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向心加速度范文1
速度是一个矢量，包括速度大小和速度方向。速度方向不变，只有速度大小变化时，速度矢量才发生变化，如直线运动；速度大小不变，只有速度方向变化时，速度矢量才发生变化，如匀速圆周运动。当速度大小和方向都发生变化时，两者都将影响速度矢量的变化，如曲线运动，但速度大小和方向的变化对速度矢量变化的影响不是孤立的。如图1所示，做曲线运动的质点的速度方向总是沿轨迹切线方向，是速度方向的单位矢量，v是速度的大小，则速度可表示为 ①
加速度是描述速度变化快慢的物理量，定义为速度改变量对所用时间比值的极限值： ②
由于速度是矢量，包含大小和方向，所以速度大小变化的快慢和速度方向变化的快慢都会影响加速度。利用①式，将②式化为： ③
图2左边三角形OAB与右边三角形相似，可求出，。当，图2右边三角形顶角，垂直于并指向的右侧，因此，和的极限方向必沿半价指向圆心，即沿法向
④
从③④式可分析得出：
（1）速度方向的变化快慢可用 描述，速度大小的变化快慢可用描述。
（2）加速度矢量既与速度方向的变化快慢有关，也与速度大小的变化快慢有关。但是速度方向和大小的变化快慢对加速度的影响不是孤立的，而是与此时物体的运动状态有关的，即与速度的大小和方向有关。例如，速度方向变化快慢会影响加速度，但它对加速度的影响还与速度的大小有关；同理，速度大小的变化快慢对加速度的影响也不是孤立的，不仅与速度大小变化快慢有关，而且与速度方向也有关。
（3）加速度可分解成相互垂直的法向分量和切向分量，法向分量指向圆心所以称为向心加速度，它仅改变速度的方向而不改变速度的大小，因而它是加速度的一个效果分量，是由于速度方向变化所引起的，但不等同于速度方向变化的快慢。切向分量表示速度大小的变化快慢。
二、角速度和速度方向变化快慢关系的分析
在高中物理教材和各种参考资料中，角速度定义为，它被用来描述物体转动的快慢。需注意的是，完整的描述转动，不仅要描述转动快慢的大小，还要描述转动的方向。在二维平面的圆周运动，转动只有顺时针和逆时针两个方向，只要规定了角位移d的正转向，角位移或角速度的正负就表示了转动的方向，绝对值表示角位移的大小或转动快慢的大小。
从图2右边三角形可看出，速度方向变化快慢可表示成 ⑤
由上述分析可知：
（1）式⑤两边的绝对值是相等的，可见，速度方向变化快慢的大小与角速度的大小是相等的，这一结论也可以从图2左边两个角度相等情况得出：质点转过的角度等于速度方向转过的角度。
（2）由于角速度的顺时针方向和逆时针方向是描述转动的，而线速度的切向方向和法向方向是描述平移运动的，考虑的角度不一样，所以两者的方向不能放在一起比较。所以“角速度是描述速度方向变化快慢的物理量”的说法欠妥。
（3）如果在平动中考虑转动，即考虑d、ds的方向性，有 ⑥
则式⑤⑥中的v、w的正负表示转动的方向，有。
在非定轴转动中，顺时针和逆时针两个方向不足以全面描述转动情况。定义角速度的方向沿转轴方向，它的正方向与刚体转动方向间满足右手螺旋法则，则有 。
三、总结
（1）向心加速度是由向心力产生的，它仅改变速度的方向而不改变速度的大小，它是加速度的一个效果分量，在匀速圆周运动中，加速度等于向心加速度；它虽然是由于速度方向变化所引起的，但不等同于速度方向变化的快慢 ，速度方向变化快慢对加速度的影响还要考虑速度大小的影响，速度越大，对加速度的影响也越大。
（2）角速度是描述物体转动快慢的物理量，速度方向变化快慢是描述物体平动的物理量，两者定义不同，适用对象有差异，但在描述质点转动快慢的大小时，两者是相等的。
参考文献：
[1]李沐东.线速度方向变化快慢用什么物理量描述？[J].物理教师，2009，（7）.
[2]张修文.关于向心加速度的辨析[J].物理教学探讨，2006，（6）.
[3]蒋基豪，吴常光.“关于向心加速度的辨析”质疑[J].物理教学探讨，2007，（2）.
