向心力与向心加速度范文1
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：
vTf
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．
向心力与向心加速度范文2
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。
向心力与向心加速度范文3
A. 物体除受其他的力外还要受到一个向心力的作用
B. 物体所受的合外力提供向心力
C. 向心力是一个恒力
D. 向心力的大小一直在变化
2. 关于匀速圆周运动中，向心加速度a、线速度v、角速度ω、转速n以及半径r之间的关系，下列说法正确的是（ ）
A. 由a=■可知，a与r成反比
B. 由a=rω2可知，a与r成正比
C. 由v=rω可知，ω与r成反比
D. 由ω=2πn可知，ω与n成正比
3. 用绳拴着一个物体，使它在无限大的光滑水平面上做匀速圆周运动，如图1所示，绳断以后物体将（ ）
A. 沿半径方向接近圆心
B. 沿半径方向远离圆心
C. 沿切线方向做匀速直线运动
D. 由于惯性，物体继续做圆周运动
4. 质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道内侧运动，若经最高点不脱离轨道的临界速度为v，则当小球以2v速度经过最高点时，小球对轨道的压力大小为（ ）
A. 0 B. mg
C. 3mg D. 5mg
5. 质量不计的轻质弹性杆P插在桌面上，杆端套有一个质量为m的小球，今使小球沿水平方向做半径为R的匀速圆周运动，角速度为ω，如图2所示，则杆的上端受到的作用力大小为 （ ）
A. mω2R
B. ■
C. ■
D. 不能确定
6. 下列关于向心加速度的说法中正确的是（ ）
A. 向心加速度的方向始终与速度方向垂直
B. 在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的
C. 做圆周运动时，向心加速度一定指向圆心
D. 地球自转时，各点的向心加速度都指向地心
7. 如图3所示，水平转盘上的A、B、C三处有三块可视为质点的由同一种材料做成的正立方体物块；B、C处物块的质量相等且为m，A处物块的质量为2m；点A、B与轴O的距离相等且为r，点C到轴O的距离为2r，转盘以某一角速度匀速转动时，A、B、C处的物块都没有发生滑动现象，下列说法中正确的是（ ）
A. C处物块的向心加速度最大
B. A处物块受到的静摩擦力最小
C. 当转速增大时，最先滑动起来的是C处的物块
D. 当转速继续增大时，最后滑动起来的是A处的物块
8. 一小球质量为m，用长为L的悬绳（不可伸长，质量不计）固定于O点，在O点正下方L/2处钉有一颗钉子，如图4所示，将悬线沿水平方向拉直无初速释放后，当悬线碰到钉子后的瞬间
（ ）
A. 小球线速度没有变化
B. 小球的角速度突然增大到原来的2倍
C. 小球的向心加速度突然增大到原来的2倍
D. 悬线对小球的拉力突然增大到原来的2倍
9. 如图5所示，将完全相同的两小球A、B用长L=0.8 m的细绳，悬于以v=4 m/s向左匀速运动的小车顶部，两球与小车前后壁接触. 由于某种原因，小车突然停止，此时悬线中张力之比TA ∶ TB为（g=10 m/s2）（ ）
A. 1 ∶ 1 B. 1 ∶ 2
C. 1 ∶ 3 D. 1 ∶ 4
10. 如图6所示，O1和O2是两个靠摩擦传动的轮子，不打滑. 已知Ra ∶ Rb ∶ Rc=1 ∶ 2 ∶ 1，则a、b、c三点的线速度之比为____________，角速度之比为_____________，向心加速度之比为____________.
11. 如图7所示，定滑轮的半径为r=2 cm，绕在滑轮上的细线悬挂着一个重物由静止开始释放，测得重物以加速度a=2 m/s2做匀加速运动，在重物由静止开始下落距离为1 m的瞬间，滑轮边缘点的角速度ω＝_______rad/s，向心加速度a′=_______m/s2.
12. 一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4 rad/s. 盘面上距圆盘中心0.10 m的位置有一个质量为0.10 kg的小物体能够随圆盘一起运动，如图8所示.
（1） 求小物体做匀速圆周运动时所受向心力的大小；
（2） 关于小物体的向心力，甲、乙两人有不同意见：甲认为该向心力等于圆盘对小物体的静摩擦力，指向圆心；乙认为小物体有向前运动的趋势，静摩擦力方向和相对运动趋势方向相反，即向后，而不是和运动方向垂直，因此向心力不可能是静摩擦力. 你的意见是什么？请说明理由.
