排的目的是从生活实际出发，在更广阔的背景下让学生认识到什么情况下物体将做匀速圆周运动，什么情况下会做变速圆周运动。以及知道如何处理一般曲线运动的方法。

【学情分析】

（1）思维基础

根据新课程教学理念，从高一第一学期开始，在课堂教学过程中教师一直重视“过程与方法”的教学，学生已经初步有了探究事物的一般方法，即“是什么？──怎么样？──为什么？”的思维方法。因此，本设计中就通过创设问题情景，激励学生自己提出想要研究的问题。

（2）心理特点

依据20世纪最著名的发展心理学家皮亚杰的理论可知高一学生的认知发展过程是由具体运算阶段向形式运算阶段过渡，也是由直观认识向逻辑推理、实验推理过渡阶段，因此在教学中，要遵循从感性到理性的认识规律，本节课抓住学生的心理特点进行教学设计。

（3）已有知识

通过前一节《向心加速度》的学习，学生已经知道了向心加速度的方向指向圆心，它描述了物体速度方向变化的快慢。于是根据牛顿第二定律可知，这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的力。因此将向心加速度的表达式代入牛顿第二定律即可得到向心力的表达式。

但由于错误的经验或者说是思维定势，学生往往认为向心力是一种新的力，因此“向心力不是一种新的力，而是根据作用效果命名的力”（即向心力的来源）对学生来说，将是个难点。

【教学目标】

1．知识与技能

（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。

【重点难点】

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，并能用来进行计算。

（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。

【教学策略与手段】

本节课设计成了探究性学习课，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，自评和互评来不断完善。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能力。

一、难点的突破

“向心力不是一种新的力，而是根据作用效果命名的力”和“向心力和切向力的作用效果和特点”对学生来说都将是难点。因此在匀速圆周运动的例子中，必须让学生对物体进行受力分析，并让学生判断合力的作用效果是什么、产生了怎样的加速度，目的是让学生体验向心力的来源。在变速圆周运动中，让学生对物体进行受力分析，说明各个力产生怎样的加速度，从而进一步得到向心力和切向力的作用效果。

二、对教材中两个地方的处理

1．由于课本中用来粗略验证向心力表达式的圆锥摆运动在课堂中很难实现让学生测量，所以本设计中安排了先用向心力演示仪去验证向心力的表达式，然后在让学生分析游乐园中转椅的运动和受力情况后，通过让学生体验在实验室里粗略测量圆锥摆模型运动中的向心力大小以落实它的向心力来源，并向学生说明我们可以用圆锥摆粗略验证向心力表达式。

2．为说明做变速圆周运动的物体，它受到的力并不是通过圆心时，课本上是通过实例链球运动和学生自己让小沙袋做变速圆周运动的体验来说明。这里本人认为直接这样让学生体验并得到上述结论难度不小，所以本设计中先让学生通过对游乐园中过山车做变速圆周运动进行受力分析，从而得到──物体在什么情况下做变速圆周运动，然后让学生观察并分析链球运动和体验让小球做变速圆周运动时的受力情况，从而降低了难度。

三、本节课的教学流程设计为

1．向心力概念的引出。

2．引导学生提出自己想要研究的问题。

3．鼓励学生先共同解决自己提出的一部分问题。

4．用实验验证理论──用向心力演示仪验证向心力表达式。

5．从游乐园里转椅出发落实：①分析圆锥摆中向心力的来源；②用圆锥摆模型可以粗略去验证向心力表达式。

6．由游乐园中的过山车模型和运动员的链球运动落实：物体做匀速圆周运动和变速圆周运动的条件及向心力和切向力的作用效果和特点。

7．让学生知道研究一般曲线运动的方法。

8．课堂小结。

在教学手段上，充分使用ppt、视频、演示实验、身边的圆周运动，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。

【课前准备】

1．实验仪器：带细绳的小钢球（两人一个）。

2．动画及视频：地球绕太阳运动、圆锥摆（动画），双人花样滑冰，游乐园中的转椅和过山车、链球运动的视频及图片。

3．制作ppt。

【教学过程】

一、向心力概念的引出

师：我们先看几个做圆周运动的例子，思考这样一个问题：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？

大家也可以自己动手制作一个圆周运动（事先给学生发了个带细绳的小球）

生：受到了拉力的作用，

[学生活动]：对以上做圆周运动的物体受力分析

师：这些力的指向有什么特点呢？

生：指向圆心。

师：我们把这样的力叫做向心力。

板书向心力：做圆周运动的物体所需的指向圆心的力，符号：Fn

二、引导学生提出自己要研究的问题

师：这节我们就来研究向心力。接下来我想把课堂交给在座的各位同学。关于向心力，你想知道什么，想研究什么，就以问题的形式提出来，我们一起解决。大家先考虑两分钟。同桌、前后排的同学也可以相互讨论下。