向心加速度范文2
什么是前概念？学生在正式接受物理教育之前，对日常生活中所感知的物理现象，经过长期的日积月累与辨别学习形成了对物理现象非本质的认识，形成了物理前概念[1]。比如拔河比赛中获胜一方用的力气大，质量大的物体下落快等。由于物理前概念是在长期的观察与思考的基础上自发形成的，是没有经过严密的科学分析与实验验证的片面的、表象的、甚至是错误的生活经验，因此具有直观性、顽固性、干扰性等特点。如何克服前概念的干扰，一直困扰着千千万万个物理教师，也困扰着一届又一届莘莘学子。
在中学物理概念教学中，要有效克服前概念的干扰，要经过理性的科学分析、理性的思辨，甚至要经过实验验证才能获得对物理概念的准确、深刻的认识。因此，教学的理性思维过程显得异常重要。
教学的理性思维一般要经历下列前后相承的思想过程：悬置、理解、质疑、批判、重构等。悬置是指将主体原来信以为真的东西暂时搁置起来，将原本熟悉的东西陌生化，以便能够对其进行深入的思考，从而走出原有理解的陷阱；理解则是进一步分析、解释的过程，就是对所悬置东西的解析与还原，通过理解的过程，师生克服了“日用而不知”的生存状态，从种种教学习俗、惯例中解脱出来，开始对日常教学观念或行为的思考；质疑则是理解的进一步深化，旨在检验通过理解所发现的日常教学观念的合理性；批判作为一种合理化的环节，则是对质疑所呈现的原理进行的逻辑的或价值的批评与分析；最后，在批判的基础上，结合教学内外环境的变化，对教学观念进行重新阐述、设计或重构，从而使得新的教学建立在比较充分的理性思考的基础上。至此，一个完整的教学理性化思维过程完成了[2]。
在物理概念的教学中，如何进行理性化思维去克服前概念的干扰？首先确定前概念是如何干扰新概念学习的。排除前概念的先入为主的思维定势，可把前概念树为批判的靶心，在对前概念分析、批判的过程中逐步修正前概念，剔除对前概念不正确的认识，找寻出前概念不当或错误之处。在此基础上，经由悬置、理解、质疑、批判、重构等过程建构对新的物理概念的理解。
在学习“匀速圆周运动向心加速度”概念的过程中，笔者试图通过上述理性化思维过程去克服前概念的干扰。
加速度是形成与理解匀速圆周运动向心加速度的前概念，首先检查学生是否对加速度的理解存在前概念的认识问题。笔者通过课前导学检测发现：学生认为，加速度是速度大小的变化率；加速度的方向在加速情况下与速度同向，在减速情况下与速度反向。究其原因，学生的练多是单方向的直线运动，很少有往复或曲线运动情况，因此把速度变化量理解为速度大小的变化量，加速度的方向与速度在同一直线上。这样势必影响学生对匀速圆周运动向心加速度概念的形成与理解：匀速圆周运动的线速度大小不变，向心加速度指向圆心，与线速度垂直。
先悬置“匀速圆周运动的加速度”概念，准确理解加速度定义及其物理意义，再通过较全面的变式重新理解加速度。对其概念的理解要深刻、到位：加速度表示速度的变化率，既可以是速度大小的变化率，也可以是速度方向的变化率，还可以是速度的大小与方向同时变化的变化率；加速度的方向可与速度在一条直线上，也可与速度方向不在一条直线上。加速度是由速度变化量与时间两者定义的。
在深刻理解加速度的基础上，逐步理解匀速圆周运动向心加速度。匀速圆周运动的向心加速度可从两个方面着手理解：一是从理论推导上，得出匀速圆周运动向心加速度的表达式，从推导过程可知：两个矢量大小相等，其矢量差可以不为零，当两个矢量的夹角趋近于零时，矢量差的方向垂直于矢量，即加速度方向垂直于速度方向。二是从向心力角度，由牛顿第二定律知向心加速度与向心力同向，向心加速度的大小可通过向心力的演示实验来验证，从而定性了解向心加速度的大小与线速度、半径的关系。
师生共同探究对匀速圆周运动向心加速度的理解是否有偏颇、不当之处，需要审慎地质疑。在理解新概念时搞清楚：是否还有其他前概念的干扰？我们所用的分析研究的方法是否得当？比如，用理论推导法是否能使学生便于理解？是否可以用实验来验证我们对匀速圆周运动向心加速度的理解？如何设计实验才能既容易操作又便于理解匀速圆周运动的向心加速度？
在质疑的思维过程中，我们提出了许多两难的问题需要进一步去分析与批评，找出最佳的问题解决方案，有的不一定能确定出解决问题的最佳方案。比如，理论推导匀速圆周运动的向心加速度，不同版本的教材认识不一样，有的主张推导，而有的不主张推导。这要看学生的实际情况而定，对基础好、领会能力强的学生，还是推导好。
对匀速圆周运动的向心加速度的理解，在刚学习的时候或许会感到不太深刻，甚至有些凌乱，我们须对其重新建构新的理解。可从两个方向，一是从其上位概念加速度了解其概念的来龙去脉，它是从加速度概念生发而来，与加速度的联系与区别有哪些？二是与其同位、容易混淆的变速圆周运动的向心加速度的区别与联系又有哪些？通过较全面的各种变式的对比、辨别、分类、重组，重新建构对匀速圆周运动的向心加速度的理解。
