向心力教案[推荐]_向心力教学设计教案
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匀速圆周运动的向心力 教案
四川省邻水中学 甘刘超
引入：
上节课我们学习了匀速圆周运动，知道匀速圆周运动是一种变速运动，则它所受的合力一定不为零。那么，做匀速圆周运动物体所受的合力有什么特点呢？带着这个问题，我们来观察一个实物情景.视频引入：视频播放光盘上小球的转动和旋转飞人
请同学们思考:做匀速圆周运动的小球和月球的受力情况是怎样的呢？
答：小球受到重力和两个弹力。问：会受到沿圆周切线方向的力吗？ 答：不受。问：它们的合力指向哪里？ 答：合力指向转动的圆心，与速度相垂直。问：会改变速度的大小吗？ 答：不会，只改变速度的方向
同样的道理，月球受到的地球吸引力也是始终指向圆心的，并且与速度方向垂直。下面请同学们归纳一下这两个做匀速圆周运动物体所受合力的特点？ 答：合力方向始终指向圆心。产生的效果是使物体围绕圆心转动。根据其产生的效果，我们给这样的力起一个名字——向心力。
一、什么是向心力
定义：向心力：物体做匀速圆周运动时受到的指向圆心的合外力。
方向：指向圆心，与速度方向垂直
产生效果：使物体围绕圆心转动，改变速度的方向，但不改变速度的大小 强调：向心力是匀速圆周运动物体受到的指向圆心的合力，它是根据其产生的效果命名的力。但是向心力可以由哪些力来提供呢？下面我们再看一个视频。视频：圆周运动中的向心力实例
好，我们来分析一下：情境中做匀速圆周运动的物体需要的向心力可以由哪些力来提供呢？ 向心力的来源：由此可见，向心力可以由弹力提供，也可以由其他性质的力如重力、摩擦力提供；可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供，也可以由合力的分力提供。
所以我们进行受力分析的时候，在分析了重力、弹力、摩擦力以后，千万不能再画上一个向心力。其大小与哪些因素有关呢？
二、向心力的大小 课堂小体验：
现在请同学们跟我一起做一个小体验：转动随身携带的钥匙，使其近似做匀速圆周运动，手有感受到拉力？答：“有”.此时，手给钥匙的拉力提供了钥匙做匀速圆周运动的向心力。
改变钥匙转动速度，或者交换钥匙，有什么不一样的感受吗？答：“手感受到力的大小不同”。体验猜想：仔细揣摩刚才的小体验，结合生活经验，请同学们猜想：做匀速圆周运动物体所需向心力的大小与哪些因素有关？
猜想结论：
1、与物体的质量M有关
2、与转动的半径R 有关
3、与转动的快慢有关
思考：设计怎样的实验才能够验证我们的猜想？它们之间又存在怎样的定量关系呢？ 设计实验：请同学们思考，我们可以应用什么方法来进行定量的研究呢？（实验设计方案呢）
为了找到做匀速圆周运动物体受到的向心力大小与质量、角速度、和转动半径之间的关系，首先我得想办法让小球转动起来。再想办法进行测量。
答：实验方法一：可以用转台让小球转动起来，想办法测量转动的周期、转动半径和小球质量。则弹簧的伸长量就对应反映了向心力的大小。根据实验数据，我们就可以来研究它们之间的定量关系。
问题：转台相对难找，我们有更简单的方法改进一下吗？
实验方法二：一端栓住小球的细绳穿过笔筒与弹簧测力计栓连，让小球在比较光滑的水平面上做匀速圆周运动，测量转动半径和绳的拉力，小球质量。我们仍然可以研究它们之间的定量关系。
当然，实验方案还有很多很多，请同学们下课后用心思考，设计出更好的方案！回想刚才的实验方案,美中不足的是，改变某一个物理量之后的结果与之前的结果比较不是很直观，于是我们想到了让两个小球同时转动起来，便于比较。教材上就给出了这样的设计方案。用向心力演示仪探究向心力大小。原理介绍：
通过转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就一起做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杠作用使圆筒下降，从而露出标尺，露出标尺格数之比就反映出两个球所受向心力的比值。
由于涉及变量太多，为了便于更简单的研究各物理量与向心力之间的关系，我们可以使用什么方法来研究呢？
答：控制变量法 操作介绍：
1、保持ω和r相同，研究小球做圆周运动所需向心力F与质量M之间关系，记录实验数据。
2、保持M和r相同，研究小球做圆周运动所需向心力F与角速度ω之间关系，记录数据。
3、保持ω和M相同，研究小球做圆周运动所需向心力F与质量r之间关系，记录实验数据。分析实验所测得的数据，你认为物体做匀速圆周运动所需的向心力的大小与物体的质量、运动半径和角速度之间有何关系？ 实验结论：
精确的实验表明：做匀速圆周运动所需向心力的大小，在质量和角速度一定时，与半径成正比； 在质量和半径一定时，与角速度的平方成正比； 在半径和角速度一定时，与质量成正比。
既：Fm2r 由于vr，可得Fmv2r 由此，就得到了向心力大小的表达式。讨论交流：
为什么在向心力大小的两种表达式中，一个式子中的向心力大小与半径成正比，而另一个式子中向心力的大小却与半径成反比？它们相互矛盾吗？
答：它们不相矛盾。前提条件不一样。
Fmr中，F与r成正比的前提条件是ω一定，2而Fmv2r中，F与r成反比的前提条件是v一定。实例应用 教材例题讲解 知识回顾
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