【正文】 手握繩的一端，“離心力”一詞，但我們要再一次提請同學(xué)們注意，在中學(xué)物理中，沒有“離心力”這一物理概念.【牢記】：在中學(xué)物理中，沒有“離心力”這一物理概念。 師：以上①②兩種運(yùn)動均稱為離心運(yùn)動。那這個速度是多大的？ 生： 師：請大家根據(jù)地球半徑算一下具體值。我們平時坐車時有時也會遇到這們的情況，這時我們會有一種心突然懸空的感覺，非常難受，這是一種完全失重的感覺，此時我們與座椅間沒有壓力。 生：汽車在最高點(diǎn)時受重力和支持力，向心力由重力與支持力的合力提供。對于火車的車輪和鐵軌構(gòu)造，大家平時都注意觀察了嗎？有哪位同學(xué)能告訴我它們的構(gòu)造？不少學(xué)生可能沒有見過，有同學(xué)見過火車，卻沒有細(xì)細(xì)觀察過 師：大家請看下面一幅圖 師：大家可以看到火車車輪有突出的輪緣，軌道將兩輪緣卡在里面。學(xué)生作圖，教師巡視，要提醒學(xué)生雖然路面是傾斜的，但車還是在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，向心力還是在水平面，指向圓心。這些轉(zhuǎn)彎運(yùn)動實(shí)際上都是圓周運(yùn)動。例一輛汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎，沿曲線由M向N行駛，速度逐漸減小。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立驗(yàn)證。假設(shè)A與轉(zhuǎn)盤之間無摩擦力，A將沿切線方向飛出去，發(fā)生相對運(yùn)動．因而A與轉(zhuǎn)盤間有相運(yùn)動趨勢，A必受靜摩擦力的作用．那么A所受的靜摩擦力是不是沿切線方向跟物體飛出去的方向相反呢？這里就必須搞清參考系的問題．我們說A沿切線飛出是相對于地球而言的，而現(xiàn)在是轉(zhuǎn)盤給了A靜摩擦力，因而必須以轉(zhuǎn)盤為參考系來說明A相對運(yùn)動趨勢的方向．如圖所示，在A沿切線飛至C的同時，轉(zhuǎn)盤上A原來所處的位置就轉(zhuǎn)到了B點(diǎn)，可以看出，A相對于轉(zhuǎn)盤是沿半徑遠(yuǎn)離圓心的，這正是A相對于轉(zhuǎn)盤運(yùn)動趨勢的方向，所以，物體A受到的靜摩擦力的方向必然是沿著半徑指向圓心的．　　解：正確選項(xiàng)為B．三、向心力的作用效果 師：現(xiàn)在我們來討論向心力的作用效果。一個大人做這個工作，則這個大人可以叫做搬運(yùn)工；兩個小孩做這個工作，則這兩個小孩也可以叫做搬運(yùn)工。畢竟理論只有結(jié)合實(shí)際才能被更透徹地理解。并學(xué)會用運(yùn)動和力的觀點(diǎn)分析、解決問題?！竟健浚骸締挝弧浚簃/s2【方向】：指向圓心 師：向心加速度的物理意義是什么呢？有同學(xué)能說一說嗎？ 生：加速度是描述物體速度變化快慢的物理量。 （2）根據(jù)加速度公式，知平均加速度大小為【牢記】：①要注意的是：速度是矢量，矢量加減法則跟標(biāo)量加減法則是不一樣的，矢量加減法則是三角形定則；②前面在學(xué)習(xí)直線運(yùn)動時，我們是直接對速度進(jìn)行加減的，沒有用什么三角形定則，這是怎么回事？ 答：這是因?yàn)閷τ谕恢本€上的矢量加減，我們可以通過選定正方向，同向?yàn)檎聪驗(yàn)樨?fù)的方法將復(fù)雜的矢量計(jì)算變成簡單的標(biāo)量計(jì)算。一般圓周運(yùn)動，也可以取一段較短的時間(或弧長)看成是勻速圓周運(yùn)動 向心加速度★教學(xué)目標(biāo)(一) 知識與技能1. 知道勻速圓周運(yùn)動是變速運(yùn)動，存在加速度。五、周期師：物體做圓周運(yùn)動時，每隔一段時間就要重復(fù)一次原來的運(yùn)動，我們把這樣的運(yùn)動稱為周期性運(yùn)動。