高一物理向心力的实例分析。
一位优秀的教师不打无准备之仗，会提前做好准备，高中教师要准备好教案，这是高中教师需要精心准备的。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点，帮助授课经验少的高中教师教学。优秀有创意的高中教案要怎样写呢？小编经过搜集和处理，为您提供高一物理向心力的实例分析，希望对您的工作和生活有所帮助。
第3节向心力的实例分析从容说课
教材首先明确提出向心力是按效果命名的力，任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力，接着详细介绍了火车转弯和汽车过拱桥两个常见的实际问题.后面又附有讨论与交流，开拓学生的思维.
1.匀速圆周运动的实例分析
（1）日常生活中物体做圆周运动的例子比较多，受力情况也比较复杂.在对运动物体进行受力分析时，一定要分析性质力.也就是说，提供物体向心力的既可以是重力、弹力或摩擦力等性质力，也可以是它们的合力.
（2）向心力和向心加速度的计算公式既适用于匀速圆周运动，也适用于变速圆周运动.例如，用细绳系着小球在竖直平面内做圆周运动，在最高与最低这两个特殊位置，物体所受的合外力全部提供向心力，有关的计算公式照样适用.
2.竖直平面内的圆周运动需要理解两种情形
（1）对没有物体支撑的小球（如小球系在细线的一端、小球在圆轨道内侧运动等）在竖直平面内做圆周运动过最高点的临界条件是：绳子或轨道对小球恰无弹力的作用，即若小球做圆周运动的半径为R，它在最高点的临界速度.
教学重点1.理解向心力是一种效果力；
2.在具体问题中能找到向心力，并结合牛顿运动定律求解有关问题；
3.具体问题中向心力的来源.
教学难点1.火车在倾斜弯道上转弯的圆周运动模型的建立；
2.关于对临界问题的讨论和分析.
教具准备投影仪、CAI课件.
课时安排1课时
三维目标
一、知识与技能
1.会在具体问题中分析向心力的来源；
2.引导学生应用牛顿第二定律和有关向心力知识分析实例，使学生深刻理解向心力的基础知识；
3.熟练掌握应用向心力知识分析两类圆周运动模型的步骤和方法.
二、过程与方法
1.通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生的分析和解决问题的能力；
2.通过匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用，渗透特殊性和一般性之间的辩证关系，提高学生的分析能力；
3.运用启发式问题探索教学方法，激发学生的求知欲和探索动机；锻炼学生观察、分析、抽象、建模的解决实际问题的方法和能力.
三、情感态度与价值观
1.通过对几个实例的分析，使学生明确具体问题必须具体分析；
2.激发学生学习兴趣，培养学生关心周围事物的习惯；
3.培养学生的主动探索精神、应用实践能力和思维创新意识.
教学过程
导入新课
1.复习匀速圆周运动的知识点（提问）
（1）描述匀速圆周运动快慢的各个物理量及其相互关系.
（2）从动力学角度对匀速圆周运动的认识.
2.直接过渡导入
学以致用是学习的最终目的，本节课通过几个具体实例的探讨来深入理解相关知识点并学会应用.
推进新课
一、火车转弯问题
［CAI课件］
模拟在平直轨道上匀速行驶的火车.提出问题：
1.火车受几个力作用？
2.这几个力的关系如何？
［学生活动设计］
1.观察火车运动情况.
2.画出受力示意图，结合运动情况分析各力的关系.
［师生互动］
1.火车受重力、支持力、牵引力及摩擦力.
2.四个合力为零，其中重力和支持力合力为零，牵引力和摩擦力合力也为零.
［过渡］
那火车转弯时情况会有何不同呢？
［CAI课件］
模拟平弯轨道火车转弯情形.提出问题：
转弯与直进有何不同？
学生活动：
结合所学知识讨论分析，并对火车受力分析.
［师生互动］
1.［思维方法渗透］
只要是曲线轨迹就需要提供向心力，并不是非得做匀速圆周运动，中的r指确定位置的曲率半径.
［结论］
转弯时需要提供向心力，而平直路前行不需要.
2.受力分析得：需增加一个向心力（效果力），由铁轨外轨的轮缘和铁轨之间互相挤压而产生的弹力提供.
［深入思考］
挤压的后果会怎样？
［学生讨论］
由于火车质量、速度比较大，故所需向心力也很大.这样的话，轮缘和铁轨之间的挤压作用力将很大，导致的后果是铁轨容易损坏，轨缘也容易损坏.
