向心力教案 篇1
學(xué)習(xí)目標(biāo):
(1)理解向心力的概念,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)理解向心力大小與哪些因素有關(guān)系,能運(yùn)用向心力公式進(jìn)行計(jì)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(dòng)的向心力和向心加速度。
猜想:_____________________________________________。
r、ω相同,長短槽上小球質(zhì)量比為1比2。
在r、ω一定時(shí),f向與m成_______比。
m、ω相同,長短槽上小球半徑比為2比1。
在m、ω一定時(shí),f向與r成_______比。
m、r相同,長短槽上小球角速度比為1比2。
在m、r一定時(shí),f向與ω____________比。
鞏固1:
對物體受力分析,說明向心力的來源。
鞏固2:
長度為0.5m的輕繩一端系一質(zhì)量為2kg的小球,另一端固定,小球繞固定點(diǎn)在光滑水平面上以4m/s的速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng),請計(jì)算小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度的大???
當(dāng)堂檢測:
a、由公式f=mω2r可知在m和ω一定的情況下,向心力和半徑成正比
向心力教案 篇2
《向心力》一節(jié)第五章曲線運(yùn)動(dòng)的重點(diǎn)、難點(diǎn),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。
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;
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(huì)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(huì)解決問題從特殊到一般的思維方法。并學(xué)會(huì)用力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)來分析、解決問題。
? 1.經(jīng)歷科學(xué)探究的過程,領(lǐng)略實(shí)驗(yàn)是解決物理問題的一種基本途徑,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度;
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。
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(huì)分析向心力的來源。
(二)教學(xué)難點(diǎn)?
理解向心力是一個(gè)效果力,會(huì)分析向心力的來源,理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)中供求關(guān)系。
高一的學(xué)生有著強(qiáng)烈的好奇心和求知欲,已有基本的觀察、分析、推理能力,能夠探討現(xiàn)象發(fā)生的原因,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。
1.理解了質(zhì)量、力與加速度的關(guān)系;
2.了解了描述圓周運(yùn)動(dòng)的各個(gè)物理量及其關(guān)系;
3.認(rèn)識了勻速圓周運(yùn)動(dòng)指向圓心的向心加速度。
猜想法、實(shí)驗(yàn)法、小組合作法等。
通過教法與學(xué)法的相互結(jié)合,體現(xiàn)教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體的教學(xué)原則。
提問:為什么做圓周運(yùn)動(dòng)的物體沒有沿著直線飛出去?
提問:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體有什么受力特點(diǎn) 學(xué)生觀察圖片,聯(lián)系生活實(shí)際,思考問題。
學(xué)生觀察游戲現(xiàn)象,思考問題 利用情景式教學(xué),讓學(xué)生回憶玩這兩個(gè)游戲時(shí)的感受;通過游戲引發(fā)學(xué)生思考,吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,也讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)的知識來源于生活,體現(xiàn)從生活走向物理的課程設(shè)計(jì)理念。
帶領(lǐng)學(xué)生對超級秋千及乒乓球受力分析。引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)向心力定義。
做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體會(huì)受到一個(gè)始終指向圓心的合力,這個(gè)力叫做向心力。
組織學(xué)生討論、分析生活中幾種勻速圓周運(yùn)動(dòng)及模擬勻速圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫。
(3)不做功 學(xué)生對超級秋千及乒乓球進(jìn)行受力分析,并思考新課引入時(shí)提出的問題。總結(jié)歸納出向心力的定義。
小組討論,分析圖片中向心力的來源,發(fā)現(xiàn)支持力、摩擦力、拉力均可充當(dāng)向心力??偨Y(jié)向心力是效果力的特點(diǎn)。
觀看模擬勻速圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫,認(rèn)真觀察、分析,向心力的方向始終在變化;向心力的只改變速度方向,不改變速度大小。 通過受力分析,尋找乒乓球不掉落的原因,激發(fā)學(xué)生分析、推理的能力。
通過大量引入生活中常見的勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例,充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,并貫徹物理源于生活的理念。培養(yǎng)學(xué)生,將知識運(yùn)動(dòng)到實(shí)際生活中的能力。
向心力教案 篇3
一、教材分析
本節(jié)內(nèi)容是高中物理教材第五章勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的一節(jié),在此之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念以及描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量。本節(jié)是本章的重點(diǎn),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知識作必要準(zhǔn)備。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識目標(biāo):理解什么是向心力,什么是向心加速度。能運(yùn)用向心力和向心加速度的公式解答有關(guān)問題。
2.能力目標(biāo):懂得用控制變量法研究物理問題,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒎治瞿芰?、解決實(shí)際問題的能力。
3.情感目標(biāo):學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法和科學(xué)研究態(tài)度。
三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
1.重點(diǎn):向心力大小與m、r、ω的關(guān)系
2.難點(diǎn):①理解向心力的概念②理解公式a=rw2和a=v2/r
四、教學(xué)方法:
由于學(xué)生剛剛步入高中,對高中物理學(xué)習(xí)還缺乏方法,習(xí)慣于硬套公式,而本節(jié)內(nèi)容涉及公式較多,會(huì)給學(xué)生帶來較大的困難,所以需要教師引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究,自己歸納結(jié)論,理解記憶公式,從而達(dá)到能靈活運(yùn)用的目的。
