向心力教案。
幼兒教師教育網(wǎng)編輯特為您整理了本頁的“向心力教案”,希望能為您提供幫助。在教學(xué)中,老師的首要任務(wù)就是備好教案課件,撰寫教案課件也是每位老師必須要做到的一個環(huán)節(jié)。而學(xué)生的反應(yīng)則是推動教學(xué)不斷發(fā)展的一個關(guān)鍵因素。
一、說教材:
1、新老教材比較
老教材是從日?,F(xiàn)象觀察、猜測向心力會與什么因素有關(guān),然后運(yùn)用控制變量法(利用向心力演示儀)得出向心力的表達(dá)式,再根據(jù)牛二定律推導(dǎo)出向心加速度表達(dá)式,對向心加速度表達(dá)式an沒有進(jìn)行理論推導(dǎo),總體思路是由向心力這個本質(zhì)到向心加速度這個現(xiàn)象。
新教材的設(shè)計思路正好相反,從現(xiàn)象到本質(zhì),從特殊到一般,教材先從生活,生產(chǎn)中很多圓周運(yùn)動的現(xiàn)象得出速度方向變化必須要有加速度,在通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)(體現(xiàn)極限思想)得出向心加速度的表達(dá)式,再根據(jù)牛頓第二運(yùn)動定律推導(dǎo)出向心力的表達(dá)式。教材到這兒本可以結(jié)束,但是新教材,通過圓錐擺實(shí)驗(yàn)粗略驗(yàn)證了向心力表達(dá)式(以前是向心力演示儀),這個驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)起到了一舉三得的作用:
①驗(yàn)證了向心力表達(dá)式的正確性
②驗(yàn)證了向心加速度表達(dá)式的正確性
③驗(yàn)證了勻速圓周運(yùn)動是由合外力提供向心力。
向心力不是具體的力,可以是某一個力,也可以是幾個力的合力,甚至是每個力的分力,是按效果命名的力。
從勻速圓周運(yùn)動到變速圓周運(yùn)動再到一般的曲線運(yùn)動,體現(xiàn)了從特殊到一般的思想,在處理一般曲線運(yùn)動時也采用微分思想
2、本課在教材中的地位
圓周運(yùn)動與拋體運(yùn)動都是很重要的曲線運(yùn)動,為了學(xué)習(xí)《向心力》前面已有很多知識鋪墊,如:曲線運(yùn)動的方向、條件、描述圓周運(yùn)動的概念及物理量,包括向心加速度。這是前,那么后呢?學(xué)好本節(jié)可以為本章應(yīng)用部分及萬有引力知識做必要準(zhǔn)備,所以本節(jié)內(nèi)容具有承上啟下,承前啟后的作用,是本章乃至本冊的重要內(nèi)容。
二、三維目標(biāo):
1、知識與技能。
(1)了解向心力概念,知道向心力是效果力;
(2)掌握向心力的表達(dá)式,會計算簡單情景中的向心力。
2、過程與方法。
(1)體驗(yàn)向心力的存在,會分析向心力的來源;
(2)從牛頓第二定律角度理解向心力表達(dá)式,進(jìn)一步體會力是產(chǎn)生加速度的原因;
(3)用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力表達(dá)式。
3、情感態(tài)度與價值觀。
(1)在實(shí)驗(yàn)操作中培養(yǎng)學(xué)生的動手習(xí)慣,提高理解、分析、解決問題的能力;
(2)讓學(xué)生感受成功的快樂,體會實(shí)驗(yàn)的意義,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。
三、教學(xué)探究的重點(diǎn)與難點(diǎn)
1、本節(jié)教學(xué)重點(diǎn):
①圓錐擺實(shí)驗(yàn)的探究過程。
②牛頓第二定律在曲線運(yùn)動中的應(yīng)用,在前面學(xué)習(xí)拋體運(yùn)動的基礎(chǔ)上,有學(xué)習(xí)圓周運(yùn)動,讓學(xué)生了解牛頓運(yùn)動定律不僅適用于直線運(yùn)動,同樣適用于曲線運(yùn)動,讓學(xué)生體會牛頓力學(xué)的魅力。
③明確1、圓周運(yùn)動中向心力的來源;2、向心力的確定方法與公式。
2、教學(xué)難點(diǎn):
①圓錐擺實(shí)驗(yàn)及有關(guān)物理量的測量(難就難在你不敢去嘗試,我準(zhǔn)備了這個演示實(shí)驗(yàn),預(yù)先我也測了一下,結(jié)果還可以,誤差很小,我覺得即使誤差大,也要去嘗試,做比不做好,讓學(xué)生體會驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)過程)。麻煩可能會出在
⑴怎樣點(diǎn)懸
⑵怎樣保證做圓周運(yùn)動
⑶怎樣測高度
②1、圓周運(yùn)動中向心力的來源;
2、圓錐擺實(shí)驗(yàn)及相關(guān)物理量的測量。
四、教學(xué)方法