13. 如图9，一辆质量为500 kg的汽车静止在一座半径为50 m的圆弧形拱桥顶部. （g取10 m/s2）
（1） 此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？
（2） 如果汽车以10 m/s的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？
（3） 汽车以多大速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零？
14. 如图10所示，质量为m=0.1 kg的小球和A、B两根细绳相连，两绳固定在细杆的A、B两点，其中A绳长LA=2 m，当两绳都拉直时，A、B两绳和细杆的夹角θ1=30°，θ2=45°，g取10 m/s2. 求：
向心力与向心加速度范文4
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
向心力与向心加速度范文5
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有人认为，牛顿力学是经典力学的基础和核心。是不容置疑，不能否定，不能改变的。谁敢质疑，谁敢否定，谁就会被认为是离经叛道，歪门邪道，大逆不道。
我认为，世界上的一切事物都是发展变化的。人们的认知能力也是发展变化的。那种一成不变的观点是错误的。
经典力学是牛顿等科学家在三百多年前的社会背景下认知世界的产物。只要大家认真去思考，就一定能够发现经典力学中的种种错误。
只有运动力创新理论才能够完美的解答经典力学不能解答的许多问题。
1 运动力创新理论
1.1.1 什么叫运动？
答：物体离开自己的位置就叫运动。
1.1.2 物体为什么能够运动？
答：因为有运动力。
1.1.3 什么叫运动力？
答：不管有没有外力，能够使物体运动的力，就叫运动力。
1.1.4 运动力从哪里来？
答：运动力从引力，电磁力，运动力对其他物体作用的外力得来。
1.1.5 运动力，外力，阻力，合外力，作用力的关系是什么？
答：（1）作用力=外力-阻力=合外力。
（2）运动力=每一秒加速度的作用力X加速时间。
公式：L=kFt =Kmat（加速度运动时）=kmv（停止加速运动时） =对其他物体作用时的外力。K=1/秒，F，作用力。t，作用时间。m，质量。a，加速度。速度V=at。
1.1.6 作用力与运动力的区别是什么？
答：作用力是改变物体运动状态的力。运动力是保持物体运动状态的力。
1.1.7 运动力定律：物体的运动速度与运动力成正比。
（1）运动力定律公式：L= kmv。常数k=1/秒 。m，质量。V，速度。
（2）运动力的单位：为区别牛顿力F，N，运动力记为L。单位【雷】，1N=1雷。
（3）运动力公式的意义：1L=1千克质量的物体以1米/秒的速度运动1秒需要的力=1千克米/秒的平方=1雷。
（4）运动力的方向与运动速度的方向一致。
（5）运动力的作用点平均作用在运动物体的每一个质点上。集中作用在运动物体的重心。
1.1.8 运动力创新理论有什么意义？
答：运动力创新理论能够解释宇宙中的一切运动现象。能够解答宇宙中的一切运动问题。
2 用运动力创新理论取代经典力学
2.1 用运动力创新理论取代牛顿第一定律。
牛顿第一定律说：“一切物体在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态”。
2.1.1 这个定是错误的。
2.1.2 “在没有受到力的作用时”的相同条件下，能够产生“运动”和“静止”两种截然不同的结果吗？这是不可能的。这是违背了自然科学规律的。
有人说，是“保持原来的匀速直线运动状态”。那么，原来为什么是运动的呢？
2.1.3 只有运动力创新理论，L=kmv，才能完美的解答一切物体静止状态和运动状态问题。
2.1.4 静止的物体也要受到力的作用，只是受到的合外力=0。运动力=0。
（1） 当运动力=0，运动速度=0，物体静止。
（2） 当运动力>0，运动速度>0，物体运动。
（3） 运动力越大，运动速度越快。
（4） 运动力越小，运动速度越慢。
（5） 运动力不变，运动速度不变，物体保持匀速直线运动状态。
2.1.5 结论：匀速直线运动是运动力不变的运动。只要运动力有任何一点点改变，就不可能保持原来的那个运动状态。
2.2 用运动力创新理论取代牛顿第二定律。
牛顿第二定律说：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。公式F=ma.