理性思维在物理概念教学中起着举足轻重的作用，物理概念教学如果失去了理性思维，也就失去了赖以存在的根基。其缜密而又前后相承的悬置、理解、质疑、批判、重构等五个思维过程可有效克服前概念对物理概念学习的干扰，促进学生建构与理解科学概念，为学生进一步学习物理规律打下坚实的基础。
参考文献
向心加速度范文3
1.知识与技能
（1）知道什么是向心力，理解它是一种效果力。
（2）理解向心力公式的确切含义，并能用来进行简单的计算。
2.过程与方法
在验证向心力的表达式的过程中，体会控制变量法在解决问题中的作用。
3.情感态度与价值观
通过探究活动，使学生获得成功的喜悦，提高他们学习物理的兴趣和自信心。
二、重点难点
1.教学重点
（1）理解向心力的概念和公式的建立。（2）理解向心力的公式，并能用来进行计算。
2.教学难点 向心力的来源
三、教学过程
（一）引入新课
【教师活动】同学们，上节课我们学习了向心加速度，同学们复习一下向心加速度的表达式？
【学生活动】an=v2/r=rw2=4π2/T2
【 教师活动】力是产生加速度的原因，那产生向心加速度的力叫什么？它具有什么特点呢？我们这节课就来一起探究这些问题。
（二）新课教学
一、向心力
1.向心力的概念及特点
【教师活动】观看动画“绳拉小球在桌面做匀速圆周运动”，分析小球受到的合力及特点。
【学生活动】思考并回答：方向指向圆周运动的圆心。
【教师活动】得出向心力的定义：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力。
2.向心力的表达式的理论推导
【教师活动】大家初步认识向心力后，能不能根据所学的知识，从理论上推导向心力表达式？
【学生活动】在教师引导下根据向心加速度的表达式和牛顿第二定律推导：
因为an=v2/r=rw2，F合=ma，所以 Fn=F合=mv2/r=mrw2
【教师活动】理论推导证明：Fn=mv2/r=mrw2=mr×
4π2/T2）
3.实验验证（心力演示仪验证法）
【教师活动】逐一介绍向心力演示仪的构造和使用方法
（1）构造（略）――主要介绍各部分的名称
（2）使用方法：（学生参照说明书）
（3）实验原理（Fn=mrw2 ，控制变量法）
①用m不同的钢球和铝球，使它们r和ω相同，观察并分析Fn与m之间的关系。
②用两个m相同的小球，保持小球的ω相同，观察并分析Fn与r之间的关系。
③用两个m相同的小球，保持小球的r相同，观察并分析Fn与ω之间的关系。
[学生活动]观察，设计表格，记录数据。
[总结归纳]在误差允许范围类，验证了向心力表达式的正确性。
4.感受向心力
【学生活动】学生手拉着细绳的一端，使带细绳的钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动。
动手体会拉力的大小与钢球的m、v、W 、T，r的关系。
【教师活动】那么我们如何感受向心力 与m、v、W、T、r之间的关系呢？
【学生活动】采用控制变量法，保持m、v、W、T、r中的四个量不变，体会Fn与剩下的一个量之间的关系。
【教师活动】大家体验后，感觉向心力Fn与哪些物理量有什么样的关系？
【学生活动】质量m、半径r一定，线速度v越大，向心力Fn越大；质量m、线速度v一定，半径r越大，向心力 越大；质量m、半径r一定，周期T越大，向心力Fn越小……
5.匀速圆周运动实例分析――向心力的来源
【教师活动】（1）轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的来源？（2）物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动，物体向心力的来源？
讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块向心力的来源？
【学生活动】思考，受力分析，找来源。
【教师活动】请大家观看视频“摩天飞轮”，用刚才所学的知识解释游客为什么可以在空中旋转做匀速圆周运动？
【学生活动】思考，构建物理模型。
【教师活动】游客的运动形式可以简化成如右图的物理模型：圆锥摆
【教师活动】用铁架台下面悬挂的小球演示圆锥摆的运动。该向心力如何求？有哪些方法？需要哪些条件？
【学生活动】绳子的拉力和钢球的重力的合力提供向心力。方法：正交分解法；
