向心力教学设计教案

向心力教学设计教案（共11篇）

篇1：向心力教学设计教案

教学内容分析：

背景分析：

向心力是人教版物理必修2第五章第6节内容。教材中由牛顿运动定律和向心加速度引入的向心力;

功能分析：

在教学大纲中属于B段要求。是本章的核心内容，又是天体运动的理论基础之一。通 过对本章节的教学可以提高学生把生活事例简化为物理模型的能力，复习旧知，强化受力分析能力，用学过的物理规律解释现实生活中的现象，提高学生学习兴趣。

结构分析：

教材先由向心加速度和牛顿第二定律引入向心力的概念，接着利用圆锥摆粗略验证向心力表达式，最后分析一般曲线运动和变速圆周运动中的向心力。

资源分析：

可利用媒体展示现实中的圆周运动;

可利用带细线的小球模拟现实中的圆周运动，完成初步的“实例——模型”的转化。

可以利用课件展示由实物到模型的过程更容易让学生接受、理解、掌握、运用、提高;

可以利用实物投影给学生展示自我的机会，激发学生的学习兴趣;

学生情况分析：

知识储备情况：

学生熟练掌握了受力分析的方法，能独立完成对物体的受力分析;

已经学习过向心加速度的内容，知道向心加速度的表达式，方向;

已经学习过牛顿第二定律，知道合力和加速度的关系。

学习中的自我监控：

学会观察，从看到的现象中找到隐藏的规律;

能独立完成学案内容，结合观察到的现象得出自己对指“向圆心的合力的理解”，并敢于发表自己的看法;

懂得互助合作，且积极参与小组讨论。

教学目标：

知识与技能：

理解向心力的概念;

知道向心力大小与那些因素有关，理解公式的确切含义，并能用来计算;

会根据向心力和牛顿第二定律的知识分析、讨论与圆周运动相关的物理现象;

过程与方法：

通过向心力概念的学习，知道从不同角度研究问题的方法;

体会物理规律在探索自然规律中的作用及其运用

情感态度和价值观：

培养学生实事求是的科学态度;

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;

通过向心力和向心加速度概念的学习，认识实验对物理学研究的作用，体会物理规律与生活的联系。

教学策略设计：

教法与学法：

教法：采用媒体展示，提出问题，演示过程，指导实验，总结结论，反馈评价。

学法：独立观察、分析小结，发表见解，小组讨论，了解原理，动手操作实验，总结分析数据，验证理论，掌握理论，运用规律解决其他实际问题。

教学媒体设计：

视频：(1)水流星，双人滑冰，飞车走壁，三个过程，其中加入由实物图片到素描图片到模型的演化过程。

幻灯片：辅助展示教学过程

黑板：出示标题，竖直圆周运动一般位置的受力分析图，例题讲解。

教学过程设计：

导入新课：

情景导入：利用视频，利用带细线的小球做圆周运动

复习导入： 观察模拟后完成学案。

学案内容：

向心加速度：

表达式： ………………………………(1)

方向：

牛顿第二定律：

表达式： ………………………………(2)

由1，2式得出：

力 Fn的方向 ：

由以上推导过程我们能发现做圆周运动的基本条件：

物体在某点的合力方向：

物体在该点的运动方向：

合力方向与运动方向之间的关系? 小结：物体做匀速圆周运动是因为受到力的作用，这些力的合力指向圆心，我们把这个指向圆心的合力叫向心力。

篇2：向心力教学设计教案

TOC o “1-3“ u 教学内容 PAGEREF _Toc393782737 h 1

一、教学任务分析 PAGEREF _Toc393782738 h 1

教材分析 PAGEREF _Toc393782739 h 1

三维教学目标 PAGEREF _Toc393782740 h 1

教学重点、难点 PAGEREF _Toc393782741 h 2

二、学情分析 PAGEREF _Toc393782742 h 2

三、教法学法 PAGEREF _Toc393782743 h 2

教学方法 PAGEREF _Toc393782744 h 2

学习方法 PAGEREF _Toc393782745 h 2

四、教学过程 PAGEREF _Toc393782746 h 3

新课引入 PAGEREF _Toc393782747 h 3

新课讲授 PAGEREF _Toc393782748 h 3

巩固练习PAGEREF _Toc393782749 h 5

课堂小结 PAGEREF _Toc393782750 h 5

拓展提高 PAGEREF _Toc393782751 h 5

课后思考 PAGEREF _Toc393782752 h 6

板书设计 PAGEREF _Toc393782753 h 6

篇3：向心力教学设计教案

高速刀柄是高速主轴与刀具连接的关键件。 普通7∶24锥度BT刀柄的离心膨胀量小于主轴锥孔的膨胀量,且锥柄和锥孔在大小端的离心膨胀差不等,导致刀柄与主轴的定位精度和连接刚度大幅下降,不适于高速加工。

为解决高速离心膨胀问题,20世纪80年代末,德国、美国、日本等国家相继开发了双面(锥面和端面)定位高速刀柄。一类是中空短锥结构,如德国的HSK、美国的KM和瑞典的Capto等刀柄;另一类是传统BT刀柄的改进 型,如日本的Big-Plus、3Lock、NC5、WSU等刀柄。HSK是最具代表性的高速刀柄,为双面定位、中空薄壁、1∶ 10小锥度短锥结构,并利用中空柄部使用外胀式夹紧机构,在一定程度上缓解了高速刀柄与主轴锥孔离心膨胀的不匹配问题,但仍存在极限转速 (刀柄与主轴锥孔即将分离而不能保证径向定位时的转速)低、强度刚度低、锥柄易磨损、动态性能差等问题[1]。Agaplou[2]利用线弹性理论建立了主轴-刀柄连接的力学模型,揭示了连接刚度随转速的变化规律;Ahmadi等[3]利用仿真与试验揭示了主轴-刀柄连接的接触应力分布和阻尼比变化规律;Namazi等[4]采用有限元和试验方法,研究了不同拉刀力对主轴-刀柄系统动态性能的影响规律。