因此本課采用“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)生的主動(dòng)性。其主要程序是:提出問題→科學(xué)猜想→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→探索研究→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)生獲取知識的過程及方法,更加突出了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)。學(xué)生活動(dòng)約占課時(shí)的1/2,課堂氣氛將比較活躍,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)用具
1.多媒體、錄象短片、課件
2.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材:彈簧秤,繩子,小球(若干個(gè)),圓珠筆桿套
六、教學(xué)過程
(一)向心力概念:
復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容,播放幾個(gè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例的錄象短片,引導(dǎo)學(xué)生逐一進(jìn)行受力分析,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn),做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合力總是指向軌跡圓心,從而得出向心力的概念,理解向心力是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體所受的合力,是按效果命名的,并理解它的方向和作用。
(二)向心力大小與哪些因素有關(guān)
展示情景,提出問題
首先播放“小孩拿著帶繩子的玩具掄圈圈”的畫面和“賽車因速度過大而脫離軌道”的片段,創(chuàng)設(shè)情景,讓學(xué)生感受到物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要一定的向心力,否則物體將脫離圓軌道。然后設(shè)問:質(zhì)量為m的物體以角速度ω做半徑為r的勻速周運(yùn)動(dòng)時(shí),究竟需要多大的向心力?引出“探究向心力大小”這一研究課題。
2.思維發(fā)散,科學(xué)猜想
鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜測:假如你是歷史上第一個(gè)研究向心力大小的人,猜猜看“向心力可能與哪些因素有關(guān)?”并指出科學(xué)猜想是研究自然科學(xué)的一種廣泛應(yīng)用的思想方法。
在這環(huán)節(jié)中,學(xué)生分組討論,根據(jù)日常生活經(jīng)驗(yàn)加以猜想,總結(jié)出:向心力F可能與m、ω、r有關(guān)系。
3.設(shè)疑集思,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
展示思考題:①用什么方法研究向心力F與m、r、ω的關(guān)系?②實(shí)驗(yàn)的研究對象是什么?需觀察、記錄什么?③列出實(shí)驗(yàn)原理、所用的器材和具體步驟。
在這環(huán)節(jié)中,學(xué)生分組討論,然后請個(gè)別學(xué)生回答。
4.分組實(shí)驗(yàn),探索研究
經(jīng)過討論,決定利用彈簧秤、細(xì)繩、圓珠筆桿套、不同質(zhì)量的帶孔小球若干,按照如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
在此環(huán)節(jié)中,學(xué)生以四個(gè)人為一個(gè)小組,像科學(xué)家那樣興趣盎然地開始按擬定的方案實(shí)驗(yàn),邊做邊想邊記。教師巡視,注意他們設(shè)計(jì)是否合理,儀器使用是否得當(dāng),數(shù)據(jù)記錄是否正確,做個(gè)別輔導(dǎo)。
5.綜合分析,得出結(jié)論
學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,分析、歸納,得出結(jié)論,以組為單位,推舉代表發(fā)言。
教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn):向心力F確實(shí)與m、ω、r有關(guān),并說明精確的實(shí)驗(yàn)可以得出
F=mrω2。
6.應(yīng)用練習(xí),指導(dǎo)實(shí)踐
(向心力,向心加速度)說課稿,標(biāo)簽:物理說課模板,高中物理說課模板,
用投影儀展示分層練習(xí)題:
⑴.要使一個(gè)3千克的物體,在半徑為2米的周圓上以4m/s的速度運(yùn)動(dòng),需要多大的向心力。
⑵.線的一端拴一重物,手執(zhí)線的另一端,使重物做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)相等時(shí),線長易斷還是線短易斷?
⑶.為什么賽車速度過大會(huì)脫離軌道?
此環(huán)節(jié),教師可因材施教,點(diǎn)不同層次的學(xué)生來解答不同的問題,然后根據(jù)情況有選擇地進(jìn)行講解。
7.歸納總結(jié),學(xué)法指導(dǎo)
教師總結(jié):讓學(xué)生回顧本課的探究過程:發(fā)現(xiàn)問題→進(jìn)行猜想→探索研究→得出結(jié)論→指導(dǎo)實(shí)踐。指明這是研究物理問題的基本思路。
(三)向心加速度
1.引導(dǎo)學(xué)生自己通過牛頓第二定律推出公式a=rω2。
2.通過練習(xí)引導(dǎo)學(xué)生正確理解公式a=rω2及a=v2/r。
八、布置作業(yè):課后練習(xí)⑵⑶⑹
九、板書設(shè)計(jì):
1.向心力
⑴概念:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合力總指向圓心,這個(gè)力叫做向心力。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):
⑴器材:
⑵步驟:
⑶裝置圖:
⑵方向:總指向圓心
⑶作用:使物體的速度方向發(fā)生變化
⑷大?。篎=mrω2=mv2/r
2.向心力加速度:
⑴概念:向心力產(chǎn)生的加速度.
⑵意義:描述線速度方向變化的快慢。
⑶大?。篴=rω2=V2/r
⑷方向:總是指向圓心。
十、預(yù)測評估
1.向心力容易被學(xué)生認(rèn)為是一種新的性質(zhì)力,所以應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對多個(gè)實(shí)例進(jìn)行受力分析,以明確向心力的來源。
2.學(xué)生不易正確理解向心力、向心加速度與軌道半徑的關(guān)系,新課中應(yīng)通過課后練習(xí)引導(dǎo)學(xué)生正確理解。
3.部分同學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰^弱,在探究實(shí)驗(yàn)中教師應(yīng)加強(qiáng)巡回指導(dǎo)。
向心力教案 篇4
概念是構(gòu)成物理知識的基礎(chǔ),正確地理解、掌握物理概念是學(xué)好物理的保證。在教學(xué)中如果能根據(jù)物理概念的特點(diǎn)以及學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,運(yùn)用認(rèn)知心理學(xué)理論設(shè)計(jì)概念教學(xué)過程,必將有利于學(xué)生對概念的習(xí)得。根據(jù)現(xiàn)代認(rèn)知理論,知識的習(xí)得可分為三個(gè)階段:知識的領(lǐng)會(huì)、知識的鞏固、知識的應(yīng)用。結(jié)合物理概念的特點(diǎn),其教學(xué)的過程也可分為三個(gè)階段:概念的領(lǐng)會(huì)、概念的理解和概念的應(yīng)用。
本課時(shí)的教學(xué)將遵從現(xiàn)代認(rèn)知理論設(shè)計(jì)教學(xué)過程。
向心加速度是加速度概念的延續(xù),同時(shí)是圓周運(yùn)動(dòng)與向心力之間的紐帶。理解向心加速度將為理解向心力與圓周運(yùn)動(dòng)的關(guān)系奠定良好的基礎(chǔ)。利用向心加速度分析圓周運(yùn)動(dòng)速度變化的問題繼承了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析問題的一般方法。這部分內(nèi)容既可以復(fù)習(xí)直線運(yùn)動(dòng)的知識,更為今后圓周運(yùn)動(dòng)的解決提供方法。