我們把這個量叫做“角速度”，用符號ω表示。瞬時線速度大小與瞬時速度大小的關(guān)系師：現(xiàn)在我把問題再加深一點(diǎn)，瞬時線速度大小與瞬時速度大小的關(guān)系是怎樣的呢？師：瞬時線速度是t→0時的極限值。原因就是我們衡量的標(biāo)準(zhǔn)不一樣。圓周運(yùn)動在生活中是一個常見的運(yùn)動。（６）選取軌跡上離原點(diǎn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)來測量x,y的值可減小誤差。調(diào)節(jié)調(diào)平螺絲，觀察重垂線或氣泡水準(zhǔn)，使面板處于豎直平面內(nèi)，卡好定位板。A、B兩球同時開始運(yùn)動。 師：綜合大家的思想，為了驗(yàn)證這個結(jié)論，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方向是能夠觀察到初速度為的平拋運(yùn)動水平方向的運(yùn)動與速度為的水平方向的勻速直線運(yùn)動運(yùn)動情況相同。4. 能夠通過對平拋運(yùn)動軌跡的研究計(jì)算平拋運(yùn)動物體的初速度。平拋條件分解規(guī)律；平拋物體的運(yùn)動八、斜拋運(yùn)動 師：如果物體拋出時速度不是沿水平方向，而是斜向上或斜向下，我們把這種運(yùn)動叫做斜拋運(yùn)動。 師：加速度是多少？ 生：大小為g，方向豎直向下。 師：回答得很好！空氣阻力一般情況下與速度有關(guān)，那這樣的運(yùn)動是勻變速運(yùn)動嗎？ 生：不是，重力是恒定不變的，但阻力卻隨著速度在變化，所以肯定不是勻變速。2. 用運(yùn)動的分解合成結(jié)合牛頓定律研究拋體運(yùn)動的特點(diǎn)，知道平拋運(yùn)動可分為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動?！窘馕觥浚轰撉蚴茇Q直向下的重力，豎直向上的支持力，磁鐵的吸引力，開始運(yùn)動后還受到方向與運(yùn)動方向相反的滑動摩擦力的作用【牢記】：當(dāng)物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運(yùn)動。三、曲線運(yùn)動速度的方向 師：物體做曲線運(yùn)動時速度的方向有什么特點(diǎn)？速度的方向會變化嗎？比如汽車在彎道行駛時運(yùn)動方向變化了嗎？ 生：物體做曲線運(yùn)動速度的方向一直在變， 師：回答得很好！這里要提醒大家的是我們平時所講的物體的運(yùn)動方向就是指物體瞬時速度的方向。3. 結(jié)合實(shí)例理解物體做曲線運(yùn)動的條件，對比直線運(yùn)動和曲線運(yùn)動條件，加深對牛頓定律的理解。 師：曲線運(yùn)動平均速度與平均速率的關(guān)系怎樣？ 生：平均速度的大小小于平均速率。那物體做曲線運(yùn)動時的受力有什么特點(diǎn)呢？演示實(shí)驗(yàn)1：以拋粉筆為例體會【體會】：物體的運(yùn)動規(guī)律不是僅僅由合外力決定的，粉筆在空中只受重力，重力方向豎直向下，但物體在空中的運(yùn)動不一定是豎直向下的，物體的運(yùn)動規(guī)律除了與合外力有關(guān)外還與物體的速度有關(guān)。 紅蠟塊實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動叫做合運(yùn)動。那什么是拋體運(yùn)動？大家在日常生活中肯定經(jīng)常見到下面的這些運(yùn)動。 師：平拋運(yùn)動物體的運(yùn)動軌跡是怎樣的呢？要研究物體的運(yùn)動就要研究物體的受力。