国内研究主要集中在对国外高速刀柄进行参数优化以及对性能进行研究方面。王贵成等[5]建立了HSK刀柄的力学模型,并研究了其静动态特性;冯平法等[6]建立了HSK刀柄临界转速的计算模型,分析了刀柄的锥面接触状况与夹紧力和转速的关系;张松等[7]运用弹塑性力学和非线性有限元技术分析了刀柄-主轴连接的受力变形和接触应力特征;高相胜等[8]对刀柄-主轴接触面的刚度建模方法进行了研究;Xiao等[9]对高速工具系统的切削稳定性进行了试验研究。

针对高速刀柄-主轴的离心膨胀问题,本文设计了一种新型离心膨胀动态补偿高速刀柄 (hydraulic expansion high speed toolholder,HE),并对其性能进行了分析。

1新型刀柄的工作原理与结构

1.1刀柄的工作原理

本文设计的HE刀柄结构如图1所示,主要包括刀柄体、膨胀套、离心动力缸(以活塞自身离心力为驱动力的液压缸)、油塞等部分。

1.油塞 2.膨胀套 3.刀柄体 4.离心动力缸

当机床主轴带动刀柄旋转时,活塞以自身离心力作为动力源驱动液压油产生油压,液压油通过油路进入膨胀套内表面的油腔内,使膨胀套薄壁处产生径向弹性变形,对主轴锥孔与刀柄锥体的离心膨胀差进行补偿。转速愈高,活塞的离心力愈大,油压随之增加,膨胀套的径向补偿量增大,从而保证高速下刀柄与主轴锥孔的良好接触。

1.2刀柄的结构

本文设计的HE刀柄为实心短锥、双面定位结构。膨胀套外表面为1∶10锥面,内表面为圆柱面,并开有两个连通的环形油腔,即两油腔中间的肋与刀柄体柱面留有缝隙。刀柄体圆柱柄与膨胀套为过盈连接,装配后精磨各定位表面。刀柄体凸缘处有两个关于刀柄轴线对称的圆孔,孔内各安装一个由缸体、活塞、弹簧和缸盖等组成的离心动力缸。活塞底部装有压缩弹簧支承活塞,起预置压力和增大阻尼作用。离心动力缸与刀柄体采用柱面定位和螺纹连接。离心动力缸通过缸体及刀柄体上的油路与膨胀套油腔连通,油路关于刀柄轴线对称布置。刀柄体尾端两个油路端孔使用内六角油塞密封,除了密封和注油时排气外,还通过将其旋入一定深度反压活塞来调节活塞最大工作行程(初始状态弹簧使活塞处在外端,行程为零),避免两个离心动力缸在高速旋转时出现非对称导致刀柄不平衡。

为了与同规格HSK刀柄兼容,HE刀柄选用标准HSK-A63高速刀柄的外形尺寸,主轴锥孔尺寸相应为德国DIN69063标准的HSK-A63锥孔。HE刀柄选用M16的BT标准拉钉拉紧。

2刀柄结构参数设计

结构设计的初始参数:根据有限元分析,初定HE刀柄极限转速为40 000r/min。在此极限转速下,HSK与HE刀柄应具有相同的锥面平均接触应力,据此利用有限元方法计算膨胀套的补偿量,进而确定 离心动力 缸应提供 的油压p为8MPa。

2.1离心动力缸设计

离心动力缸结构如图2所示。参照标准单作用活塞缸的设计准则设计。

1.孔用旋转密封 2.缸筒 3.格来圈 4.活塞 5.支撑环 6.弹簧 7.缸盖

活塞材料选用表面镀铬40Cr。通过活塞的离心力获得油压,活塞高度H与油压p的关系为

式中,p为油压,Pa;r为以刀柄轴线为中心的活塞质心半径,m;ω 为主轴角 速度,rad/s;ρ为活塞材 料密度, kg/m3。

代入相关数据,求得活塞高度H =8.8mm; 在满足油压条件下,活塞直径尽量取较小值,定为7mm。

缸体材料选用45调质无缝钢管,其内直径为7mm,外直径为10mm,长度为18mm。活塞与缸体为动密封,选用MGL006型格来圈,并设置导向支承环。缸体与刀柄体安装孔选用TKX413型组合密封。

2.2过盈量的确定

2.2.1刀柄(膨胀套)/主轴过盈量的确定

类比HSK-A63刀柄,确定刀柄(膨胀套)/主轴的过盈量。DIN标准规定HSK-A63刀柄/主轴的配 合过盈量 如下:大端 (距刀柄法 兰端面6.3mm处)过盈量为4~12μm,小端 (距刀柄端面21mm处)过盈量为0~8μm。因HE刀柄为实心刀柄,刚性大,适当减小 大端过盈 量,确定HE刀柄/主轴的锥 面配合大 端过盈量 为2~ 10μm,小端过盈 量与HSK刀柄相同,为0~ 8μm。分析计算时取最小过盈量。

2.2.2膨胀套/刀柄体过盈量的确定

膨胀套结构如图3所示,为了进行有限元分析,参照HSK-A63的锥柄尺寸初定膨胀套的尺寸如下:内直径d =40 mm;l1=15 mm,l2= 4mm,l3=4mm,l4=4mm,l5=5mm;壁厚t= 0.9mm。

