《探究向心加速度的表達(dá)式》說課課件(全國(guó)大賽獲獎(jiǎng)案例)

實(shí)驗(yàn)說課

探究向心加速度的表達(dá)式目錄CONTENTS教材分析學(xué)情分析教學(xué)策略教學(xué)過程教學(xué)反思一、教材分析一、教材分析二、學(xué)情分析通過“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”、“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”等實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)探究型實(shí)驗(yàn)有所了解，但是對(duì)探究思想的理解和探究方法的運(yùn)用仍有不足。理論基礎(chǔ)二、學(xué)情分析掌握了部分傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)器材、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)器材以及手機(jī)傳感裝置的基本使用方法。操作能力三、教學(xué)策略使用數(shù)學(xué)方法和物理理論推導(dǎo)向心力的表達(dá)式三、教學(xué)策略停課不停學(xué)三、教學(xué)策略01經(jīng)驗(yàn)猜想02實(shí)驗(yàn)探究03理論驗(yàn)證四、教學(xué)過程——實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)素養(yǎng)類別教學(xué)目標(biāo)物理觀念?掌握向心加速度與線速度、角速度以及周期之間的關(guān)系。科學(xué)思維?熟練運(yùn)用控制變量法、描點(diǎn)作圖分析法等，尋找向心加速度與各物

理量之間的關(guān)系?？茖W(xué)探究?通過手拉細(xì)繩使小球做圓周運(yùn)動(dòng)，體驗(yàn)拉力與運(yùn)動(dòng)半徑、轉(zhuǎn)動(dòng)快慢

之間的關(guān)系，對(duì)向心加速度表達(dá)式的相關(guān)物理量進(jìn)行猜想。?利用手機(jī)傳感裝置，探究不同物理量與向心加速度的關(guān)系。?通過對(duì)比，層層遞進(jìn)，使學(xué)生深入理解實(shí)驗(yàn)原理，發(fā)現(xiàn)誤差的來源

并尋找相應(yīng)措施減小誤差。?完成分組實(shí)驗(yàn)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，并與理論推導(dǎo)相印證?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任?通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思

維，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯W(xué)習(xí)興趣，并體會(huì)到科學(xué)研究過程的艱

辛。四、教學(xué)過程——實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)向心加速度an

半徑r半徑越大，轉(zhuǎn)得越快，拉力越大。四、教學(xué)過程——實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)四、教學(xué)過程——實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)A組探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與周期、半徑的關(guān)系A(chǔ)52.5%B34.4%C13.1%B組探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系C組其他測(cè)重力加速度g四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)器材可調(diào)速電機(jī)（帶轉(zhuǎn)動(dòng)桿）、智能手機(jī)兩部、配重片若干。A組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與周期、半徑的關(guān)系實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄縿蛩賵A周運(yùn)動(dòng)向心加速度與周期、半徑的關(guān)系。四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理在電機(jī)運(yùn)行過程中，以小鐵棒敲擊固定在轉(zhuǎn)動(dòng)桿上的鐵片。用手機(jī)A中的“加速度（不含g）”功能測(cè)量沿半徑方向的加速度，用手機(jī)B中的“聲學(xué)秒表”功能測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)周期（即敲擊聲的時(shí)間間隔）。A組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與周期、半徑的關(guān)系A(chǔ)B本試驗(yàn)采用“控制變量法”。先保持手機(jī)A的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不變，探究向心加速度與周期的關(guān)系；然后保持轉(zhuǎn)動(dòng)周期不變，探究向心加速度與半徑的關(guān)系。通過分析，得出向心加速度的表達(dá)式。四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)A組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與周期、半徑的關(guān)系實(shí)驗(yàn)步驟

1、將手機(jī)A沿圖示方向固定在桿上，打開記錄，啟動(dòng)電機(jī)使其轉(zhuǎn)動(dòng)。沿桿方向移動(dòng)手機(jī)A的位置，直至其x軸線加速度為0，然后在手機(jī)背面標(biāo)上轉(zhuǎn)動(dòng)中心所在位置，該標(biāo)記線即為加速度傳感器x軸原點(diǎn)對(duì)應(yīng)位置。四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)A組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與周期、半徑的關(guān)系實(shí)驗(yàn)步驟

