向心力教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)課

1、向心力教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)課向心力教學(xué)設(shè)計(jì)一、 教學(xué)內(nèi)容分析：1. 背景分析：向心力是高中物理新課程必修2的內(nèi)容，本節(jié)課是從動(dòng)力學(xué)的角度研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的，這部分知識(shí)是本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)，學(xué)好這部分知識(shí)，可以為后面的天體運(yùn)動(dòng)和帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)打好基礎(chǔ)。應(yīng)用分析：通過(guò)對(duì)本章節(jié)的教學(xué)可以提高學(xué)生把生活事例簡(jiǎn)化為物理模型的能力，復(fù)習(xí)舊知，強(qiáng)化受力分析能力，用學(xué)過(guò)的物理規(guī)律解釋現(xiàn)實(shí)生活中的現(xiàn)象，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。2.結(jié)構(gòu)分析：教材先由向心加速度和牛頓第二定律引入向心力的概念，為了讓學(xué)生對(duì)向心力有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，設(shè)計(jì)了“實(shí)驗(yàn)”欄目“用圓錐擺驗(yàn)證向心力的表達(dá)式”。實(shí)際上，這個(gè)實(shí)驗(yàn)除了要驗(yàn)證向心力表達(dá)式以外

2、，另外一個(gè)目的就是可以讓學(xué)生體驗(yàn)到“向心力不是一個(gè)新的性質(zhì)力，而是一個(gè)效果力”，也即讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)分析向心力的來(lái)源。最后分析一般曲線運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)中的向心力。二、 學(xué)生情況分析：學(xué)生通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，理解了質(zhì)量、力與加速度的關(guān)系，了解了描述圓周運(yùn)動(dòng)的各個(gè)物理量及其關(guān)系，認(rèn)識(shí)了勻速圓周運(yùn)動(dòng)指向圓心的向心加速度，并且學(xué)生已經(jīng)經(jīng)歷了同學(xué)之間相互協(xié)作、相互討論、相互交流及最后的成果展示的學(xué)習(xí)過(guò)程，具備了處理問(wèn)題的一般思路方法：提出問(wèn)題分析問(wèn)題解決問(wèn)題。三、 教學(xué)目標(biāo)：1.知識(shí)與技能 （1）了解向心力概念，知道向心力是根據(jù)力的效果命名的一種力。 （2）知道向心力大小與哪些因素有關(guān)，并能用來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的情

3、景計(jì)算。 （3）知道在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，合外力的法向分力提供了向心力，切向分力用于加速。 （4）知道一般曲線運(yùn)動(dòng)的處理方法。 2.過(guò)程與方法 （1）通過(guò)對(duì)向心力概念的探究體驗(yàn)，讓學(xué)生理解其概念的內(nèi)涵。并熟悉處理問(wèn)題的一般方法：提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題 （2）在驗(yàn)證向心力表達(dá)式的過(guò)程中，體會(huì)物理實(shí)驗(yàn)在處理問(wèn)題中的作用。 （3）經(jīng)歷從勻速圓周運(yùn)動(dòng)到變速圓周運(yùn)動(dòng)再到一般曲線運(yùn)動(dòng)的研究過(guò)程，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)解決問(wèn)題從特殊到一般的思維方法。并學(xué)會(huì)用力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)來(lái)分析、解決問(wèn)題。 3.情感態(tài)度價(jià)值觀 （1）經(jīng)歷從自己提出問(wèn)題到自己解決問(wèn)題的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)及思維能力。 （2）經(jīng)歷從特殊到一般的研究過(guò)

4、程，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。 （3）實(shí)例、實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系生活，拉近科學(xué)與學(xué)生的距離，使學(xué)生感到科學(xué)就在身邊，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。四、 教學(xué)策略設(shè)計(jì)：1. 教法與學(xué)法：（1） 教法：采用媒體展示，小實(shí)驗(yàn)展示，提出問(wèn)題，演示過(guò)程，指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，總結(jié)結(jié)論，反饋評(píng)價(jià)。（2） 學(xué)法：獨(dú)立觀察、分析小結(jié)，發(fā)表見(jiàn)解，小組討論，了解原理，動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，總結(jié)分析數(shù)據(jù)，驗(yàn)證理論，掌握理論，運(yùn)用規(guī)律解決其他實(shí)際問(wèn)題。2. 教學(xué)媒體設(shè)計(jì)：視頻：水流星、花樣滑冰轉(zhuǎn)圈、飛車走壁，三個(gè)過(guò)程。黑板：出示標(biāo)題，例題講解。五、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 1教學(xué)重點(diǎn) 理解向心力的概念、公式及勻速圓周運(yùn)動(dòng)中供求關(guān)系，并

