向心力教學設計優(yōu)質(zhì)課

向心力教學設計優(yōu)質(zhì)課向心力教學設計優(yōu)質(zhì)課/NUM向心力教學設計優(yōu)質(zhì)課向心力教學設計優(yōu)質(zhì)課向心力教學設計教學內(nèi)容分析：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)課是從動力學的角度研究勻速圓周運動的，這部分知識是本章的重點和難點，學好這部分知識，可以為后面的天體運動和帶電粒子在勻強磁場中的運動打好基礎。應用分析：通過對本章節(jié)的教學可以提高學生把生活事例簡化為物理模型的能力，復習舊知，強化受力分析能力，用學過的物理規(guī)律解釋現(xiàn)實生活中的現(xiàn)象，提高學生學習興趣。2.結構分析：教材先由向心加速度和牛頓第二定律引入向心力的概念，為了讓學生對向心力有一個感性的認識，設計了“實驗”欄目——“用圓錐擺驗證向心力的表達式”。實際上，這個實驗除了要驗證向心力表達式以外，另外一個目的就是可以讓學生體驗到“向心力不是一個新的性質(zhì)力，而是一個效果力”，也即讓學生初步學會分析向心力的來源。最后分析一般曲線運動和變速圓周運動中的向心力。學生情況分析：學生通過前面的學習，理解了質(zhì)量、力與加速度的關系，了解了描述圓周運動的各個物理量及其關系，認識了勻速圓周運動指向圓心的向心加速度，并且學生已經(jīng)經(jīng)歷了同學之間相互協(xié)作、相互討論、相互交流及最后的成果展示的學習過程，具備了處理問題的一般思路方法：提出問題—分析問題—解決問題。教學目標：1.知識與技能（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，并能用來進行簡單的情景計算。（3）知道在變速圓周運動中，合外力的法向分力提供了向心力，切向分力用于加速。（4）知道一般曲線運動的處理方法。2.過程與方法（1）通過對向心力概念的探究體驗，讓學生理解其概念的內(nèi)涵。并熟悉處理問題的一般方法：提出問題、分析問題、解決問題（2）在驗證向心力表達式的過程中，體會物理實驗在處理問題中的作用。（3）經(jīng)歷從勻速圓周運動到變速圓周運動再到一般曲線運動的研究過程，讓學生領會解決問題從特殊到一般的思維方法。并學會用力和運動的觀點來分析、解決問題。3.情感態(tài)度價值觀（1）經(jīng)歷從自己提出問題到自己解決問題的過程，培養(yǎng)學生的問題意識及思維能力。（2）經(jīng)歷從特殊到一般的研究過程，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。（3）實例、實驗緊密聯(lián)系生活，拉近科學與學生的距離，使學生感到科學就在身邊，調(diào)動學生學習的積極性，培養(yǎng)學生的學習興趣。教學策略設計：教法與學法：教法：采用媒體展示，小實驗展示，提出問題，演示過程，指導實驗，總結結論，反饋評價。學法：獨立觀察、分析小結，發(fā)表見解，小組討論，了解原理，動手操作實驗，總結分析數(shù)據(jù)，驗證理論，掌握理論，運用規(guī)律解決其他實際問題。教學媒體設計：視頻：水流星、花樣滑冰轉(zhuǎn)圈、飛車走壁，三個過程。黑板：出示標題，例題講解。五、教學重點、難點1．教學重點理解向心力的概念、公式及勻速圓周運動中供求關系，并能用來進行簡單的判斷計算。會分析向心力的來源2．教學難點理解向心力是一個效果力，會分析向心力的來源，理解勻速圓周運動中供求關系教學過程1．導入新課：情景導入：觀看視頻：水流星、花樣滑冰轉(zhuǎn)圈、飛車走壁。通過以上視頻和動畫的觀看，讓學生體會并重溫什么樣的運動是勻速圓周運動。更為重要的是，圓周運動的概念也比較自然地在學生頭腦中回憶起來。2．感知向心力（學生自己活動體驗）問題1：在課前實驗活動中你觀察到了什么現(xiàn)象？問題2：現(xiàn)在請同學們拿起準備好的一端系著鑰匙的繩子，讓它在水平面內(nèi)做勻速圓周運動（注意安全），說出你感覺到了什么？（感覺到繩子對手有力的作用）過渡語：由此可看出做勻速圓周運動的物體在指向圓心方向上存在力的作用。本節(jié)課我們就一起來探究這個力。3.推導向心力表達式：問題1：勻速圓周運動的性質(zhì)是什么？（線速度大小不變、角速度不變（周期不變）的曲線運動。）問題2：勻速圓周運動的向心加速度是如何定義的？表達式是什么？（勻速圓周運動是變速運動，所以有加速度，表達式an=v2/r=ω2r）問題3：勻速圓周運動的向心加速度的物理意義是什么？（描述做勻速圓周運動物體的線速度方向變化快慢的物理量）問題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，表達式：F=ma）問題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式公式：Fn=man=mrω2=mv2/r4.尋找向心力（小組討論，得出結論）請同學們觀看課件圖片，回答：問題1：行星繞太陽近似做什么運動？為什么行星繞太陽做這種運動？回答：行星繞太陽近似做圓周運動并且是勻速圓周運動。太陽對行星有引力作用。問題2：對上面的問題中做勻速圓周運動的物體受力分析且求出合力？學生獨立思考完成受力分析圖問題3：通過上面例子，總結歸納勻速圓周運動的受力特點總結：定義：做勻速圓周運動的物體一定受到一個指向圓心的合力，這個合力叫做向心力。特點：方向：時刻發(fā)生變化（始終指向圓心且與速度方向垂直）大?。篎n=mrω2=mv2/r=mr(2π/T)2作用：只改變線速度的方向不改變速度大小過渡語：下面我們來更深層次的了解這個力。5．認識向心力（總結歸納，交流評價）問題1：對于向心力大小的表達，有的同學認為是：Fn=F合；而有的同學根據(jù)牛頓第二定律又認為是：Fn=man=mrω2=mv2/r兩個式子你認為哪個正確？