本課采用“引導(dǎo)探究”式教學(xué)法,該教學(xué)法以解決問題為中心,注重學(xué)生的獨(dú)立鉆研,著眼于創(chuàng)造思維的培養(yǎng),充分發(fā)揮學(xué)生主動性。其主要程序是:提出問題→科學(xué)猜想→設(shè)計實(shí)驗(yàn)→科學(xué)探究→得出結(jié)論→指導(dǎo)實(shí)踐。它不僅重視知識的獲得,而且更重視學(xué)生獲得知識的過程及方法,更加突出了學(xué)生的主動學(xué)習(xí)。學(xué)生活動約占課時2/5。課堂氣氛將較活躍。能真正體現(xiàn)“以教為主導(dǎo),以學(xué)為主體”的教學(xué)思想。
五、教學(xué)流程(時間安排貫穿其中)
1、導(dǎo)入新課(3分鐘)
創(chuàng)造學(xué)習(xí)圓周運(yùn)動的情景,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是引入新課的知道思想。舉例和展示生活、生產(chǎn)中、體育比賽中的一些圓周運(yùn)動的例子,如我在課件里就安排了幾段動畫。如:①雙人滑冰的動畫②輕繩牽好小球在光滑冰面上做圓周運(yùn)動等,引導(dǎo)學(xué)生觀察歸納出他們的共同特征。讓學(xué)生思考圓周運(yùn)動的條件,以及怎樣滿足哪些條件,讓學(xué)生的思維進(jìn)入新課教學(xué)的軌跡。
2、新課教學(xué)(30分鐘)
(1)受力分析及規(guī)律總結(jié)向心力(8分鐘)
課件展示幾個圓周運(yùn)動實(shí)例,引導(dǎo)學(xué)生對物體進(jìn)行受力分析,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn),做圓周運(yùn)動的物體受到的合力總指向圓心,從而得出向心力的概念,理解向心力是做圓周運(yùn)動物體所受的合力,是按效果力命名的,再引導(dǎo)根據(jù)牛二定律及所學(xué)向心加速度的公式,推導(dǎo)出向心力的表達(dá)式。到這兒會有疑問向心加速度本身數(shù)學(xué)推導(dǎo)得出,再推出向心力這兩個公式可靠嗎?有沒有辦法驗(yàn)證?
(2)進(jìn)入圓錐探究實(shí)驗(yàn),理論推導(dǎo)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(本部分既重也難,時間15—18分鐘)
學(xué)生自主閱讀課本實(shí)驗(yàn),課件展示問題(原理、器材、需測數(shù)據(jù)表格)時間2—3分鐘可以討論,好了以后學(xué)生匯報(照閱讀提綱)學(xué)生匯報,教師點(diǎn)評、分析可不測r、m(通過投影片)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn),記錄表,與學(xué)生共同參與演示實(shí)驗(yàn)(測長度、可以老師測,學(xué)生幫助,與學(xué)生一起數(shù)圈)采集好數(shù)據(jù)后,當(dāng)場進(jìn)行計算。改變高度,再做一次,學(xué)生討論評估實(shí)驗(yàn)誤差。有無改進(jìn)辦法。再介紹幾個典型的圓周運(yùn)動,如物理跟轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動,
(3)解決問題及課堂拓展(8—10分鐘)
引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)向心力的特點(diǎn)及規(guī)律,得出向心力的公式,通過課本的習(xí)題進(jìn)行鞏固練習(xí)所學(xué)知識點(diǎn)達(dá)到知識融會貫通的效果。
(3)課堂小結(jié)(2分鐘)
(4)本和教學(xué)實(shí)施都落實(shí)了高中物理新課程的目標(biāo)要求,體現(xiàn)了新課程的精神,采取“學(xué)生自主探究,教師啟發(fā)導(dǎo)學(xué)”的新教法,充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí),讓學(xué)生自主探究。讓學(xué)生經(jīng)歷了“提出問題→猜想與假設(shè)→設(shè)計實(shí)驗(yàn)→實(shí)驗(yàn)探究→分析與論證→交流與合作→得出結(jié)論”等一系列過程,親身體會到科學(xué)探究的過程。通過實(shí)驗(yàn)探究,讓學(xué)生人人參與,親身體驗(yàn)探究過程,活躍學(xué)生思維,并在探究中突破教學(xué)難點(diǎn)。教師結(jié)合演示實(shí)驗(yàn),同時充分利用“多媒體課堂輔助教學(xué)資料庫”的教學(xué)課件,使課堂的教學(xué)效果大大提高
(5)作業(yè)布置
(a)P22 1—5。
(b)嘗試課本P22“做一做”實(shí)驗(yàn),可以當(dāng)場嘗試,如就地取材,塑料膠帶或線牽小球做圓周運(yùn)動。
六、板書設(shè)計