向心力的大小为mgtanθ。在实际中tanθ可以用圆周运动的半径与小球距悬点的竖直高度的比值算出，用公式计算：F =mgtgθ=mg？r/h即：mgtgθ=mg？r/h=mv2/ r=mrw2=mr× 4π2/T2
二、变速圆周运动
【演示实验】释放单摆，让钢球摆动。观察钢球单方向的摆动过程。
【教师活动】小球绕着悬点做圆周运动，由于速度大小发生了变化，这是变速圆周运动。那么什么力提供小球做圆周运动的向心力？
【学生活动】在教师引导下对小球进行受力分析后得出：Fn=fT-Gsinθ
【教师活动】那么重力的另一分量Gcosθ起着什么作用呢？
【学生活动】思考、讨论并回答：Gcosθ跟速度方向一致，起着改变速度大小的作用。
【学生活动】指向圆心的分力Fn始终与速度方向垂直，改变的是物体运动的速度方向。
向心加速度范文4
教育以人为本，学生是学习的主体，在课堂教学中应该让学生带着自己的问题去探究以体现学生的主体性。
【教材分析】
本节课是从动力学的角度研究匀速圆周运动的，这部分知识是本章的重点和难点，也是学好圆周运动的关键点，学好这部分知识，可以为后面的天体运动和带电粒子在匀强磁场中的运动打好基础。
教材的编排思路很清晰，先是从身边的事例出发，让学生体验到做圆周运动的物体需要有一个指向圆心的力，从而引出向心力的概念。由于上一节中，已经从一般性的结论入手，利用矢量运算，在普遍情况下得出做匀速圆周运动的物体的加速度方向指向圆心的结论，进一步得到了向心加速度的大小。于是根据牛顿第二定律，就可以得到做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向和大小，即向心力的大小和方向。
接着，教材为了让学生对向心力有一个感性的认识，设计了“实验”栏目──“用圆锥摆验证向心力的表达式。实际上，这个实验除了要验证向心力表达式之外，另外一个目的就是可以让学生体验到“向心力不是一个新的力，而是一个效果力”，也即让学生初步学会分析向心力的来源。
与过去不同的是，本节中又讨论了变速圆周运动和一般的曲线运动。这样安排的目的是从生活实际出发，在更广阔的背景下让学生认识到什么情况下物体将做匀速圆周运动，什么情况下会做变速圆周运动。以及知道如何处理一般曲线运动的方法。
【学情分析】
（1）思维基础
根据新课程教学理念，从高一第一学期开始，在课堂教学过程中教师一直重视“过程与方法”的教学，学生已经初步有了探究事物的一般方法，即“是什么？──怎么样？──为什么？”的思维方法。因此，本设计中就通过创设问题情景，激励学生自己提出想要研究的问题。
（2）心理特点
依据20世纪最著名的发展心理学家皮亚杰的理论可知高一学生的认知发展过程是由具体运算阶段向形式运算阶段过渡，也是由直观认识向逻辑推理、实验推理过渡阶段，因此在教学中，要遵循从感性到理性的认识规律，本节课抓住学生的心理特点进行教学设计。
（3）已有知识
通过前一节《向心加速度》的学习，学生已经知道了向心加速度的方向指向圆心，它描述了物体速度方向变化的快慢。于是根据牛顿第二定律可知，这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的力。因此将向心加速度的表达式代入牛顿第二定律即可得到向心力的表达式。
但由于错误的经验或者说是思维定势，学生往往认为向心力是一种新的力，因此“向心力不是一种新的力，而是根据作用效果命名的力”（即向心力的来源）对学生来说，将是个难点。
【教学目标】
1．知识与技能
（1）知道什么是向心力，理解它是一种效果力。
（2）理解向心力公式的确切含义，并能用来进行简单的计算。
（3）知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力，知道合外力的作用效果。
2．过程与方法
（1）通过对向心力概念的探究体验，让学生理解其概念。并掌握处理问题的一般方法：提出问题，分析问题，解决问题。
（2）在验证向心力的表达式的过程中，体会控制变量法在解决问题中的作用。
（3）经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程，让学生领会解决问题从特殊到一般的思维方法。并学会用运动和力的观点分析、解决问题。
3．情感态度与价值观
（1）经历从自己提出问题到自己解决问题的过程，培养学生的问题意识及思维能力。
（2）经历从特殊到一般的研究过程，培养学生分析问题、解决问题的能力。
（3）实例、实验紧密联系生活，拉近科学与学生的距离，使学生感到科学就在身边，调动学生学习的积极性，培养学生的学习兴趣。
【重点难点】
1．教学重点