[学生活动]：

生1：向心力的方向与向心加速度的方向是否相同？

生2：向心力的大小跟什么有关？与ω、ν之间什么关系？

生3：向心力的大小怎么测量计算？

生4：向心力有什么特点？

生5：向心力的作用效果是怎样的？

生6：向心力是不是合力？

生7：向心力的来源？

生8：向心力的施力物体是什么？

生9：圆周运动的半径为何不变？

生10：向心力与向心加速度的关系如何？

（师将这些问题一一写道黑板上）

三、鼓励学生先共同解决一部分问题

师：有问题我们一起解决，大家思考下这些问题，看看你能不能帮别人解决这些问题。

以下是课堂实录：

生1（男）：老师我回答第一个问题，我觉得向心加速度方向与向心力的方向相同，因为根据牛顿第二定律，得到加速度的方向与力的方向是一致的。

师：大家都同意他的看法吗？

生2（女）：我不同意，因为牛顿第二定律是在直线运动中的，这里是曲线运动，情况不一样，所以不能用牛顿第二定律得出来。

生3（女）：我认为他是对的。因为牛顿第二定律是说物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。也没说在曲线运动中不成立，所以是对的。

（师引导学生通过受力分析，并由上节课学习的在圆周运动中某点的向心加速度方向指向圆心，从而总结得到牛顿第二定律在曲线运动中仍成立。）

生4：根据牛二律可以得到

四、用实验验证理论──用向心力演示仪验证向心力表达式

师：刚才我们已经得到了向心力的表达式。理论的正确与否我们必须要用实践去证明。

引导学生说出怎么去验证──利用控制变量法。

介绍向心力演示仪原理，请一位学生自己来演示给全班同学看。

引导学生由多次实验现象可以得到：

半径r、角速度ω一定，与质量m成正比

质量m、角速度ω一定，与半径r成正比；

质量m、半径r一定，与角速度ω的平方成正比；

到此为止，以上学生提出的很多问题都得到了解决

（师将这些解决掉的问题一一画勾）

五、从游乐园里转椅出发落实：①分析圆锥摆中向心力的来源②用圆锥摆实验可以粗略去验证向心力表达式

1．圆周摆

（1）游乐园图片及视频材料

（2）学生动手让小球做圆锥摆运动

（3）建立物理模型（如图所示）

思考与讨论：

①如图所示，做匀速圆周运动的小球受到哪些力的作用？合力产生了怎样的加速度？

②能否在实验室里粗略计算此匀速圆周运动中的向心力大小？

分析：

①这里的受力分析结合前面落实：向心力不是一种新的力，它可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是这些性质力的合力，也可以是这些性质力的一个分力。