新課程強(qiáng)調(diào)“將學(xué)習(xí)的重心從過分強(qiáng)調(diào)知識的傳承和積累向獲取知識的探究過程轉(zhuǎn)化,從學(xué)生被動接受知識向主動獲取知識轉(zhuǎn)化,從而培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的精神”。為此本教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實(shí)施就是采用學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究和教師演示實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)法。
教學(xué)內(nèi)容
《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·物理(2)》(司南版)
教學(xué)目標(biāo)
1、知識與技能
(1)知道向心力,通過實(shí)例認(rèn)識向心力的作用及向心力的來源
(2)通過實(shí)驗(yàn)理解向心力的大小與哪些因素有關(guān)系,能運(yùn)用向心力公式進(jìn)行計算。
(3)知道向心加速度及其公式,能運(yùn)用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動的向心力和向心加速度。
2、過程與方法
(1)經(jīng)歷形成向心力概念的過程,培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、歸納能力。
(2)通過創(chuàng)設(shè)一定的問題情境,讓學(xué)生經(jīng)歷探索向心力F與哪些因素有關(guān)的過程,學(xué)習(xí)控制變量法,培養(yǎng)學(xué)生分析論證等能力。
3、情感態(tài)度與價值觀
學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法和科學(xué)研究態(tài)度,發(fā)展學(xué)生對科學(xué)的好奇心與求知欲,使學(xué)生樂于探究自然界的奧秘,體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅,培養(yǎng)學(xué)生主動參與活動的熱情和與他人合作的精神,有將自己的見解與他人交流的愿望,敢于堅持正確觀點(diǎn),勇于修正錯誤,具有團(tuán)隊精神。
教材分析
《向心力和向心加速度》是司南版必修2第三章第二節(jié)。本節(jié)是本章承上啟下的重要知識,學(xué)好這一節(jié)可以為學(xué)好本章應(yīng)用部分以及萬有引力的應(yīng)用作必要準(zhǔn)備。 教材先講向心力,后講向心加速度,回避了用矢量推導(dǎo)向心加速度這個難點(diǎn),通過實(shí)例給出向心力概念,再通過探究性實(shí)驗(yàn)給出向心力公式F=mrω2或 F=mv2/r,之后直接應(yīng)用牛頓第二定律得出向心加速度的表達(dá)式a=rω2或a=v2/r,順理成章,便于學(xué)生接受。
學(xué)情分析
在前面的教學(xué)中,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了勻速圓周運(yùn)動。知道描述勻速圓周運(yùn)動快慢的物理量有線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速等,并理解它們之間的關(guān)系。知道在傳動裝置中,共軸的輪子上各點(diǎn)的角速度相等;皮帶轉(zhuǎn)動(不打滑)中,凡和皮帶接觸的點(diǎn),線速度的大小相等。這些都為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。但學(xué)生只是表面知道勻速圓周運(yùn)動是一種變速運(yùn)動,因?yàn)樗木€速度方向時刻在變,更深一步來分析,為什么線速度的方向時刻在變?是什么力來改變物體的這種運(yùn)動狀態(tài),這個力有何特點(diǎn)?學(xué)生將帶著這些疑問來進(jìn)入本節(jié)課的學(xué)習(xí)。
教學(xué)過程
一、引入新課
1、 設(shè)置情景
教師做“水流星”實(shí)驗(yàn),并設(shè)下疑問:為什么盛水的杯子以一定的速度做圓周運(yùn)動,水不從杯里灑出,甚至杯子在豎直面內(nèi)運(yùn)動到最高點(diǎn)時,杯口已經(jīng)朝下,水也不會從杯里灑出來?
[在課堂上創(chuàng)設(shè)真實(shí)可見的物理情景,通過演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象,使學(xué)生產(chǎn)生懸念,激發(fā)好奇心和探索欲望,培養(yǎng)學(xué)生把生活與物理聯(lián)系一起的習(xí)慣。]
2、 復(fù)習(xí)提問
(1)什么是勻速圓周運(yùn)動?
(2)“勻速”的含義是什么?