六、平拋運(yùn)動落地時間 師：若將一物體以速度從高度為h的某點(diǎn)水平拋出，則物體的落體時間如何確定 生：根據(jù)分運(yùn)動與合運(yùn)動的等時性，我們可以從x方向的勻速運(yùn)動規(guī)律中求時間，也可以從y方向的自由落體運(yùn)動規(guī)律中求時間，求出來的時間是一樣的。初速度為 加速度為 時間由豎直方向求解： 師：那是不是一定要建立直角坐標(biāo)系呢？ 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動★教學(xué)目標(biāo)1. 知道平拋運(yùn)動可以分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動。那么請同學(xué)們設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證這個結(jié)論。為此我們?nèi)蓚€物體，主要就是取兩個物體，一個物體A從某一高度H做自由落體運(yùn)動，另一個物體B以某一速度從同一高度H做平拋運(yùn)動，如果它們同時出發(fā)，根據(jù)理論，結(jié)果應(yīng)該它們豎直方向運(yùn)動情況一樣，AB兩物體豎直方向的相對位置不變，運(yùn)動過程中AB兩物體始終處于同一水平方向，即豎直位置始終相同?？梢杂盟臄z小球從水平桌面飛出后做平拋運(yùn)動的幾張連續(xù)照片。（３）貼坐標(biāo)紙時，可以用重錘線幫助完成，使重錘線與坐標(biāo)紙的一條線重合，則這條線就是縱坐標(biāo)。 師：有沒有同學(xué)能夠告訴我什么是圓周運(yùn)動。 師：為什么同一個問題會有不同的結(jié)論呢？而且各自的理由都很充分。 師：如何來解決這個問題呢？最簡單的方法莫過于舉一個圓周運(yùn)動實(shí)例，分別用線速度和速度來描述這個運(yùn)動的快慢，也許你就能找到原因了。那它們是完全一樣的圓周運(yùn)動嗎？ 師：很明顯不是，雖然它們相等的時間內(nèi)弧長相等，但相等的時間內(nèi)它們轉(zhuǎn)過的角度卻不一樣。（對學(xué)生講角速度方向與轉(zhuǎn)向有關(guān)，轉(zhuǎn)向不變，角速度方向就不變）四、轉(zhuǎn)速 師：技術(shù)中常用轉(zhuǎn)速來描述轉(zhuǎn)動物體上質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動的快慢?！纠斡洝浚簞蛩賵A周運(yùn)動是變速運(yùn)動。0時刻物體處于A點(diǎn)，后物體第一次到達(dá)B點(diǎn)，求（1） 這內(nèi)的速度變化量；（2） 這內(nèi)的平均加速度。這個結(jié)論是通過理論推導(dǎo)出來的，不涉及某個具體的運(yùn)動，如“地球繞太陽做近似的勻速圓周運(yùn)動”“電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動”等，所以這個結(jié)論具有一般性、普遍性。理解公式的確切含義，并能用來進(jìn)行計(jì)算3. 結(jié)合向心力理解向心加速度4. 理解變速圓周運(yùn)動中合外力與向心力的關(guān)系(二) 過程與方法5. 從受力分析來理解向心加速度，加深對牛頓定律的理解。二、向心力 師：由于做勻速圓周運(yùn)動的物體受到的合外力始終指向圓心，所以我們把勻速圓周運(yùn)動物體所受的合外力又稱作向心力。按效果命名的力還有：動力、阻力、壓力、支持力等。這兩個力的合力是0，更不可能指向圓心，所以物體與轉(zhuǎn)臺間一定有靜摩擦力，且摩擦力的方向一定指向圓心。 ③力與速度成其它任意角度，根據(jù)力的分解合成將力分解到速度所在直線和與速度垂直的直線上，則有力既改變速度大小，同時也改變速度方向。FOFnFt改變速度的大小改變速度的方向【牢記】：① 向心加速度和向心力概念公式雖然是從勻速圓周運(yùn)動得出的，它同樣適用于變速圓周運(yùn)動。就像繩子系著的小球，如果松開繩子，小球就會飛出。 