2.2.1 牛顿第二定律即牛顿第二运动定律。被认为是经典力学的基础和核心。但是，作为运动定律，只有一个公式F=ma，只强调“物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比”是远远不够的。还有物体运动的很多主要问题没有说，也无法说。
（1）没有说速度是怎样产生的？
（2）没有说加速度是怎样产生的？
（3）没有说力与速度，加速度的关系是什么？
（4）没有说速度与加速度的关系是什么？
（5）没有说加速度的目的是什么？
（6）没有说运动速度与力的关系是什么？
2.2.2 只有运动力创新理论，L=kmv，才能最完美的解答一切运动问题。
（1）速度是这样产生的：力作用物体每1秒运动的路程。公式：V=s/t。单位：米/秒。
（2）加速度是这样产生的：力作用物体每1秒运动的速度。公：a=v/t。单位：米/秒的平方。
（3）力与速度，加速度成正比关系。
例如：1N的力作用1千克物体1秒时间，速度v=1米/秒。加速度a=1米/秒的平方。
10N的力作用1千克物体1秒时间，速度v=10米/秒。加速度a=10米/秒的平方。
（4）只有力+力，才能增加速度。
例如：10N的力作用1千克物体1秒时间，速度v=10米/秒。如果这时停止增加力，运动力L=10N=10雷，物体就会保持10米/秒的速度匀速运动。
保持10米/秒的速度匀速运动的物体，如果再增加1N的力作用10秒时间，或者增加10N的力作用1秒时间，运动力L=10N+10N=20N=20雷。速度就是20米/秒。停止增加力后，物体就会保持20米/秒的速度匀速运动。
（5）只有力-力，才能减小速度。
例如：要让20米/秒的速度运动的1千克物体以15米/秒的速度运动。怎么办？
只需要减小5N的运动力。一是减小油门，二是用1N的阻力作用5秒，或者用5N的阻力作用1秒.。使运动力L.=20N-5N=15N=15雷。就能保持15米/秒的速度匀速运动了。
（6）速度与加速度的关系：速度=加速度X作用时间。公式：V=at。
（7）加速度的目的：只要控制好加速度的力和作用时间，就能够获得最满意的运动力和运动速度。
（8）匀速直线运动，匀速曲线运动，匀速圆周运动的物体，是因为他们的运动力不变，所以运动状态不变。因为他们的运动力不同，所以运动状态不同。
3证明：（1）那种认为“匀速直线运动不受力”的牛顿第一定律是错误的。
（2）那种认为“力只产生加速度”的牛顿第二定律是错误的。
2.3 用运动力创新理论取代牛顿第三定律。
牛顿第三定律说：两个物体之间的作用力与反作用力大小相等，方向相反，并且在同一条直线上。
2.3.1 牛顿第三定律只解释了两个物体发生作用后的一种现象。就是，它们的合外力=0，两个物体作用后是完全静止的。
2.3.2 如果两个物体之间的作用力与反作用力大小不相等，方向不相反，并且不在同一条直线上，难道就不会发生其他许多不同的现象吗？
2.3.3 只有运动力创新理论，才能最完美的解释一切运动现象和作用现象。
（1）两个物体发生作用时，如果作用力与反作用力大小相等，方向相反，并且在同一条直线上。它们的合外力=0，两个物体作用后是完全静止的。比如静止物体的重力与支撑力，悬挂物体的拉力与重力。
（2）运动物体与其他物体发生作用时，如果作用力>反作用力，并且在同一条直线上。它们的合外力>0，物体会继续向前运动。运动速度会变小。
（3）运动物体与其他物体发生作用时，如果作用力0，物体向相反的方向（倒退）运动。
（4）运动物体与其他物体发生作用时，如果作用力和反作用力不在同一条直线上。物体运动的方向会发生改变。
4 结论：物体之间的作用是物体的力和力的作用。没有力，什么作用都不可能发生。
因此，经典力学说“作用才产生力”，“力同时产生，同时消失”的定义是错误的。
2.4 用运动力创新理论取代圆周运动理论。
2.4.1 经典力学是不可能明确解释圆周运动的。因为经典力学圆周运动的向心力，向心加速度，离心力等理论都是错误的。
2.4.2 任何运动的物体，在没有受到不同方向的外力作用时，运动方向不会改变。更不可能产生圆周运动的向心加速度，向心力。
2.4.3 只有运动物体受到中心拉力时，物体的运动力=中心拉力，运动力与中心拉力垂直，才可能做圆周运动。
2.4.4 中心拉力是物体做圆周运动的必备条件。是客观的存在。
