《向心力 向心加速度》教學(xué)設(shè)計(jì)

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1、《向心力 向心加速度》教學(xué)設(shè)計(jì) 　　一、教材分析 課標(biāo)分析：能用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。 教材地位：《向心力》一節(jié)是普通高中物理曲線運(yùn)動(dòng)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，本節(jié)從力推知加速度，可以降低教學(xué)的難度。本節(jié)具有承前啟后的作用。它既是本章知識的一個(gè)拐點(diǎn)，又是本章內(nèi)容拓展的重要基礎(chǔ)；通過學(xué)習(xí)，既能使學(xué)生從對圓周運(yùn)動(dòng)的表面認(rèn)識上升到理論分析，又能讓學(xué)生從生活中的圓周運(yùn)動(dòng)分析提高到對天體運(yùn)動(dòng)及帶電粒子在電磁場中的運(yùn)動(dòng)的分析及推演。同時(shí)，《向心力》一節(jié)能夠充分體現(xiàn)力和運(yùn)動(dòng)的在物理學(xué)中的重要性，是運(yùn)動(dòng)與力關(guān)系學(xué)習(xí)的好素材。 二、學(xué)情分析 　學(xué)生通過前面的學(xué)習(xí)，理解了質(zhì)量、力與加速度

2、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。 　　三、教學(xué)目標(biāo) 　?。ㄒ唬┲R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)，并能用來進(jìn)行簡單的情景計(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。 　?。ǘ┻^程與方法

3、 　　1．通過對向心力概念的探究體驗(yàn)，讓學(xué)生理解其概念的內(nèi)涵。并熟悉處理問題的一般方法：提出問題、分析問題、解決問題 　　2．在驗(yàn)證向心力表達(dá)式的過程中，體會物理實(shí)驗(yàn)在處理問題中的作用。 　　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)的研究過程，讓學(xué)生領(lǐng)會解決問題從特殊到一般的思維方法。并學(xué)會用力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)來分析、解決問題。 　?。ㄈ┣楦袘B(tài)度價(jià)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(xué)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(xué)生分析問題、解決問題的能力。 　　3．實(shí)例、實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系生

4、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)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，并能用來進(jìn)行簡單的判斷計(jì)算。會分析向心力的來源 　　2．教學(xué)難點(diǎn) 　　理解向心力是一個(gè)效果力，會分析向心力的來源，理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)中供求關(guān)系 　　五、教學(xué)過程 教學(xué)程序 教學(xué)內(nèi)容 學(xué)生活動(dòng) 思維對話 課前活動(dòng) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)： 　　以電動(dòng)玩具賽車作為研究對象，如圖所示，在地上畫出一圓周作為賽車的軌道。將繩子穿過一個(gè)空心筆桿，繩子的一端系玩具賽

5、車，另一端系一個(gè)彈簧測力計(jì)。注意觀察彈簧測力計(jì)的示數(shù)。 　　 相互合作 觀察現(xiàn)象 現(xiàn)象： 小賽車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧測力計(jì)上有示數(shù)且大小不變。 知 識 回 顧 問題1：回顧：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。 問題2：回顧：向心加速度的物理意義、定義、方向及大小。 問題3：回顧：牛頓第二定律的內(nèi)容、表達(dá)式。 查看前面筆記回顧所學(xué) 1．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體線速度大小不變、角速度不變（周期不變）。 2．物理意義：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。

6、 定義：物體在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)指向圓心的加速度 方向：時(shí)刻指向圓心。 大?。? 3．內(nèi)容：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 情 景 引 入 1．感知向心力 問題1：在課前實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中你觀察到了什么現(xiàn)象？ 問題2：現(xiàn)在請同學(xué)們拿起準(zhǔn)備好的一端系著小橡皮的繩子，讓它在光滑的桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（注意安全），說出你感覺到了什么？ 過渡語：由此可看出做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(gè)力。

7、 學(xué)生自己活動(dòng)體驗(yàn) 1．小賽車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧測力計(jì)上有示數(shù)且大小不變。 2．感覺到繩子對手有力的作用 新 課 學(xué) 習(xí) 2．尋找向心力 問題1：請同學(xué)們觀看視頻，回答：（1）、地球繞太陽近似做什

8、么運(yùn)動(dòng)？（2）、為什么地球繞太陽做這種運(yùn)動(dòng)？ 問題2：對上面的問題2中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受力分析且求出合力？ 問題3：請同學(xué)思考如何讓帶細(xì)繩的小橡皮做不同于問題2的勻速圓周運(yùn)動(dòng)？建立物理模型且分析其受力情況，求出合力？ 問題4：通過上面例子，總結(jié)歸納勻速圓周運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn) 過渡語：前面我們學(xué)習(xí)了勻速圓周運(yùn)動(dòng)中方向始終指向圓心的加速度──向心加速度，根據(jù)牛頓第二定律，產(chǎn)生向心加速度的原因一定是物體受到了指向圓心的合力。這個(gè)合力叫做向心力 獨(dú)立思考，完成受力分析圖 小組討論 得出結(jié)論 1．（1）．地球繞太陽近