［设疑引申］
那么应该如何解决这一实际问题？
学生活动：
发挥自己的想象能力，结合知识点设计方案.
［提示］
1.设计方案目的是为了减小弹力.
2.录像剪辑——火车转弯.
［学生提出方案］
火车外轨比内轨高，使铁轨对火车的支持力不再是竖直向上.此时，重力和支持力不再平衡，它们的合力指向“圆心”，提供向心力，从而减轻铁轨和轮缘的挤压.
［点拨讨论］
那么什么情况下可以完全使铁轨和轨缘间的挤压消失呢？
［学生归纳］
重力和支持力的合力正好提供向心力，铁轨的内外轨均不受到挤压（不需有弹力）.
［定量分析］
如图所示，设车轨间距为L，两轨高度差为h，转弯半径为R，质量为M的火车运行.
［师生互动分析］
据三角形边角关系
.
对火车的受力情况（重力和支持力合力提供向心力，对内外轨都无挤压）
又因为α很小所以sinα=tanα.
综合有故又所以
［实际讨论］
在实际中反映的意义是什么？
学生活动：结合实际经验总结：
实际中，铁轨修好后h、R、L一定，又g为定值，所以火车转弯时的车速为一定值.
［拓展讨论］
若速度大于又如何？小于呢？
［师生互动分析］
1.（F支与G的合力），故外轨受挤压对轮缘有作用力（侧压力），F向=F+F侧.
2.（F支与G的合力），故内轨受挤压后对轮缘有侧压力，F向=F-F侧.
说明：向心力是水平的.
二、汽车过拱桥问题
1.凸形桥和凹形桥
（1）物理模型
［投影］如图甲、乙.
（2）因汽车过拱桥是曲线运动，故需向心力.
2.静止情况分析
学生活动：
结合“平衡状态”受力分析
［同学积极解答］
受重力、支持力，二者合力为零，F压=G.
3.以速度v过桥顶（底）
（1）过凸形桥顶
学生活动：①画受力示意图.
②利用牛顿定律分析F压.
［同学主动解答，投影］
①考虑沿半径方向受力
②牛顿第三定律.
F压=FN
③
④讨论：
由上式知v增大时，F压减小，当时，F压=0；当时，汽车将脱离桥面，发生危险.
（2）过凹形桥底
学生活动：①画受力示意图.
②利用牛顿定律分析F压.
a.考虑沿半径受力.
b.牛顿第三定律FN=F压.
C..
d.由上式知，v增大，F压增大.
［拓展讨论］
实际中桥都建成哪种拱形桥？为什么？
［理论联系实际分析］
①实践中都是凸形桥.
②原因F压＜mg.
三、归纳匀速圆周运动应用问题的解题思路
学生活动：结合火车转弯问题和汽车过桥问题各自归纳.
多媒体课件展示：
解题思路
1.明确研究对象，分析其受力情况，确定研究对象运动的轨道平面和圆心的位置，以确定向心力的方向，这是基础.
2.确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析哪些力提供了向心力，此为解题关键.
3.列方程求解.在一条直线上，简化为代数运算；不在一条直线上，用平行四边形定则.
4.解方程，并对结果进行必要的讨论.
课堂小结
1.教师小结
本节通过几个典型实例分析进一步认识了匀速圆周运动的一些特点，以及在实际问题中的具体应用，得出了此类问题的具体解题步骤及注意事项.
2.学生归纳
分别独自按照教师的提示及自己的理解归纳本节主要知识体系.
布置作业
课本P77作业3、4、5、6.
板书设计
活动与探究
1.荡秋千时，你对秋千底座的压力大小恒定吗？请你想办法实际验证一下，并解释为什么.
2.请观察一下，建筑工地上用来砸实地面的“电动夯”工作时的情况：什么时候底座离开地面？什么时候砸向地面？为什么会出这样的结果？
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第2节向心力与向心加速度
从容说课
教材分析
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，之后直接应用牛顿第二定律得出向心加速度的表达式，顺理成章，便于学生接受.
向心力和向心加速度是个难点.可以先从运动学角度推导出向心加速度的公式和向心加速度的方向，然后运用牛顿第二定律得出向心力公式，这样讲逻辑性强，有利于学生理解公式的来源，但这种讲法比较难，可能有的学生不易接受.本书未采取这种讲法，而是根据公式先讲向心力.对于小球在绳的拉力作用下做匀速圆周运动的情况来说，由绳的拉力引出向心力比较容易接受，然后在定性分析的基础上直接给出向心力公式，再由牛顿第二定律导出向心加速度的公式.