學(xué)生通過必修1的學(xué)習(xí),已經(jīng)了解了直線運(yùn)動(dòng)的解決方法。通過牛頓運(yùn)動(dòng)定律的學(xué)習(xí)已經(jīng)體會(huì)了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。對曲線運(yùn)動(dòng)條件的學(xué)習(xí),讓學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識到曲線運(yùn)動(dòng)都是變速運(yùn)動(dòng),一定會(huì)產(chǎn)生加速度。對于圓周運(yùn)動(dòng)中加速度的問題,學(xué)生應(yīng)該不會(huì)覺得陌生。
本節(jié)整體設(shè)計(jì)的提出是基于學(xué)生對向心加速度的認(rèn)識和理解。首先通過花樣滑冰、鏈球比賽這兩個(gè)視頻觀察做圓周運(yùn)動(dòng)的物體需要怎樣的力。而后通過學(xué)生實(shí)驗(yàn):朔料杯中的小球做圓周運(yùn)動(dòng)和細(xì)線拉著的小球在水平桌面上做圓周運(yùn)動(dòng),讓學(xué)生親自體會(huì)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的力是如何提供的。得出做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到指向圓心的力,由這個(gè)力產(chǎn)生的加速度稱為向心加速度。
在推導(dǎo)向心加速度大小時(shí),利用做好的泡沫板大圓和毛衣針、磁帖、磁條動(dòng)態(tài)的演示△t 趨于零時(shí)△v的極限過程。同時(shí)要求學(xué)生做圖,體會(huì)△v的方向和大小,進(jìn)而推導(dǎo)出向心加速度的表達(dá)式。
在應(yīng)用向心加速度的表達(dá)式時(shí),展示拆卸好的自行車輪盤和制做好的皮帶輪,讓學(xué)生感受從實(shí)際應(yīng)用到構(gòu)建模型,體會(huì)物理的研究方法。
從觀察圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例,到動(dòng)手體驗(yàn)圓周運(yùn)動(dòng),再到理論推導(dǎo)向心加速度表達(dá)式,最后應(yīng)用向心加速度表達(dá)式。這個(gè)過程遵從了對知識學(xué)習(xí)的認(rèn)知規(guī)律,領(lǐng)會(huì)、鞏固、應(yīng)用。在應(yīng)用階段又是先從實(shí)際運(yùn)動(dòng)情景展開,向?qū)W生展示熟悉的自行車輪盤,而后再抽象為物理模型--教學(xué)用的皮帶輪。
在教學(xué)中幾項(xiàng)自制實(shí)驗(yàn)教具,給本課時(shí)的教學(xué)帶來了較好的效果。推導(dǎo)向心加速度表達(dá)式時(shí)用到的,泡沫板大圓、毛衣針、磁帖、磁條為動(dòng)態(tài)展示極限思想起到了很好的作用。教學(xué)用皮帶輪為學(xué)生從實(shí)際運(yùn)動(dòng)過度到物理模型起到了不可替帶的作用。
本節(jié)課創(chuàng)設(shè)的情景生動(dòng)自然豐富,設(shè)問有層次。問題中既運(yùn)用了原有知識,又提供新信息做參考,有助于學(xué)生溫故知新,在思考、討論和交流中自主構(gòu)建知識體系。
知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),具有指向圓心的加速度----向心加速度。
會(huì)用矢量圖表示速度變化量與速度之間的關(guān)系,理解加速度與速度、速度變化量的區(qū)別。
知道向心加速度的表達(dá)式,能根據(jù)問題情景選擇合適的向心加速度的表達(dá)式并會(huì)用來進(jìn)行簡單的計(jì)算。
過程與方法:
通過實(shí)例分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度的方向,體會(huì)實(shí)例分析的方法。
通過推導(dǎo)向心加速度的表達(dá)式,體會(huì)矢量法則;
通過推導(dǎo)向心加速度的過程再次體會(huì)極限思想。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀:
加強(qiáng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí),自主學(xué)習(xí)。
體會(huì)圓周運(yùn)動(dòng)與生活的關(guān)系。
實(shí)驗(yàn)器材:
教師實(shí)驗(yàn)器材:玻璃大燒杯、乒乓球、泡沫朔料板制作的大圓、毛衣針6支、小磁鐵6塊、磁條4根,拆卸好的自行車、自制的皮帶輪
上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了勻速圓周運(yùn)動(dòng),下面我們一同回顧一下描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量。 打開ppt
(展示問題內(nèi)容,節(jié)約教學(xué)實(shí)間,提高教學(xué)密度) 學(xué)生 線速度、角速度、周期 教師
通過上節(jié)課的學(xué)習(xí),我們對勻速圓周運(yùn)動(dòng)有了一定的了解,請同學(xué)們思考是什么原因,使得做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體老老實(shí)實(shí)的在圓周上運(yùn)動(dòng)而不能離開圓周呢?
是什么原因,使得鏈球被拋出前,總是圍繞著人做圓周運(yùn)動(dòng)? 播放做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的視頻,讓學(xué)生觀察實(shí)際運(yùn)動(dòng),體會(huì)物體受力關(guān)系。
視頻中的運(yùn)動(dòng)在教室中無法演示,但它對于本節(jié)課知識的理解很有幫助,所以選擇視頻。視頻在學(xué)生面前展示出一個(gè)活生生的運(yùn)動(dòng),讓學(xué)生能夠切實(shí)看到物體運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程,從而提高對運(yùn)動(dòng)中受力的認(rèn)識。
觀看ppt(播放做好的圓周運(yùn)動(dòng)示意圖以及圓周上某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向,利用ppt既節(jié)約時(shí)間更能畫得準(zhǔn)確)
板書(1) 學(xué)生 鐵鏈對鏈球有拉力。 教師 拉力的方向? 學(xué)生 指向運(yùn)動(dòng)員,指向圓心。 教師 是什么原因,使得女滑冰運(yùn)動(dòng)員能夠繞著男運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)? 學(xué)生 男運(yùn)動(dòng)員對女運(yùn)動(dòng)員通過手臂施加了拉力。 教師 力的方向? 學(xué)生 沿手臂指向男運(yùn)動(dòng)員,指向圓心。 教師 這些都說明,做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到了指向圓心的力,由牛頓第二定律可知,力一定會(huì)產(chǎn)生加速度,我們把由指向圓心的力產(chǎn)生的加速度稱為向心加速度。這節(jié)課我們共同來學(xué)習(xí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的向心加速度。
(板書:第5節(jié)向心加速度) (二)新課教學(xué) 教師 加速度作為矢量有方向和大小,對于向心加速度的學(xué)習(xí)我們也將從它的方向和大小來研究。
首先來研究向心加速度的方向。
剛才的視頻啟示了我們可以通過研究做圓周運(yùn)動(dòng)的物體的受力,來感受向心加速度的方向。
每位同學(xué)的書桌上有三樣器材:一個(gè)燒杯、2個(gè)鋼球,其中一個(gè)球上栓有細(xì)線。請同學(xué)們利用這些器材,讓小球做近似的勻速圓周運(yùn)動(dòng),從而感受小球的受力方向,進(jìn)而得到它的向心加速度的方向。
實(shí)驗(yàn)完畢 教師 同學(xué)們?nèi)绾巫龅膶?shí)驗(yàn)?實(shí)驗(yàn)中小球的受力方向和向心加速度的方向如何?
