经典高一物理全册教案下.doc

匀速圆周运动 向心力 ? 一、教学目标 1．物理知识方面： (1)理解匀速圆周运动是变速运动； (2)掌握匀速圆周运动的线速度、角速度、周期的物理意义及它们间的数量关系； (3)初步掌握向心力概念及计算公式。 2．通过匀速圆周运动、向心力概念的建立过程，培养学生观察能力、抽象概括和归纳推理能力。 3．渗透科学方法的教育。 二、重点、难点分析 向心力概念的建立及计算公式的得出是教学重点，也是难点。通过生活实例及实验加强感知，突破难点。 三、教具 1．转台、小伞； 2．细绳一端系一个小球(学生两人一组)； 3．向心力演示器。 四、主要教学过程 (一)引入新课 演示：将一粉笔头分别沿竖直向下、水平方向、斜向上抛出，观察运动轨迹。 复习提问：粉笔头做直线运动、曲线运动的条件是什么？ 启发学生回答：速度方向与力的方向在同一条直线上，物体做直线运动；不在同一直线上，做曲线运动。 进一步提问：在曲线运动中，有一种特殊的运动形式，物体运动的轨迹是一个圆周或一段圆弧(用单摆演示)，称为圆周运动。请同学们列举实例。 (学生举例教师补充) 电扇、风车等转动时，上面各个点运动的轨迹是圆……大到宇宙天体如月球绕地球的运动，小到微观世界电子绕原子核的运动，都可看做圆周运动，它是一种常见的运动形式。 提出问题：你在跑400米过弯道时身体为何要向弯道内侧微微倾斜？铁路和高速公路的转弯处以及赛车场的环形车道，为什么路面总是外侧高内侧低？可见，圆周运动知识在实际中是很有用的。 引入：物理中，研究问题的基本方法是从最简单的情况开始。 板书：匀速圆周运动 (二)教学过程设计 思考：什么样的圆周运动最简单？ 引导学生回答：物体运动快慢不变。 板书：1．匀速圆周运动 物体在相等的时间里通过的圆弧长相等，如机械钟表针尖的运动。 思考：匀速周圆运动的一个显著特点是具有周期性。用什么物理量可以描述匀速圆周运动的快慢？ (学生自由发言) 板书：2．描述匀速圆周运动快慢的物理量 恒量。 当t很短，s很短，即为某一时刻的瞬时速度。线速度其实就是物体做圆周运动的瞬时速度。当物体做匀速圆周运动时，各个时刻线速度大小相同，而方向时刻在改变。那么，线速度方向有何特点呢？ 演示：水淋在小伞上，同时摇动转台。观察：水滴沿切线方向飞出。 思考：说明什么？ 师生分析：飞出的水滴在离开伞的瞬间，由于惯性要保持原来的速度方向，因而表明了切线方向即为此时刻线速度的方向。 板书：方向：沿着圆周各点的切线方向。如图3。 单位：rad/s。 (3)周期：质点沿圆周运动一周所用的时间。如：地球公转周期约365天，钟表秒针周期60s等，周期长，表示运动慢。 (角速度、周期可由学生自己说出并看书完成) 板书：(师生共同完成) 思考：物体做匀速圆周运动时，v、ω、T是否改变？(ω、T不变，v大小不变、方向变。) 讲述：匀速周周运动是匀速率圆周运动的简称，它是一种变速运动。 提出问题：匀速圆周运动是一种曲线运动，由物体做曲线运动的条件可知，物体必定受到一个与它的速度方向不在同一条直线上的合外力作用，这个合外力的方向有何特点呢？ 学生小实验(两人一组)： 线的一端系一小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动。小球质量很小(可用橡皮塞等替代)，甩动时线速度尽量大，小球重力与拉力相比可忽略，以保证拉线近似在水平方向。 观察并思考： ①小球受力？ ②线的拉力方向有何特点？ ③一旦线断或松手，结果如何？ (提问学生后板书并图示) 概括：要使物体做匀速圆周运动，必须使物体受到与速度方向垂直而指向圆心的力作用，故名向心力。 板书：3．向心力：物体做匀速圆周运动所需要的力。 提出问题：向心力的大小跟什么因素有关？ (学生自己设想，用刚才的仪器做小实验，凭感觉粗略体验。学生经实验、讨论有了自己的看法后，自由发言。) 演示实验(验证学生的设想)：研究向心力跟物体质量m、轨道半径r、角速度ω的定量关系。 提问：实验时能否让三个量同时变。 保持两个量不变，使一个量变化。 实验装置：向心力演示器。 演示：摇动手柄，小球随之做匀速圆周运动。 提问：向心力由什么力提供？如何测量？ 小球向外压挡板，挡板对小球的反作用力指向转轴，提供了小球做匀速圆周运动的向心力，两力大小相等，同时小球压挡板的力使挡板另一端压缩套在轴上的弹簧，弹簧被压缩的格数可以从标尺中读出，即显示了向心力大小。 演示内容： ①向心力与质量的关系：ω、r一定，取两球使mA=2mB观察：(学生读数)FA=2FB结论：向心力F∝m ②向心力与半径的关系：m、ω一定，取两球使rA=2rB观察：(学生读数)FA=2FB结论：向心力F∝r ③向心力与角速度的关系：m、r一定，使ωA=2ωB观察：(学生读数)FA=4FB结论：向心力F∝ω2 归纳：综合上述实验结果可知：物体做匀速圆周运动需要的