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高效“6+1”课堂教学改革探索——《平抛运动》教学设计

2016-03-11 10:09阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1363805735

§5.6《向心力》 （第一课时）
班级 姓名 小组

一、 学习目标：
1、知识与技能：
1、说出向心力的定义、公式、公式中各量含义及其单位。
2、能具体操作验证向心力公式实验过程并进行计算验证。
3、背诵出向心力的特点并能找出做圆周运动物体所受的向心力。
4、会用向心力公式解答简单问题。
二、 重点难点：
重点：向心力的特点；找出做圆周运动物体所受的向心力
难点：向心力公式的验证及其实际应用
导学流程：
（一）回顾旧知（3分钟）
1、匀速圆周运动的线速度公式为 ；角速度公式为 线速度与角速度的关系式为 ；
2、物体受力分析的步骤：（1） （2）
（3）
导语：物块随圆盘一起做匀速圆周转动，如何计算物块的向心力？
思（10分钟）学生要求：全神贯注浏览课本资料，思考并填写下列问题，发现疑惑记下来；不交流、不提问埋头动笔勾画圈点；下列问题在10分钟内全部解决掉，不在一个问题恋战，对不能解决问题用红笔圈起来，以备讨论展示环节提出求解。
第一层：了解感知：
（二）初步学习 阅读课本23页。
一、向心力
1．定义：做匀速圆周运动的物体受到一个指向 的合力的作用，这个力叫向心力。
学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户，提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载，还有大量而丰富的教学相关资讯！2．公式：F心= 或F心= 式中各符号 学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户，提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载，还有大量而丰富的教学相关资讯！的物理意义是：______________________________________________________
第二层：深入学习：
操作分析课本23页实验内容，尝试完成下列问题。
二、学生实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1．制作圆锥摆：如图所示，让小钢球在_______面内做匀速圆周运动。
2．粗略验证向心力的表达式
方法一：运动学方法（依据向心力公式）测向心力
（1）用________测出小钢球运动N圈的时间t，则周期T=________；（2）用米尺测出小钢球匀速圆周运动的半径r；（3）用_______测出小钢球的质量m。则向心力F1心=__________
方法二：动力学方法（依据向心力定义）测向心力
（1）测出悬点到小球运动平面的竖直高度h和运动半径r，则tanθ=_________
（2）测出小钢球的质量m，由受力分析可得F合；合力充当向心力即F合=F2心 =
3、看F1心是否等于F2心，由理论分析可知只要看T2/h是否等于4.02即可。
4．比较两个方法 学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户，提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载，还有大量而丰富的教学相关资讯！ 测出的向心力可知：在实验误差容许范围内_________（填“相等”或“不相等”），则可验证向心力的表达式是 (填“正确”或“不正确”) 。
问题延伸：根据实验分析，结合课本24页及其参考书《精讲精练》20页左上内容，你总结一下：
三．向心力特点：
1、向心力沿半径指向圆心，方向 （填“不变”或“不断变化”），是________（填“恒力”或“变力 学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户，提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载，还有大量而丰富的教学相关资讯！）。
2、向心力的作用效果──只改变运动物体的速度 （填“方向”、或“大小”）；不改变速度 （填“方向”、或“大小”）。
3、向心力是根据力的 （填“作用效果”或“性质”）来命名的，并非单独存在的力。匀速圆周运动物体所受 力充当向心力，变速圆周运动 力充当向心力。
请看课本24页最后3段，填写下列空白处：
四、变速圆周运动和一般曲线运动
1、物体做变速圆周运动时，若合外力方向与V夹角小于900，此时把F分解为两个互相垂直的分力：跟圆 的Ft和指向 的Fn，如图下左图所示，其中Ft只改变v的 （填“大小”或“方向”），Fn只改变v的 （填“大小”或“方向”） ，Fn产生的加速度就是 加速度。若F与v的夹角大于900时，Ft使v减速，Fn改变v的方向，综上可知同时具有向心加速度和 加速度的圆周运动就是变速圆周运动。
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2、一般曲线运动：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，称为一般的曲线运动。
一般的曲线运动可以把曲线分割成许多小段，每一小段看成一小段 ，然后当作许多 不同的圆处理，再应用圆周运动的分析方法处理。
第三层：迁移应用：既学既练：
【探究思考1】：课本25页问题与练习第1题、2题、3题中物体受哪几个力的作用？物体做匀速圆周运动的向心力是由什么力提供的？填空并画出受力分析图。
1题_______________________________________________________
2题_______________________________________________________（下左图）
3题______________________________________________ 学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户，提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载，还有大量而丰富的教学相关资讯！ _________（下右图）
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【迁移计算2】、设一个质量m＝10kg的物体绕一中心做匀速圆周运动，圆周半径为5m，物体转一圈所用时间20s,试计算物体做圆周运动的角速度、线速度和所需的向心力大小。