膨胀套与刀柄体通过l1和l5两段圆柱面过盈配合连接。过盈量确定原则如下:在极限转速40 000r/min下膨胀套 与刀柄体 保持良好 过盈密封。

建立ANSYS有限元模型,如图4所示。设置材料 属性如下:刀柄材料40Cr,密度为7900kg/m3;主轴材料38CrMoAlA,密度为7800kg/m3。刀柄、主轴弹性 模量均为210GPa, 泊松比均为0.3,摩擦因数均为0.2。主轴左端面施加全约束,在拉钉孔内表面施加柱面轴向拉刀力18kN。

计算膨胀套与刀柄体的离心膨胀量,由此确定配合面l1段与l5段在极限 转速为40 000 r/min时保持接触的最小过盈量分别为18μm、 16μm。密封需要一定接触压力,故确定膨胀套/ 刀柄体配合为φ40H6/s5,对应的过盈量为27~ 54μm。

2.3膨胀套设计

膨胀套的油腔数目为2,确保高速时 形成2个支承。刀柄尾部有键槽传递扭矩,不起支承作用(同HSK,见图1)。膨胀套外廓尺寸与HSKA63刀柄锥体相同(图3)。只需对膨胀套内直径d、轴向尺寸l1,l2,…,l5、油腔壁厚t进行设计。 设计依据是使刀柄膨胀量(离心膨胀与油压膨胀的叠加)与主轴的离心膨胀量相匹配,取得补偿效果。

2.3.1膨胀套内直径

受到拉钉孔直径和膨胀套壁厚限制,膨胀套内直径d的范围约为39~44mm。利用ANSYS计算在极限转速下膨胀套锥面(刀柄锥面)径向位移(半径膨胀量)与内直径d的关系,将膨胀套锥面沿轴向10等分,结果如图5所示。由图可见, 在有限的变化范围内,内直径d对膨胀套的径向膨胀量影响很小。确定内直径d为42mm。

与内直径的关系(n=40 000r/min)

2.3.2膨胀套轴向尺寸

膨胀套长度为32 mm,轴向尺寸 包括肋宽l1、l3、l5和油腔宽度l2、l4。l1、l5影响膨胀套与刀柄体的配合面积和过盈密封;l2、l3、l4影响膨胀套的弹性变形。各轴向尺寸的变化范围都很有 限,膨胀套轴向尺寸的几种典型组合见表1。

mm

按不同的膨胀套轴向尺寸建立ANSYS有限元模型(同图4),分析极限转速下膨胀套锥面各点径向位移与膨胀套轴向尺寸的关系,如图6所示。由图可见,轴向尺寸对膨胀套的径向膨胀量影响较大,油腔越宽,弹性变形越大。主轴锥孔的径向位移如图7所示。对比图6和图7,选取较理想的轴向尺寸 组合为组 合2,即l1=15mm, l2=5mm,l3=3mm,l4=5mm,l5=4mm时, 膨胀套锥面与主轴锥孔的径向位移接近,补偿效果较好。

2.3.3油腔壁厚

油腔壁厚t影响膨胀套的弹性变形。t的取值范围定为0.5~0.9mm,利用ANSYS分析在极限转速下膨胀套锥面各点径向位移与油腔壁厚的关系,结果如图8所示。油腔壁厚减小,膨胀套补偿部位的径向位移增大。壁厚的变化范围很小,兼顾弹性 变形、应力集中 等因素,选取t= 0.7mm。

2.4油压密封及锥面接触应力检验

2.4.1膨胀套与刀柄体的密封检验

因膨胀套的设计尺寸与初定尺寸不同,故需进行密封检验。在刀柄/主轴有限元模型上施加不同极限转速、油压8MPa和最小配合过盈量, 分析膨胀套与刀柄体的接触应力,结果如图9所示。由图9a可见,极限转速 为40 000r/min时, 在油腔靠近刀柄小端的边缘有接触应力为零的区域,密封不可靠。降低转速,反复计算得到极限转速为37 500r/min时的过盈密封面的接触应力如图9b所示,由图可见,密封面接触面积为100%, 接触应力能确保实现可靠密封。

2.4.2刀柄/主轴锥面接触应力检验

图10所示为HE刀柄/主轴锥面接触应力, 计算其平均接触应力为8.715 MPa。HSK-A63刀柄在极限转速为272 00r/min时的锥面平均接触应力为6.985MPa,HE刀柄/主轴在极限转速为37 500r/min时仍保持较 高的接触 应力,且分布合理,形成有效的径向定位支承。

综合密封和锥面接触应力情况,确认刀柄的极限转速为37 500r/min,是标准HSK-A63刀柄极限转速的1.38倍。

3HE刀柄/主轴径向连接刚度分析

3.1径向连接刚度的计算方法

径向连接刚度是评价刀柄与主轴连接特性的关键指标,它不同于刀柄或主轴自身的刚度,故用弯矩载荷与刀柄相对于主轴端面的转角之比表示。图11为刀柄/主轴的径 向连接刚 度计算简图。

提取A、B、C、D四点的Z方向位移,分别记为ZA、ZB、ZC、ZD,根据下式 求得径向 连接刚度K:

式中,φ1为主轴的转角;φ2为刀柄与主轴的总转角;φ为刀柄/主轴连接部分的转角;D为主轴前端外直径;Df为刀柄法兰外直径;M为施加于刀柄的弯矩;K为刀柄/主轴的径向连接刚度。

3.2径向连接刚度分析

刀柄/主轴径向连接刚度计算的有限元模型同图4。主轴前端直径D =80mm,刀柄法兰端面直径Df=63mm。在距刀柄法兰端面80mm处施加集中力F以产生弯矩载荷M ,M取50~ 350N·m。有限元计算时施加的油压载荷与极限转速有关,按式(1)计算,见表2。有限元计算提取数据,绘制径向连接刚度与转速和弯矩载荷的关系曲线,如图12所示。