至于向心加速度公式的推导，则视学生基本情况而定.如果学生基础较好，也可改变本书的讲法，即先讲此推导，再得出向心力的公式.
教学建议
1.要通过对物体做圆周运动的实例进行分析入手，从中引导启发学生认识到：做圆周运动的物体都必须受到指向圆心的力的作用，由此引入向心力的概念.
2.对于向心力概念的认识和理解，应注意以下三点：
第一点是向心力只是根据力的方向指向圆心这一特点而命名的，或者说是根据力的作用效果来命名的，并不是根据力的性质命名的，所以不能把向心力看作是一种特殊性质的力.
第二点是物体做匀速圆周运动时，所需的向心力就是物体受到的合外力.
第三点是向心力的作用效果只是改变线速度的方向.
3.让学生充分讨论向心力的大小可能与哪些因素有关，并设计实验进行探究活动.
4.讲述向心加速度公式时，不仅要使学生认识到匀速圆周运动是向心加速度大小不变、方向始终与线速度垂直并指向圆心的变速运动，在这里还应把“向心力改变速度方向”与在直线运动中“合外力改变速度大小”联系起来，使学生全面理解“力是改变物体运动状态的原因”的含义，再结合无论速度大小或方向改变，物体都具有加速度，使学生对“力是物体产生加速度的原因”有更进一步的理解.
教学重点理解向心力和向心加速度的概念.知道向心力大小F=mrω2=mv2/r，向心加速度的大小a=rω2=v2/r，并能用来进行计算.
教学难点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.
教具准备投影仪、投影片、多媒体、CAI课件、向心力演示器、钢球、木球、细绳.
课时安排1课时
三维目标
一、知识与技能
1.理解向心加速度和向心力的概念；知道匀速圆周运动中产生向心加速度的原因；
2.知道向心力大小与哪些因素有关，理解向心力公式的确切含义，并能用来进行计算.
二、过程与方法
1.懂得物理学中常用的研究方法，培养学生的学习能力和研究能力；
2.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.
三、情感态度与价值观
1.通过a与r及ω、v之间的关系，使学生明确任何一个结论都有其成立的条件；
2.培养学生对现象的观察、分析能力，培养将所学知识应用到实际中去的思想.
教学过程
导入新课
由于匀速圆周运动的速度方向时刻在变，匀速圆周运动是变速曲线运动，运动状态时刻在改变，所以做匀速圆周运动的物体一定有加速度，所受合外力一定不为零.那么做匀速圆周运动的物体所受合外力有何特点？加速度又如何呢？本节课我们就来共同学习这个问题.
推进新课
一、向心力
演示实验：在光滑水平桌面上，绳的一端拴住一个小球，绳的另一端固定于桌上，原来细绳处于松弛状态，用手轻击小球，小球先做匀速直线运动，当绳绷直后，小球做匀速圆周运动.
（用CAI课件，模拟上述实验过程）
讨论：1.绳绷紧前，小球为什么做匀速直线运动？
2.绳绷紧后，小球为何做匀速圆周运动？小球此时受到哪些力的作用？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？
结论：做匀速圆周运动的小球，受到的绳的拉力就是它的合力，这个拉力方向始终指向圆心，方向不断变化，不改变速度的大小，只改变速度的方向.
（1）概念：做匀速圆周运动的物体受到的始终指向圆心的合力，叫做向心力.
向心力是根据力的作用效果命名的，不是一种新的性质的力.
（2）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.
向心力指向圆心，而物体运动的方向沿切线方向，物体在运动方向上不受力，速度大小不会改变，所以向心力的作用只是改变速度的方向，不改变速度的大小.
二、向心力的大小
体验向心力的大小：每组学生发给用细线连结的钢球、木球各一个，让学生拉住绳的一端，让小球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.
引导学生猜想：向心力可能与物体的质量、角速度、半径有关.
过渡：刚才同学们已猜想到向心力可能与m、v、r有关，那么，我们的猜想是否正确呢？下面我们通过实验来检验一下.
（介绍向心力演示器的构造和使用方法）
构造：（略）介绍各部分的名称
使用方法：匀速转动手柄，可以使塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动.使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过杠杆的作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间等方格可显示出两个球所受向心力的比值.