三、 合作学习设计：
议（8分钟）学生要求：迅速起立，前排转身面向后排同学，先和对面同学一问一答或你说我记，我背你听；开始讨论后，按照组长安排或分层讨论或全组一起讨论，讨论过程中主动提出不懂的问题和有疑问的地方，请求组内同学帮助，积极参与善于倾听，自己有结果的问题要及时和大家交流，获得正确答案，自己掌握的内容及时讲给提出困惑的同学；组长把握进度，科学安排时间，一旦遇到难以理解的共性问题在讨论无进展的情况下要果断放弃，记录困惑等待展评中寻求答案；讨论过程中其它同学的新思路，新思维和技巧等闪光点要及时记录下来；温馨提示：讨论要全员参与，人人主动发言，讨论不能偏离问题，随意说笑发呆。
根据以上学习深入讨论：
1：结合学习资料说明向心力有何特点？
2：举例说明向心力是效果力？。
3：结合案例说明如何计算向心力的大小？
展示设计：
展（12分钟）学生要求：听到老师发出指令，迅速坐回原位，浏览大屏幕上的展示题目，理清思路，做好发言准备，展示开始要按照既定的规则，或者站立口头表达，或者走上讲台扮演，或者通过投影仪展示解题思路，展示过程要遵守以下规范，要用专业术语简练，而准确表达，声音要洪亮，吐字清晰，语速适当，前排同学发言要侧身面向大家要让全班同学都能听得见，发言完毕，自行坐下，黑板上展示，书写认真规范速度快，不写连笔字，讲解时侧身面向全体同学声音洪亮，落落大方，别人展示时要注意认真倾听，尤其是同学展示于老师讲解存在一定差别的时候，更需要吸取精华挑出错误，展示同学出现问题和停顿超过三秒钟，其他同学应立即起身大胆质疑挑战勇于纠错补充。
教师在屏幕上展示题目：
【展示1】课本25页问题与练习第1题、2题、3题中物体受哪几个力的作用？物体做匀速圆周运动的向心力是由什么力提供的？填空并画出受力分析图。
1题_______________________________________________________
2题_______________________________________________________（下左图）
3题______________________________________________ 学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户，提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载，还有大量而丰富的教学相关资讯！ _________（下右图）

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【展示2】设一个质量m＝10kg的物体绕一中心做匀速圆周运动，圆周半径为5m，物体转一圈所用时间20s,试计算物体做圆周运动的角速度、线速度和所需的向心力大小。

评（8分钟）学生要求：评环节主要是老师进行讲解，讲解内容侧重规律的总结和方法的归纳，同时还有容易混淆点的辨析，笔记形式可以是能够勾起回忆的关键词语符号图形的，等，老师讲解过程中的每一句话都很重要，要集中注意力，认真听讲，做好笔记要用自己能懂的，能够勾起回忆的文字和符号快速记录下来。
师精讲：一、向心力
1、定义：做匀速圆周运动的物体一定受到指向圆心的合力，这个合力叫做向心力。
2、矢量：（1）大小：表达式F心=mv2/r 或F心=mω2r
（2）方向：沿半径指向圆心
3、单位：SI制
m—kg v—m/s ω—rad/s r—m F--N
4、特点：（1）向心力只改变物体线速度方向，不改变其大小；
（2）向心力是效果力，并非物体单独存在的力；
（3）匀速圆周运动物体所受合外力充当向心力；
变速圆周运动合外力的分力充当向心力。


检（4分钟）学生要求：进入检环节，老师会要求同学用少许时间对当堂所学知识点方法和规律进行整体回顾梳理。内化加工，构建起当堂所学的知识树，同学应按照老师的指示精力高度集中的进行回顾复习。老师会通过投影和口头提出问题，学生应积极应答，如果不能解答说明此处存在问题课后需及时补救。
1、（单选）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、（多选）洗衣机的脱水筒在匀速转动时有一衣物附在筒壁上,如图所示,则此时( )。
高考资源网(ks5u.com),中国最大的高考网站,您身边的高考专家。A.衣物受到重力、筒壁的支持力和摩擦力的作用
B.衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的
C.筒壁对衣物的支持力随角速度增大而减小
D.筒壁对衣物的支持力随角速度增大而增大


