《向心力和向心加速度》教案
一、教学目的和要求
1.理解和掌握向心力的物理意义，熟悉向心力的数学表达式。 2.明确向心加速度的特点及多种数学表达形式。 3.了解匀速圆周运动的一些基本性质。
4.能力目标：了解质疑问难的策略，增强质疑问难能力。 5.情感目标：培养学生的好奇心、进取心。
二、教学策略
1.激起学生的疑惑与矛盾感。 2.明确提示问题的重点。 3.提示分析问题的方法。
4.使学生能顺利进入问题的核心。
三、教学难点
向心力的物理意义及匀速圆周运动的性质。
四、教学内容
1.做匀速圆周运动物体所受的合外力：总是指向圆心，作用效果只是使物体速度方向发生变化。
2.向心力的定义：使物体速度方向发生变化的和外力。
注意：(1) 向心力方向总是指向圆心，时刻在变化，是一个变力。(2) 向心力是根据力的作用效果命名的，它可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以它们的合力，还可以使某个力的分力。(3) 向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。
3.向心力大小（实验演示）：跟物体质量m、圆周半径r和运动角速度有关，其关系为：
F向心=mω2r=mv2/r=m(2π/T)2r=m(2πf)2r=m(2πn)2r （高中阶段部要求推导）。 4.向心加速度
(1) 概念：向心力产生的加速度，只是描述线速度方向变化的快慢。 (2) 大小：a向心=F向心/m=ω2r=v2/r=(2π/T)2r=(2πf)2r=(2πn)2r (3) 方向：总是指向圆心，时刻在变化，是一个变加速度。
(4) 注意：当ω为常数时，a向心与r成正比；当v为常数时，a向心与r成反比；若无特殊条件，不能说a向心与r成正比还是反比。
5.匀速圆周运动的性质：加速度大小不变，方向时刻改变，所以是非匀变速曲线运动。
注意：(1) 匀速圆周运动只是线速度方向改变而速率不变，所以其所受合外力全部用来改变速度方向，即合外力等于向心力，由于速率不变，向心加速度和向心力大小不变。
(2) 变速圆周运动，线速度大小、方向都改变，所以合外力不等于向心力，向心力只是等于合外力沿着圆周法线方向的分力，且向心加速度和向心力的大小、方向都不断改变。
五、教学过程
1.新课引入
水流星问题、飞车走壁等杂技表演。 2.演示实验
用细绳系着的小木塞在水平面内做匀速圆周运动。
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3.学生自学本节课
要求：对自己看得不太懂的地方和有独特见解的地方提出问题。 4.学生分成左右两部分，进行相互质疑问难，讨论所提出的问题。 5.教师进行总结性讲授、释疑。 6.例题讲解
例：有一质量为m的小木块，由碗边滑向碗底，碗内表面是半径为R的圆弧，由于摩擦力的作用，木块运动的速率不变，则：
A.它的加速度为零
B.它所受的合力为零
C.它所受的合力大小一定，方向改变
D.它所受合力大小方向均一定
E.它的加速度恒定
分析：物体做曲线运动，故是变速（方向变）运动，a≠0, 所以A错；由牛顿第二运动定律F=ma知F≠0, 所以B也错；又因物体做匀速圆周运动，所以F合=F向=mv2r, 因v、r、m一定，可知F向大小一定，但其方向总是指向圆心，即时刻在变化，故C正确，而D、E则错。
7.课堂练习
教材第146页练习四的（1）、（2）、（3）题 8.课后作业
教材第146页练习四的（4）、（5）题
六、课后总结
通过本节课的教学，体会有两点：
1.高中生的理解力、判断力已达到较高水平，对现有的高中知识，通过自学大多数学生能基本掌握。这就要求我们教师要相信学生，敢于放手让学生自学。彻底放弃过去旧的满堂灌的做法，这不仅可以减轻教师的负担，同时也为学生学会自学创造了条件，有利于发挥学生的个体能动性，对培养学生的思维能力有极大的益处。
2.本人的教学实践与学位论文的课题研究紧密结合，通过“出声思维法”向学生展现质疑问难活动的不外显的思维过程，取得了较大成效。表现在：学生通过自学，敢提出也能提出有质量的问题。例如：学生针对本节的演示实验，提出“细绳系着的小木塞可以在水平面内做匀速圆周运动，在竖直面内行吗？为什么？”这说明论文的理论研究在实践中是可行的，成效是显著的。
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