2、將手機(jī)A及配重片固定在轉(zhuǎn)動(dòng)桿相應(yīng)位置，按標(biāo)記線讀出轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r。打開手機(jī)A、B記錄開關(guān)，啟動(dòng)電機(jī)。待轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后，用小鐵棒輕輕敲擊桿外側(cè)配重片。運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，關(guān)閉電機(jī)以及手機(jī)記錄開關(guān)。r=0.060m四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)A組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與周期、半徑的關(guān)系實(shí)驗(yàn)步驟

3、在手機(jī)A上讀出x軸線加速度即向心加速度的數(shù)值，在手機(jī)B上讀出轉(zhuǎn)動(dòng)周期的平均值。T1=0.714san1=4.669m/s2四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)A組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與周期、半徑的關(guān)系實(shí)驗(yàn)步驟

4、保持轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不變，改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2、3，并將數(shù)據(jù)記入表格。12345678T(s)0.714an(m/s2）4.669r=0.060m四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)A組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與周期、半徑的關(guān)系實(shí)驗(yàn)步驟

5、改變手機(jī)A轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，打開手機(jī)A、B記錄開關(guān)，啟動(dòng)電機(jī)，將周期調(diào)節(jié)到某一確定值，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2并記錄數(shù)據(jù)。r1=0.040mT=0.500san1=6.358m/s2四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)A組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與周期、半徑的關(guān)系實(shí)驗(yàn)步驟

6、保持周期不變，改變手機(jī)A轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2、3，并將數(shù)據(jù)記入表格。12345678r(m)0.040an(m/s2）6.358T=0.500s四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)A組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與周期、半徑的關(guān)系數(shù)據(jù)處理

12345678T(s)0.7140.6310.5790.5020.4330.3830.3080.257an(m/s2）4.6695.9077.0569.40912.54916.43424.93136.077r=0.060m

四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)A組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與周期、半徑的關(guān)系數(shù)據(jù)處理

T=0.500s

四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)A組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與周期、半徑的關(guān)系實(shí)驗(yàn)結(jié)論

四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)A組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與周期、半徑的關(guān)系誤差來源1、讀數(shù)不準(zhǔn)確。2、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡。3、小鐵棒敲擊產(chǎn)生較大阻力。注意事項(xiàng)1、多次測(cè)量取其平均值。2、根據(jù)轉(zhuǎn)速與半徑的變化，及時(shí)調(diào)整配重片的位置及重量。3、注意控制小鐵棒的敲擊力度。四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)A組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與周期、半徑的關(guān)系改進(jìn)方案一用“光學(xué)秒表”功能替代“聲學(xué)秒表”功能測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)周期。

為了有較好的實(shí)驗(yàn)效果，可以在較暗的環(huán)境中用手機(jī)照明功能，使光學(xué)傳感器獲得周期性的照度峰值，從而測(cè)得轉(zhuǎn)動(dòng)周期。四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)A組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與周期、半徑的關(guān)系改進(jìn)方案二用“磁力計(jì)”替代“聲學(xué)秒表”功能測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)周期。在轉(zhuǎn)動(dòng)桿下方安裝小磁鐵后，可以使得磁力計(jì)獲取小磁鐵通過的時(shí)間間隔，即轉(zhuǎn)動(dòng)周期。

四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)器材可調(diào)速電機(jī)（帶轉(zhuǎn)動(dòng)桿）、智能手機(jī)兩部、配重片若干。B組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄縿蛩賵A周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系。四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理在電機(jī)運(yùn)行過程中，用手機(jī)A中的“加速度（不含g）”功能測(cè)量沿半徑方向的加速度，用手機(jī)B中的“陀螺儀”測(cè)量繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。B組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系本試驗(yàn)采用“控制變量法”。先保持手機(jī)A的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不變，探究向心加速度與角速度的關(guān)系；然后保持轉(zhuǎn)動(dòng)角速度不變，探究向心加速度與半徑的關(guān)系。通過分析，得出向心加速度的表達(dá)式。AB四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)B組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系實(shí)驗(yàn)步驟