因此，经典力学认为运动才产生向心加速度，产生向心力的理论是错误的。
2.4.5 物体圆周运动的速度与运动力成正比。公式：L=kmv。
2.4.6 运动力不变，运动速度不变，物体做匀速圆周运动。
因此，经典力学认为匀速圆周运动是变速运动的理论是错误的。
2.4.7 离心运动：是圆周运动的运动力大于中心拉力，或者摆脱了中心拉力的运动。
因此，经典力学认为离心力和向心力大小相等，方向相反的理论是错误的。
2.4.8 地球卫星绕地球运动的条件：
（1）地球卫星的运动力必须=地球对卫星的引力（中心拉力），两个力的方向必须垂直。
（2）如果地球卫星的运动力>地球对卫星的引力（中心拉力），两个力的方向就>90度。卫星就会越飞越远。
（3）如果地球卫星的运动力
（4）要改变地球卫星的运动方向，必须在卫星运动的不同方向施加外力作用。改变方向的大小与施加外力的大小和作用角度的大小成正比。
2.4.9 运动力创新理论可以解释小到电子，原子，分子，大到宇宙天体的一切圆周运动现象。
2.5 用运动力创新理论取代重力势能理论。
经典物理说：物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。其大小由地球和地面上物体的相对位置决定。物体质量越大、位置越高、做功本领越大，物体具有的重力势能就越多。
2.5.1 这种关于重力势能的定义和解释是错误的。难道深井口面上的石头不被举高，当没有支撑力时不往下掉？就没有重力势能？
2.5.2 物体被举高，是因为物体的运动力=支撑力，拉力>重力。支撑力，拉力越大，上升速度越快。
2.5.3 物体下落，是因为物体的运动力=支撑力，拉力
2.5.4 如果支撑力，拉力=0，物体就会自由落体下落。运动力L=kmgt.。g重力加速度。t，下落时间。
位置越高、下落的时间越长，下落的运动力越大，作用力越大，做功本领越大。
2.5.5 如果支撑力，拉力=重力。运动力=0，物体再高，也是静止的，也是没有势能，不能做功的。
2.5.6 运动力创新理论不仅可以取代重力势能理论。还可以取代一切混乱而不清楚的势能，动能，动量，冲量，能量，惯性等理论。只要物体有运动速度，都可以用运动力公式L=Kmat（加速度运动时）=kmv（匀速运动时）解答。
2.6 用运动力创新理论取代爱因斯坦著名的质能方程式E=mc^2， 爱因斯坦著名的质能方程式E=mc^2，E表示能量，m代表质量，而c则表示光速。
2.6.1 这个质能方程是错误的。难道只有m以光速的平方运动才是能量？不是以光速的平方运动就不是能量？
2.6.2 科学家已经证明超光速都是不可能的。光速的平方能够存在吗？因此，质能方程式E=mc^2，是错误的。
2.6.3 有人说，c^2不是速度，只是一个数字，一个常量。那就更错了。是什么意义呢？
向心力与向心加速度范文6
关键词：万有引力 天体圆周运动 概念混淆 易错
我们在学习《圆周运动》时得出了如下结论：v=ω·r，α=，α=ω2·r；在学习万有引力定律在天文学上应用时，知道由万有引力提供天体作圆周运动所需的向心力，即F万=F向，则可得
可很多学生由于不能熟练掌握这些推导公式，没有注意它们成立的条件而导致错解，现将几个典型问题归纳如下：
1、不能明辨地球表面的物体与绕地球运行的物体
例1 地球同步卫星离地心距离为r，环绕速度大小为v1，加速度大小为a1，地球赤道上的物体随地球自转的心加速度大小为a2，第一宙宇速度为v2，地球半径为R，则下列关系式正确的是
错解 对地球同步卫星与地球赤道上物体，由万有引力提供向心力产生向心加速度，有
所以 故B正确。
同理对同步卫星 又第一宇宙速度
所以 故D正确。
正确分析 上述对v1、v2的分析是正确的，而对a1、a2的分析是错误的，随地球自转的物体不是地球的卫星，不满足
关系式，它与地球的同步卫星有相同的角速度、周期。
设地球自转角速度为ω，则 A正确，故正确选项为A、D。
例2 已知同步卫星距地面的高度H，地球半径为R，同步卫星的运动速度为v1，同步卫星的加速度为a1，静止于地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2，地球的第一宇宙速度为v2，则：