請學(xué)生描述實(shí)驗(yàn)過程,訓(xùn)練學(xué)生的物理表達(dá)。
觀看ppt(強(qiáng)調(diào)向心加速度的方向和字母表示,落實(shí)本節(jié)課的重點(diǎn)知識)
觀看ppt(展示問題內(nèi)容,避免花費(fèi)大量時(shí)間去寫板書,此處投影片留得時(shí)間稍長些,讓學(xué)生做筆記,并且給學(xué)生多一些思考時(shí)間。)
受力方向和向心加速度的方向都指向圓心 教師 根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)我們可以得出向心加速度的方向。
下面我們來分析向心加速度的大小與哪些因素有關(guān)?
請看這個(gè)實(shí)例:物體A繞著圓心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)半徑為r,線速度為v,角速度為ω ,請同學(xué)們用以上物理量表達(dá)向心加速度的大小。(投影片)
加速度的定義是什么? 學(xué)生 a=Δv/ Δt 教師 我們只要算出Δt時(shí)間內(nèi)的Δv即可。請同學(xué)們互相討論,參照教材給出的方法,試著推導(dǎo)Δv。 學(xué)生 討論(2-3分鐘) 教師 請一位學(xué)生說說討論結(jié)果。 學(xué)生合作學(xué)習(xí),加強(qiáng)學(xué)習(xí)上的溝通交流,相互取長補(bǔ)短。
訓(xùn)練學(xué)生的物理表達(dá)和思維的嚴(yán)密性、嚴(yán)謹(jǐn)性。
向心力教案 篇5
一、教材分析
1.在教材中的地位作用
《向心力的實(shí)例分析》是學(xué)生在學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)、向心力與向心加速度之后的一節(jié)應(yīng)用課,也是必修2中的重點(diǎn)內(nèi)容。并且在整本教材中起到了承上啟下的作用,本節(jié)課從力和運(yùn)動(dòng)的角度對勻速圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了較深入的研究,既能夠加深學(xué)生對前面學(xué)習(xí)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的理解,又為接下來要研究的天體運(yùn)動(dòng)和帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)等問題奠定了基礎(chǔ)。并且本節(jié)課與人們的日常生活聯(lián)系密切,因此,學(xué)好本節(jié)課,既可以提高學(xué)生對學(xué)習(xí)物理的興趣,又為接下來更好地掌握物理規(guī)律打下良好的基礎(chǔ)。
根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求以及教材的具體內(nèi)容,我從如下三個(gè)維度來確定本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo):
2、三維教學(xué)目標(biāo)
1)、知識與技能
(1)知道如果一個(gè)力或幾個(gè)力的合力的效果是使物體產(chǎn)生向心加速度,它就是圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力.會(huì)在具體問題中分析向心力的來源。
(2)能理解運(yùn)用勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律分析和處理生產(chǎn)和生活中的具體實(shí)例。
(3)知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運(yùn)動(dòng),會(huì)求變速圓周運(yùn)動(dòng)中物體在特殊點(diǎn)的向心力和向心加速度。
2)、過程與方法
(1)通過對勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析,滲透理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn),提高學(xué)生分析和解決問題的能力。
(2)通過勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律也可以在變速圓周運(yùn)動(dòng)中使用,滲透特殊性和一般性之間的辯證關(guān)系,提高學(xué)生的分析能力。
(3)通過對離心現(xiàn)象的實(shí)例分析,提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識解決問題的能力。
3)、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
(1)通過對幾個(gè)實(shí)例的分析,使學(xué)生明確具體問題必須具體分析,理解物理與生活的聯(lián)系,學(xué)會(huì)用合理、科學(xué)的方法處理問題。
(2)通過離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止的實(shí)例分析.使學(xué)生明白事物都是一分為二的,要學(xué)會(huì)用一分為二的觀點(diǎn)來看待問題。
(3)養(yǎng)成良好的思維表述習(xí)慣和科學(xué)的價(jià)值觀。
3.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):理解向心力是一種效果力;在具體問題中能找到是誰提供向心力的,并結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解有關(guān)問題。
教學(xué)難點(diǎn):具體問題中向心力的來源;關(guān)于對臨界問題的討論和分析;對變速圓周運(yùn)動(dòng)的理解和處理。
二、教學(xué)方法
基于學(xué)生的這種現(xiàn)狀,這節(jié)課我采用的教學(xué)方法是:整堂課采用啟發(fā)式教學(xué),利用演示實(shí)驗(yàn)使凹凸橋等抽象問題形象化,通過演示實(shí)驗(yàn)啟發(fā)學(xué)生思考、分析、歸納物理問題及規(guī)律,并采用問題教學(xué)與討論式教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法,通過提出合理有效的問題,引發(fā)學(xué)生思考,并適時(shí)組織學(xué)生進(jìn)行討論,使對學(xué)生來說比較困難的問題,在學(xué)生們思維與思維的碰撞過程中自行解決。以充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位。
三、學(xué)法指導(dǎo)
雖然本節(jié)課的理論探究性更強(qiáng),但鑒于學(xué)生認(rèn)識的一般規(guī)律,還是應(yīng)該以豐富翔實(shí)的物理情景做載體去物理規(guī)律在生活中應(yīng)用。所以學(xué)生應(yīng)當(dāng)采取這樣學(xué)習(xí)方法:
1、在具體的物理情景及老師的引導(dǎo)下進(jìn)行探究式學(xué)習(xí),體現(xiàn)由物講理的基本方法。
2、學(xué)生應(yīng)當(dāng)在具體的物理情景中學(xué)會(huì)獨(dú)立的思考與分析,演繹推理、歸納與總結(jié)。具體的做法應(yīng)當(dāng)是在物理情景中去思考我們的問題,分析它的特點(diǎn),用我們已掌握的知識進(jìn)行探究式的演繹推理,最后去歸納總結(jié)新的物理規(guī)律。
3、總之,學(xué)生要學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)知識的來龍去脈,搞清楚從哪“來”往哪“去”,這是最重要的學(xué)習(xí)方法。
四、學(xué)情分析
為了更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),突破重點(diǎn)、化解難點(diǎn),就要對學(xué)生的學(xué)情有一個(gè)具體的了解。通過前面的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)具備了勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律等的基礎(chǔ)知識,但在公式的熟練應(yīng)用上還存在有問題;在思維能力上,高一學(xué)生已經(jīng)具備了一定的形象思維能力,但邏輯思維與抽象思維能力還比較差。
五、教學(xué)用具
多媒體課件
六、教學(xué)程序設(shè)計(jì)
(一)新課導(dǎo)入
復(fù)習(xí)提問:請同學(xué)們回顧并敘述出對于圓周運(yùn)動(dòng)你已經(jīng)理解和掌握了哪些基本知識?(用線速度、角速度、轉(zhuǎn)速和周期等來描述做圓周運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)快慢;知道了圓周運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng),一定具有加速度;掌握了對于圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)問題還必須通過運(yùn)用牛頓第二定律去認(rèn)真分析和處理。)
(二)新課教學(xué)
1、鐵路的彎道
6.8—1并提出問題:火車受幾個(gè)力作用?這幾個(gè)力的關(guān)系如何?