在上節(jié)課的基礎(chǔ)上,學(xué)生很快得出答案。教師引導(dǎo)學(xué)生分析:由于勻速圓周運(yùn)動的速度方向時刻在變,所以勻速圓周運(yùn)動是變速曲線運(yùn)動。而力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。那么做勻速圓周運(yùn)動的物體所受合外力一定不為零。那么物體所受的外力有何特點(diǎn)?加速度怎樣呢?指出:這兩個問題即是我們這節(jié)課要研究的問題,且通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)大家即可自行解釋前面小實(shí)驗(yàn)的因果。
[采用這樣的導(dǎo)入法是在復(fù)習(xí)舊知識的基礎(chǔ)上,提出將要進(jìn)一步研究的問題,從而使學(xué)生對講授的新內(nèi)容產(chǎn)生迫切求知的欲望,主動積極開展思維活動,進(jìn)入新課的學(xué)習(xí)。同時能給學(xué)生一種知識的整體感。]
二、向心力
1、實(shí)驗(yàn)探究“小球在光滑水平面做圓周運(yùn)動”。
(1)、步驟
①一個小球,拴在繩的一端,繩的另一端固定于桌上,原來細(xì)繩處于松馳狀態(tài)
②用手輕擊小球,觀察繩繃直前后小球的運(yùn)動情況。
(2)、借助課件引導(dǎo)學(xué)生討論、分析:
①繩繃緊前,小球做勻速直線運(yùn)動,小球受到哪些力的作用?
②繩繃緊后,小球做勻速圓周運(yùn)動,小球受到哪些力的作用?合外力是哪個力?這個力的方向有什么特點(diǎn)?這個力起什么作用?
(3)、通過討論得到:
①做圓周運(yùn)動的物體始終受到一個指向圓心的力的作用,這個力叫向心力。
②向心力指向圓心,方向不斷變化。是變力。
③向心力的作用效果——只改變運(yùn)動物體的速度方向,不改變速度大小。
[這實(shí)驗(yàn)簡單易做,效果明顯,通過親身感受學(xué)生獲得了成功的樂趣。討論時教師應(yīng)適時介入引導(dǎo)學(xué)生得出正確的結(jié)論。]
2、課件展示動畫:(1)圓錐擺 (2) 物體相對轉(zhuǎn)盤靜止,隨盤做勻速圓周運(yùn)動 (3)汽車轉(zhuǎn)彎 (4)衛(wèi)星繞地球運(yùn)行
3、向心力的來源:通過對以上四個圓周運(yùn)動實(shí)例的分析得出向心力的`來源可以是某一個力(重力、彈力、摩擦力)或幾個力的合力,也可以是某個力的分力。
4、應(yīng)用:學(xué)生嘗試解釋“水流星”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
[向心力的來源是學(xué)生在本章學(xué)習(xí)中的一個難點(diǎn),用多媒體呈現(xiàn)直觀刺激材料,易引起學(xué)生注意,提高學(xué)習(xí)興趣。 圓錐擺等現(xiàn)象中,物體都做圓周運(yùn)動,具有運(yùn)動方面的共性,由此啟發(fā)學(xué)生對這些物體的受力進(jìn)行分析,尋找受力方面的共性,使學(xué)生經(jīng)歷了分析、比較、歸納等思維過程,也體驗(yàn)到了成功的喜悅。學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)中可能將向心力當(dāng)成獨(dú)立的一個力,教師此時應(yīng)特別指出:受力分析時, 不能多出一個向心力。且①物體做勻速圓周運(yùn)動時,向心力就是物體所受到的合外力。②物體做非勻速圓周運(yùn)動時,向心力物體并非是所受到的合外力。]
三、 向心力的大小
1、 實(shí)驗(yàn)探究:感受向心的大小
讓學(xué)生利用身邊的材料如鑰匙串、橡皮擦、筆、細(xì)繩等動手實(shí)驗(yàn)并感受向心的大小。
(1)讓學(xué)生用細(xì)線聯(lián)結(jié)鑰匙串、橡皮擦、筆等,然后拉住繩的一端,讓鑰匙串、橡皮擦、筆等盡量做勻速圓周運(yùn)動,改變轉(zhuǎn)動的快慢、細(xì)線的長短多做幾次。
(2)引導(dǎo)學(xué)生猜想:向心力的大小可能與物體的質(zhì)量、角速度、半徑有關(guān)。因此在探究向心力大小實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用控制變量法來研究這一問題。
[該小實(shí)驗(yàn)在此做了改動,與課本上的不盡相同。做該實(shí)驗(yàn)時學(xué)生的感受更直接,更易操作。提醒學(xué)生實(shí)驗(yàn)時應(yīng)使物體盡可能在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動,這樣繩的拉力近似等于向心力。]
課件展示:
2、 實(shí)驗(yàn)探究向心力大小
(1)實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法
(2)介紹向心力演示器的構(gòu)造和使用方法。
(3)實(shí)驗(yàn)過程
①質(zhì)量不同的鋼球和鋁球,當(dāng)它們運(yùn)動的半徑r和角速度ω相同時,比較向心力的大小