師：很好，為了增加轉(zhuǎn)彎的安全性，除了以上說的兩點(diǎn)外，工程師們對轉(zhuǎn)彎處路面還做了些重要處理。 師：在討論了與汽車轉(zhuǎn)彎相關(guān)的知識后，我們來研究火車轉(zhuǎn)彎的問題。帶領(lǐng)學(xué)生觀看視頻文件：火車轉(zhuǎn)彎 【問題】：有誰知道飛機(jī)轉(zhuǎn)彎的向心力是由誰提供的嗎？ 【解析】：氣流的升力、重力。 師：回答得非常好，那接下來的一個問題是：從該時刻以后，汽車將做什么運(yùn)動？還能沿橋面做圓周運(yùn)動下橋嗎？學(xué)生思考，因?yàn)槲壹热粏柫诉@個問題，學(xué)生肯定知道其中必有蹊蹺。地面上有一輛汽車在行駛，重量為G=mg，地面對它的支持力為N。是切線與圓軌道間的曲線。師：有人認(rèn)為離心運(yùn)動是由于物體受到離心力的作用而產(chǎn)生的, 這是錯誤的。例如下圖所示運(yùn)動，當(dāng)小球轉(zhuǎn)動時，將A點(diǎn)向下拉，則小球B做的是向圓心靠近的曲線運(yùn)動，即向心運(yùn)動。洗衣機(jī)脫水時，由于高速轉(zhuǎn)動, 水滴需要較大的向心力, 才能與衣服一起作圓周運(yùn)動。 師：，那汽車也將會是繞地球旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，此時車內(nèi)的人物等均處于失重狀態(tài)。那么請同學(xué)分析一下，汽車過凹形橋最低點(diǎn)時，車對橋的壓力大小怎樣？同樣假設(shè)車的質(zhì)量m，橋的半徑r，車在最低點(diǎn)的速度為v，則請計(jì)算車對橋的壓力N。 師：想信大家坐車的時候都有過這樣的感覺，當(dāng)汽車過橋上到橋頂時，會有一種飄起來的感覺，身體與座椅的擠壓變小了，如果有同學(xué)平時沒有注意到，以后坐車時可以注意感覺一下。FF 師：根據(jù)向心力公式可知，由于火車質(zhì)量很大，速度也不小，所以轉(zhuǎn)彎時需要的向心力也很大，如果僅靠車輪與軌道間的擠壓來提供向心力，則鐵軌與車輪極易受損。（不計(jì)摩擦）試分析向心力的來源。如果物體要做圓周運(yùn)動，不管是勻速圓周運(yùn)動還是變速圓周運(yùn)動，必須受向心力作用。M乙FMN。m(kg)　　　d1(m)　　　d2(m)　　　d=d1d2(m)　　　T(s)　　　(m)　　　Fn=4mπ2r/T2　　　F合=mgtanθ　　　注：d1指懸掛點(diǎn)到紙面的距離,d2指球心到紙面的距離， d指懸掛點(diǎn)到球心的距離觀看動畫：圓錐擺師生互動，得出結(jié)論：實(shí)驗(yàn)的過程中，多項(xiàng)測量都是粗略的，存在較大的誤差，用兩個方法得到的力并不嚴(yán)格相等。 師：也就是說向心力的作用效果是只改變物體的運(yùn)動方向，不改變物體的速度的大小。（不計(jì)摩擦）NGθ 【解析】：支持力、重力。該吸引力指向地球做圓周運(yùn)動的圓心即日心。10. 實(shí)例、實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系生活，拉近科學(xué)與學(xué)生的距離，使學(xué)生感到科學(xué)就在身邊，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?！疚锢硪饬x】：是用來描述物體做圓周運(yùn)動的線速度方向變化快慢的物理量。既然勻速圓周運(yùn)動是變速運(yùn)動，存在加速度，那它的加速度有什么特點(diǎn)呢？勻速圓周運(yùn)動會是我們以前接觸過的勻變速運(yùn)動嗎？這就是今天我們的學(xué)習(xí)目標(biāo)：研究勻速圓周運(yùn)動的加速度的特點(diǎn)。學(xué)生自主閱讀、思考、討論、交流學(xué)習(xí)成果。師：我們把周期性運(yùn)動每重復(fù)一次所需要的時間叫做周期T。