如果都正確請說出它們分別是從什么角度來建立？（交流討論，思考回答）回答：兩個式子都正確。式子：Fn=F合是從做勻速圓周運動的物體的受力角度分析了物體能提供的向心力。式子：Fn=man=mrω2=mv2/r是用描述勻速圓周運動的物理量描述了需要的向心力。過渡語：對于這兩個式子是否能夠相等？提供的合力是否就等于所需要的向心力？需要實驗來驗證。實驗探究：（觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)，分析實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結論）實驗目的：F合man=mrω2=mv2/r實驗原理：構造一個圓錐擺。一方面由受力分析得到向心力：測量小球的重力mg，小球到選點的豎直高度h，小球圓周運動的半徑r。得出：一方面由小球所受的重力與繩拉力的合力計算提供的向心力：測量物體轉(zhuǎn)動n圈用的時間t計算出周期T，根據(jù)公式計算出角速度根據(jù)向心力公式：根據(jù)數(shù)值驗證公式實驗器材：鋼球、細線、畫有同心圓的木板、秒表、直尺觀察實驗現(xiàn)象記錄實驗數(shù)據(jù)實驗過程：a.組裝儀器b.圓錐擺擺動c.物理量測量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時間t角速度ωFnF合1234實驗結論：做勻速圓周運動的物體合力提供向心力。向心力來源的幾個實例分析：(1)光滑水平面內(nèi)做勻速圓周運動的小球（課件展示受力分析圖）(2)相對轉(zhuǎn)盤靜止，隨轉(zhuǎn)盤做勻速圓周運動的人（課件展示受力分析圖）(1)隨圓桶一起勻速轉(zhuǎn)動的物塊（課件展示受力分析圖）(4)沿光滑漏斗或碗的內(nèi)壁做勻速圓周運動的小球（課件展示受力分析圖）通過實驗及幾個實例的分析，同學們討論總結向心力的特點：(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，也可以是幾個力的合力，還可以是某個力的分力。物體做勻速圓周運動時，由合力提供向心力。(3)向心力不是物體真實受到的一個力，不能說物體受到向心力的作用，只能說某個力或某幾個力提供了向心力。6．變速圓周運動和一般的曲線運動：（交流討論，思考回答）問題1：勻速圓周運動所受的合力充當向心力，方向始終指向圓心；如果一個沿圓周運動的物體所受的合力不指向圓心，還能做勻速圓周運動嗎？多媒體課件展示鏈球加速圓周運動的圖片及簡化模型的受力分析圖總結：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.結論：同時具有向心加速度和切向加速度的圓周運動就是變速圓周運動，勻速圓周運動切向加速度為零。問題2：對于本章我們研究的對象是曲線運動，而到目前為止我們已經(jīng)研究了兩種特殊的曲線運動──平拋運動和圓周運動，那對于一般的曲線運動，我們怎么去研究呢？如圖所示：處理一般曲線運動方法：一般曲線小段圓弧圓周運動課堂總結問題：想想本節(jié)你都學到了哪些知識？請自己總結一下。課堂練習1、關于向心力說法中正確的是（B）A、物體由于做圓周運動而產(chǎn)生的力叫向心力；B、向心力不改變速度的大??；C、做勻速圓周運動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、用細線拴住一球做勻速圓周運動，下列說法中正確的是（BC）A、在線速度一定情況下，線越長越易斷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，線越長越易斷D、在角速度一定情況下，線越短越易斷3、如圖，半徑為r的圓筒繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動，小橡皮塊緊帖在圓筒內(nèi)壁上，它與圓筒的摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)要使小橡皮不落下，則圓筒的角速度至少多大？（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）解析：小橡皮受力分析如圖小橡皮恰不下落時，有：Ff=mg其中：Ff=μFN而由向心力公式：FN=mω2r解以上各式得：4、A、B兩個物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺上，動摩擦因數(shù)均為μ，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，則當圓臺旋轉(zhuǎn)時：(設A、B都沒有滑動，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、當圓臺轉(zhuǎn)速增加時，A比B先滑動D、當圓臺轉(zhuǎn)速增加時，B比A先滑動七、課后作業(yè)必做：課本P25頁26頁問題與練習：1、2、3、5題。選做：課本P26頁問題與練習：4題。八、板書設計一、向心力1、定義：做勻速圓周運動的物體一定受到一個指向圓心的合力，這個合力叫做向心力。2、方向：時刻發(fā)生變化（始終指向圓心且與速度方向垂直）3、大?。篎n=mrω2=mv2/r=mr(2π/T)24、作用：只改變線速度的方向不改變速度大小5、特點：(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受到的一個力，不能說物體受到向心力的作用，只能說某個力或某幾個力提供了向心力。二、變速圓周運動1、定義：同時具有向心加速度和切向加速度的圓周運動就是變速圓周運動。2、特點：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、一般曲線運動處理方法：一