（1）理解向心力的概念和公式的建立。
（2）理解向心力的公式，并能用来进行计算。
（3）理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。
2．教学难点
（1）向心力的来源。
（2）理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。
【教学策略与手段】
本节课设计成了探究性学习课，即在教师创设情景，让学生自己提出想要知道的问题，在教师的引导下，通过全班同学的讨论，自评和互评来不断完善。教师在教学中通过具体的实例、实验，激发学生的求知欲望，让学生主动参与到探究的过程，成为学习的主体，积极主动地获取知识和能力。
一、难点的突破
“向心力不是一种新的力，而是根据作用效果命名的力”和“向心力和切向力的作用效果和特点”对学生来说都将是难点。因此在匀速圆周运动的例子中，必须让学生对物体进行受力分析，并让学生判断合力的作用效果是什么、产生了怎样的加速度，目的是让学生体验向心力的来源。在变速圆周运动中，让学生对物体进行受力分析，说明各个力产生怎样的加速度，从而进一步得到向心力和切向力的作用效果。
二、对教材中两个地方的处理
1．由于课本中用来粗略验证向心力表达式的圆锥摆运动在课堂中很难实现让学生测量，所以本设计中安排了先用向心力演示仪去验证向心力的表达式，然后在让学生分析游乐园中转椅的运动和受力情况后，通过让学生体验在实验室里粗略测量圆锥摆模型运动中的向心力大小以落实它的向心力来源，并向学生说明我们可以用圆锥摆粗略验证向心力表达式。
2．为说明做变速圆周运动的物体，它受到的力并不是通过圆心时，课本上是通过实例链球运动和学生自己让小沙袋做变速圆周运动的体验来说明。这里本人认为直接这样让学生体验并得到上述结论难度不小，所以本设计中先让学生通过对游乐园中过山车做变速圆周运动进行受力分析，从而得到──物体在什么情况下做变速圆周运动，然后让学生观察并分析链球运动和体验让小球做变速圆周运动时的受力情况，从而降低了难度。
三、本节课的教学流程设计为
1．向心力概念的引出。
2．引导学生提出自己想要研究的问题。
3．鼓励学生先共同解决自己提出的一部分问题。
4．用实验验证理论──用向心力演示仪验证向心力表达式。
5．从游乐园里转椅出发落实：①分析圆锥摆中向心力的来源；②用圆锥摆模型可以粗略去验证向心力表达式。
6．由游乐园中的过山车模型和运动员的链球运动落实：物体做匀速圆周运动和变速圆周运动的条件及向心力和切向力的作用效果和特点。
7．让学生知道研究一般曲线运动的方法。
8．课堂小结。
在教学手段上，充分使用ppt、视频、演示实验、身边的圆周运动，以增强教学的生动性和形象性，活跃课堂气氛，从而充分调动学生学习的积极性，落实教学目标。
【课前准备】
1．实验仪器：带细绳的小钢球（两人一个）。
2．动画及视频：地球绕太阳运动、圆锥摆（动画），双人花样滑冰，游乐园中的转椅和过山车、链球运动的视频及图片。
3．制作ppt。
【教学过程】
一、向心力概念的引出
师：我们先看几个做圆周运动的例子，思考这样一个问题：这些做圆周运动的物体为什么不会飞出去，而是老老实实地绕着一个中心点做圆周运动？
大家也可以自己动手制作一个圆周运动（事先给学生发了个带细绳的小球）
生：受到了拉力的作用，
[学生活动]：对以上做圆周运动的物体受力分析
师：这些力的指向有什么特点呢？
生：指向圆心。
师：我们把这样的力叫做向心力。
板书向心力：做圆周运动的物体所需的指向圆心的力，符号：Fn
二、引导学生提出自己要研究的问题
师：这节我们就来研究向心力。接下来我想把课堂交给在座的各位同学。关于向心力，你想知道什么，想研究什么，就以问题的形式提出来，我们一起解决。大家先考虑两分钟。同桌、前后排的同学也可以相互讨论下。
[学生活动]：
生1：向心力的方向与向心加速度的方向是否相同？
生2：向心力的大小跟什么有关？与ω、ν之间什么关系？
生3：向心力的大小怎么测量计算？
生4：向心力有什么特点？
生5：向心力的作用效果是怎样的？
生6：向心力是不是合力？
生7：向心力的来源？
生8：向心力的施力物体是什么？
生9：圆周运动的半径为何不变？
生10：向心力与向心加速度的关系如何？
（师将这些问题一一写道黑板上）
三、鼓励学生先共同解决一部分问题
师：有问题我们一起解决，大家思考下这些问题，看看你能不能帮别人解决这些问题。
以下是课堂实录：
生1（男）：老师我回答第一个问题，我觉得向心加速度方向与向心力的方向相同，因为根据牛顿第二定律，得到加速度的方向与力的方向是一致的。
师：大家都同意他的看法吗？