②在“实验室里如何计算向心力的大小”这里，引导学生可以设计两种方法去测。

师：我们课本上就是利用圆锥摆中可以有两种方法测向心力来粗略验证向心力的表达式的，同学们课后有兴趣完全可以自己去做一下。

六、由游乐园中的过山车模型和运动员的链球运动落实：物体做匀速圆周运动和变速圆周运动的条件及向心力和切向力的作用效果和特点

1、看过山车视频并对右图中的情况进行受力分析，说明各个力产生了怎样的加速度，并进一步引导向心力的来源。

分析图1落实：

①向心力和切向力的作用效果。

②什么情况下物体做匀速圆周运动，什么情况下做变速圆周运动。

师：哪个力提供向心力？

有向心力就向心加速度，上节课我们学习的向心力可以改变什么？

引导得到向心力的作用效果：只改变速度的方向。

师：切线方向上的重力会对物产生怎么样的影响？

引导学生得到切向力改变了速度的大小。

2、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。

3、分析图2、图3，让学生获得在不同情况下如何分析向心力和切线力的来源

4、让学生观察和自己动手体验变速圆周运动从而得到变速圆周运动物体受力情况。

再次问学生：向心力是否一定是合力？

生：不一定

（七）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。

八、课堂小结

课堂的最后将学生的问题归类：说到底我们研究了向心力的大小，方向，作用效果，来源。

【板书设计】

向心力

1．定义：使物体做圆周运动，指向圆心的力。

2．研究内容：

⑴向心力的方向与向心加速度的方向是否相同？

⑵向心力的大小跟什么有关？与ω、ν之间什么关系？

⑶向心力的大小怎么测量计算？

⑷向心力有什么特点？

⑸向心力的作用效果是怎样的？

⑹向心力是不是合力？

⑺向心力的来源？

⑻向心力的施力物体是什么？

⑼圆周运动的半径为何不变？

⑽向心力与向心加速度的关系如何？

3．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。

4．问题归纳：

⑴向心力的方向

⑵向心力的大小

⑶向心力的作用效果

⑷向心力的来源

【问题研讨】

1．这是一节探究型学习课。本堂课中学生活动较多，所用时间相应就多了，所以整堂课没有宽裕的时间用来提供例题让学生利用向心力表达式简单计算物体做匀速圆周运动所需的向心力和分析向心力的来源。

2．因为整堂都是以学生为主的探究性学习，创设情景让学生提出自己关心、想要知道的问题，解决问题的时候又主要是以学生自评和互评以及合作学习而得出结论的，所以在结论的得出或是结论的表述可能会不严密，难免缺少知识的系统性，因此如何处理和保持好探究性学习中知识的系统性是探究性学习中的值得我们去研究的问题。

3．探究型学习课给教师提出了很高了要求。在探究的第一个环节一定要千方百计的鼓励学生提出问题，但由于学生之间存在差异性，不同的学生提出的问题层次各有不同，因此一定要因材施教，根据不同的学生创设不同的情景以及要运用不同的引导方法、激励方法和评价方案；根据不同的学生，采用不同的方法激发学生的学习兴趣和调动学生的积极性等等。这就给教师提出了很大的要求。又由于学生提出的问题的难预料，给课堂教学带来了一定的难度。这就要求教师具有较强的引导和应变能力以及较强的课堂管理能力，同时教师必须要非常了解学生，教师平时多走进学生，关爱学生，了解学生，懂得学生的兴趣点；尊重每一位学生，但不放纵学生等。对于教师本人，必须要有强烈的“以学生为主体”的意识，课堂应该是属于学生的课堂，同时一要创设一个和谐、平等、民主的课堂氛围。

参考资料：

1．人教版物理必修2《教师教学用书》，人民教育出版社，第41页。

向心力教案范文整理10

1设计思路

本节内容是曲线运动这一章的重点和难点，《课程标准》对曲线运动基础知识和圆周运动的相关概念有很高的要求。 本人从学生的实际出发，结合本章第四节《圆周运动》和第五节《向心加速度》的知识，创设物理情景，用“向心力演示器”初步得出向心力的大小;通过引导学生对具体问题的分析，解决向心力来源问题;通过教师演示实验，师生共同验证向心力公式，并分析得到影响向心力的因素。这个过程中加强学生的活动，使学生充分思考讨论、大胆猜想，敢于提出自己的想法，逐渐提高科学素养。

2教学目标

知识与技能:

1.知道什么是向心力，理解向心力的概念及其表达式的确切含义.

2.知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算.

3.了解“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的原理.

过程与方法:

1.通过用向心力演示器粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并具体“做一做”来理解公式的含义.

2.进一步体会力是产生加速度的原因，并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动、变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点.

情感、态度与价值观:

1.在实验中，培养学生动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力.

2.感受成功的快乐.体会实验的意义，激发学习物理的兴趣.

3重点难点

教学重点：明确向心力的意义、作用、公式及公式变形。

教学难点：圆锥摆实验及有关物理量的测量。

4教学过程

4.1 第一学时 评论(0) 教学目标

1.知道什么是向心力，理解向心力的概念及其表达式的确切含义.

2.知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算.

3.了解“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的原理.

评论(0) 学时重点

明确向心力的意义、作用、公式及公式变形。

评论(0) 学时难点

如何确定向心力以及影响向心力的因素

教学活动 活动1【导入】

我们知道，匀速圆周运动是变速曲线运动。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合外力有何特点?这就是本节课要研究的问题。

活动2【讲授】向心力

1.演示：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。

4. 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。(只改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。)

5.向心力的大小：引导学生根据牛顿第二定律 及向心加速度公式得出向心力的表达式。

6.说明：向心力是根据力的作用效果来命名的，它不是具有确定性质的某种力。它可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力来提供。

活动3【活动】向心力的实验验证

1.向心力演示器的实验

①介绍器材，原理(ppt演示) ②研究方法：控制变量法 a： b： c：

③归纳总结：

2.实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式

①介绍实验器材：铁架台、细线、钢球、白纸、刻度尺、秒表

②简述实验原理： 也就是说我们只要证明圆锥摆做匀速圆周运动所需要的向心力等于小球重力和绳对小球拉力的合力就可以了.