错解 由公式可得加速度与运行半径的平方成反比，故选A，由v=ω·r可得线速度与运行半径成正比，故选D。
正确分析 由于式 是万有引力全部用来提供向心力时得到的，而赤道上的物体所受万有引力只有部分来提供向心力，不可用该式来计算加速度之比，由于同步卫星与地球自转角速度相同，应由式a=ω2·r来比较，可得答案B正确，错选D答案是认为绕地球表面运动的角速度就是地球自转角速度，而此情况时万有引力与同步卫星一样也是全部用来提供向心力，应式 来计算即可得应选答案C。
2、不能正确区别星体的运行向心加速度与星体表面的重力加速度
例 一卫星绕某行星做匀速圆周运动，已知行星表面的重力加速度为g行，行星的质量M与卫星的质量m之比为 行星的半径R行与卫星的半径R卫之比 行星与卫星间的距离r与行星的半径之比为 设卫星表面的重力加速度为g卫，求卫星表面的重力加速度与行星表面的重力加速度之比（用a、b、c表示）
错解 卫星绕行星运行：由
所以
正确分析 上述分析中 是行星对卫星的万有引力，此力充当卫星的向心力，g卫应是卫星运行的向心加速度，而非卫星表面的重力加速度。对卫星、行星分别由黄金代换式有
3、不能正确区别 中r的含义带来的错解
例1 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图1所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法正确的是
A、卫星在轨道3上速率大于在轨道1上的速率
B、卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度
C、卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点的加速度
D、卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度
错解 在轨道1与轨道3上卫星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力即 故A错，B对，据题意，卫星在轨道1上运行经过Q点时点火加速进入2轨道，因此在轨道2运行经过Q点的速率大于在轨道1运行经过Q点速率，而卫星的运行半径相同，由a=v2/r知C正确，同理分析知D错。
正确分析 上述对A、B选项分析正确；对C、D选项分析错误，原因是没有正确理解关系式 与中“r”的含义，前者应是卫星到地球距离，而后者应是卫星轨道的曲率半径，卫星沿圆轨道1、3运行时，二者是一致的，而对椭圆轨道则不同了，由于椭圆的曲率半径中学数学不讨论，在这里可由牛顿第二定律来讨论。
卫星在不同轨道运行，均由万有引力提供向心力，由
知，在轨道1、2经过Q点时，地球与卫星的距离r相等，故向心加速度相等，所以C错，D对。
例2 如图所示，同步卫星在赤道上空的同步轨道上定位以后，由于受到太阳、月球及其它天体的引力作用影响，会产生不同方向的漂移运动而偏离原来的位置，当偏离达到一定程度，就要发动卫星上的小发动机进行修正，图中A为同步轨道，B和C为两个已知偏离同步轨道但轨道仍在赤道平面内的卫星，要使它们回到同步轨道上，下述方法正确的有：
A、开动B的小发动机向前喷气，使B适当减速；
B、开动B的小发动机向后喷气，使B适当加速；
C、开动C的小发动机向前喷气，使C适当减速；
D、开动C的小发动机向后喷气，使C适当加速。
错解 由于轨道半径rB大于轨道半径rA，轨道半径rC又小于rA，而由式可得vA
正确分析：由 确实可得vB
思考题
据国外媒体报道：2010年的某天，一颗西方某国的间谍卫星经过中国西北某军事训练基地上空时，突然“失明”近四十分钟，据该媒体的分析，在该间谍卫星通过此基地时，一颗在同一轨道上运行的中国反间谍卫星向后喷出一种特殊的高分子胶状物质，胶状物质附着在间谍卫星的表面而使卫星“失明”，胶状物在真空中挥发后卫星又能重新恢复工作。关于反间谍卫星喷出胶状物前后的运动情况，下列说法中正确的是
A、在喷出胶状物前，反间谍卫星的线速度一定大于间谍卫星的线速度
B、在喷出胶状物前，由于两颗卫星处在同一轨道上，所以两颗卫星的线速度大小相等
C、在反间谍卫星喷出胶状物后，其还可在同一轨道上继续运动
D、在反间谍卫星喷出胶状物后，其运行的轨道半径一定会增大
