向心力教學(xué)設(shè)計(jì)

1、向心力教學(xué)設(shè)計(jì)天津市大港第一中學(xué) 趙俊曉一、教材依據(jù) 本節(jié)源于普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)教科書必修2第六章曲線運(yùn)動(dòng)第七節(jié)向心力 。圓周運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)的特例， 本節(jié)內(nèi)容是在圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征之后動(dòng)力學(xué)特征的探究，是牛頓運(yùn)動(dòng)定律在曲線運(yùn)中的應(yīng)用，在本章的地位非常重要。 二、設(shè)計(jì)思想向心力一節(jié)是圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，學(xué)好本節(jié)對(duì)于物體做圓周運(yùn)動(dòng)乃至曲線運(yùn)動(dòng)的研究學(xué)習(xí)都具有指導(dǎo)性意義，理解好向心力的作用效果、來源對(duì)于解決圓周運(yùn)動(dòng)問題舉足輕重，所以這節(jié)課我本著“以學(xué)生熟悉的情景為鋪墊、以質(zhì)疑引導(dǎo)為主線、以體驗(yàn)探究為載體、以多媒體材料為輔助、以培養(yǎng)學(xué)生的探究思維為主旨”的設(shè)計(jì)思路，從大量的實(shí)景圖片和視頻切入圓周

2、運(yùn)動(dòng)的力學(xué)研究，利用上一節(jié)的向心加速度方向、大小表達(dá)式等已有知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生以牛頓第二定律為依據(jù)，得出向心力的定義，效果，大小表達(dá)式，并及時(shí)讓學(xué)生通過“做一做”，分小組體驗(yàn)向心力的大小，進(jìn)而用圓錐擺實(shí)驗(yàn)近似驗(yàn)證，由于本實(shí)驗(yàn)比較粗略，并且大小的驗(yàn)證也并非本節(jié)重點(diǎn)，所以我沒有采用學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，而是學(xué)生輔助演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)手段。在學(xué)生有了大量的實(shí)例分析和體驗(yàn)后，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)向心力的效果、來源，本著教材由特殊到一般的設(shè)計(jì)理念，由過山車引出一般圓周運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)的研究方法。三、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1理解向心力的定義、效果及其表達(dá)式的確切含義。 2知道向心力大小與哪些因素有關(guān)，并能用來進(jìn)行計(jì)算。 3知道在變速圓

3、周運(yùn)動(dòng)中，可用上述公式求質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的向心力和向心加速度。過程與方法1利用牛頓第二定律，體驗(yàn)從向心加速度到向心力的導(dǎo)出過程，教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀，討論、交流、評(píng)價(jià)研究的成果，提高分析問題、解決問題的能力。 2通過“做一做”體會(huì)向心力大小，來源和影響因素，用圓錐擺實(shí)驗(yàn)粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式及大小的相關(guān)因素。 3進(jìn)一步體會(huì)力是產(chǎn)生加速度的原因，并通過牛頓第二定律來理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)、變速圓周運(yùn)動(dòng)及一般曲線運(yùn)動(dòng)的各自特點(diǎn)。情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1在實(shí)驗(yàn)中，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手、探究的習(xí)慣。 2體會(huì)實(shí)驗(yàn)的意義，感受成功的快樂，激發(fā)學(xué)生探究問題的熱情、樂于學(xué)習(xí)的品質(zhì)。四、教學(xué)重點(diǎn)1體會(huì)牛頓第二定律在向心力上

4、的應(yīng)用。 2明確向心力的意義、作用、公式及其變形，并經(jīng)行計(jì)算。五、教學(xué)難點(diǎn) 1對(duì)向心力的理解及來源的尋找。 2圓錐擺實(shí)驗(yàn)中有關(guān)物理量的測(cè)量。3運(yùn)用向心力、向心加速度的知識(shí)解決圓周運(yùn)動(dòng)問題。六、教學(xué)準(zhǔn)備本節(jié)資源的收集主要來源于教學(xué)參考書、教輔資料和網(wǎng)上資源，教學(xué)課件是以powerpoint為主，輔以圖片、視頻、實(shí)物投影等多媒體的融合，圓錐擺實(shí)驗(yàn)器材也和學(xué)生一起做了改進(jìn)。 七、教學(xué)過程（一）、 引入新課：復(fù)習(xí)提問：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度向心加速度，它的方向和大小有何特點(diǎn)呢？學(xué)生回答后進(jìn)一步引導(dǎo)：那做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的受力有什么特點(diǎn)呢？我們從下面幾個(gè)常見的物理情景入手，對(duì)它做一個(gè)猜想大屏幕：提供

5、物理情景花樣滑冰女選手繞男選手的勻速旋轉(zhuǎn)（視頻）繩拉小球在唱片上勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（視頻）勇敢者轉(zhuǎn)盤（圖片）衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)（圖片）學(xué)生很容易說出應(yīng)該有一個(gè)指向圓心方向的力，教師進(jìn)一步引導(dǎo)從理論上如何支持這一猜想呢？學(xué)生可說出由于向心加速度指向圓心，由牛頓第二定律，必然力也指向圓心。教師總結(jié)：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定受到一個(gè)指向圓心方向的合力，引出向心力定義。本環(huán)節(jié)通過學(xué)生熟悉的物理情景問題做猜想的背景，便于引發(fā)學(xué)生從已有物理知識(shí)出發(fā)思考，引出新知。（二）、新課教學(xué)（1）、向心力大屏幕投影向心力的定義、方向以情景為例，課件演示，讓學(xué)生自己分析出向心力的作用效果，接著引出向心力大小的尋找，學(xué)生很容易用牛頓第