实验操作：用质量不同的钢球和铝球，使它们运动的半径r和角速度ω相同，观察得到，向心力的大小与质量有关，质量越大，向心力也越大.
用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.
仍用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.
实验结果：向心力的大小与物体质量m、圆周半径r和角速度ω都有关系.
通过控制变量法、定量测数据等，可以得到匀速圆周运动所需的向心力大小为
F=mrω2
根据线速度和角速度的关系v=rω可得，向心力大小跟线速度的关系为
.
三、向心加速度
（1）加速度的方向
做匀速圆周运动的物体，在向心力F的作用下必然要产生一个加速度，据牛顿运动定律得到，这个加速度的方向与向心力的方向相同，始终沿半径指向圆心.
做匀速圆周运动的物体沿半径指向圆心的加速度，叫做向心加速度.
（2）向心加速度的大小
根据向心力公式，结合牛顿运动定律F=ma，推导得到：a=rω2或.
四、说明
（1）向心力的实质就是做匀速圆周运动的物体受到的合外力.
它是根据力的效果命名的，不是一种新的性质的力，在受力分析时不能重复考虑.
（2）匀速圆周运动的实质是在大小不变、方向时刻变化的变力作用下的变加速曲线?运动.
做匀速圆周运动的物体，向心力的大小不变，方向总指向圆心，是一个大小不变方向时刻变化的变力.向心加速度也是大小不变方向时刻变化的，不是一个恒矢量.
思考与讨论：
一个圆盘可绕通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放置一个小木块A，它随圆盘一起运动——做匀速圆周运动，如图所示.木块受几个力的作用？各是什么性质的力？方向如何？木块所受的向心力是由什么力提供的？
研究匀速圆周运动要注意以下几个问题：
1.正确分析物体的受力，确定向心力
由牛顿运动定律可知，产生加速度的力是物体受到的各个力的合力.因此产生向心加速度的力是向心力，向心力一般是由合力提供，在具体问题中也可以是由某个实际的力提供，如拉力、重力、摩擦力等.
2.确定匀速圆周运动的各物理量之间的关系
描述匀速圆周运动的物理量主要是线速度、角速度、轨道半径、周期和向心加速度.这里需要指出的是在计算中常常遇到π值的问题，一定注意带入3.14而不是180°，因为圆周运动中的角速度是以弧度/秒为单位的.例如钟表的分针周期是60分钟，求它转动的角速度.根据，那么=1.74×10-3弧度/秒.
3.要注意虽然圆周运动向心加速度公式是从匀速圆周运动推出的，但是它也适用于非匀速圆周运动情况，可以是瞬时关系.
【例题剖析1】
汽车在水平弯道上拐弯，弯道半径是r.如果汽车与地面的动摩擦因数为μ，那么为了不使汽车发生滑动的最大速率是（）
A.B.C.D.
【教师精讲】汽车在水平弯道上做圆周运动，受到重力、支持力和静摩擦力作用，其中重力和支持力大小相等，方向相反，作用力互相抵消.所以静摩擦力一定沿弯道半径指向圆心，提供向心力.
随汽车行驶速率增大，需要的向心力也增大，则静摩擦力增大.因此静摩擦力达到最大值时，汽车速率不能再增大，否则会出现滑动.由牛顿运动定律可得：
,N=mg
fm=μN则,
，因此选项A正确.
【例题剖析2】如图所示，在半径等于R的半圆形碗内有一个小物体从A点匀速滑下，下列说法中正确的是（）
A.物体在下滑过程中，所受合力为零
B.物体滑到底端时，对碗底的压力大于物体的重力
C.物体下滑过程中，所受合力不为零
D.物体滑到底端时，对碗底的压力等于物体的重力
【教师精讲】物体沿碗匀速下滑，是在竖直平面内做匀速率圆周运动.圆周运动是变速运动，因此一定有加速度，所以物体所受合力不能为零，选项A错误，选项C正确.物体下滑到碗底时，速度沿水平方向，但是此时向心加速度沿半径指向圆心，即竖直向上.所以物体这时受到的竖直向上的支持力大于竖直向下的重力，选项B正确，选项D错误.