火車受到4個(gè)力的作用,各為兩對平衡力,即合外力為零。其中重力和支持力的合力為零,牽引力和摩擦力的合力為零,那火車轉(zhuǎn)彎時(shí)情況會(huì)有何不同呢?
提出問題:
(1)轉(zhuǎn)彎與直線前進(jìn)有何不同?
(2)畫出受力示意圖,并結(jié)合運(yùn)動(dòng)情況分析各力的關(guān)系?(轉(zhuǎn)彎時(shí)火車的速度方向在不斷變化,故其一定有加速度,其合外力一定不為零。)
轉(zhuǎn)彎時(shí)合外力不為零,即需要提供向心力,而平直路前行不需要,那么火車轉(zhuǎn)彎時(shí)是如何獲得向心力的?進(jìn)一步受力分析得:需增加的一個(gè)向心力(效果力),由鐵軌外軌的輪緣和鐵軌之間互相擠壓而產(chǎn)生的彈力提供。
問題:擠壓的后果會(huì)怎樣?(由于火車質(zhì)量、速度比較大,故所需向心力也很大。這樣的'話,輪緣和鐵軌之間的擠壓作用力將很大,導(dǎo)致的后果是鐵軌容易損壞,軌緣也容易損壞。)
那么應(yīng)該如何解決這一實(shí)際問題,結(jié)合學(xué)過的知識加以討論,提出可行的解決方案,并畫出受力圖,加以定性說明。
交流與討論:學(xué)生發(fā)揮自己的想象能力,結(jié)合知識點(diǎn)設(shè)計(jì)方案,結(jié)合受力圖發(fā)表自己的見解……如圖6.8—l所示:(火車受的重力和支持力的合力提供向心力,對內(nèi)外軌都無擠壓,這樣就達(dá)到了保護(hù)鐵軌的目的。)請同學(xué)們運(yùn)用剛才的分析進(jìn)一步討論:實(shí)際的鐵路上為什么轉(zhuǎn)彎處的半徑和火車運(yùn)行速度有條件限制?
2、拱形橋
問題:質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛,若橋面的圓弧半徑為只R,試畫出受力分析圖,分析汽車通過橋的最高點(diǎn)時(shí)對橋的壓力?通過分析,你可以得出什么結(jié)論?
在最高點(diǎn),對汽車進(jìn)行受力分析,確定向心力的來源;由牛頓第二定律列出方程求出汽車受到的支持力:由牛頓第三定律求出橋面受到的壓力:F’N=G—mv2/r可見,汽車對橋的壓力F’N小于汽車的重力G,并且壓力隨汽車速度的增大而減小。
請同學(xué)們進(jìn)一步考慮當(dāng)汽車對橋的壓力剛好減為零時(shí),汽車的速度有多大。當(dāng)汽車的速度大于這個(gè)速度時(shí),會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?(把F’N=0代人上式可得,此時(shí)汽車的速度為,當(dāng)汽車的速度大于這個(gè)速度時(shí),就會(huì)發(fā)生汽車飛出去的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象我們在電影里看到過。)
下面再一起共同分析汽車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí),汽車對橋的壓力比汽車的重力大些還是小些?(汽車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí),汽車對橋的壓力比汽車的重力大。)
如果汽車不在拱形橋的最高點(diǎn)或最低點(diǎn),前面的結(jié)論還是否能用?如果不能直接運(yùn)用,又如何來研究這一問題呢?(前面的結(jié)論能直接運(yùn)用,不過此時(shí)物體的向心加速度不等于物體的實(shí)際加速度,即要用上一節(jié)研究變速圓周運(yùn)動(dòng)的方法來處理。)
課堂訓(xùn)練
例1:一輛質(zhì)量m=2.0t的小轎車,駛過半徑R=90m的一段圓弧形橋面,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)若橋面為凹形,汽車以20m/s的速度通過橋面最低點(diǎn)時(shí),對橋面壓力是多大?
(2)若橋面為凸形,汽車以l0m/s的速度通過橋面最高點(diǎn)時(shí),對橋面壓力是多大?
(3)汽車以多大速度通過凸形橋面頂點(diǎn)時(shí),對橋面剛好沒有壓力?
解:
(1)汽車通過凹形橋面最低點(diǎn)時(shí),在水平方向受到牽引力F和阻力f,在豎直方向受到橋面向上的支持力N1和向下的重力G=mg,如圖6.8—2所示:
圓強(qiáng)形軌道的圓心在汽車上方,支持力Nl與重力G=mg的合力為N1—mg,這個(gè)合力就是汽車通過橋面最低點(diǎn)時(shí)的向心力,即F向=N1—mg。由向心力公式有:N1—mg= mv2/R
3、航天器中的失重現(xiàn)象
從剛才研究的一道例題可以看出,當(dāng)汽車通過拱形橋凸形橋面頂點(diǎn)時(shí),如果車速達(dá)到一定大小,則可使汽車對橋面的壓力為零,如果我們把地球想象為特大的“拱形橋”,則情形如何呢?會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況;速度達(dá)到一定程度時(shí),地面對車的支持力是零?這時(shí)駕駛員與座椅之間的壓力是多少?駕駛員軀體各部分之間的壓力是多少?他這時(shí)可能有什么感覺?