由图12可见,刀柄/主轴的径向连接刚度随着转速和载荷的增加而降低。虽然采用实心结构并有液压膨胀补偿,但补偿只是局部的,随着转速的提高,刀柄与主轴的锥面接触应力仍会减小,进而影响连接刚度。径向连接刚度与载荷成非线性关系,随着载荷的增大,刚度下降速率会加快[10]。

图13所示为HE刀柄和HSK-A63刀柄与主轴的径向连接刚度对比。HE刀柄的径向连接刚度高于HSK刀柄。尤其在高速段,HE刀柄刚度下降速率略小些,证明液压膨胀补偿使刀柄与主轴在锥面有更良好的接触,在更高转速下不仅能保证锥面定位,也保持了较高的径向连接刚度。

4结论

(1)本文设计 的新型高 速刀柄与 标准HSK刀柄具有相同的外形尺寸,二者具有良好兼容性; 新型刀柄采用实心短锥结构,提高了刀柄的强度和刚度。

(2)离心力驱动液压膨胀系统具有良好的离心膨胀动态补偿性能,与同规格的HSK-A63高速刀柄 相比,HE刀柄的极 限转速达 到37 500r/min,提高了38%。

篇4：《向心力》教学设计

广东版教材在这节的编写分为三部分 （1）感受向心力；（2）探索向心力大小与什么因素有关；（3）生活中的向心力重、难点：感受向心力，探索影响向心力大小的因素

学情分析：

向心力的概念及公式是教学上的一个难点，学生不易理解。故采取定性实验，先感受向心力，而后理论猜想，再用精确实验验证的学习方法。这一学习流程符合学习和探究物理新理论的思路，易于被学生接受。

教学设计思路：

从感受向心力引入教学，通过向心力的定性实验、定量实验，使学生不断感受、探索向心力的大小，再通過向心力导出向心加速度。在教学过程中以向心力、向心加速度等知识为载体，使学生经历实验操作、收集数据并分析数据、评估实验方案等过程，学习与体会物理学的一些研究方法，并在教学过程中渗透人文精神。教学方法：讲授法、讨论法、实验法

教学器材：

篇5：向心力教学设计教案

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：

vT 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.

篇6：1-2、向心力教案

洪洞二中 邢玉岗

一、教材分析

上一节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后，进一步得出了向心加速度的大小。根据牛顿第二定律，就可以得出做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向和大小，即向心力的方向和大小。

二、学情分析

学生通过前面的学习，理解了质量、力与加速度的关系，了解了描述圆周运动的各个物理量及其关系，认识了匀速圆周运动指向圆心的向心加速度，并且学生已经经历了同学之间相互协作、相互讨论、相互交流及最后的成果展示的学习过程，具备了处理问题的一般思路方法：提出问题—分析问题—解决问题。

一、教学目标(一)知识与技能

1.理解向心力是物体做圆周运动的合外力．

2.知道大小与哪些因素有关．理解的含义，并能用来进行计算． 3.理解向心加速度的概念．结合牛顿第二运动定律，得出向心加速度的公式．

4.知道在变速圆周运动中，可用公式求质点在圆周上某一点的向心力和向心加速度的大小．(二)过程与方法 1.通过实验，让学生感受做匀速圆周运动的物体需要向心力，并且对向心力大小与线速度大小的关系建立初步的印象． 2.通过实验、探究与有关的因素．(三)情感态度与价值观

1.经历观察与思考、实验与探究、讨论与交流等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度．

2.通过亲身感悟，使学生获得成功的愉悦，培养学生参与物理学习活动的兴趣．

3.联系实际，注重应用，培养学生理论联系实际的意识．

二、教学重、难点 1.向心加速度的概念．

2.掌握向心力公式,用公式求质点在圆周上某一点的向心力和向心加速度的大小．

三、教学方法

讨论法、讲授练习法相结合

四、教学过程 【感受向心力】

通过自制器材感受向心力Fn的大小与哪些因素有关 【思考1】小球为什么能绕中心近似做匀速圆周运动呢？

小球能绕中心做匀速圆周运动，是因为绳对小球始终有一个拉力F，此拉力不断改变小球的运动方向而做匀速圆周运动。

一、向心力 使小球做匀速圆周运动的拉力F，其方向虽然不断变化，但总是指向圆心，所以叫做向心力。

1、影响向心力Fn大小的因素

①物体的质量 ②运动的快慢 ③轨道的半径 【实验与探究】研究Fn与 m、r、ω的关系。

控制变量法

①控制ｍ，ω一定，改变r； ②控制ｒ，ｍ一定，改变ω ； ③控制ｒ，ω一定，改变m；

2、向心力的大小

【结论】最终实验表明，向心力Ｆ的大小跟ｍ、ｒ、都有关系，其关系为：

vvFm2rmrmrr22Fm2r推导公式也适用于非匀速圆周运动，v指瞬时速度．

3、向心力是一种效果力

向心力是根据其方向总是指向圆心这一效果来命名的。它可以是某种性质的一个力，也可以是几个不同性质的力沿着半径指向圆心的合外力。

所有做匀速圆周运动的物体，都必须受到向心力的作用，向心力与线速度都是大小恒定，方向时刻改变，且总保持互相垂直。

二、向心加速度

由牛顿第二运动定律和向心力公式

an= 线速度、角速度越大，周期越小，频率、转速越高，表明运动得越快。在匀速圆周运动中，角速度、周期和频率均是不变的，线速度的大小不变、方向时刻改变。

讨论：

1）当 v 一定时，ω与r成反比 2）当 ω 一定时，v与r成正比 3）当 r 一定时，v与ω成正比

三、实例分析

【例题1】分析下图中，A、B两点的线速度有什么关系？ vr

主动轮通过皮带、链条、齿轮等带动从动轮的过程中，皮带（链条）上各点以及两轮边缘上各点的线速度大小相等

【例题2】分析下列情况下，轮上各点的角速度有什么关系？

同一轮上各点的角速度相同

【讨论与交流】 【练习1】半径10cm的砂轮，每0.2s转一圈。砂轮边缘上某一质点，它做圆周运动的线速度的大小是多大？角速度是多大？砂轮上离转轴不同距离的质点，它们做匀速圆周运动的线速度是否相同？角速度是否相同？周期是否相同？