②兩個質(zhì)量相同的小球,保持運(yùn)動半徑相同,觀察向心力與角速度之間的關(guān)系
③兩個質(zhì)量相同的小球,保持小球運(yùn)動的角速度相同,觀察向心力的大小與運(yùn)動半徑之間的關(guān)系
(4)實(shí)驗(yàn)記錄表格
實(shí)驗(yàn)質(zhì)量比值(m1:m2)半徑比值(r1:r2)角速度比值(ω1:ω2)向心力近似比值(F1:F2)123
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
①實(shí)驗(yàn)表明物體做圓周運(yùn)動所需向心力大小為:
F=mω2r (式中F表示向心力,m表示物體的質(zhì)量,ω是物體做圓周運(yùn)動的角速度,r是所做圓周運(yùn)動的圓周半徑。)
②應(yīng)用線速度和角速度的關(guān)系,上述公式可變形為:
F=mv2/r (式中v是做勻速圓周運(yùn)動的線速度)
[對于控制變量法學(xué)生已有一定程度的認(rèn)知,因此在學(xué)生的自主探究并提出猜想后通過演示實(shí)驗(yàn)師生一起探究最后得出向心力大小的關(guān)系式。在介紹向心力演示器的構(gòu)造和使用方法時教師可結(jié)合傳動裝置中,共軸的輪子上各點(diǎn)的角速度相等,皮帶傳動(不打滑)中,凡和皮帶接觸的點(diǎn),線速度的大小相等這一知識點(diǎn)讓學(xué)生思考怎樣控制角速度不變。當(dāng)學(xué)生明白這一問題后,教師的演示也可換成學(xué)生的演示。不然,臺上的忙得不亦樂乎,臺下的卻不知所以然,純看熱鬧。]
四、向心加速度:
⒈ 定義: 由向心力產(chǎn)生的加速度叫向心加速度。
2、物理意義: 它是表示速度方向變化快慢的物理量。
3、向心加速度的大小與方向
(1)引導(dǎo)學(xué)生利用牛頓第二定律推導(dǎo)出向心加速的表達(dá)式----a=ω2r.
向心力的大小還可以用F=mν2/r來表達(dá),同樣向心加速度也可表示為--a=ν2/r.
(2)方向:與向心力的的方向一致。沿半徑指向圓心,方向不斷變化,所以勻速圓周運(yùn)動是變加速運(yùn)動。
4、動動腦:a=ω2r、a=ν2/r ,a與r究竟是成正比呢,還是成反比?
指出:當(dāng)w一定時,a∝r
當(dāng)v一定時,a∝1/r
5、課本例題:在航空競賽場里,由一系列路標(biāo)塔指示飛機(jī)的飛行路徑。在飛機(jī)轉(zhuǎn)彎時,飛行員能承受的最大向心加速度大小約為6g(g為重力加速度)。設(shè)一飛機(jī)以150 m/s的速度飛行,當(dāng)加速度為6g時,其路標(biāo)塔轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)該為多少?
六、小結(jié)[在小結(jié)中需給學(xué)生指出,向心力和向心加速度的公式雖然是從勻速圓周運(yùn)動中推導(dǎo)出來的,但這些公式對變速圓周運(yùn)動中求某點(diǎn)的向心力和向心加速度也適用.]
七、作業(yè):P72 3、4、5小題
設(shè)計思路
向心力和向心加速度是高中物理的一個難點(diǎn)內(nèi)容,學(xué)生對于向心力一直很難理解。為了突破重點(diǎn),難點(diǎn),本節(jié)課本節(jié)首先通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)可見的物理情景,激發(fā)他們的求知欲,引起學(xué)習(xí)的興趣。然后學(xué)生親身進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究來感受向心力。當(dāng)學(xué)生對向心力的概念有了一定的認(rèn)識后,就進(jìn)一步提出向心力的大小與哪些因素有關(guān)呢?再讓學(xué)生動手完成感受向心力大小的小實(shí)驗(yàn)后做出猜想,然后借助了向心力演示器進(jìn)行實(shí)驗(yàn),從而得出了向心力公式。接著運(yùn)用牛頓第二定律,給出向心加速度的公式,讓學(xué)生明白勻速圓周運(yùn)動的向心力和向心加速度的大小不變,但方向時刻在改變。
本教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實(shí)施都落實(shí)了高中物理新課程的目標(biāo)要求,體現(xiàn)了新課程的精神,采取“學(xué)生自主探究,教師啟發(fā)導(dǎo)學(xué)”的新教法,充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí),讓學(xué)生自主探究,親身體會到科學(xué)探究的過程。通過實(shí)驗(yàn)探究,讓學(xué)生人人參與,親身體驗(yàn)探究過程,活躍學(xué)生思維,并在探究中突破教學(xué)難點(diǎn)。教師結(jié)合演示實(shí)驗(yàn),同時充分利用多媒體課輔助教學(xué),使課堂的教學(xué)效果大大提高。這是一節(jié)科學(xué)的、操作性很強(qiáng)的教學(xué)設(shè)計案例。