课堂作业：课本25页第1题、第5题 家庭作业：完成下列练习题

练（40分钟）学生要求：练环节学生首先要在独立思考的基础上完成当日练习不抄袭别人，练习时要做到思想集中，紧张高效的利用时间，注意解题规范，强调一次成功率，自习结束，课代表收齐全部作业上交老师。
一、单选题：
1．关于向心力，下列说法中正确的是（ ）
A. 物体由于做圆周运动而产生一个向心力 B. 向心力不改变做匀速圆周运动物体的速度大小
C. 做匀速圆周运动的物体的的向心力是个恒力 D. 做一般曲线运动的物体的合力即为向心力
学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户，提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载，还有大量而丰富的教学相关资讯！2．如图所示，将一质量为m的摆球用长 学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户，提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载，还有大量而丰富的教学相关资讯！为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。关于摆球的受力情况，下列说法中正确的是（ ）
A．摆球受重力、拉力和向心 学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户，提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载，还有大量而丰富的教学相关资讯！力的作用 学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户，提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载，还有大量而丰富的教学相关资讯！ B．摆球受 学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户，提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载，还有大量而丰富的教学相关资讯！拉力和向心力的作用
C．摆球受重力和拉力的作用 D．摆球受重力和向心力的作用
3.用材料和粗细相同、长短不同的两段绳子,各拴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.两个球以相同的角速度运动时,短绳易断 D.不管怎样,都是短绳易断
高考资源网(ks5u.com),中国最大的高考网站,您身边的高考专家。4.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点不动。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.小强随圆盘做匀速圆周运动,其重力和支持力充当向心力
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.当圆盘的转速减小时,小强在P点受到的摩擦力不变
上题延伸:(1)如果小强随圆盘一起做变速圆周运动,那么其所受摩擦力是否仍指向圆心?
【答案】(1)不指向圆心 (2)所受摩擦力变大
学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户，提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载，还有大量而丰富的教学相关资讯！5、一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。图甲、乙、丙、丁分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是哪一个？




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1．如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥形筒固定不动，有两个质量相等的小球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，则以下说法中正确的 学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户，提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载，还有大量而丰富的教学相关资讯！是（ ）
A、A球的线速度必定大于B球的线速度 B、A球的角速度必定小于B球的线速度 C．A球的运动周期必定小于B球的运动周期 D．A球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力
高考资源网(ks5u.com),中国最大的高考网站,您身边的高考专家。2.如图所示,用长为l的细线拴一个质量为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θ。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.向心力由线的拉力和小球所受重力的合力提供 C.向心力的大小等于细线对小球拉力的水平分量 D.向心力的大小等于Mgtanθ

三、计算题
1．设地球半径为R＝6400km，自转周期T＝24h，试计算赤道上一个质量为m＝10kg的物体绕地轴做匀速圆周运动的向心加速度和所需的向心力。0.34N


高考资源网(ks5u.com),中国最大的高考网站,您身边的高考专家。2.长为L的细线拴一质量为m的小球,一端固定于O点,让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动),如图甲所示。当摆线L与竖直方向的夹角是α时,求:
(1)线的拉力F的大小及小球的向心力Fn大小。
(2)小球运动的线速度的大小。
(3)小球运动的角速度大小及周期。
【答案】(1) mgtan α (2)(3)2π



学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户，提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载，还有大量而丰富的教学相关资讯！ 3、如图所示，长为L=0.9m的细线，一端固定在O点，另一端拴一质量为m=0.05kg的小钢球，现使小球恰好能在竖直面内做完整的圆周运动，即小球到达最高点时线中拉力恰好为零。g=10m/s2。
（1）求小球通过最高点A时的速度vA；
（2）若小球通过最低点B时，细线对小球的拉力T为小球重力的6倍，求小球通过最低点B时的速度vB。


【点评】用向心力公式解题的步骤如下。
①四确定:确定研究对象、确定轨道平面、确定圆心位置、确定向心力的方向(确定轨道平面和圆心位置是难点)。
②受力分析(不要把向心力作为某一性质的力进行分析),明确Fn的来源。
③用合成法或正交分解法求Fn。
④联立Fn=mω2r=m=m()2r=m(2πn)2r相应公式进行求解。
⑤对解题结果进行动态分析,明确各量之间的制约关系、变化趋势以及结果所涉及物理量的决定因素。

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