【第二课时再做】

③实验过程中要测量记录的数据：

半径r，运动n圈所用时间t，小球距悬点的竖直高度h.

活动4【练习】向心力的来源

活动5【作业】布置作业

基础作业：课后练习 1,2

提高作业：1、自制圆锥摆;2、利用圆锥摆验证向心力的表达式Fn=mrw​2

4.2 第二学时 评论(0) 教学目标 评论(0) 学时重点 评论(0) 学时难点 教学活动

6.向心力

课时设计 课堂实录

6.向心力

1第一学时 教学目标

1.知道什么是向心力，理解向心力的概念及其表达式的确切含义.

2.知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算.

3.了解“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的原理.

学时重点

明确向心力的意义、作用、公式及公式变形。

学时难点

如何确定向心力以及影响向心力的因素

教学活动 活动1【导入】

我们知道，匀速圆周运动是变速曲线运动。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合外力有何特点?这就是本节课要研究的问题。

活动2【讲授】向心力

1.演示：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。

4. 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。(只改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。)

5.向心力的大小：引导学生根据牛顿第二定律 及向心加速度公式得出向心力的表达式。

6.说明：向心力是根据力的作用效果来命名的，它不是具有确定性质的某种力。它可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力来提供。

活动3【活动】向心力的实验验证

1.向心力演示器的实验

①介绍器材，原理(ppt演示) ②研究方法：控制变量法 a： b： c：

③归纳总结：

2.实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式

①介绍实验器材：铁架台、细线、钢球、白纸、刻度尺、秒表

②简述实验原理： 也就是说我们只要证明圆锥摆做匀速圆周运动所需要的向心力等于小球重力和绳对小球拉力的合力就可以了.

【第二课时再做】

③实验过程中要测量记录的数据：

半径r，运动n圈所用时间t，小球距悬点的竖直高度h.

活动4【练习】向心力的来源

活动5【作业】布置作业

基础作业：课后练习 1,2

提高作业：1、自制圆锥摆;2、利用圆锥摆验证向心力的表达式Fn=mrw​2

向心力教案范文整理11

一、教材分析

课标分析：能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。

教材地位：《向心力》一节是普通高中课程标准试验教科书必修2第六章曲线运动的重点、难点，具有承前启后的作用。它既是本章知识的一个拐点，又是本章内容拓展的重要基础;通过学习，既能使学生从对圆周运动的表面认识上升到理论分析，又能让学生从生活中的圆周运动分析提高到对天体运动及带电粒子在电磁场中的运动的分析及推演。同时，《向心力》一节能够充分体现力和运动的在物理学中的重要性，是运动与力关系学习的好素材。

二、学情分析

学生通过前面的学习，理解了质量、力与加速度的关系，了解了描述圆周运动的各个物理量及其关系，认识了匀速圆周运动指向圆心的向心加速度，并且学生已经经历了同学之间相互协作、相互讨论、相互交流及最后的成果展示的学习过程，具备了处理问题的一般思路方法：提出问题—分析问题—解决问题。

三、教学目标

(一)知识与技能

1.了解向心力概念，知道向心力是根据力的效果命名的一种力。

2.知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行简单的情景计算。

3.知道在变速圆周运动中，合外力的法向分力提供了向心力，切向分力用于加速。

4.知道一般曲线运动的处理方法。

(二)过程与方法

1.通过对向心力概念的探究体验，让学生理解其概念的内涵。并熟悉处理问题的一般方法：提出问题、分析问题、解决问题

2.在验证向心力表达式的过程中，体会物理实验在处理问题中的作用。

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。并学会用力和运动的观点来分析、解决问题。

(三)情感态度价值观

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、教学重点、难点

1.教学重点

理解向心力的概念、公式及匀速圆周运动中供求关系，并能用来进行简单的判断计算。会分析向心力的来源

2.教学难点

理解向心力是一个效果力，会分析向心力的来源，理解匀速圆周运动中供求关系

五、教学过程

教学程序 教学内容 学生活动 思维对话 课前活动 学生实验：

以电动玩具赛车作为研究对象，如图所示，在地上画出一圆周作为赛车的轨道。将绳子穿过一个空心笔杆，绳子的一端系玩具赛车，另一端系一个弹簧测力计。注意观察弹簧测力计的示数。