/s 師：提到角的單位，大家自然會想到“度”，然而在國際單位制中，角的度量使用另一個單位“弧度”。當(dāng)t足夠小時，它們的大小幾乎沒有差別。二、線速度 師：下面我們先考慮如何從路程方面來研究圓周運(yùn)動的快慢。帶領(lǐng)學(xué)生觀看視頻：生活圓周；兒童轉(zhuǎn)椅轉(zhuǎn)動；飛機(jī)轉(zhuǎn)椅的轉(zhuǎn)動 師：要研究圓周運(yùn)動，自然要研究圓周運(yùn)動的速度，加速度等物理量。以此也能得到軌跡。將定位板定在某一位置固定好。無條件帶領(lǐng)學(xué)生看視頻文件：平拋豎起方向運(yùn)動；觀看動畫：平拋與自由落體綜合觀看動畫：平拋物體的運(yùn)動 【實(shí)驗(yàn)表明】:平拋運(yùn)動豎直方向的運(yùn)動自由落體運(yùn)動。兩個相同的弧形軌道上面分別裝有電磁鐵，將小球分別吸在電磁鐵上，然后切斷電源，兩球同時開始運(yùn)動， 仔細(xì)體會這個實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理，大家都來說說這個實(shí)驗(yàn)觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該又是什么？ 生：觀察到的結(jié)果應(yīng)該是兩球相撞。5. 通過實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)，并進(jìn)行有效的理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和求知的欲望。 師：是勻變速嗎？ 生：是的?！纠斡洝浚浩綊佭\(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動?，F(xiàn)在研究的難點(diǎn)就在于阻力的影響，如果沒有阻力，那物體在空中只受重力，就是一個勻變速運(yùn)動。4. 通過對平拋運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行探究的過程，體會運(yùn)動的合成與分解在研究復(fù)雜曲線運(yùn)動中的重要地位。知道合運(yùn)動和分運(yùn)動是同時發(fā)生的，并且互不影響。播放演示實(shí)驗(yàn)的動畫演示，加深印象 師：下面我們再來觀看一段視頻，請大家用心體會。所以從今天開始我們就來研究曲線運(yùn)動。 師：下面我們來一起討論曲線運(yùn)動的運(yùn)動規(guī)律。四、曲線運(yùn)動的條件 師：剛剛我們研究了曲線運(yùn)動的運(yùn)動規(guī)律，下面我們來研究物體做曲線運(yùn)動的條件。 b，將此管緊貼黑板豎直倒置，在蠟塊就沿玻璃管勻速上升，做直線運(yùn)動，記下它由A移動到B所用的時間。2. 拋體運(yùn)動的規(guī)律★教學(xué)過程一、引入 師：剛剛我們學(xué)習(xí)了運(yùn)動的合成與分解。所以拋體運(yùn)動也是一個理想的模型。 師：那合速度如何求解呢？ 生：將該時刻下水平方向分速度和豎直方向分速度用平行四邊形定則進(jìn)行合成。參考系的建立是任意的。本節(jié)課我們的學(xué)習(xí)目標(biāo)就是通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證我們通過理論分析得到的結(jié)論是否正確。學(xué)生思考討論，5分鐘后，請各組派一個代表發(fā)言。這是因?yàn)樵摴苌隙伺c空氣相通，A處水的壓強(qiáng)始終等于大氣壓，不受瓶內(nèi)水面高低的影響。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：（１）必須保證記錄面板處于豎直平面內(nèi)，使平拋軌道的平面靠近板面。2. 運(yùn)