2023高中物理向心力教案.docx

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1、2023高中物理向心力教案2020高中物理向心力教案一教材分析本节教材选自人民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

2、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。【情感态度方面】在学生的生活中，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

3、定律的理解与学习，相互联系，体验对物理概念的【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

4、达式的正确。(难点咋么突破)五、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

5、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。绳子的拉力，方向指向圆心。使物体做匀速圆周运动。2020高中物理向

6、心力教案二一、设计思路以高中物理新课改的基本理念为指导，基于高一学生的实际和与向心力相关的学习任务，注重在教学中体现科学探究精神，使学生尽可能完整地经历科学探究的过程。通过学生探究式的大胆的假设和猜想以及科学的分析，不仅仅获取科学知识，同时能将物理理论应用生活实际之中。鉴于教材根据牛顿第二定律直接推导出向心力的表达式的教学方法，本节课突破该教学不仅重视知识的获得，而且更重视学生获得知识的过程及方法，更加突出了学生的主动学习。学生活动约占课时的一半，力求体现“以教师为主导，以学生为主体”的教学思想。二、前期分析1.学习任务向心力是高中物理新课程必修2的内容，本节课是从动力学的角度研究匀速圆周运动

7、的，这部分知识是本章的重点和难点，也是学好圆周运动的关键点，学好这部分知识，可以为后面的天体运动和带电粒子在匀强磁场中的运动打好基础。教材的编排思路很清晰，先是从身边的事例出发，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。由于上一节中，已经从一般性的结论入手，利用矢量运算，在普遍情况下得出匀速圆周运动的物体的加速度方向指向圆心的结论，进一步得到了向心加速度的大小。于是根据牛顿第二定律，就可以得到做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向和大小，即向心力的大小和方向。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“用圆锥摆验证向心力的表达式”。实际上，这

8、个实验除了要验证向心力表达式以外，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性质力，而是一个效果力”，也即让学生初步学会分析向心力的来源。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。2.学习者学生通过前一节向心加速度的学习，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。因此将向心加速度的表达式代入牛顿第二定律即可得到向心力的表达式。但由于错误

9、的经验或者说是思维定势，学生往往认为向心力是一种新的力，因此“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)对学生来说，将是个难点。三、教学目标1.知识与技能(1)能结合实例分析，知道向心力是一种效果力以及方向;(2)能够用自己的语言归纳向心力公式的确切含义，并能用来进行简单的计算;(3)知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力，能够描述合外力的作用效果。2.过程与方法(1)通过对向心力概念的探究体验，能够用自己的语言说出其概念;(2)在引导探究向心力的表达式的过程中，体会控制变量法在解决问题中的作用;(3)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，领会

10、解决问题从特殊到一般的思维方法。3.情感、态度与价值观实例、实验紧密联系生活，拉近与科学的距离，感受到科学就在身边，发展自己对学习的积极性和学习兴趣。综上(前期分析及教学目标)，可见本节课的重点和难点：四、教学准备1.教具与学具飞机拐弯视频、花样滑冰转圈视频、地球绕太阳公转动画、轻绳牵引小球在光滑面上的实验小装置、自制的探究向心力与哪些因素有关的仪器、自制的橡皮泥纱布袋等。2.教学策略本课基于建构主义学习理论，具体以引导探究式教学模式为主，结合问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。五、教学过程设计1.实验或视频激疑，导入新课向心力(1)引入：欣赏视频：飞机拐弯、花样滑冰转圈、

11、地球绕太阳公转通过以上视频和动画的观看，让学生体会并重温什么样的运动是匀速圆周运动。更为重要的是，圆周运动的概念也比较自然地在学生头脑中回忆起来。(2)迷你小实验1：向心力与圆周运动取一根细绳，一端系上一小球，另一端固定在一枚图钉上。将图钉定在光滑的板上，如图所示：a.用手指沿小球与图钉连线的垂直方向轻轻弹击小球，当绳子未伸直前，小球做运动b.用手指沿小球与图钉连线的垂直方向加大力弹击小球，当绳子伸直后，小球做运动引导：学生分析、讨论：a：绳绷紧前，小球为什么做匀速直线运动?b：绳绷紧后，小球为何做匀速圆周运动?小球此时受到哪些力的作用?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

12、?过程：实验模拟受力分析力与运动分析结论总结：向心力(效果力)(1)概念：做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的等效力的作用，这个力叫向心力。(2)方向：向心力总是指向圆心，方向不断变化。(3)作用效果：不改变速度大小，只改变运动物体的速度方向。对向心力实例分析：a：让学生讨论汽车急转弯时，乘客向心力的来源(结合感觉)。b：分析转盘上物体所做的圆周运动。(动画)c：手抡动细绳，使小物体做圆周运动。(如图)分析：向心力的来源(性质)总结：(1)向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质力。物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力F向=F合。向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作