由V=2πr/ T 得：V不同 由 ω =2π/ T得：相同。T相同 1.57m/s10π rad/s 【练习2】做匀速圆周运动的物体线速度的 不变，时刻在变，所以线速度是（填恒量或变量），所以匀周运动中，匀速的含义是是。

（大小 方向 变量 线速度的大小不变）

【练习3】对于做匀速圆周运动的物体，哪些物理量是一定的？（周期、角速度、频率、转速）

【练习4】某电钟上秒针、分针的长度比为 d1 ：d2 ＝1：2，求：

A：秒针、分针尖端的线速度之比是__________ B：秒针、分针转动的角速度之比是__________（30 :1 ； 60 :1）

【今日作业】

“课本”P321-4其中第4题做在作业本上

篇7：高一物理向心力教案

物理问题的研究总是从最简单、最基本的着手，所以本节课的教学首先从圆周运动中最简单的运动——匀速圆周运动入手，得出向心力的表达式;然后进一步推广到变速圆周运动和一般曲线运动的动力学规律;符合“从特殊到一般”的认知规律和教学规律。

在向心力的表达式的教学中，本节课采用先用牛顿第二定律理论推导公式再实验验证的科学研究方法。这样既可以使学生加深对向心力公式的理解，又能使学生知道科学研究的严谨性;而且通过理论分析和实验探究还能让学生体会向心力的来源和向心力的性质，知道求向心力的两种方法：根据受力分析求解和根据公式求解。另外实验探究部分采用随堂实验和播放录制的实验视频相结合的方法，既能让所有学生现场读数，参与到实验中来，又能有效节约课堂时间。

在变速圆周运动的教学中，本节课采用“质疑(猜想)——讨论分析——得出正确规律”的教学方式，使学生真正参与到课堂中，从“争论”中得出结论，获得知识。体现“以学生为本”的新课标理念。

篇8：向心力教学设计教案

1 病例资料

患者, 女, 57岁, 因活动后心悸乏力5月, 加重半月余收住入院。患者自5月前开始出现活动心悸乏力, 经休息3~4min后缓解, 行走40~50m即出现症状, 不伴有胸痛、大汗, 无咳嗽、咳痰, 无咳血, 病程症状反复出现, 后出现双下肢水肿, 于当地医院行输液治疗 (具体不详) 20d后, 症状缓解, 消肿, 平素服保心丸等。近1个月自觉症状加重, 行走10m甚至日常活动即出现憋喘, 双下水肿加重, 收住入院。患者既往无高血压、糖尿病、风湿心脏病病史, 否认肝炎、结核, 无手术及外伤史, 无药物食物过敏史, 既往有大量饮酒史, 现已戒3年。体格检查:BP 170/70mm Hg (1 mm Hg=0.133k Pa) , P 167次/min, 精神可, 慢性病容, 面部潮红, 查体合作, 全身皮肤黏膜未见明显黄染, 浅表淋巴结未触及肿大, 颈软无抵抗, 颈静脉怒张, 甲状腺Ⅱ度肿大, 质软, 无结节, 两肺呼吸音清, 无干湿啰音, 心前区无隆起, 无震颤, 心尖搏动明显, 心界未有明显扩大, 心率167次/min, 律不齐, 心音有力, 未闻及杂音, 腹部平软, 肝脾未触及, 无压痛及反跳痛。脊柱正常, 双下肢水肿, 四肢肌力, 肌张力正常。辅助检查:ECG (入院后) , 快速房颤, 心室率167次/min。心脏彩色超声 (2012-03-23) 示:双房增大, 二尖瓣中—大量反流, 三尖瓣大量反流, 肺动脉高压, 左心收缩功能低界。脑钠肽前体 (N端) 2436pg/ml, 白细胞计数3.91×109/L, 中性粒细胞百分比55.9%, 血红蛋白103g/L, 白蛋白23g/L, 肝肾功能及电解质、大小便常规大致正常范围。

入院诊断:慢性心力衰竭, 三尖瓣关闭不全, 心功能Ⅳ级房颤。首日药物治疗方案:阿司匹林0.1g, 口服, 每天1次;美托洛尔25mg, 口服, 每天2次;地高辛0.125mg, 口服, 每天1次;螺内酯40mg, 口服, 每天1次;呋塞米20mg, 口服, 每天2次;参麦注射液50ml, 静脉滴注, 每天1次;0.9%氯化钠注射液150ml+前列地尔10μg, 静脉滴注, 每天1次;5%葡萄糖注射液250ml+长春西汀20mg, 静脉滴注, 每天1次;0.9%氯化钠20ml+呋塞米60mg, 静脉推注, 立即;0.9%氯化钠注射液10ml+毛花苷C 0.2mg, 静脉推注, 立即。