9、似做圓周運(yùn)動(dòng)并且是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 （2）太陽對地球有引力作用。 2．=F 3．（1）=T （2）= 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)： 1．可受一個(gè)力或多個(gè)力 2．合力指向圓心 3．合力可以是彈力、引力、摩擦力等性質(zhì)力，也可以是這些性質(zhì)力的合力或分力。 3．認(rèn)識向心力 問題1：請同學(xué)們在總結(jié)歸納上面問題的基礎(chǔ)上，給出向心力的定義、方向、大小、特點(diǎn)及作用效果。 問題2：對于向心力大小的表達(dá)，有的同學(xué)認(rèn)為是：=；而有的同學(xué)根據(jù)牛頓第二定律又認(rèn)為是： = 兩個(gè)式子你認(rèn)為哪個(gè)正確？如果都正確

10、請說出它們分別是從什么角度來建立？ 過渡語：對于這兩個(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)來驗(yàn)證。 　　 　　 總結(jié)歸納，交流評價(jià)，記錄筆記 　　 交流討論、思考回答 1． 定義：把做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體始終指向圓心的合力叫做向心力 方向：始終指向圓心 大小：= = 特點(diǎn)：1．向心力是變力（方向時(shí)刻變化） 2．向心力可以是彈力、引力、摩擦力等性質(zhì)力，也可以是這些性質(zhì)力的合力或分力 3．向心力是一個(gè)效果力。 作用效果：只改變運(yùn)動(dòng)（速度）方

11、向，不改變運(yùn)動(dòng)（速度）大小。 2．兩個(gè)式子都正確。 式子：=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：=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 4．實(shí)驗(yàn)探究： 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? = 實(shí)驗(yàn)原理：構(gòu)造一個(gè)圓錐擺。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 （）； 另一方面由小球運(yùn)動(dòng)的速率及旋轉(zhuǎn)半徑計(jì)算需要的向心力 （=） 實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺、小鋼球、細(xì)線、白紙、刻度尺、天平、秒表。 實(shí)驗(yàn)過程：1．組裝儀器 2．圓錐擺擺動(dòng) 3．物理量測量 4．?dāng)?shù)

12、據(jù)記錄 5．?dāng)?shù)據(jù)分析 問題1：在前面我們讓同學(xué)們利用系繩子的橡皮快演示勻速圓周運(yùn)動(dòng)，可是有部分同學(xué)讓橡皮快在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。老師當(dāng)時(shí)說，這時(shí)橡皮快不做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，為什么？那它做什么運(yùn)動(dòng)？這種運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)？請同學(xué)們再舉一些類似的例子。 問題2：對于本章我們研究的對象是曲線運(yùn)動(dòng)，而到目前為止我們已經(jīng)研究了兩種特殊的曲線運(yùn)動(dòng)──平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)，那對于一般的曲線運(yùn)動(dòng)，我們怎么去研究呢？ 　　 觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 　　 　　 分析數(shù)據(jù)，交流討論 　　 交流討論、思考回答 　　

13、 　　 　　 數(shù)據(jù)記錄： 數(shù)據(jù)分析： 次數(shù) 半徑R 高度h 圈數(shù)n 時(shí)間t 線速度v 1 2 3 4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 1．因?yàn)樗乃俣却笮“l(fā)生了變化，在最高點(diǎn)最小，在最低點(diǎn)最大。 變速圓周運(yùn)動(dòng) 過山車 水流星 2．如圖所示： 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) 典 型

14、 例 題 例題： 如圖所示，在游樂場中，小明和同學(xué)小新坐在大轉(zhuǎn)盤上玩。小明發(fā)現(xiàn)當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)起來時(shí)自己有向外被甩的感覺，小明想不通這是為什么？請同學(xué)們幫助小明分析一下原因。（希望能畫圖分析） 自主思考，求解問題，交流評價(jià) 分析：當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)起來時(shí)，小明和小新各自繞中軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。由于做圓周運(yùn)動(dòng)需要向心力，所以他們的合力要分別指向圓心。對小明和小新各自受力分析，如圖所示，這個(gè)向外的運(yùn)動(dòng)趨勢產(chǎn)生了靜摩擦力。 課 堂 總 結(jié) 問題：想想本節(jié)你都學(xué)到了哪些知識？請自己總結(jié)一下。 回顧本節(jié)所學(xué)，自己總結(jié) 課堂小結(jié)： 　　六

15、、課后作業(yè) 　　必做：課本P22頁問題與練習(xí)：1、2、3、5題。 　　選做：課本P22頁問題與練習(xí)：4題。 　　七、板書設(shè)計(jì) 　　　　　　　　 　　 　　八、課后反思 　　本節(jié)課在“和諧高效、思維對話”的理念下展開，旨在以“問題引領(lǐng)”形式，啟發(fā)學(xué)生思維、發(fā)動(dòng)集體力量，克服學(xué)習(xí)困難。在實(shí)際操作中需要注意以下幾個(gè)方面： 　　1．問題提出的必要性 　　提出的問題應(yīng)該是學(xué)生學(xué)習(xí)中普遍存在的困惑，能激發(fā)學(xué)生更深入地思考或理解，為解決下一問題做好鋪墊，而不是學(xué)生已有知識的簡單反應(yīng)。 　　2．問題設(shè)定的指向性 　　設(shè)定的問題應(yīng)該有明確的指向，并能夠被學(xué)生理解，以便學(xué)生在思考或討論中有明確的目的。