1、將手機(jī)A沿圖示方向固定在桿上，打開記錄，啟動(dòng)電機(jī)使其轉(zhuǎn)動(dòng)。沿桿方向移動(dòng)手機(jī)A的位置，直至其x軸線加速度為0，然后在手機(jī)背面標(biāo)上轉(zhuǎn)動(dòng)中心所在位置，該標(biāo)記線即為加速度傳感器x軸原點(diǎn)對(duì)應(yīng)位置。四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)B組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系實(shí)驗(yàn)步驟

2、將手機(jī)A、B固定在轉(zhuǎn)動(dòng)桿相應(yīng)位置，按標(biāo)記線讀出轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r。打開手機(jī)A、B記錄開關(guān)，啟動(dòng)電機(jī)。運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，關(guān)閉電機(jī)以及手機(jī)記錄開關(guān)。r=0.080m四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)B組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系實(shí)驗(yàn)步驟

3、在手機(jī)A上讀出x軸線加速度即向心加速度的數(shù)值，在手機(jī)B上讀出z軸轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。ω1=10.321rad/san1=8.589m/s2四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)B組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系實(shí)驗(yàn)步驟

4、保持轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不變，改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2、3，并將數(shù)據(jù)記入表格。12345678ω(rad/s)10.321an(m/s2）8.589r=0.080m四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)B組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系實(shí)驗(yàn)步驟

5、改變手機(jī)A轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，打開手機(jī)A、B記錄開關(guān)，啟動(dòng)電機(jī)，將角速度調(diào)節(jié)到某一確定值，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2并記錄數(shù)據(jù)。r1=0.060mω=15.0rad/san1=13.943m/s2四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)B組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系實(shí)驗(yàn)步驟

6、保持角速度不變，改變手機(jī)A轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2、3，并將數(shù)據(jù)記入表格。12345678r(m)0.060an(m/s2）13.943ω=15.0rad/s四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)B組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系數(shù)據(jù)處理

r=0.080m

12345678ω(rad/s)10.32111.71512.05214.04615.42817.16818.43719.977an(m/s2）8.58910.02111.96015.03920.21723.30127.57632.060ω2(rad2/s2)106.523137.241145.251197.290238.023294.740339.923399.081四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)B組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系數(shù)據(jù)處理

ω=15.0rad/s

四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)B組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系實(shí)驗(yàn)結(jié)論

四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)B組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系誤差來源1、讀數(shù)不準(zhǔn)確。2、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡。注意事項(xiàng)1、多次測(cè)量取其平均值。2、根據(jù)轉(zhuǎn)速與半徑的變化，及時(shí)調(diào)整手機(jī)的位置。四、教學(xué)過程——分組實(shí)驗(yàn)A組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與周期、半徑的關(guān)系B組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量之間關(guān)系

四、教學(xué)過程——拓展實(shí)驗(yàn)A組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與周期、半徑的關(guān)系B組：探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系推導(dǎo)：勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與線速度、半徑的關(guān)系圓周運(yùn)動(dòng)變速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)四、教學(xué)過程——拓展實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)器材可調(diào)速電機(jī)（帶轉(zhuǎn)動(dòng)桿）、智能手機(jī)一部、配重片若干。拓展實(shí)驗(yàn)：探究變速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄孔兯賵A周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系。四、教學(xué)過程——拓展實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理在電機(jī)運(yùn)行過程中，用手機(jī)中的“向心加速度”測(cè)量功能，高頻率地采集不同角速度時(shí)的向心加速度數(shù)值。并以累積的點(diǎn)跡，呈現(xiàn)物理量之間的關(guān)系。拓展實(shí)驗(yàn)：探究變速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系四、教學(xué)過程——拓展實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟

1、安裝好實(shí)驗(yàn)器材，記錄下轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r1=5cm。打開手機(jī)紀(jì)錄開關(guān)，接通電源。不斷調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，運(yùn)行一段時(shí)間后關(guān)閉電源及手機(jī)記錄開關(guān)。拓展實(shí)驗(yàn)：探究變速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度與角速度、半徑的關(guān)系r1=0.050m四、教學(xué)過程——拓展實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟

2、分析實(shí)驗(yàn)所采集的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)向