生2（女）：我不同意，因为牛顿第二定律是在直线运动中的，这里是曲线运动，情况不一样，所以不能用牛顿第二定律得出来。
生3（女）：我认为他是对的。因为牛顿第二定律是说物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。也没说在曲线运动中不成立，所以是对的。
（师引导学生通过受力分析，并由上节课学习的在圆周运动中某点的向心加速度方向指向圆心，从而总结得到牛顿第二定律在曲线运动中仍成立。）
生4：根据牛二律可以得到
四、用实验验证理论──用向心力演示仪验证向心力表达式
师：刚才我们已经得到了向心力的表达式。理论的正确与否我们必须要用实践去证明。
引导学生说出怎么去验证──利用控制变量法。
介绍向心力演示仪原理，请一位学生自己来演示给全班同学看。
引导学生由多次实验现象可以得到：
半径r、角速度ω一定，与质量m成正比
质量m、角速度ω一定，与半径r成正比；
质量m、半径r一定，与角速度ω的平方成正比；
到此为止，以上学生提出的很多问题都得到了解决
（师将这些解决掉的问题一一画勾）
五、从游乐园里转椅出发落实：①分析圆锥摆中向心力的来源②用圆锥摆实验可以粗略去验证向心力表达式
1．圆周摆
（1）游乐园图片及视频材料
（2）学生动手让小球做圆锥摆运动
（3）建立物理模型（如图所示）
思考与讨论：
①如图所示，做匀速圆周运动的小球受到哪些力的作用？合力产生了怎样的加速度？
②能否在实验室里粗略计算此匀速圆周运动中的向心力大小？
分析：
①这里的受力分析结合前面落实：向心力不是一种新的力，它可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是这些性质力的合力，也可以是这些性质力的一个分力。
②在“实验室里如何计算向心力的大小”这里，引导学生可以设计两种方法去测。
师：我们课本上就是利用圆锥摆中可以有两种方法测向心力来粗略验证向心力的表达式的，同学们课后有兴趣完全可以自己去做一下。
六、由游乐园中的过山车模型和运动员的链球运动落实：物体做匀速圆周运动和变速圆周运动的条件及向心力和切向力的作用效果和特点
1、看过山车视频并对右图中的情况进行受力分析，说明各个力产生了怎样的加速度，并进一步引导向心力的来源。
分析图1落实：
①向心力和切向力的作用效果。
②什么情况下物体做匀速圆周运动，什么情况下做变速圆周运动。
师：哪个力提供向心力？
有向心力就向心加速度，上节课我们学习的向心力可以改变什么？
引导得到向心力的作用效果：只改变速度的方向。
师：切线方向上的重力会对物产生怎么样的影响？
引导学生得到切向力改变了速度的大小。
2、总结什么情况下，物体做匀速圆周运动，什么情况是做变速圆周运动
匀速圆周运动：只有向心加速度时。
变速圆周运动：同时具有向心加速度和切向加速度时。
3、分析图2、图3，让学生获得在不同情况下如何分析向心力和切线力的来源
4、让学生观察和自己动手体验变速圆周运动从而得到变速圆周运动物体受力情况。
再次问学生：向心力是否一定是合力？
生：不一定
（七）让学生知道研究一般曲线运动的方法：曲线小段圆弧圆周运动，即利用微元法将曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看做一小段圆弧，然后进行研究。
八、课堂小结
课堂的最后将学生的问题归类：说到底我们研究了向心力的大小，方向，作用效果，来源。
【板书设计】
向心力
1．定义：使物体做圆周运动，指向圆心的力。
2．研究内容：
⑴向心力的方向与向心加速度的方向是否相同？
⑵向心力的大小跟什么有关？与ω、ν之间什么关系？
⑶向心力的大小怎么测量计算？
⑷向心力有什么特点？
⑸向心力的作用效果是怎样的？
⑹向心力是不是合力？
⑺向心力的来源？
⑻向心力的施力物体是什么？
⑼圆周运动的半径为何不变？
⑽向心力与向心加速度的关系如何？
3．匀速圆周运动：仅有向心加速度的运动。
变速圆周运动：同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动运动。
4．问题归纳：
⑴向心力的方向
⑵向心力的大小
⑶向心力的作用效果
⑷向心力的来源
【问题研讨】
1．这是一节探究型学习课。本堂课中学生活动较多，所用时间相应就多了，所以整堂课没有宽裕的时间用来提供例题让学生利用向心力表达式简单计算物体做匀速圆周运动所需的向心力和分析向心力的来源。