假設(shè)宇宙飛船質(zhì)量為M,它在地球表面附近繞地球傲勻逮圓周運(yùn)動(dòng),其軌道半徑近似等于地球半徑R,航天員質(zhì)量為m,宇宙飛船和航天員受到的地球引力近似等于他們在地面上的重力,試求座艙對宇航員的支持力,此時(shí)飛船的速度多大?通過求解,你可以得出什么結(jié)論?(運(yùn)用牛頓第二定律可解得:宇宙飛船的速度為,再對宇航員進(jìn)行分析可得,此時(shí)座椅對宇航員的支持力為零,即航天員處于失重狀態(tài)。)
4、離心運(yùn)動(dòng)
做圓周運(yùn)動(dòng)的物體一旦失去向心力的作用,它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢?如果物體受的合力不足以提供向心力,它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢?發(fā)表你的見解并說明原因。(做圓周運(yùn)動(dòng)的物體一旦失去向心力的作用,它會(huì)沿切線飛出去,如體育中的“鏈球”運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)員手一放后,“鏈球”馬上飛了出去。)
如果向心力突然消失,物體由于慣性,會(huì)沿切線方向飛出去。
如果物體受的合力不足以提供向心力,物體雖不能沿切線方向飛出去.但會(huì)逐漸遠(yuǎn)離圓心.這兩種運(yùn)動(dòng)都叫做離心運(yùn)動(dòng)。
討論與思考:請同學(xué)們結(jié)合生活實(shí)際,舉出物體做離心運(yùn)動(dòng)的例子,在這些例子中,離心運(yùn)動(dòng)是有益的還是有害的?你能說出這些例子中離心運(yùn)動(dòng)是怎樣發(fā)生的嗎?
板書設(shè)計(jì)
第3節(jié)向心力的實(shí)例分析
1、鐵路的彎道
(1)討論向心力的來源:
(2)外軌高于內(nèi)軌時(shí)重力與支持力的合力是使火車轉(zhuǎn)彎的向心力
(3)討論:為什么轉(zhuǎn)彎處的半徑和火車運(yùn)行速度有條件限制?
2、拱形橋
(1)思考:汽車過拱形橋時(shí),對橋面的壓力與重力誰大?
(2)圓周運(yùn)動(dòng)中的超重。失重情況。
3、航天器中的失重現(xiàn)象
4、離心運(yùn)動(dòng)
(1)離心現(xiàn)象的分析與討論。
(2)離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止。
向心力教案 篇6
向心力是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的合外力,它是本章圓周運(yùn)動(dòng)的重點(diǎn)。由于這一節(jié)內(nèi)容比較多,可分為兩個(gè)課時(shí),第一課時(shí)講述有關(guān)向心力的概念,第二課時(shí)是生活中向心力的應(yīng)用實(shí)例,而本教學(xué)設(shè)計(jì)是第一課時(shí)有關(guān)向心力的概念。本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)是學(xué)生如何建立向心力的概念,為了使學(xué)生容易接受,教材采取以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)加上必要的簡單的理論分析的方法,在這里,編者增加了一個(gè)演示實(shí)驗(yàn),就是借助向心力演示器進(jìn)行實(shí)驗(yàn),把學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)論逐一驗(yàn)證,從而驗(yàn)證了向心力公式,更有力說明了實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和重要性。課本35頁中的“討論與交流”這一點(diǎn)學(xué)生往往覺得抽象,只是理論來分析,這里編者把它改成實(shí)驗(yàn)探究,這樣學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)親身感受,定性分析,這比理論分析更具有說服力。
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(dòng),對勻速圓周運(yùn)動(dòng)有了一定的理解。知道描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量有線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速等,并理解線速度、角速度、周期、半徑之間的關(guān)系。學(xué)生知道在轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中,共軸的輪子上各點(diǎn)的角速度相等;皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)(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)。學(xué)生知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng),因?yàn)樗木€速度方向時(shí)刻在變,但只是表面的知道,更深一步來分析,為什么線速度的方向時(shí)刻在變?是什么力來改變物體的這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這個(gè)力有何特點(diǎn)?學(xué)生帶著這些疑問來進(jìn)入本節(jié)課的學(xué)習(xí)。
在以往的教學(xué)中,課堂教學(xué)實(shí)施往往過于注重知識傳授傾向,老師滿堂灌,學(xué)生被動(dòng)的接受,很難從多方面培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。而新課程強(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(dòng)接受知識向主動(dòng)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(jì)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。
本節(jié)首先通過日常生活經(jīng)驗(yàn)和觀察中的兩個(gè)實(shí)例,提出問題,加上老師的即時(shí)演示實(shí)驗(yàn),其現(xiàn)象更加深學(xué)生心中的疑惑,激發(fā)他們求知探索的欲望,更易引起學(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?可以先讓學(xué)生根據(jù)前述實(shí)驗(yàn)做出猜想,然后再讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對猜想進(jìn)行驗(yàn)證,教師可以按照教材的設(shè)計(jì)指導(dǎo)學(xué)生完成,進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對向心力的感性認(rèn)識。教師還借助了向心力演示器進(jìn)行實(shí)驗(yàn),把學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)論逐一驗(yàn)證,從而驗(yàn)證了向心力公式。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(dòng)的向心力和向心加速度的大小不變,但方向時(shí)刻在改變。最后把課本35頁的“討論與交流”改成實(shí)驗(yàn)探究,這樣學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)親身感受,定性分析,這比理論分析更具有說服力。