5、能用來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的判斷計(jì)算。會(huì)分析向心力的來(lái)源 2教學(xué)難點(diǎn) 理解向心力是一個(gè)效果力，會(huì)分析向心力的來(lái)源，理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)中供求關(guān)系六、 教學(xué)過(guò)程1導(dǎo)入新課：情景導(dǎo)入：觀看視頻：水流星、花樣滑冰轉(zhuǎn)圈、飛車走壁。通過(guò)以上視頻和動(dòng)畫的觀看，讓學(xué)生體會(huì)并重溫什么樣的運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。更為重要的是，圓周運(yùn)動(dòng)的概念也比較自然地在學(xué)生頭腦中回憶起來(lái)。2感知向心力（學(xué)生自己活動(dòng)體驗(yàn)） 問(wèn)題1：在課前實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中你觀察到了什么現(xiàn)象問(wèn)題2：現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們拿起準(zhǔn)備好的一端系著鑰匙的繩子，讓它在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（注意安全），說(shuō)出你感覺(jué)到了什么（感覺(jué)到繩子對(duì)手有力的作用） 過(guò)渡語(yǔ)：由此可看出做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體在指向

6、圓心方向上存在力的作用。本節(jié)課我們就一起來(lái)探究這個(gè)力。3. 推導(dǎo)向心力表達(dá)式： 問(wèn)題1：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是什么（線速度大小不變、角速度不變（周期不變）的曲線運(yùn)動(dòng)。）問(wèn)題2：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度是如何定義的表達(dá)式是什么（勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，所以有加速度，表達(dá)式an=v2 /r=2 r）問(wèn)題3：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度的物理意義是什么（描述做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的線速度方向變化快慢的物理量）問(wèn)題4：牛頓第二定律的內(nèi)容是什么（物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同，表達(dá)式：f=ma）問(wèn)題5：把向心加速度的公式帶人牛頓第二定律可得向心力的表達(dá)式公式：f

7、n =man= mr2 = mv2 /r4.尋找向心力（小組討論，得出結(jié)論）請(qǐng)同學(xué)們觀看課件圖片，回答：?jiǎn)栴}1：行星繞太陽(yáng)近似做什么運(yùn)動(dòng)為什么行星繞太陽(yáng)做這種運(yùn)動(dòng)回答：行星繞太陽(yáng)近似做圓周運(yùn)動(dòng)并且是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)對(duì)行星有引力作用。 問(wèn)題2：對(duì)上面的問(wèn)題中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受力分析且求出合力學(xué)生獨(dú)立思考完成受力分析圖 問(wèn)題3：通過(guò)上面例子，總結(jié)歸納勻速圓周運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)總結(jié)：定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定受到一個(gè)指向圓心的合力，這個(gè)合力叫做向心力。特點(diǎn)：方向：時(shí)刻發(fā)生變化（始終指向圓心且與速度方向垂直）大?。篺n = mr2 = mv2 /r = mr(2/t)2作用：只改變線速度的方向不

8、改變速度大小過(guò)渡語(yǔ)：下面我們來(lái)更深層次的了解這個(gè)力。5認(rèn)識(shí)向心力（總結(jié)歸納，交流評(píng)價(jià)） 問(wèn)題1：對(duì)于向心力大小的表達(dá)，有的同學(xué)認(rèn)為是：fn=f合；而有的同學(xué)根據(jù)牛頓第二定律又認(rèn)為是： fn =man= mr2 = mv2 /r 兩個(gè)式子你認(rèn)為哪個(gè)正確如果都正確請(qǐng)說(shuō)出它們分別是從什么角度來(lái)建立（交流討論，思考回答） 回答：兩個(gè)式子都正確。 式子：fn=f合是從做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的受力角度分析了物體能提供的向心力。式子：fn =man= mr2 = mv2 /r是用描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量描述了需要的向心力。過(guò)渡語(yǔ)：對(duì)于這兩個(gè)式子是否能夠相等提供的合力是否就等于所需要的向心力需要實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)

9、探究：（觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篺合man= mr2 = mv2 /r實(shí)驗(yàn)原理：構(gòu)造一個(gè)圓錐擺。一方面由受力分析得到向心力：測(cè)量小球的重力mg，小球到選點(diǎn)的豎直高度h，小球圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r。 得出： 一方面由小球所受的重力與繩拉力的合力計(jì)算提供的向心力：測(cè)量物體轉(zhuǎn)動(dòng)n圈用的時(shí)間t計(jì)算出周期t，根據(jù)公式計(jì)算出角速度根據(jù)向心力公式：根據(jù)數(shù)值驗(yàn)證公式實(shí)驗(yàn)器材：鋼球、細(xì)線、畫有同心圓的木板、秒表、直尺 觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程： a.組裝儀器b.圓錐擺擺動(dòng)c.物理量測(cè)量d.數(shù)據(jù)記錄e.數(shù)據(jù)分析 次數(shù)n半徑r高度h圈數(shù)n時(shí)間t角速度f(wàn)nf合1 2 3 4