2 临床药师参与临床用药过程

2.1 危险因素评估与治疗目标

患者为慢性心力衰竭、三尖瓣关闭不全、心功能Ⅳ级房颤, 用药应当个体化, 首先应评估危险因素。患者, 女, 57岁, 自5月前开始出现活动心悸乏力, 行走10m甚至日常活动即出现憋喘, 双下肢水肿加重, 既往有大量饮酒史, BP 170/70mm Hg, 慢性病容, 面部潮红, 颈静脉怒张, 甲状腺Ⅱ度肿大, ECG示快速房颤, 心室率167次/min。心脏彩色多普勒示:双房增大, 二尖瓣中—大量反流, 三尖瓣大量反流, 肺动脉高压, 左心收缩功能低界。腹部彩色超声示:淤血肝声像。由于患者有较多心力衰竭的危险因素, 特别是高血压既是心力衰竭发生又是心力衰竭加重的一个重要危险因素。在Framingham研究中, 高血压的存在使男性和女性心力衰竭风险升高2倍和3倍。在研究中高血压患者分布较多, 其对心力衰竭的人群归因危险度在男性和女性中分别高达40%和60%[2]。

药物治疗和危险因素的控制对于患者尤为重要, 要求更严格。患者目前病情危急, 若不能尽改善心功能, 极可能发生恶性心律失常导致心力衰竭死亡。总的来说, 对于任何形式的心力衰竭患者都不可能以治愈为治疗目标, 惟一例外的是等待心脏移植。对于该患者的即刻治疗目标是减轻症状 (通过评价患者的不适主诉) 和提高睡眠质量及增加运动耐量。而在随后的几天和几周里的目标是使患者恢复到基础状态即心功能Ⅱ级或Ⅲ级。用来评价是否达到目标的指标有骶部和外周水肿、体质量重减轻、心率减慢至90次/min、血压正常、BUN降到正常基线水平、胸部X线示心脏体积缩小、颈静脉充盈减轻、第三心音消失和射血分数增加。治疗的长期目标是提高患者的生活质量, 包括提高日常活动的耐受力、今后的再住院率、减少治疗过程中的不良反应和最重要的提高患者的生存时间[1]。要想达到以上治疗目标取决于患者病情的严重程度、个体化给药方案、患者对自身疾病的了解程度和对服药的依从性。

2.2 药物治疗个体化方案的优化

临床药师通过查看患者体征、辅助检查结果及临床诊断, 患者危险因素评估, 查阅慢性心力衰竭相关治疗指南后对用药方案进行全面分析认为:ACEI是证实能降低心力衰竭患者病死率的第一类药物, 也是循证医学证据积累最多的药物, 一直被公认是治疗心力衰竭的基石和首选药物应该使用。Garg等对32项临床试验作了荟萃分析, 其中AECI组3870例, 安慰剂组3235例。结果表明, ACEI使总死亡率降低23% (P<0.01) , 死亡或因心力衰竭恶化住院率降低35% (P<0.01) [3]。所有慢性收缩性心力衰竭患者, 包括B、C、D各个阶段人群和NYHAⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ心功能各级患者 (LVEF<40%) , 都必须使用ACEI, 而且需要终身使用, 除非有禁忌证或不能耐受 (Ⅰ类, A级) 。

β受体阻滞剂美托洛尔可暂停使用, 虽然迄今已有20个以上安慰剂对照随机试验, 逾2万例CHF患者应用β受体阻滞剂。长期治疗能改善临床情况和左室功能, 降低病死率和住院率。此外, β受体阻滞剂治疗心力衰竭的独特之处就是能显著降低猝死率41%~44%[3]。这些试验都是在应用ACEI和利尿剂的基础上加用β受体阻滞剂。但是该患者目前NYHAⅣ级, 双下肢水肿, 有水钠潴留, 血流动力学不稳定, 慢性心力衰竭急性失代偿期的治疗更多应当强调血流动力学因素, β阻滞剂应当在病情稳定、达到干重的情况下应用。使用过早可能会因为其负性肌力作用而导致心衰加重。β受体阻滞剂绝对不能作为“抢救”治疗应用于急性失失代偿性心力衰竭、难治性心力衰竭需要静脉应用正性肌力药和因大量液体潴留需强力利尿者。

RALES试验中入选NYHAⅣ或Ⅲ级的近期住院患者1663例, 在使用ACEI的基础上加用小剂量螺内酯 (起始剂量12.5mg/d, 最大剂量25mg/d) , 随访2年, 死亡相对危险下降30% (P<0.001) , 因心力衰竭住院率下降35% (P<0.0002) 。螺内酯适用于中、重度心力衰竭, NYHAⅢ、Ⅳ级患者;AMI后并发心力衰竭, 且LVEF<40%的患者亦可应用。在使用ACE抑制剂时, 螺内酯的用量为12.5~25mg/d。≥50mg/d会增加严重高血钾的危险。至于使用较高于25mg/d的剂量, 疗效是否会更好一些还有待进一步研究, 缺少循证医学证据。

药师建议:患者无使用ACEI类药物禁忌证, 可采用起始剂量滴定法和递增方法使用ACEI类药物, 考虑患者经济情况及入院时血压170/70mm Hg, 建议使用卡托普利, 剂量不必由最小剂量6.25mg开始, 可直接由每次12.5mg, 每天3次开始使用, 目标剂量每次50mg, 每天3次;由于患者入院时167次/min, 心电图示房颤, 已静脉予以毛花苷C控制心室率, 地高辛维持量应用已足够, 暂时无须再用美托洛尔, 待患者需待病情稳定 (4d内未静脉用药, 已无液体潴留并体重恒定) 后, 在严密监护下采用剂量滴定法由每次6.25mg, 每天2次。起始治疗时β受体阻滞剂可引起液体潴留, 需每天测体质量, 一旦出现体质量增加即应加大利尿剂用量, 直至恢复治疗前体质量, 再继续加量。如此谨慎的用药, 则β受体阻滞剂的应用早期即便出现某些不良反应一般均不需停药, 且可耐受长期使用, 并达到目标剂量;螺内酯起始剂量10mg/d, 最大剂量20mg/d, 视患者病情进展情况也可隔日给予。长春西汀药品说明书对该患者无适应症证, 治疗指南也未推荐使用, 此患者使用非但无益处, 反而由于增加输液量而增加患者心脏负荷加重心力衰竭, 建议停止使用。以上建议药师与临床医师反复沟通协商后予以采纳。