【例题剖析3】有一圆锥摆，其摆线所能承受的拉力是有一定限度的.在摆球质量m一定，且保持摆角θ不变时，下面说法正确的是（）
A.角速度一定，摆线越长越容易断
B.角速度一定，摆线越短越容易断
C.线速度一定，摆线越长越容易断
D.线速度一定，摆线越短越容易断
【教师精讲】圆锥摆是球在水平面内做匀速圆周运动，摆球受到重力和摆线拉力，它们的合力作向心力，沿水平方向指向圆心.设摆线长为l，摆线对球的拉力为T，如图所示.由几何关系可知，合力F=Tsinθ,轨道半径r=lsinθ，因此根据牛顿定律F=Tsinθ=mω2lsinθ,,
则T=mω2l①
②
根据①式可以得知当角速度一定时，拉力T和摆线长l成正比，所以选项A正确.根据②式可以得知当线速度一定时，拉力T和摆线长l成反比，所以选项D正确.
五、巩固练习
1.关于匀速圆周运动的说法，以下说法正确的是（）
A.因为,所以向心加速度与半径成反比
B.因为a=ω2r,所以向心加速度与半径成正比
C.因为,所以角速度与半径成反比
D.因为ω=2πn,所以角速度与转速成正比
2.摆角为θ的圆锥摆所受的向心力大小是（）
A.mgB.mgsinθC.mgcosθD.mgtanθ
3.如图所示，一轻杆一端固定一质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做圆周运动.以下说法正确的是（）
A.小球过最高点时，杆受力可以是零
B.小球过最高点时的最小速率为rg
C.小球过最高点时，杆对球的作用力可以竖直向上，此时球受到的重力一定大于杆对球的作用力
D.小球过最高点时，杆对球的作用力一定竖直向下
4.关于向心力的说法正确的是（）
A.物体受到向心力的作用才可能做匀速圆周运动
B.向心力是指向圆心的力，是根据作用效果命名的
C.向心力可以是物体受到的几个力的合力，也可以是某个实际的力或几个力的分力
D.向心力的作用是改变物体速度的方向，不可能改变物体的速率
5.质量为m的木块从半球形的碗口下滑到碗底的过程中，如果由于摩擦力的作用使木块的速率保持不变，那么（）
A.因为速度大小不变，所以木块的加速度为零
B.木块下滑过程中所受的合力越来越大
C.木块下滑过程中，加速度大小不变，方向始终指向球心
D.木块下滑过程中，摩擦力大小始终不变
6.圆形轨道竖直放置，质量为m的小球经过轨道内侧最高点而不脱离轨道的最小速率为v.现在使小球以2v的速率通过轨道最高点内侧，那么它对轨道的压力大小为（）
A.0B.mgC.3mgD.5mg
参考答案：
1.D2.D3.AC4.ABCD5.C6.C
课堂小结
这节课我们学习了向心力和向心加速度，掌握了它们大小的计算公式和方向特点，进一步明确了匀速圆周运动的实质——是在大小不变方向时刻变化的变力作用下的变加速曲线运动.
布置作业
课本P72作业3、4、5.
板书设计
1.向心力
（1）概念：做匀速圆周运动的物体受到的始终指向圆心的合力，叫做向心力.向心力是根据力的作用效果命名的，不是一种新的性质的力.
（2）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.
2.向心力的大小
向心力的大小与物体质量m、圆周半径r和角速度ω都有关系.
F=mrω2
根据线速度和角速度的关系v=rω可得，向心力大小跟线速度的关系为
.
3.向心加速度
（1）加速度的方向
做匀速圆周运动物体的沿半径指向圆心的加速度，叫做向心加速度.
（2）向心加速度的大小
根据向心力公式，结合牛顿运动定律F=ma，推导得到a=rω2或.
活动与探究
感受向心力：
在一根结实的细绳的一端拴一个橡皮塞或其他小物体，抡动细绳，使小物体做圆周运动（如图所示）.依次改变转动的角速度、半径和小物体的质量，体验一下手拉细绳的力（使小球运动的向心力），在下述几种情况下，大小有什么不同：使橡皮塞的角速度增大或减小，向心力是变大还是变小；改变半径r尽量使角速度保持不变，向心力怎样变化；换个橡皮塞，即改变橡皮塞的质量m，而保持半径r和角速度不变，向心力又怎样变化.
做这个实验的时候，要注意不要让做圆周运动的橡皮塞甩出去碰到人或其他物体.