2．因为整堂都是以学生为主的探究性学习，创设情景让学生提出自己关心、想要知道的问题，解决问题的时候又主要是以学生自评和互评以及合作学习而得出结论的，所以在结论的得出或是结论的表述可能会不严密，难免缺少知识的系统性，因此如何处理和保持好探究性学习中知识的系统性是探究性学习中的值得我们去研究的问题。
3．探究型学习课给教师提出了很高了要求。在探究的第一个环节一定要千方百计的鼓励学生提出问题，但由于学生之间存在差异性，不同的学生提出的问题层次各有不同，因此一定要因材施教，根据不同的学生创设不同的情景以及要运用不同的引导方法、激励方法和评价方案；根据不同的学生，采用不同的方法激发学生的学习兴趣和调动学生的积极性等等。这就给教师提出了很大的要求。又由于学生提出的问题的难预料，给课堂教学带来了一定的难度。这就要求教师具有较强的引导和应变能力以及较强的课堂管理能力，同时教师必须要非常了解学生，教师平时多走进学生，关爱学生，了解学生，懂得学生的兴趣点；尊重每一位学生，但不放纵学生等。对于教师本人，必须要有强烈的“以学生为主体”的意识，课堂应该是属于学生的课堂，同时一要创设一个和谐、平等、民主的课堂氛围。
参考资料：
1．人教版物理必修2《教师教学用书》，人民教育出版社，第41页。
向心加速度范文5
【关键词】自行车；物理；教学；应用
在课堂上，教师和学生进行互动式交流，让学生充分发挥想象，增强思维能力。在课外，学生技能方面的学习主要就需要依靠各种课外活动。笔者在几年的教学中，组织过多次课外活动，其中很多都用到生活中最常见的工具——自行车。
自行车是生活中最常用的工具，每一个学生都有骑自行车的体验，所以各种课外活动以自行车为载体可以得到最广大学生的喜爱和支持。笔者将这几年的教学中组织的几次课外活动向广大同行介绍，共同探讨课外活动的组织实施方法。
一、测定自行车的速度
在进行第一章的教学中就可以设计这个活动，学生对瞬时速度和平均速度的理解需要有极限思想，可以在活动中测定自行车通过20m，10m，5m，2m或者更小距离的时间来测定平均速度，并和这段时间内自行车速度表（码表）进行对比。当然需要说明的是，码表上的速度也是一个平均速度。通过这个活动让学生了解到，在实际应用中，平均速度的测定一定要测定长度和时间两个基本量，而瞬时速度是一个状态量，无法用基本方法测定，只能用极短时间内的平均速度近似替代。
二、测定自行车启动时的平均加速度
在打点计时器的试验中，是通过测定相邻的两段相等时间内的位移来测定加速度，而在学生骑自行车过程中，很难判断某一个时间自行车所到达的位置，这时就可以让学生想办法。我们在活动中用的是让自行拖着一条卷尺运动，再模仿打点计时器的动作在卷尺上弹白板笔墨水的办法来确定位移的。
三、骑自行车时受到阻力的测定
在教材中一般设定空气阻力恒定，本活动主要让学生了解到空气阻力跟运动速度是有很大关系的。这个活动通过测定多个不同坡度的路段上的极限速度（不踩脚蹬时自行车能达到的最大速度），再根据斜面上力的平衡条件计算出阻力大小。这个活动中比较难的就是如何测定斜坡的倾角，我们在活动中使用了水平尺，但也只能比较粗略的测定，但学生对测定方法还是了解得比较透彻。
四、测定自行车齿盘、轮圈等的角速度、线速度
在进行圆周运动的教学中，学生对线速度、角速度以及用皮带、齿轮传动的运动问题总是理解不透彻，可以设计一次测定角速度、线速度的课外活动来帮助学生理解，同时研究出测定角速度、线速度的方法。笔者组织的是一次验证性的课外活动，先根据大小齿轮的齿数、后轮的半径得出大齿盘的转速与自行车的行驶速度的关系（自行车不能处于滑行状态），再让部分学生骑车并记录下踩脚蹬的频率（或转速），将速度表上的速度与根据测定数据计算出来的理论值进行比较，从而既锻炼了学生综合应用各种测定工具的应用，也让学生比较透彻的理解了圆周运动中各物理量的关系。
五、骑自行车转弯时的向心加速度的测定
人骑车在水平路面上转弯的向心力主要由地面静摩擦力提供，我们将这个活动设计成了比赛，让学生以尽可能大的向心加速度转弯，在这个过程中学生会体会到半径、线速度、角速度与向心加速度的关系。通过测定大量学生的加速度值可以粗略估计地面静摩擦力的最大值。本活动的难点在于转弯半径的测定，经过学生讨论，想了很多办法，最后采用了在自行车上吊一个滴水的瓶子的办法来确定自行车的轨迹。
六、骑自行车时人的最大输出功率的测定
这个活动可以采用测定一定时间内自行车能达到的最大速度和人与车的总质量，由功能关系得出做功的大小，计算出平均功率。本活动旨在让学生深刻了解功能关系，也能让学生了解汽车以恒定功率启动时各物理量的变化过程。在活动中忽略了空气阻力，所以这段时间不能取得太长。
在这些课外活动中，教师要注意对学生以下几种学习能力、实践能力的锻炼。