本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)是學(xué)生如何建立向心力的概念,而突破這一點(diǎn)的辦法是讓學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生親身感受,獲得感性認(rèn)識。由于本節(jié)課學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)比較多,教學(xué)中老師需根據(jù)學(xué)生的實(shí)際能力去引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),必要時(shí)做出指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)中提倡學(xué)生敢于動(dòng)手,嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、耐心的進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并能分析,小組之間討論與交流,歸納結(jié)論。本節(jié)課以實(shí)驗(yàn)探究為主線,以問題和小組交流貫穿課堂的始終,把傳授知識、培養(yǎng)能力和學(xué)生情感有機(jī)的結(jié)合起來。
1.理解向心力的概念。
2.知道向心力大小與哪些因素有關(guān),理解公式的含義。
3.理解向心加速度的概念,結(jié)合牛頓第二定律得出向心加速度的公式。
1.通過實(shí)驗(yàn),體驗(yàn)和感受做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體需要向心力。
2.先猜想影響向心力大小的因素,再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
3.通過演示實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式,結(jié)合牛頓第二定律得出向心加速度的公式。
1.通過親身的探究活動(dòng),使學(xué)生獲得成功的樂趣,培養(yǎng)學(xué)生參與物理活動(dòng)的興趣。
2.培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的求知欲,樂于參與觀察,敢于實(shí)驗(yàn),體會(huì)實(shí)驗(yàn)在探索物理規(guī)律中的作用和方法。
3.培養(yǎng)學(xué)生事實(shí)求是、尊重客觀規(guī)律的科學(xué)態(tài)度,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、耐心的實(shí)驗(yàn)修養(yǎng)。
1.理解向心力的概念。
學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究,教師演示實(shí)驗(yàn)相結(jié)合;學(xué)生思考、猜想、討論,教師提問、講解相結(jié)合。
質(zhì)量不同的小物體(鋼球、木球)、小繩、圓珠筆桿、向心力演示器、圓環(huán)軌道、CAI課件、多媒體投影設(shè)備。
1.同學(xué)們跑步轉(zhuǎn)彎時(shí),身體會(huì)自然的怎么樣?(例如4100米接力賽)
2.在濕滑的水泥路上轉(zhuǎn)彎時(shí),無論是騎自行車還是駕車,必須怎么辦?
3.教師演示:把小球在不同的高度沿著斜面軌道滾下時(shí),觀察通過圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的情況。(例如娛樂場所里玩“過山車”游戲)你知道其中的奧秘嗎?物體做圓周運(yùn)動(dòng)的條件是什么?這就是我們這一節(jié)課要探究的問題了。
1.由于學(xué)生對前面的兩個(gè)問題有很豐富的日常經(jīng)驗(yàn),會(huì)大膽發(fā)言。
2.觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,對現(xiàn)象和老師提出的問題進(jìn)行思考,產(chǎn)生懸念。
從日常生活情景中構(gòu)建物理情景,以培養(yǎng)學(xué)生把生活與物理聯(lián)系一起的習(xí)慣,特別是演示實(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。
教師指導(dǎo)學(xué)生做課本實(shí)驗(yàn),提出問題:1.你牽繩的手有什么感覺?2.如果增大或減小小球的線速度,手的感覺有何變化?3.如果松手,將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?4.小球勻速圓周運(yùn)動(dòng)受到哪些力的作用?合外力是哪個(gè)?這個(gè)力起什么作用?
學(xué)生親身進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,然后小組討論交流,歸納結(jié)論,回答老師的提問。
這實(shí)驗(yàn)簡單易做,效果明顯,學(xué)生通過親身感受使學(xué)生獲得成功的樂趣,實(shí)際教學(xué)效果表明學(xué)生樂于參與觀察,敢于實(shí)驗(yàn)。
1.承上啟下,引出向心力的概念:維持物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要一個(gè)指向圓心的力的作用,這個(gè)力就叫向心力。
2.配合演示動(dòng)畫片。
向心力教案 篇7
教材分析
本節(jié)課是從動(dòng)力學(xué)的角度研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的,這部分知識是本章的重點(diǎn)和難點(diǎn),也是學(xué)好圓周運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵點(diǎn),學(xué)好這部分知識,可以為后面的天體運(yùn)動(dòng)和帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)打好基礎(chǔ)。
教材的編排思路很清晰,先是從身邊的事例出發(fā),讓學(xué)生體驗(yàn)到做圓周運(yùn)動(dòng)的物體需要有一個(gè)指向圓心的力,從而引出向心力的概念。由于上一節(jié)中,已經(jīng)從一般性的結(jié)論入手,利用矢量運(yùn)算,在普遍情況下得出做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度方向指向圓心的結(jié)論,進(jìn)一步得到了向心加速度的大小。于是根據(jù)牛頓第二定律,就可以得到做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力方向和大小,即向心力的大小和方向。
接著,教材為了讓學(xué)生對向心力有一個(gè)感性的認(rèn)識,設(shè)計(jì)了“實(shí)驗(yàn)”欄目──“用圓錐擺驗(yàn)證向心力的表達(dá)式。實(shí)際上,這個(gè)實(shí)驗(yàn)除了要驗(yàn)證向心力表達(dá)式之外,另外一個(gè)目的就是可以讓學(xué)生體驗(yàn)到“向心力不是一個(gè)新的力,而是一個(gè)效果力”,也即讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)分析向心力的來源。
與過去不同的是,本節(jié)中又討論了變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般的曲線運(yùn)動(dòng)。這樣安排的目的是從生活實(shí)際出發(fā),在更廣闊的背景下讓學(xué)生認(rèn)識到什么情況下物體將做勻速圓周運(yùn)動(dòng),什么情況下會(huì)做變速圓周運(yùn)動(dòng)。以及知道如何處理一般曲線運(yùn)動(dòng)的方法。
學(xué)情分析
(1)思維基礎(chǔ)
根據(jù)新課程教學(xué)理念,從高一第一學(xué)期開始,在課堂教學(xué)過程中教師一直重視“過程與方法”的教學(xué),學(xué)生已經(jīng)初步有了探究事物的一般方法,即“是什么?──怎么樣?──為什么?”的思維方法。因此,本設(shè)計(jì)中就通過創(chuàng)設(shè)問題情景,激勵(lì)學(xué)生自己提出想要研究的問題。
(2)心理特點(diǎn)