高一物理向心力教案50
一位优秀的教师不打无准备之仗，会提前做好准备，作为教师就要精心准备好合适的教案。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课，有效的提高课堂的教学效率。那么一篇好的教案要怎么才能写好呢？以下是小编为大家精心整理的“高一物理向心力教案50”，欢迎大家与身边的朋友分享吧！
5.5向心力向心加速度一、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向心力与物体的质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。但不能由一个实验、一个测量就得到一般结论，实际上要进行多次测量，大量实验，但我们不可能一一去做。同学们刚才所做的实验得出：m、r、ω越大，F越大；若将实验稍加改进，如课本中所介绍的小实验，加一弹簧秤测出F，可粗略得出结论(要求同学回去做)。我们还可以设计很多实验都能得出这一结论，说明这是一个带有共性的结论。测出m、r、ω的值，可知向心力大小为：F=mrω2。
反馈练习：
①对于做匀速圆周运动的物体，下面说法正确的是：A速度不变；B速率不变；C角速度不变；D周期不变。
②如图7为一皮带传动装置，在传动过程中皮带不打滑。试比较轮上A、B、C三点的线速度、角速度大小。
③物体做匀速圆周运动所需要的向心力跟半径的关系，有人说成正比，有人说成反比。你对这两种说法是如何理解的？
④(前后呼应)解释跑400m弯道时身体为何要倾斜等一类问题。(火车拐弯要求课后看书)
五、课堂小结
1．科学方法
①点明建立概念的过程：是通过大量实例，概括抽象出本质的内容，即由个别到一般的思维过程。
②点明实验归纳的过程：必须经过多次实验，必须有足够的事实，由多个特殊的共同结论才能归纳出一般情况下的结论。
2．知识内容：(见板书)
3．对向心力的理解：向心力并不是一种特殊性质的力，它的名称只是根据始终指向圆心这一作用效果来命名的。下节课再进一步讨论。
六、说明
1．向心力、向心加速度的讲授顺序。向心力概念的建立有两条途径：一是先通过实验建立向心力概念，归纳出向心力公式，再推出向心加速度；二是先通过理论推导导出向心加速度，再推出向心力。
先讲加速度，理论推导严谨，又能训练学生的推理能力，但方法较抽象，对基础差的学生难度较大。考虑到我所任班级学生的实际情况，我选用了先讲向心力，降低了难度，便于学生理解、接受，现行必修教材采用的也是这一顺序。不足之处是：由于实验存在误差，只能粗略得出结论，而且课堂不可能做很多实验，实验归纳的事实不足。解决的关键是尽量减小实验误差，补充实例，弥补实验事实不足的缺陷。
2．对向心力的教学，本节完成了感知、概括、定义，即完成了个别到一般的过程和简单的再认。而进一步的再认即一般到个别，留待下节完成，所以本节对向心力的要求教学目标定为初步掌握。
高一物理教案：《向心力 向心加速度》教学设计
一名优秀的教师就要对每一课堂负责，教师要准备好教案，这是教师工作中的一部分。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣，帮助授课经验少的教师教学。你知道怎么写具体的教案内容吗？下面是小编为大家整理的“高一物理教案：《向心力 向心加速度》教学设计”，希望能为您提供更多的参考。
高一物理教案：《向心力 向心加速度》教学设计
教学目标
知识目标
1、知道什么是向心力，什么是向心加速度，理解匀速圆周运动的向心力和向心加速度大小不变，方向总是指向圆心.
2、知道匀速圆周运动的向心力和向心加速度的公式，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.
教学建议
教材分析
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，之后直接应用牛顿第二定律得出向心加速度的表达式，顺理成章，便于学生接受.
教法建议
1、要通过对物体做圆周运动的实例进行分析入手，从中引导启发学生认识到：做圆周运动的物体都必须受到指向圆心的力的作用，由此引入向心力的概念.
2、对于向心力概念的认识和理解，应注意以下三点：
第一点是向心力只是根据力的方向指向圆心这一特点而命名的，或者说是根据力的作用效果来命名的，并不是根据力的性质命名的，所以不能把向心力看做是一种特殊性质的力.
第二点是物体做匀速圆周运动时，所需的向心力就是物体受到的合外力.
第三点是向心力的作用效果只是改变线速度的方向.
3、让学生充分讨论向心力大小，可能与哪些因素有关?并设计实验进行探究活动.