1.合理选择测定各种物理量的工具及测定方法的能力。现在的学生实践能力较弱，常常不知道哪些物理量应该用什么工具以及如何测量。在这些活动中，用得比较多的是秒表、卷尺、毫米刻度尺等，学生经过讨论都能正确选择，但是测量方法就不能统一意见了，比如测量向心加速度的时候，很多学生就只想到根据公式，要测定速度和半径，但是速度不是一个能直接测量的物理量，这时需要对公式进行变形，测定自行车圆周运动的周期和半径即可。
2.团结协作能力。在各个活动中，学生都需要相互配合，尤其是在测量时间的时候，必须要有发令员和计时员相互密切的配合才能准确测量。比如在测定自行车速度时，计时员不可能跟着自行车运动，这时需要两名以上的发令员拿着旗帜，该停表的时候挥动旗帜让计时员停表。
3.实事求是、认真严谨的科学态度。物理是来自于生活而用于生活，我们在教学中不能只让学生了解书本内容，而要叫物理知识还原于生活，让学生知道学习物理知识对我们的生活是有重要意义的。而在各种物理公式的应用中，我们必须让学生知道物理规律只是对生活现象的高度概括，并不能很精确的描述生活中的事例，这也可以从很多测量结果中看出来。
4.用物理语言描述生活中的现象的能力。学生对很多生活现象无法用物理知识解释清楚，通过活动，他们能用更为精确的物理语言解释许多物理现象，比如在测定向心加速度的活动中，学生发现不管转弯半径和速度大还是小，向心加速度跟自行车的倾斜程度有关系，促使学生找到了向心力的来源，对“水平路面转弯的车的向心力都来自于地面静摩擦”有了更深刻的理解。
向心加速度范文6
一、地球卫星在不同圆轨道上的相关推论
地球卫星做圆周运动的向心力由地球对它的万有引力提供。由基本方程易得：
定性分析可得：
推论1：做圆周运动的地球卫星，其向心加速度、线速度、角速度的大小均与轨道半径反相关，与卫星的质量无关；其周期与轨道半径正相关，与卫星质量无关。说明：该推论用于比较地球卫星沿不同圆轨道运行时相关运动学量大小。
二、地球卫星在椭圆轨道上的相关推论
由开普勒第二定律可知：
推论2：卫星沿椭圆轨道运行时，在远地点的速度最小，在近地点的速度最大。
由开普勒第三定律可得：
推论3：地球卫星的运行周期与其半长轴（半径）正相关。
说明：该推论用于比较沿椭圆运动的卫星与其它卫星的周期大小
三、地球卫星在不同轨道公共切点的相关推论
以一个椭圆轨道分别与两圆轨道相切为例。（如图）卫星在圆轨道Ⅰ上运行的线速度为v1，两圆轨道与椭圆轨道Ⅱ相切于椭圆轨道的近地点P、远地点Q，经P点时线速度为v2，经Q点时线速度为v3。在圆轨道Ⅲ上运行的线速度是v4。卫星沿轨道Ⅰ运行时，若要它经P点变到椭圆轨道Ⅱ，卫星应在P点做离心运动即万有引力小于卫星做圆周运动所需的向心力；注意到在同一点，卫星所受万有引力不变，可知卫星在该点所需的向心力要增大。再根据向心力公式易得卫星P点由轨道Ⅰ变到轨道Ⅱ时速度要增大，因此可知，v2>v1。
同理在Q点分析可知：v3
推论4：卫星沿不同轨道运动到公共切点处时，沿大轨道的速度较大。
说明：该推论用来比较不同轨道上的卫星经公共切点时的线速度大小
另外，由万有引力定律可知，同一卫星经同一点时合外力相同，则加速度相同；而两轨道相切于一点时，卫星的法向加速度恰等于其加速度，可知此时，二者的法向加速度（即向心加速度）也相同。综上可得：
推论5：卫星沿不同轨道运动至公共切点处时，加速度相同，向心加速度也相同。
典例分析：
例1：如上图（推论3中所用图）所示，卫星由圆轨道Ⅰ经椭圆轨道Ⅱ变轨至圆轨道Ⅲ，P、Q为椭圆轨道的近地点和远地点，v1、v4依次为圆轨道Ⅰ、圆轨道Ⅲ的线速度。v2、v3为卫星沿椭圆轨道Ⅱ经P、Q点时的线速度。则下列说法正确的是（ ）
A.卫星在椭圆轨道Ⅱ上经P点时的加速度比在圆轨道Ⅰ经P点时加速度大
B.卫星沿轨道Ⅱ经P点时的动能比沿圆轨道Ⅰ经P点时动能小
C.椭圆轨道Ⅱ的周期与圆轨道Ⅲ的周期相等
D.v1>v3
解析：由推论5知A错；由图可知椭圆轨道Ⅱ比圆轨道Ⅰ大，由推论4得卫星沿轨道Ⅱ经P点时的速度比沿圆轨道Ⅰ经P点时速度大，进而可知B错；椭圆轨道Ⅱ的半长轴小于轨道Ⅲ的半径，由推论3可知C错；由推论1知v1>v4，由推论4知v4>v3，联立得v1>v4>v3，D对。
例2：如图所示是“嫦娥一号”卫星绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7.7km/s，则说法正确的是：
A.卫星在2轨道经过A点时的速率一定大于7.7km/s
B.卫星在2轨道经过B点时的速率一定大于7.7km/s
C.卫星在3轨道所具有的机械能小于2轨道所具有的机械能
D.卫星在3轨道所具有的最大速率小于2轨道所具有的最大速率