2.3 临床药师对患者个体化用药的教育和药学监护

患者需要长期服用上述药物治疗, 对患者进行用药教育很重要。对患者进行个体化用药教育非常必要, 用药教育的主要内容: (1) 控制血压:由于此患者并未意识到自己血压的危险, 平时未服用抗高血压药物, 经临床药师进行床边用药教育, 为患者讲述高血压可能造成对心、脑、肾等靶器官的损害。通过对其进行降压药物服用原则的教育, 患者意识到正确服用降压药的重要性, 并了解降压药物的服用时机, 不自行盲目的调整剂量, 应在医师和药师的指导下正确服用降压药。 (2) 洋地黄类药物:用药前或用药期间要监测有无消化道症状、神经系统症状、色觉异常, 并查心率及心律, 60次/min>心率>120次/min或节律变为规则或不规则时立即报告医师或药师, 遵医嘱停药、补钾或抗心律失常。 (3) 利尿剂:应用利尿剂期间, 护士应观察、记录患者24h尿量、体质量变化并监测电解质, 注意有关不良反应并及时预防。钾盐会对胃黏膜产生刺激作用, 应指导患者饭后服用。另外, 非紧急情况下, 利尿剂的应用时间应选择在早晨或日间为宜, 避免夜间排尿过频而影响患者的休息。 (4) 美托洛尔、卡托普利应用期间注意随访心电图、心率、血压。对患者及其家属的宣传教育, 提高患者用药的依从性, 避免服错药、误服和漏服。

3 讨论

为了避免或减少药物的不良反应, 提高药物治疗效果, 给予科学的个体化给药将发挥其重要作用。临床药师积极参与临床药物治疗, 充分发挥药学知识专长协助临床医师优化补充药物治疗方案, 提供安全、有效、经济的个体化治疗方案, 对提高临床药物治疗水平具有重要意义。一线药师经常深入临床, 了解每个患者的病情变化和详细用药情况, 特别是所用药物的在临床产生的实际效果和患者机体状况及药物的不良反应、疗效等。临床药师对患者成功的评估与监测必须收集和整理所有可获得的患者详细信息, 包括了解患者全面的基本情况, 如与诊断相关的资料、主诉、现病史、既往史、辅助检查、实验室及其他检查结果等, 同时结合有关的药物治疗指南及药物的药理、药效、药动学等对患者治疗方案进行全面优化。临床上往往患者个体差异大和病情不同, 因此进行合理、最佳的给药方案也应该是个体化的。如果药师脱离了临床、远离了患者, 仅凭有限的书本知识、用药的说明书和有限的实践经验, 很难为特定患者制定个体化给药方案, 这就失去了临床药师促进临床合理用药的意义。临床药师要面向患者, 及时了解最新、最准确的第一手临床资料, 才能真正协助临床一线医师制订出一个较为合理、经济的给药方案, 才能在真正意义上达到个体化给药的目的。

参考文献

[1] 王秀兰, 李虹伟, 张淑文主译.临床药物治疗学 (心血管疾病) [M].9 版.北京:中国医药科技出版社, 2011:19-20.

[2] 吴立群, 秦永文, 廖德宁, 等.现代心血管疾病治疗学[M].北京:北京大学医学出版社, 2008:185.

篇9：向心力教学设计教案

我是这样设计的：把本节课设计成了探究性学习课，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、教学过程

爱因斯坦说：“兴趣是最好的老师。”兴趣对人的实践活动起着积极的作用，特别是对学生的学习起着推动作用，是学生学习积极性中一个最积极、最活跃的心理因素。而直观教学手段是培养学生学习兴趣的有效方法，在学习过程中，它是促进学生思维发展的必要条件。学生以直观感受形式获取知识，比如：观看视频资料、自己动手实验等，与由老师传授知识相比，直观感受的效果要好很多。向心力这是一个比较抽象的概念，主要是向心力是按效果来命名的力，与之前所学重力、弹力等按性质来命名的力不同。任何一个力或者是合力分力都可以是向心力，这对学生来说是比较难理解的。因此在教学中，要遵循从感性到理性的认识规律，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。在开始创设圆周运动的情景，让学生自己提出想要知道、解决的问题，接着不断引导，通过全班同学的讨论，自评和互评来不断完善。学生思维很活跃，在一定基础上提出的部分问题如下：（1）向心力的方向与向心加速度的方向是否相同？（2）向心力的作用效果是怎样的？（3）向心力的大小怎么测量计算？（4）向心力的大小跟什么有关？（5）向心力的施力物体是什么？向心力的来源？（6）向心力是不是合力……

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。很自然地解决了学生提出的关于向心力的方向和作用效果的问题。由于错误的经验或者说是思维定式，学生往往认为向心力是一种新的力，在一定实例的基础上，提出思考问题：向心力是不是一种新的力？引导学生思考“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）。”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，在学生有了这些匀速圆周运动的体验之后，紧接着让学生用刚学过的知识来解释为什么物体会做圆周运动，通过分析，加深对向心力的理解。

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大小，即向心力的大小。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──“用圆锥摆粗略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。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。这部分内容我觉得可以留给学生自我阅读，分析处理。