本節(jié)教材選自人民教育出版社全日制普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(物理2·必修)第五章《曲線運(yùn)動》第六節(jié)《向心力》。
教材的內(nèi)容方面來看,本章節(jié)主要講解了向心力的定義、定義式、方向及驗(yàn)證向心力的表達(dá)式,變速圓周運(yùn)動和一般曲線運(yùn)動。前面幾節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動、圓周運(yùn)動、向心加速度,這節(jié)講的是描述使物體做圓周運(yùn)動的合外力,是對物體運(yùn)動認(rèn)識上的升華,為接下來萬有引力的的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。所以在整個教材體系中起了承上啟下的作用,并且這樣的安排由簡單到復(fù)雜,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。
從教材的地位和作用方面來看,本章節(jié)是運(yùn)動學(xué)中的重要概念,也是高一年級物理課程中比較重要的概念之一,是對物體運(yùn)動認(rèn)識上的升華,它把運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)聯(lián)系在了一起,具有承上啟下的橋梁作用,也是學(xué)生知識系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。
【知識基礎(chǔ)方面】在學(xué)習(xí)本節(jié)課前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動、圓周運(yùn)動、向心加速度,具備了探究向心力的基本知識和基本技能,這為本節(jié)課的探究性學(xué)習(xí)起到了鋪墊作用。
【思維基礎(chǔ)方面】高一的學(xué)生通過初中科學(xué)和第一學(xué)期的學(xué)習(xí),具有了一定的物理思維方法和較強(qiáng)的計算能力,但接受能力尚欠缺,需要教師正確的引導(dǎo)和啟發(fā)。
【情感態(tài)度方面】在學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)中,與向心力有關(guān)的現(xiàn)象有,但是有一些是錯誤的這就給學(xué)生理解向心力的概念帶來困難。
理解向心力的定義;
理解向心力的作用效果;
通過對向心力,向心加速度,圓周運(yùn)動,牛頓第二定律的理解與學(xué)習(xí),相互聯(lián)系,體驗(yàn)對物理概念的學(xué)習(xí)方法
通過用概念前后聯(lián)系的方法得出加速度的概念,感悟到探索問題解決問題的興趣和學(xué)無止境的觀點(diǎn);
通過向心力的教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)實(shí)的生活經(jīng)歷與體驗(yàn)出發(fā),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;
通過一些有趣的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn),加深學(xué)生的印象,容易讓學(xué)生理解,引起學(xué)生興趣;
重點(diǎn):向心力表達(dá)式驗(yàn)證,向心力來源與作用效果。設(shè)定一定運(yùn)動情景,來驗(yàn)證向心力表達(dá)式。來源進(jìn)行舉例說明,進(jìn)行受力分析。(重點(diǎn)如何落實(shí))
難點(diǎn):向心力表達(dá)式的驗(yàn)證。通過用圓錐擺粗濾驗(yàn)證表達(dá)式,通過圓錐擺做勻速圓周運(yùn)動解釋原理,分析其在運(yùn)動角度和手里角度的合外力,測量數(shù)據(jù)與測量器材,一步步得出表達(dá)式的正確。(難點(diǎn)咋么突破)
回顧本章內(nèi)容,復(fù)習(xí)向心加速度,放一個有關(guān)視屏,向同學(xué)提問物體為甚么做圓周運(yùn)動?
一、做小球做圓周運(yùn)動的實(shí)驗(yàn),多問題進(jìn)行思考,得出向心力特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)
二、教授有關(guān)向心力的有關(guān)知識并進(jìn)行一定補(bǔ)充。
列出知識的聯(lián)系曲線運(yùn)動——勻速圓周運(yùn)動--受到力--向心加速度,提問向心加速度定義、方向、表達(dá)式 學(xué)生活動
利用課件視頻資源,在大屏幕上播放籠中摩托車的視頻,引導(dǎo)學(xué)生分析摩托車為什么做勻速圓周運(yùn)動?
1、摩托車做什么運(yùn)動?
為什么做勻速圓周運(yùn)動?
模擬小球在光滑桌面上做勻速圓周運(yùn)動,提問:
1、小球?yàn)槭裁醋鰟蛩賵A周運(yùn)動?
2、小球受到哪些力作用?
3、合外力是哪個力?這個力的方向有什么特點(diǎn)?這個力起什么作用?