13、用，只能说某个力或某几个力提供了向心力。通过对以上视频、动画、迷你小实验，在物体做圆周运动基础上，引出本课主题向心力。2.亲身体验，感受向心力存在迷你小实验2：感受向心力与什么因素有关在一根结实的细绳的一端拴一个橡皮泥纱布袋或其他小物体，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，拉力如何变化。体验一下手拉细绳的力(使小球运动的向心力由物体受的拉力和重力的合力提供)，大小有什么不同：猜想：向心力可能与m、w、r有关。向心力概念建立之后，不急于进行向心力大小及其计算公式的推导，而是进一步强化学生对于向心力存在的真实体验。2020高中物理向心力教案三一、教材分析

14、“向心力”编排在曲线运动倒数第二节，这部份知识是本章的重点，学好这部份知识，可以为学习下一章万有引力应用部份的内容做好必要的准备。圆周运动是生活中一种典型的曲线运动，匀速圆周运动更是一种特殊运动，匀速圆周运动的运动规律在实际生活中有着广泛的具体应用。而匀速圆周运动的向心力与向心加速度的关系其实又是牛顿第二定律的具体应用。因此，本节课采用理论与实际相结合的教学方式，既能使教学过程变得生动有趣又能有效激发学生学习物理的兴趣。教材在处理这部份知识时，改变原有教材的方法：新教材在前面一节已经利用矢量推导的方式得出向心加速度的公式，这节课利用牛顿第二定律由向心加速度的公式得出向心力公式，再通过实验验证做

15、匀速圆周运动的物体受到的向心力公式，然后再简单介绍向心力公式也适用于非匀速圆周运动。这样的编排通过引导学生观察生活发现问题，通过实验探究规律，利用规律解决生活实际问题，让学生充分参与模型的形成、概念的建立和规律的探究，这种教学方式非常有利于学生科学思维的形成，并可以有效地激发学生学习匀速圆周运动的学习动机。二、学生分析向心力的学习是在学生已经掌握了匀速圆周运动的向心加速度公式和牛顿运动的基础之上进行的。学生已经学习了牛顿运动定律，初步掌握了牛顿第二定律的数学表达式，并且学习了匀速圆周运动的向心加速度公式，所以，学生具有了理论推导匀速圆周运动的向心力公式的知识储备和方法储备。匀速圆周运动是生活中

16、一种典型的运动形式，在实际生活中有很多实际应用，在本节的学习过程中，学生通过观察生活实例发现问题，初步认识圆周运动的向心力，通过理论探究，学生分组实验验证来探究规律，利用规律解决生活实际问题，通过这个过程，激发学生学习物理的热情和兴趣，培养科学的和良好的实验动手能力。在本节教学中，体验性实验与分组实验相结合，理论与实际生活相结合，采用科学灵活的授课方式和方法，为学生思维的形成和能力的培养提供了有力保障。三、教学目标设计1.知识与技?(1)知道什么是向心力，理解它是一种效果力。(2)理解向心力公式的确切含义，并能用来进行简单的计算。(3)知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力，知道合外力的作

17、用效果。2.过程与方法(1)通过对向心力概念的探究体验，让学生理解其概念。并掌握处理问题的一般方法：提出问题，分析问题，解决问题。(2)在验证向心力的表达式的过程中，体会控制变量法在解决问题中的作用。(3)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。3.情感态度与价值观(1)经历从自己提出问题到自己解决问题的过程，培养学生的问题意识及思维能力。(2)经历从特殊到一般的研究过程，培养学生分析问题、解决问题的能力。(3)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

18、积极性，培养学生的学习兴趣。四、重点难点分析1.教学重点(1)理解向心力的概念和公式的建立。(2)理解向心力的公式。(3)理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。2.教学难点(1)向心力的来源。(2)理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。五、教学流程设计1.展示情景，提出问题通过简单的实验，创设情景，引出向心力的概念。科学猜想，思维发散鼓励学生大胆猜测，提出自己想要研究的问题，鼓励学生共同解决自己提出的一部分问题。实验验证(1)用圆锥摆粗略验证向心力公式;(2)用向心力演示仪验证向心力表达式。4.变速圆周运动和研究一般曲线运动的方法。5.课堂小结。六、教学过程设计(一)情景设疑，

19、引入新课通过多媒体课件展示几个圆周运动是实例，让先生思考：这些做圆周运动的物体为什么不会飞出去，而是老老实实地绕着一个中心点做圆周运动?(物理就在我们的身边。匀速圆周运动是生活中一种典型的运动。匀速圆周运动在实际生活中有很多实际应用，因此，通过引导学生观察生活实例，可以有效地激发学生学习匀速圆周运动的学习动机，并为学生学习匀速圆周运动创设了良好学习情境。)(二)感性认识，启发思维自己动手制作一个圆周运动(用手抡一个被绳系着的小球)由学生得出结论：做圆周运动的物体受到了拉力的作用让学生分析这些力的指向有什么特点，并进一步归纳得出向心力的概念。(体会媒体演示的内容，思考老师的问题。领会向心力的概念)(三)科学猜想，思维发散