二、教学反思

（一）成功之处

1.本节课重难点确定合理，对于向心力来源这一难点通过实例分析的方法突破到位，三维目标完成情况较好；

2.引入直观，情境创设合理有效，激发了学生的学习兴趣，通过学生的“问”展开教学，既提高了学生语言表述能力，也提高了学生自主学习和合作互助的能力；

3.教学过程中体现了审美化的物理课堂。对于一些比较抽象的知识，可以采取创设情景等方法，把抽象问题具体化，通过建立理想模型，具体问题，具体分析，把复杂问题简单化，通过图像和视频引入向心力概念，展示了自然的和谐对称统一美；在向心力大小的实验探究验证中，也展示了高中物理的简洁美、方法美、实验美和辩证美；在讨论变速圆周运动和一般的曲线运动过程中，体现了从特殊到一般的思维美；

4.细化每个问题，保证了设问的有效性。设问的目的在于为学生理解新知识铺路搭桥，所以设置的问题要尽可能做到以下几点：1）承上启下，铺垫性强；2）设问指向性强；3）设问逐层递进等。

（二）不足之处

整个教学过程中我坚持使用实例、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。但是又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去研究的问题。探究型学习课给教师提出了很高要求。在以后的教学中，我要不断加强引导和应变能力，提高课堂管理能力，坚持“以学生为主体”，因为课堂应该是属于学生的课堂，同时也要创设一个和谐、平等、民主的课堂氛围。

篇10：高一物理向心力教案

1.理解向心力的概念及其表达式的确切含义

2.知道向心力是根据力的效果来命名的

3.体验向心力的存在，会分析向心力的来源

4.知道向心力大小与哪些因素有关，并能计算简单情景中的向心力

5.知道变速圆周运动的向心加速度和切向加速度的作用

篇11：高中物理向心力教案

本节教材选自人民教育出版社全日制普通高中课程标准实验教科书(物理2·必修)第五章《曲线运动》第六节《向心力》。

教材的内容方面来看，本章节主要讲解了向心力的定义、定义式、方向及验证向心力的表达式，变速圆周运动和一般曲线运动。前面几节已经学习了曲线运动、圆周运动、向心加速度，这节讲的是描述使物体做圆周运动的合外力，是对物体运动认识上的升华，为接下来万有引力的的学习奠定了基础。所以在整个教材体系中起了承上启下的作用，并且这样的安排由简单到复杂，符合学生的认知规律。

从教材的地位和作用方面来看，本章节是运动学中的重要概念，也是高一年级物理课程中比较重要的概念之一，是对物体运动认识上的升华，它把运动学和动力学联系在了一起，具有承上启下的桥梁作用，也是学生知识系统中不可或缺的重要组成部分。

学情分析

【知识基础方面】在学习本节课前学生已经学习了曲线运动、圆周运动、向心加速度，具备了探究向心力的基本知识和基本技能，这为本节课的探究性学习起到了铺垫作用。

【思维基础方面】高一的学生通过初中科学和第一学期的学习，具有了一定的物理思维方法和较强的计算能力，但接受能力尚欠缺，需要教师正确的引导和启发。

【情感态度方面】在学生的生活经验中，与向心力有关的现象有，但是有一些是错误的这就给学生理解向心力的概念带来困难。

教学目标

【知识技能目标】

理解向心力的定义;

能说出向心力的定义、写出向心力的定义式和单位

理解向心力的作用效果;

用圆锥摆粗略验证向心力的表达式;

【过程方法目标】

通过对向心力，向心加速度，圆周运动，牛顿第二定律的理解与学习，相互联系，体验对物理概念的学习方法

【情感态度与价值观目标】

通过用概念前后联系的方法得出加速度的概念，感悟到探索问题解决问题的兴趣和学无止境的观点;

通过向心力的教学引导学生从现实的生活经历与体验出发，激发学生的学习兴趣;

通过一些有趣的实验实验，加深学生的印象，容易让学生理解，引起学生兴趣;

四、重点与难点

重点：向心力表达式验证，向心力来源与作用效果。设定一定运动情景，来验证向心力表达式。来源进行举例说明，进行受力分析。(重点如何落实)

难点：向心力表达式的验证。通过用圆锥摆粗滤验证表达式，通过圆锥摆做匀速圆周运动解释原理，分析其在运动角度和手里角度的合外力，测量数据与测量器材，一步步得出表达式的正确。(难点咋么突破)

五、教学方法与手段

教学方法：演示法，讲授法，讨论法

教学手段：多媒体，口述

六、教学过程

引入

回顾本章内容，复习向心加速度，放一个有关视屏，向同学提问物体为甚么做圆周运动?

新课教学(熟悉一下过渡)

一、做小球做圆周运动的实验，多问题进行思考，得出向心力特点进行总结

二、教授有关向心力的有关知识并进行一定补充。

三、用圆锥摆粗滤验证向心力表达式

小结

向心力定义

表达式

方向

作用效果

教学任务

知识回顾

教师活动

列出知识的联系曲线运动——匀速圆周运动--受到力--向心加速度，提问向心加速度定义、方向、表达式 学生活动

A.回答

定义：做匀速圆周运动的物体的加速度指向圆心。

方向：指向圆心

表达式：a=v2/r 设计意义

回顾旧知识，温故而知新，为向心力表达式做准备

新课引入 【播放视频】

利用课件视频资源，在大屏幕上播放笼中摩托车的视频，引导学生分析摩托车为什么做匀速圆周运动?

【提问、引导】

1、摩托车做什么运动?

为什么做匀速圆周运动?

模拟小球在光滑桌面上做匀速圆周运动，提问：

1、小球为什么做匀速圆周运动?

2、小球受到哪些力作用?

3、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?

4、一旦断线与松手，结果如何?

【观看视频】

认真观看视频，观察运动员的运动状态

【积极回答、讨论】

匀速圆周运动

受到力的作用

A学生回答：

受到力的作用。

重力，支持力，绳子的拉力。