4、讲述向心加速度公式时，不仅要使学生认识到匀速圆周运动是向心加速度大小不变，向心加速度方向始终与线速度垂直并指向圆心的变速运动，在这里还应把“向心力改变速度方向”与在直线运动中“合外力改变速度大小”联系起来，使学生全面理解“力是改变物体运动状态的原因”的含义，再结合无论速度大小或方向改变，物体都具有加速度，使学生对“力是物体产生加速度的原因”有更进一步的理解.
教学设计方案
向心力、向心加速度
教学重点：向心力、向心加速度的概念及公式.
教学难点：向心力概念的引入
主要设计：
一、向心力：
(一)让学生讨论汽车急转弯时乘客的感觉.
(二)展示图片1.链球做圆周运动需要向心力.〔全日制普通高级中学教科书(试验修定本·必修)物理.第一册98页〕
(三)演示实验：做圆周运动的小球受到绳的拉力作用.
(四)让学生讨论，猜测向心力大小可能与哪些因素有关?如何探究?引导学生用“控制变量法”进行探索性实验.(用向心力演示器实验)
演示1：半径r和角速度 一定时，向心力 与质量m的关系.
演示2：质量m和角速度 一定时，向心力 与半径r的关系.
演示3：质量m和半径r一定时，向心力 与角速度 的关系.
给出 进而得在 .
(五)讨论向心力与半径的关系：
向心力究竟与半径成正比还是反比?提醒学生注意数学中的正比例函数 中的k应为常数.因此，若m、 为常数 据 知 与r成正比;若m、v为常数，据 可知 与r成反比，若无特殊条件，不能说向心力 与半径r成正比还是成反比.
二、向心加速度：
(一)根据牛顿第二定律
得：
(二)讨论匀速圆周运动中各个物理量是否为恒量：
v T f
探究活动
感受向心力
在一根结实的细绳的一端拴一个橡皮塞或其他小物体，抡动细绳，使小物体做圆周运动(如图).依次改变转动的角速度、半径和小物体的质量.
体验一下手拉细绳的力(使小球运动的向心力)，在下述几种情况下，大小有什么不同：使橡皮塞的角速度 增大或减小，向心力是变大，还是变小;改变半径r尽量使角速度保持不变，向心力怎样变化;换个橡皮塞，即改变橡皮塞的质量m，而保持半径r和角速度 不变，向心力又怎样变化.
做这个实验的时候，要注意不要让做圆周运动的橡皮塞甩出去，碰到人或其他物体.
人教版高一物理下学期《向心力》知识点复习
人教版高一物理下学期《向心力》知识点复习
向心力：
(1)向心力是改变物体运动方向，产生向心加速度的原因.
(2)向心力的方向指向圆心，总与物体运动方向垂直，所以向心力只改变速度的方向.
(3)根据牛顿运动定律，向心力与向心加速度的因果关系是，两者方向恒一致：总是与速度垂直、沿半径指向圆心.
(4)对于匀速圆周运动，物体所受合外力全部作为向心力，故做匀速圆周运动的物体所受合外力应是：大小不变、方向始终与速度方向垂直.
向心力公式：
(1)由公式a=ω2r与a=v2/r可知，在角速度一定的条件下，质点的向心加速度与半径成正比;在线速度一定的条件下，质点的向心加速度与半径成反比.
(2)做匀速圆周运动的物体所受合外力全部作为向心力，故物体所受合外力应大小不变、方向始终与速度方向垂直;合外力只改变速度的方向，不改变速度的大小.根据公式，倘若物体所受合外力F大于在某圆轨道运动所需向心力，物体将速率不变地运动到半径减小的新圆轨道里(在那里，物体的角速度将增大)，使物体所受合外力恰等于该轨道上所需向心力，可见物体在此时会做靠近圆心的运动;反之，倘若物体所受合外力小于在某圆轨道运动所需向心力，“向心力不足”，物体运动的轨道半径将增大，因而逐渐远离圆心.如果合外力突然消失，物体将沿切线方向飞出，这就是离心运动.
向心力公式解决实际问题：
根据公式求解圆周运动的动力学问题时应做到四确定：
(1)确定圆心与圆轨迹所在平面;
(2)确定向心力来源;
(3)以指向圆心方向为正，确定参与构成向心力的各分力的正、负;
(4)确定满足牛顿定律的动力学方程.
做圆周运动物体所受的向心力和向心加速度的关系同样遵从牛顿第二定律：Fn=man在列方程时，根据物体的受力分析，在方程左边写出外界给物体提供的合外力，右边写出物体需要的向心力(可选用等各种形式)。