相互合作

观察现象

现象：

小赛车做匀速圆周运动时弹簧测力计上有示数且大小不变。

知 识 回 顾 问题1：回顾：匀速圆周运动的性质。

问题2：回顾：向心加速度的物理意义、定义、方向及大小。

问题3：回顾：牛顿第二定律的内容、表达式。

查看前面笔记回顾所学 1.做匀速圆周运动的物体线速度大小不变、角速度不变(周期不变)。

2.物理意义：描述做匀速圆周运动物体的线速度方向变化快慢的物理量。

定义：物体在做匀速圆周运动时指向圆心的加速度

方向：时刻指向圆心。

大小：

3.内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同

表达式：F=ma

情景引入

1.感知向心力

问题1：在课前实验活动中你观察到了什么现象?

问题2：现在请同学们拿起准备好的一端系着小橡皮的绳子，让它在光滑的桌面上做匀速圆周运动(注意安全)，说出你感觉到了什么?

过渡语：由此可看出做匀速圆周运动的物体在指向圆心方向上存在力的作用。本节课我们就一起来探究这个力。

学生自己活动体验

1.小赛车做匀速圆周运动时弹簧测力计上有示数且大小不变。

2.感觉到绳子对手有力的作用

寻找向心力

问题1：请同学们观看视频，回答：(1)、地球绕太阳近似做什么运动?(2)、为什么地球绕太阳做这种运动?

问题2：对上面的问题2中做匀速圆周运动的物体受力分析且求出合力?

问题3：请同学思考如何让带细绳的小橡皮做不同于问题2的匀速圆周运动?建立物理模型且分析其受力情况，求出合力?

问题4：通过上面例子，总结归纳匀速圆周运动的受力特点

过渡语：前面我们学习了匀速圆周运动中方向始终指向圆心的加速度──向心加速度，根据牛顿第二定律，产生向心加速度的原因一定是物体受到了指向圆心的合力。这个合力叫做向心力

独立思考，完成受力分析图

小组讨论

得出结论 1.(1).地球绕太阳近似做圆周运动并且是匀速圆周运动。

(2)太阳对地球有引力作用。

2.=F

3.(1)=T

(2)=

匀速圆周运动的受力特点：

1.可受一个力或多个力

2.合力指向圆心

3.合力可以是弹力、引力、摩擦力等性质力，也可以是这些性质力的合力或分力。 3.认识向心力

问题1：请同学们在总结归纳上面问题的基础上，给出向心力的定义、方向、大小、特点及作用效果。

问题2：对于向心力大小的表达，有的同学认为是：=;而有的同学根据牛顿第二定律又认为是：

两个式子你认为哪个正确?如果都正确请说出它们分别是从什么角度来建立?

过渡语：对于这两个式子是否能够相等?提供的合力是否就等于所需要的向心力?需要实验来验证。

总结归纳，交流评价，记录笔记

交流讨论、思考回答

向心力教案范文整理12

【教学目标】

一、知识与能力

1、知道向心力的定义和方向，通过实例认识向心力的作用效果及来源。

2、通过实验理解向心力的大小与哪些因素有关，初步掌握向心力的公式并可以进行计算。

3、知道向心加速度及其公式，能运用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力及向心加速度。

4、经历向心力和向心加速度的概念形成过程的体验，大胆发表自己对有关问题的认识。

二、过程与方法

通过向心力理论分析到实验探究，培养学生用理论指导实践的素养和能力。

三、情感态度与价值观

培养学生观察生活，思考生活现象的能力，同时培养学生大胆分析及勇于探究的科学素养，以及尊重实验、实践的客观唯物精神。

【教学重点】

向心力概念的建立及实验探究向心力的大小是教学重点。

【教学难点】

向心力概念的建立及实验探究向心的大小也是教学难点。通过简单实例及分组实验加强感知，突破难点。

【教具准备】

1、小球、细绳和光滑木板16套

2、小链球16对。

3、向心力演示器16台。

4、课件。

【教学过程】

一、引入新课

欣赏视频：我国选手赵宏博和申雪在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）有力就会产生（加速度）。这节课我们共同探究做匀速圆周运动的物体合外力及加速度的特点。

向心力教案范文整理13

教学目标

知识目标

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、知道匀速圆周运动的向心力的公式，会解答有关问题.