6、二定律推導(dǎo)出向心力大小表達(dá)式，教師找出具有代表性的學(xué)生推導(dǎo)在展臺(tái)演示，其他學(xué)生評(píng)價(jià)交流。學(xué)生分組做教材中的“做一做”，體驗(yàn)向心力大小，具體環(huán)節(jié)如下：閱讀教材p54 ，分組實(shí)驗(yàn)，體會(huì)向心力大小的影響因素,回答下列問題1.實(shí)驗(yàn)中采取了怎樣的實(shí)驗(yàn)方法？2.通過實(shí)驗(yàn)?zāi)愕玫搅耸裁唇Y(jié)論？3.手所受到的力是向心力的大小嗎？學(xué)生通過合作體驗(yàn)加深了對(duì)向心力大小、來源、影響因素的理解。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：學(xué)生閱讀教材實(shí)驗(yàn)部分回答下面問題1簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的是什么？2測(cè)量哪些物理量?3需要什么實(shí)驗(yàn)器材?4.實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源是什么？以上問題由學(xué)生回答，教師補(bǔ)充，然后讓兩個(gè)同學(xué)上前演示實(shí)驗(yàn)，邊演示邊講解，用實(shí)物投影投射其實(shí)驗(yàn)過

7、程。此過程要求下面的同學(xué)注意觀察、思考，一會(huì)兒給實(shí)驗(yàn)者提問、評(píng)價(jià)。（如操作中的不規(guī)范、改進(jìn)等）教師對(duì)不完善的地方做出指正。本過程貫穿閱讀、歸納總結(jié)、動(dòng)手能力的訓(xùn)練，通過學(xué)生親自經(jīng)歷研究過程， 體驗(yàn)成功的樂趣是新課程的重要理念，讓學(xué)生自己探究問題，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，同時(shí)也可以使他們養(yǎng)成善于運(yùn)用知識(shí)的習(xí)慣。（2）、向心力來源探究：回顧剛才的幾個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，讓學(xué)生分析：1向心力是不是物體另外受到的一個(gè)力？2怎樣去尋找向心力？教師引導(dǎo)總結(jié)體會(huì)：1向心力是根據(jù)效果命名的力2向心力的來源：可以是各種性質(zhì)的單個(gè)力，也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力。3勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體合外力提供向心力（3

8、）、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)觀看過山車視頻，引導(dǎo)學(xué)生回答：1過山車做的是不是圓周運(yùn)動(dòng)？2運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大小變不變？3向心力指向以圓心嗎？閱讀課本P53P54思考回答以下問題：1變速圓周運(yùn)動(dòng)的合外力也指向圓心嗎？ 變速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小是怎么改變的？2怎么分析研究一般的曲線運(yùn)動(dòng)？教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)： 做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力：Ft ：切向分力，它產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小.Fn： 向心分力，它產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向. 處理一般曲線運(yùn)動(dòng)的方法： 把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作一小段圓弧.這些圓弧的彎曲程度不一樣，表明它們具有不同的半徑。在分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過曲線上某位置的運(yùn)動(dòng)

9、時(shí)，可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理.（三）、鞏固練習(xí)例1：關(guān)于向心力說法中正確的是（ ）A、物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的力叫向心力；B、向心力不改變速度的大?。籆、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的的物體所受向心力是不變的；D、向心力是除物體所受重力、彈力以及摩擦力以外的一種新的力例2：甲乙兩物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其質(zhì)量之比為12,轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為12,在相同時(shí)間內(nèi)甲轉(zhuǎn)過4周，乙轉(zhuǎn)過3周.則它們的向心力之比為（ ） A.14 B.23 C.49D.916例3、把一個(gè)小球放在漏斗中，晃動(dòng)漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖，小球的向心力是什么力提供的？上題中，若小球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，如圖傾角為，試求小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑。這三道練習(xí)題主要是針對(duì)向心力的理解，向心力大小計(jì)算及向心力來源三個(gè)知識(shí)點(diǎn)，回扣了本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。（四）、學(xué)生小結(jié)本節(jié)內(nèi)容（五）、作業(yè)：1、教材課后題：?jiǎn)栴}與練習(xí)2、課外實(shí)驗(yàn)：用身邊的材料設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，要求用簡(jiǎn)易的測(cè)量手段，可以驗(yàn)證向心力大小公式（六）、教學(xué)反思本設(shè)計(jì)突出了新課程中重過程、重方法、重體驗(yàn)的理念，始終以情景問題為依托，引導(dǎo)學(xué)生思考、總結(jié)、歸納，凸現(xiàn)了學(xué)生閱讀能力、思維探究能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰驮u(píng)價(jià)能力的培養(yǎng)，注重了信息技術(shù)與物理學(xué)科教學(xué)的整合，但上完本節(jié)后，仍有幾點(diǎn)反思：1、我另一個(gè)班用的是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證向心力的大小，但做