重力,支持力,繩子的拉力。
繩子的拉力,方向指向圓心。使物體做勻速圓周運(yùn)動?!綿jz525.com 勵志的句子】
向心力是人教版物理必修2第五章第6節(jié)內(nèi)容。教材中由牛頓運(yùn)動定律和向心加速度引入的向心力;
功能分析:
在教學(xué)大綱中屬于B段要求。是本章的核心內(nèi)容,又是天體運(yùn)動的理論基礎(chǔ)之一。通 過對本章節(jié)的教學(xué)可以提高學(xué)生把生活事例簡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。
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,接著利用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力表達(dá)式,最后分析一般曲線運(yùn)動和變速圓周運(yùn)動中的向心力。
資源分析:
可利用媒體展示現(xiàn)實(shí)中的圓周運(yùn)動;
可利用帶細(xì)線的小球模擬現(xiàn)實(shí)中的圓周運(yùn)動,完成初步的“實(shí)例——模型”的轉(zhuǎn)化。
可以利用課件展示由實(shí)物到模型的過程更容易讓學(xué)生接受、理解、掌握、運(yùn)用、提高;
可以利用實(shí)物投影給學(xué)生展示自我的機(jī)會,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;
學(xué)生熟練掌握了受力分析的方法,能獨(dú)立完成對物體的受力分析;
已經(jīng)學(xué)習(xí)過向心加速度的內(nèi)容,知道向心加速度的表達(dá)式,方向;
已經(jīng)學(xué)習(xí)過牛頓第二定律,知道合力和加速度的關(guān)系。
學(xué)習(xí)中的自我監(jiān)控:
學(xué)會觀察,從看到的現(xiàn)象中找到隱藏的規(guī)律;
能獨(dú)立完成學(xué)案內(nèi)容,結(jié)合觀察到的現(xiàn)象得出自己對指“向圓心的合力的理解”,并敢于發(fā)表自己的看法;
懂得互助合作,且積極參與小組討論。
知道向心力大小與那些因素有關(guān),理解公式的確切含義,并能用來計算;
會根據(jù)向心力和牛頓第二定律的知識分析、討論與圓周運(yùn)動相關(guān)的物理現(xiàn)象;
過程與方法:
通過向心力概念的學(xué)習(xí),知道從不同角度研究問題的方法;
情感態(tài)度和價值觀:
培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度;
通過探究活動,使學(xué)生獲得成功的喜悅,提高他們學(xué)習(xí)物理的興趣和自信心;
通過向心力和向心加速度概念的學(xué)習(xí),認(rèn)識實(shí)驗(yàn)對物理學(xué)研究的作用,體會物理規(guī)律與生活的聯(lián)系。
教法:采用媒體展示,提出問題,演示過程,指導(dǎo)實(shí)驗(yàn),總結(jié)結(jié)論,反饋評價。
學(xué)法:獨(dú)立觀察、分析小結(jié),發(fā)表見解,小組討論,了解原理,動手操作實(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)際問題。
教學(xué)媒體設(shè)計:
視頻:(1)水流星,雙人滑冰,飛車走壁,三個過程,其中加入由實(shí)物圖片到素描圖片到模型的演化過程。
黑板:出示標(biāo)題,豎直圓周運(yùn)動一般位置的受力分析圖,例題講解。
力 Fn的方向 :
由以上推導(dǎo)過程我們能發(fā)現(xiàn)做圓周運(yùn)動的基本條件:
合力方向與運(yùn)動方向之間的關(guān)系? 小結(jié):物體做勻速圓周運(yùn)動是因?yàn)槭艿搅Φ淖饔?,這些力的合力指向圓心,我們把這個指向圓心的合力叫向心力。
本節(jié)課在學(xué)生掌握了圓周運(yùn)動物理量的描述,(線速度,角速度,周期,頻率,轉(zhuǎn)速)以及直線運(yùn)動加速度,平拋運(yùn)動加速度的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí),讓學(xué)生知道向心加速度能夠表示勻速圓周運(yùn)動物體速度變化的快慢究竟是怎么一回事?!断蛐募铀俣取芬还?jié)是本章承上啟下的重要知識,學(xué)好這節(jié)內(nèi)容,一方面可以深化前面所學(xué)的勻速圓周運(yùn)動知識,另一方面又為第六章萬有引力與航天的學(xué)習(xí)打好必要的基礎(chǔ)。
教材從了解運(yùn)動的規(guī)律過渡到了解力跟運(yùn)動關(guān)系的規(guī)律;把向心加速度放在向心力之前,從運(yùn)動學(xué)的角度來學(xué)習(xí)向心加速度。教材為了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究合作能力,改變了過去從向心力推導(dǎo)向心加速度的 教學(xué) 方式。
高一學(xué)生對物體的受力分析和運(yùn)動情況分析已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ),也學(xué)習(xí)了牛頓三大定律,初步具備了以加速度為橋梁的運(yùn)動與力的關(guān)系的知識體系。他們的好奇心強(qiáng),具有較強(qiáng)的探究欲望且有多次小組合作經(jīng)驗(yàn)。但他們的邏輯推理能力和抽象思維能力不是很好,不注重對知識內(nèi)涵的研究,對物理的學(xué)習(xí)還缺乏方法,習(xí)慣于硬套公式。而向心力向心加速度概念比較抽象,會給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來較大的困難。針對學(xué)生的實(shí)際情況,在教學(xué)中我利用實(shí)例來分析勻速圓周運(yùn)動的物體所受的合力,再由實(shí)驗(yàn)來探究向心力的大小與物體的質(zhì)量、圓周半徑、線速度的關(guān)系,而后用牛頓第二定律引出向心加速度方向和大小,這樣符合教材編寫的意圖,突出概念教學(xué)的物理過程,真正讓學(xué)生體驗(yàn)到了學(xué)習(xí)過程。
破教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn),為了體現(xiàn)了教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位,我主要采用“引導(dǎo)探究式”教學(xué)法,創(chuàng)設(shè)情景,引導(dǎo)探究,讓學(xué)生自覺提問,大膽猜想,動手操作,合作交流。
(四)【教學(xué)用具】:
為了強(qiáng)調(diào)了物理實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性,為了突出媒體創(chuàng)設(shè)情景的有效性,我準(zhǔn)備了多媒體器材、課件、投影等作為本節(jié)課的教具。?