10、 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體合力提供向心力。向心力來(lái)源的幾個(gè)實(shí)例分析： (1)光滑水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球（課件展示受力分析圖）(2)相對(duì)轉(zhuǎn)盤靜止，隨轉(zhuǎn)盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人（課件展示受力分析圖）(1)隨圓桶一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的物塊（課件展示受力分析圖）(4)沿光滑漏斗或碗的內(nèi)壁做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球（課件展示受力分析圖）通過(guò)實(shí)驗(yàn)及幾個(gè)實(shí)例的分析，同學(xué)們討論總結(jié)向心力的特點(diǎn)：(1)向心力是根據(jù)效果命名的力，并不是一種新的性質(zhì)的力。(2)向心力的來(lái)源：可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個(gè)力的合力，還可以是某個(gè)力的分力。 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由合力提供向心力。(3)向心力不是物體真

11、實(shí)受到的一個(gè)力，不能說(shuō)物體受到向心力的作用 ，只能說(shuō)某個(gè)力或某幾個(gè)力提供了向心力。6變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般的曲線運(yùn)動(dòng)：（交流討論，思考回答）問(wèn)題1：勻速圓周運(yùn)動(dòng)所受的合力充當(dāng)向心力，方向始終指向圓心；如果一個(gè)沿圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力不指向圓心，還能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)嗎多媒體課件展示鏈球加速圓周運(yùn)動(dòng)的圖片及簡(jiǎn)化模型的受力分析圖總結(jié)：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. 結(jié)論：同時(shí)具有向心加速度和切向加速度的圓周運(yùn)動(dòng)就是變速圓周運(yùn)動(dòng) ，勻速圓周運(yùn)動(dòng)切向加速度為零。 問(wèn)題2：對(duì)于本章我們研究的對(duì)象是曲線運(yùn)動(dòng)，而到目前為止我們已經(jīng)研究了兩種特殊

12、的曲線運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)，那對(duì)于一般的曲線運(yùn)動(dòng)，我們?cè)趺慈パ芯磕厝鐖D所示： 處理一般曲線運(yùn)動(dòng)方法：一般曲線小段圓弧圓周運(yùn)動(dòng)課堂總結(jié)問(wèn)題：想想本節(jié)你都學(xué)到了哪些知識(shí)請(qǐng)自己總結(jié)一下。課堂練習(xí)1、關(guān)于向心力說(shuō)法中正確的是（ b ）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??；c、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2、用細(xì)線拴住一球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（ bc ）a、在線速度一定情況下，線越長(zhǎng)越易斷b、在線速度一定情況下，線越短越易斷c、在角速度一定情況下，線越長(zhǎng)越易斷d、在角速度一定情況下，線

13、越短越易斷3、如圖，半徑為r的圓筒繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，小橡皮塊緊帖在圓筒內(nèi)壁上，它與圓筒的摩擦因數(shù)為，現(xiàn)要使小橡皮不落下，則圓筒的角速度至少多大（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）解析：小橡皮受力分析如圖小橡皮恰不下落時(shí)，有： ff=mg其中：ff=fn而由向心力公式： fn=m2r解以上各式得：4、a、b兩個(gè)物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺(tái)上，動(dòng)摩擦因數(shù)均為，a的質(zhì)量為m，b的質(zhì)量為2m，a離軸為r/2，b離軸為r，則當(dāng)圓臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)：(設(shè)a、b都沒(méi)有滑動(dòng)，如下圖所示) ( ad )a、b的向心加速度是a的向心加速度的兩倍b、b的靜摩擦力是a的靜摩擦力的兩倍c、當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，a比b先滑動(dòng)d、當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，b比

14、a先滑動(dòng)七、課后作業(yè) 必做：課本p25頁(yè)26頁(yè)問(wèn)題與練習(xí)：1、2、3、5題。選做：課本p26頁(yè)問(wèn)題與練習(xí)：4題。八、板書設(shè)計(jì)一、向心力 1、定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定受到一個(gè)指向圓心的合力，這個(gè)合力叫做向心力。2、方向：時(shí)刻發(fā)生變化（始終指向圓心且與速度方向垂直）3、大?。篺n = mr2 = mv2 /r = mr(2/t)24、作用：只改變線速度的方向不改變速度大小5、 特點(diǎn)：(1)向心力是根據(jù)效果命名的力，并不是一種新的性質(zhì)的力。(2)向心力的來(lái)源：可以是彈力，引力，摩擦力等性質(zhì)力，也可以是這些力的合力或分力。 (3)向心力不是物體真實(shí)受到的一個(gè)力，不能說(shuō)物體受到向心力的作用 ，只能說(shuō)某個(gè)力或某幾個(gè)力提供了向心力。二、變速圓周運(yùn)動(dòng) 1、定義：同時(shí)具有向心加速度和切向加速度的圓周運(yùn)動(dòng)就是變速圓周運(yùn)動(dòng)。2、特點(diǎn)：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. 三、一