能力目标

培养学生探究物理问题的习惯，训练学生观察实验的能力和分析综合能力.

情感目标

培养学生对现象的观察、分析能力，会将所学知识应用到实际中去.

教学重点：向心力的概念及公式.

教学难点：向心力概念和向心力与合外力的关系

教材分析

上一节从一般性的结论入手，利用矢量运算，在普遍情况下得出做匀速圆周运动的物体的加速度方向指向圆心的结论后，进一步得出了向心加速度的大小。从理论角度出发，根据牛顿第二运动定律，就可以得出做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向和大小，即向心力的方向和大小。这个结论也是一般性结论。

教学过程：

引入：

做圆周运动的物体速度不断的变化，说明物体的运动状态在不断的变化。也就说明了做圆周运动的物体受到了力的作用.比如：用手抡一个被绳系着的物体，使它做圆周运动，是绳子对物体有力的作用；月球绕地球转动，是地球对月球有引力的作用。

一、向心力：

1.定义：做匀速圆周运动的’物体具有向心加速度，根据牛顿第二定律，这个加速度一定是由于受到了指向圆心的合力。这个合力叫做向心力。

2.方向：始终指向圆心

3.公式：根据牛顿第二定律或者

4.向心力的来源：做匀速圆周运动的物体受的向心力就是物体的合外力

可以是某个力，也可以是几个力的合力还可以是某个力的分力。

(学生举例教师补充)

5说明：

(1)向心力总是指向圆心与速度方向垂直。

(2)向心力是根据力的作用效果来命名的

6.向心力与半径的关系：

当一定时与成反比

当一定时与成正比

二、变速圆周运动

1.向心力与合外力的关系：

现实生活中(课本P54做一做，让学生做)用抡绳子来调节沙袋的速度的大小，那么向心力能改变速度的大小吗?向心力的方向与线速度方向始终垂直不能改变其大小，这就说明物体合外力在这里不等于向心力。通过我们的仔细观察琢磨，我们使沙袋加速时，绳子牵引沙袋的方向并不与沙袋运动的方向垂直。即此时物体所受合外力方向并不指向圆心。

结论：

(1)物体做匀速圆周运动时物体的合外力等于向心力

(2)物体做变速圆周运动时物体的合外力不一定等于向心力

(3)物体做变速圆周运动时合外力沿指向圆心方向的分力为

向心力产生向心加速度，沿切向的分力产生切向加速度

(4)向心加速度改变速度的方向；切向加速度()改变速度的大小

(5)匀速圆周运动只有；变速圆周运动同时具有、

例题：

1如图所示，用长为L的细线栓一个质量为M的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向间的夹角为，关于小球的受力情况，下列说法正确的是()

A.小球受到重力、线的拉力和向心力三个力。

B.向心力是线的拉力和小球所受重力的合力

C.向心力等于细线对小球拉力的水平分量

D.向心力的大小等于

2.课本P55课后练习

向心力教案范文整理14

【设计思想】

建构主义教学理论启示我们要转变教学观念，创造以“学生为主体，教师为主导”的教学环境，使学生在真实的情景中完成任务，改变我们长期存在的教师在台上讲，学生在台下听的灌输式教学，充分发挥学生学习的自主性，引导学生主动发现问题，分析问题，解决问题，主动建构良好的认知结构，培养创新精神。

【教材分析】

教材先通过实例让学生从运动和力的角度进行分析，分析物体的受力特点，从而得出向心力的概念，有助于学生体会和理解。教材接着从理论的角度，根据牛顿第二定律，推导出向心力的数学表达式。之后，为了让学生对向心力公式有一定的认识和理解，教材中设计了验证性实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式。通过圆锥摆实验，拉近科学与生活的距离，使学生感到科学就在身边，对科学产生亲切感。

本节还有一点与过去不同，那就是在讨论完匀速圆周运动后讨论了变速圆周运动和一般曲线运动。这块内容的补充，不仅为分析物体在曲线最高点、最低点的受力分析和运动情况提供了理论依据，而且为学生提供了处理问题的一种思维方法：从特殊到一般。

这部分知识的学习，可以为万有引力和带电粒子在匀强磁场中的运动等内容做好必要的准备。当然，学习完这一节之后，中学里所有的运动形式都学习完毕了，从而可以让学生在更广阔的角度理解运动和力的关系。

