高中物理 第4章 匀速圆周运动 第2节 向心力与向心加速度教材分析与导入设计 鲁科版必修2-鲁科版高一必修2物理教案VIP专享VIP免费

第2节向心力向心加速度本节教材分析（1）三维目标（一）知识与技能⒈理解向心加速度和向心力的概念⒉知道向心力和向心加速度。通过实验探究向心力的大小与质量、角速度、半径的定量关系。⒊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和向心加速度。⒋能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力，通过实例认识向心力的作用及来源。（二）过程与方法⒈学会有关圆周运动的分析方法，培养理论联系实际的能力。⒉能从日常生活中发现与物理学有关的问题，并能从物理学的角度比较明确地表述发现问题。⒊尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用圆周运动的规律解决一些与生产和生活相关的实际问题。（三）情感、态度与价值观⒈领略圆周运动的神奇和谐，发展对科学的好奇心与学习物理知识的求知欲。⒉乐于探究日常生活中的圆周运动所隐藏的物理规律，有将物理知识应用于生产和生活的意识。（2）教学重点⒈理解向心力和向心加速的概念。⒉知道向心力大小F=mrω2=mν2/r，向心加速度的大小a=rω2=ν2/r，并能用来进行计算。（3）教学难点⒈匀速圆周运动的向心力和向心加速度都是大小不变，方向在时刻改变。⒉理解向心力是按作用效果命名的效果力。（4）教学建议“向心力”、“向心加速度”的讲授顺序教材先讲向心力，后讲向心加速度，是为了回避用矢量推导向心加速度这个难点，但在一定程度上也增加了讲述向心力的难度。因此教师在讲述向心力时，一定要做好实验。首先，要通过绳的拉力始终与小球速度垂直指向圆心来说明向心力在方向上的特点，然后再通过实验定性地说明向心力的大小与m、ω、r的关系。最后给出向心力的公式F=mrω2。由于教材中的实验只是定性的说明实验，教师最好用定型生产的或自己设计的比较精确的仪器加以演示，得出定量的结论。这样，效果会更好些。教材在得出向心力表达式F=mrω2后，直接应用牛顿第二定律F=ma，得出向心加速度的表达式a=rω2。应该向学生说明：牛顿第二定律不仅适用于直线运动，也适用于曲线运动。对于基础较好的学生，可以采用不同的教法，或者按教材讲完“向心力”、“向心加速度”以后，再用矢量方法结合极限知识推导出向心加速度的表达式；或者先用矢量知识推导向心加速度的表达式，导入一设置情景引人做“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？导入二复习提问引人⑴物体分别做直线运动、曲线运动时，所受的合外力F合与速度ν0存在什么关系？⑵描述匀速圆周运动快慢的物理量有哪几个？这几个物理量有什么特点？引入：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有何特点？它的大小、方向各怎样呢？加速度有如何呢？本节课我们就来共同学习这个问题。