2、知道向心加速度和線速度、角速度的關(guān)系式。
3、能夠運(yùn)用向心加速度公式求解有關(guān)問題。
體驗(yàn)向心加速度的導(dǎo)出過程,領(lǐng)會推導(dǎo)過程中用到的數(shù)學(xué)方法。
培養(yǎng)學(xué)生思維能力和分析問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生探究問題的熱情、樂于學(xué)習(xí)的品質(zhì)。
理解勻速圓周運(yùn)動中加速度的產(chǎn)生原因,掌握向心加速度的確定方法和計算公式。
(一)引入新課:
教師活動:通過前面的學(xué)習(xí),我們已經(jīng)知道,做曲線運(yùn)動的物體,速度一定是變化的,即作曲線運(yùn)動的物體,一定有加速度,且合外力不為零。我們還知道,對于一般的曲線運(yùn)動,合外力和加速度總指向曲線的凹測,圓周運(yùn)動是曲線運(yùn)動,那么做圓周運(yùn)動的物體,加速度的大小和方向如何來確定呢?這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)這個問題。
教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材 “思考與討論”部分,投影圖6.6-1和圖6.6-2以及對應(yīng)的例題,引導(dǎo)學(xué)生思考討論并回答。
學(xué)生認(rèn)真閱讀教材,思考問題,選出代表發(fā)表見解。
教師給予補(bǔ)充,必要時給學(xué)生啟發(fā),引導(dǎo)學(xué)生解決,回答學(xué)生提出的問題。
設(shè)疑:我們這節(jié)課要研究勻速圓周運(yùn)動的加速度,可是以上兩個例題卻在研究物體所受的力,為什么呢?
點(diǎn)評:喚起學(xué)生進(jìn)一步探究新知的欲望。為下一步的研究確定思路。
學(xué)生由牛頓第二定律知,合外力方向與加速度方向相同。
●規(guī)律總結(jié):
1.勻速圓周運(yùn)動的物體所受到的合外力沿著半徑指向圓心.
2.勻速圓周運(yùn)動的加速度的方向沿著半徑指向圓心,與圓周相切,叫做向心加速度.
我們知道了勻速圓周運(yùn)動加速度的方向,我們知道加速度是矢量,方向如何呢?由直線運(yùn)動的加速度定義a= 引入。
教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材 “速度變化量”部分,引導(dǎo)學(xué)生在練習(xí)本上畫出物體加速運(yùn)動和減速運(yùn)動時速度變化量Δv的圖示,投影展示:
如果初速度v1和末速度v2不在同一直線上,如何表示速度的變化量Δv?
教師引導(dǎo),投影展示:
速度的變化量△v與初速度v1和末速度v2的關(guān)系:從同一點(diǎn)作出物體在一段時間的始末兩個速度的矢量v1和v 2,從初速度矢量v1的末端作一個矢量△v至末速度矢量v2的末端,矢量△v就等于速度的變化量。
探究:設(shè)質(zhì)點(diǎn)沿半徑為r的圓周運(yùn)動,某時刻位于A點(diǎn),速度為VA,經(jīng)過時間后位于B點(diǎn),速度為VB,質(zhì)點(diǎn)速度的變化量沿什么方向?
閱讀教材 “向心加速度”部分,投影圖6.6-5,思考:
(1)在A、B兩點(diǎn)畫速度矢量vA和vB時,要注意什么?
(2)將vA的起點(diǎn)移到B點(diǎn)時要注意什么?
(3)如何畫出質(zhì)點(diǎn)由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)時速度的變化量Δv?
(4)Δv/Δt表示的意義是什么?
(5)Δv與圓的半徑平行嗎?在什么條件下,Δv與圓的半徑平行?
思考并閱讀教材,在練習(xí)本上獨(dú)立完成上面的推導(dǎo)過程。
喜歡《向心力教案》一文嗎?“幼兒教師教育網(wǎng)”希望帶您更加了解幼兒園教案,同時,yjs21.com編輯還為您精選準(zhǔn)備了向心力教案專題,希望您能喜歡!
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