【学情分析】

通过前几节内容的学习，学生已经知道了曲线运动的条件，学习了处理曲线运动的重要方法──运动的合成和分解，还利用运动的合成与分解知识研究了平抛运动。接着引入角速度、线速度、周期、转速等物理量描述了匀速圆周运动的规律。这些知识的学习，为学生学习向心力做好了知识上的准备。

由于向心力是一种学生感到陌生的力，而高一学生的抽象思维能力和逻辑推理还不是很强，所以需要在教学中通过实例、实验，使学生对向心力的认识从感性认识升华到理性认识。

【教学目标】

1.知识与技能

(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。

(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，调动学生学习的积极性，培养学生的学习兴趣。

【重点难点】

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，并能用来进行计算。

(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)理解向心力的概念和公式的建立。

(2)理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。

【教学策略与手段】

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。

【课前准备】

1.实验仪器：带细绳的钢球(两人一个)，铁架台，钢球一个，细绳一条，刻度尺，圆形瓶盖，秒表，物块，圆形瓶盖。

2.视频：自行车转弯，公园的转椅。

3.制作PPT。

【教学过程】

一、引入新课

演示实验：让物块在旋转的平台上尽可能做匀速圆周运动。

教师：物块为什么可以做匀速圆周运动?这节课我们就来研究这个问题。

(设计意图：从实验引入，激发学生的好奇心，活跃课堂气氛。)

二、新课教学

(一)向心力

1.向心力的概念

学生：在教师引导下对物块进行受力分析：物块受到重力、摩擦力与支持力。

教师：物块所受到的合力是什么?

学生：重力与支持力相互抵消，合力就是摩擦力。

教师：这个合力具有怎样的特点?

学生：思考并回答：方向指向圆周运动的圆心。

教师：得出向心力的定义：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力。

(做好新旧知识的衔接，使概念的得出自然、流畅。)

2.感受向心力

学生：学生手拉着细绳的一端，使带细绳的钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动。

教师：钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动，什么力使钢球做圆周运动?

学生：对钢球进行受力分析，发现拉力使钢球做圆周运动。

(设计意图：利用常见的小实验，让学生亲身体验，增强学生对向心力的感性认识。)

教师：也就是说，钢球受到的拉力充当圆周运动的向心力。大家动手实验并猜想：拉力的大小与什么因素有关?

学生：动手体验并猜想：拉力的大小可能与钢球的质量m、线速度的v、角速度 、周期T，半径r有关。

教师：那么我们如何研究向心力 与m、v、、T、r之间的关系呢?

学生：思考、讨论并回答：采用控制变量法，保持m、v、、T、r中的四个量不变，研究 与剩下的一个量之间的关系。

教师：如果保持钢球的质量m、线速度的v、角速度 、周期T不变，半径r可以变化吗?

学生：在教师引导下根据各个物理量之间的关系思考并回答：半径r不能变化。

教师：那么我们怎样研究这几个物理量之间的关系呢?

学生：思考、讨论并回答：由于做匀速圆周运动的物体，v、、T，r这四个物理量中，只要有两个量确定了，其他两个量也就跟着确定了。所以只需要研究向心力 与m，v、、T、r这四个物理量中两个物理量的关系。

教师：引导学生采用控制变量法做实验，体验向心力的大小。

学生：采用控制变量法做实验，体验向心力的大小。

教师：大家体验后，感觉向心力 与哪些物理量有什么样的关系?

学生：根据自己的体验并回答：

质量m、半径r一定，线速度v越大，向心力 越大;

质量m、线速度v一定，半径r越大，向心力 越大;

质量m、半径r一定，周期T越大，向心力 越小……

(设计意图：积极引导学生猜想，并渗透实验方法：控制变量法的教学。)

3.推导向心力的表达式

教师：这是向心力与各个物理量之间可能存在的定性关系。那大家能不能根据所学的知识，从理论上推导向心力的表达式。

教师：在教师引导下根据向心加速度的表达式和牛顿第二定律推导：

因为 ，所以 =

向心力教案范文整理15

教材分析

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__的重点和难点，也是学好圆周运动的关键点，学好这部分知识，可以为后面的天体运动和带电粒子在匀强磁场中的运动打好基础。

教材的编排思路很清晰，先是从身边的事例出发，让学生体验到做圆周运动的物体需要有一个指向圆心的力，从而引出向心力的概念。由于上一节中，已经从一般性的结论入手，利用矢量运算，在普遍情况下得出做匀速圆周运动的物体的加速度方向指向圆心的结论，进一步得到了向心加速度的大小。于是根据牛顿第二定律，就可以得到做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向和大小，即向心力的大小和方向。

接着，教材为了让学生对向心力有一个感性的认识，设计了“实验”栏目──“用圆锥摆验证向心力的表达式。实际上，这个实验除了要验证向心力表达式之外，另外一个目的就是可以让学生体验到“向心力不是一个新的力，而是一个效果力”，也即让学生初步学会分析向心力的 。

与过去不同的是，本节中又讨论了变速圆周运动和一般的曲线运动。这样安排的目的是从生活实际出发，在更广阔的背景下让学生认识到什么情况下物体将做匀速圆周运动，什么情况下会做变速圆周运动。以及知道如何处理一般曲线运动的方法。

学情分析

（1）思维基础

根据新课程教学理念，从高一第一学期开始，在课堂教学过程中教师一直重视“过程与方法”的教学，学生已经初步有了探究事物的一般方法，即“是什么？──怎么样？──为什么？”的思维方法。因此，本设计中就通过创设问题情景，激励学生自己提出想要研究的问题。

（2）心理特点

依据20世纪最著名的发展心理学家皮亚杰的理论可知高一学生的认知发展过程是由具体运算阶段向形式运算阶段过渡，也是由直观认识向逻辑推理、实验推理过渡阶段，因此在教学中，要遵循从感性到理性的认识规律，本节课抓住学生的心理特点进行教学设计。

（3）已有知识

通过前一节《向心加速度》的学习，学生已经知道了向心加速度的方向指向圆心，它描述了物体速度方向变化的快慢。于是根据牛顿第二定律可知，这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的力。因此将向心加速度的表达式代入牛顿第二定律即可得到向心力的表达式。

但由于错误的经验或者说是思维定势，学生往往认为向心力是一种新的力，因此“向心力不是一种新的力，而是根据作用效果命名的力”（即向心力的 ）对学生来说，将是个难点。

教学目标

1．知识与技能

（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。

重点难点

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，并能用来进行计算。

（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 。

（2）理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。

教学策略与手段

本节课设计成了探究性学习课，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，自评和互评来不断完善。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能力。

一、难点的突破

“向心力不是一种新的力，而是根据作用效果命名的力”和“向心力和切向力的作用效果和特点”对学生来说都将是难点。因此在匀速圆周运动的例子中，必须让学生对物体进行受力分析，并让学生判断合力的作用效果是什么、产生了怎样的加速度，目的是让学生体验向心力的 。在变速圆周运动中，让学生对物体进行受力分析，说明各个力产生怎样的加速度，从而进一步得到向心力和切向力的作用效果。

二、对教材中两个地方的处理

1．由于课本中用来粗略验证向心力表达式的圆锥摆运动在课堂中很难实现让学生测量，所以本设计中安排了先用向心力演示仪去验证向心力的表达式，然后在让学生分析游乐园中转椅的运动和受力情况后，通过让学生体验在实验室里粗略测量圆锥摆模型运动中的向心力大小以落实它的向心力 ，并向学生说明我们可以用圆锥摆粗略验证向心力表达式。

2．为说明做变速圆周运动的物体，它受到的力并不是通过圆心时，课本上是通过实例链球运动和学生自己让小沙袋做变速圆周运动的体验来说明。这里本人认为直接这样让学生体验并得到上述结论难度不小，所以本设计中先让学生通过对游乐园中过山车做变速圆周运动进行受力分析，从而得到──物体在什么情况下做变速圆周运动，然后让学生观察并分析链球运动和体验让小球做变速圆周运动时的受力情况，从而降低了难度。

三、本节课的教学流程设计为

1．向心力概念的引出。

2．引导学生提出自己想要研究的问题。

3．鼓励学生先共同解决自己提出的一部分问题。

4．用实验验证理论──用向心力演示仪验证向心力表达式。

5．从游乐园里转椅出发落实：①分析圆锥摆中向心力的 ；②用圆锥摆模型可以粗略去验证向心力表达式。

6．由游乐园中的过山车模型和运动员的链球运动落实：物体做匀速圆周运动和变速圆周运动的条件及向心力和切向力的作用效果和特点。

7．让学生知道研究一般曲线运动的方法。

8．课堂小结。

在教学手段上，充分使用ppt、视频、演示实验、身边的圆周运动，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。

课前准备

1．实验仪器：带细绳的小钢球（两人一个）。

2．动画及视频：地球绕太阳运动、圆锥摆（动画），双人花样滑冰，游乐园中的转椅和过山车、链球运动的视频及图片。

3．制作ppt。

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