依據(jù)20世紀(jì)最著名的發(fā)展心理學(xué)家皮亞杰的理論可知高一學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展過程是由具體運(yùn)算階段向形式運(yùn)算階段過渡,也是由直觀認(rèn)識向邏輯推理、實(shí)驗(yàn)推理過渡階段,因此在教學(xué)中,要遵循從感性到理性的認(rèn)識規(guī)律,本節(jié)課抓住學(xué)生的心理特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。
(3)已有知識
通過前一節(jié)《向心加速度》的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)知道了向心加速度的方向指向圓心,它描述了物體速度方向變化的快慢。于是根據(jù)牛頓第二定律可知,這個(gè)加速度一定是由于它受到了指向圓心的力。因此將向心加速度的表達(dá)式代入牛頓第二定律即可得到向心力的表達(dá)式。
但由于錯(cuò)誤的經(jīng)驗(yàn)或者說是思維定勢,學(xué)生往往認(rèn)為向心力是一種新的力,因此“向心力不是一種新的力,而是根據(jù)作用效果命名的力”(即向心力的來源)對學(xué)生來說,將是個(gè)難點(diǎn)。
教學(xué)目標(biāo)
1.知識與技能
(1)知道什么是向心力,理解它是一種效果力。
(2)理解向心力公式的確切含義,并能用來進(jìn)行簡單的計(jì)算。
(3)知道變速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力是合外力的一個(gè)分力,知道合外力的作用效果。
2.過程與方法
(1)通過對向心力概念的探究體驗(yàn),讓學(xué)生理解其概念。并掌握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)證向心力的表達(dá)式的過程中,體會(huì)控制變量法在解決問題中的作用。
(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(huì)解決問題從特殊到一般的思維方法。并學(xué)會(huì)用運(yùn)動(dòng)和力的觀點(diǎn)分析、解決問題。
3.情感態(tài)度與價(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。
重點(diǎn)難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn)
(1)理解向心力的概念和公式的建立。
(2)理解向心力的公式,并能用來進(jìn)行計(jì)算。
(3)理解向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小。
2.教學(xué)難點(diǎn)
(1)向心力的來源。
(2)理解向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小。
教學(xué)策略與手段
本節(jié)課設(shè)計(jì)成了探究性學(xué)習(xí)課,即在教師創(chuàng)設(shè)情景,讓學(xué)生自己提出想要知道的問題,在教師的引導(dǎo)下,通過全班同學(xué)的討論,自評和互評來不斷完善。教師在教學(xué)中通過具體的實(shí)例、實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生的求知欲望,讓學(xué)生主動(dòng)參與到探究的過程,成為學(xué)習(xí)的主體,積極主動(dòng)地獲取知識和能力。
一、難點(diǎn)的突破
“向心力不是一種新的力,而是根據(jù)作用效果命名的力”和“向心力和切向力的作用效果和特點(diǎn)”對學(xué)生來說都將是難點(diǎn)。因此在勻速圓周運(yùn)動(dòng)的例子中,必須讓學(xué)生對物體進(jìn)行受力分析,并讓學(xué)生判斷合力的作用效果是什么、產(chǎn)生了怎樣的加速度,目的是讓學(xué)生體驗(yàn)向心力的來源。在變速圓周運(yùn)動(dòng)中,讓學(xué)生對物體進(jìn)行受力分析,說明各個(gè)力產(chǎn)生怎樣的加速度,從而進(jìn)一步得到向心力和切向力的作用效果。
二、對教材中兩個(gè)地方的處理
1.由于課本中用來粗略驗(yàn)證向心力表達(dá)式的圓錐擺運(yùn)動(dòng)在課堂中很難實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生測量,所以本設(shè)計(jì)中安排了先用向心力演示儀去驗(yàn)證向心力的表達(dá)式,然后在讓學(xué)生分析游樂園中轉(zhuǎn)椅的運(yùn)動(dòng)和受力情況后,通過讓學(xué)生體驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室里粗略測量圓錐擺模型運(yùn)動(dòng)中的向心力大小以落實(shí)它的向心力來源,并向?qū)W生說明我們可以用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力表達(dá)式。
2.為說明做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,它受到的力并不是通過圓心時(shí),課本上是通過實(shí)例鏈球運(yùn)動(dòng)和學(xué)生自己讓小沙袋做變速圓周運(yùn)動(dòng)的體驗(yàn)來說明。這里本人認(rèn)為直接這樣讓學(xué)生體驗(yàn)并得到上述結(jié)論難度不小,所以本設(shè)計(jì)中先讓學(xué)生通過對游樂園中過山車做變速圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行受力分析,從而得到──物體在什么情況下做變速圓周運(yùn)動(dòng),然后讓學(xué)生觀察并分析鏈球運(yùn)動(dòng)和體驗(yàn)讓小球做變速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況,從而降低了難度。
三、本節(jié)課的教學(xué)流程設(shè)計(jì)為
1.向心力概念的引出。
2.引導(dǎo)學(xué)生提出自己想要研究的問題。
3.鼓勵(lì)學(xué)生先共同解決自己提出的一部分問題。
4.用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論──用向心力演示儀驗(yàn)證向心力表達(dá)式。
5.從游樂園里轉(zhuǎn)椅出發(fā)落實(shí):①分析圓錐擺中向心力的來源;②用圓錐擺模型可以粗略去驗(yàn)證向心力表達(dá)式。
6.由游樂園中的過山車模型和運(yùn)動(dòng)員的鏈球運(yùn)動(dòng)落實(shí):物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)的條件及向心力和切向力的作用效果和特點(diǎn)。
7.讓學(xué)生知道研究一般曲線運(yùn)動(dòng)的方法。
8.課堂小結(jié)。
在教學(xué)手段上,充分使用ppt、視頻、演示實(shí)驗(yàn)、身邊的圓周運(yùn)動(dòng),以增強(qiáng)教學(xué)的生動(dòng)性和形象性,活躍課堂氣氛,從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,落實(shí)教學(xué)目標(biāo)。
課前準(zhǔn)備
1.實(shí)驗(yàn)儀器:帶細(xì)繩的小鋼球(兩人一個(gè))。
2.動(dòng)畫及視頻:地球繞太陽運(yùn)動(dòng)、圓錐擺(動(dòng)畫),雙人花樣滑冰,游樂園中的轉(zhuǎn)椅和過山車、鏈球運(yùn)動(dòng)的視頻及圖片。
3.制作ppt。
向心力教案 篇8
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(dòng)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(dòng)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(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng);
可利用帶細(xì)線的小球模擬現(xiàn)實(shí)中的圓周運(yùn)動(dòng),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(huì),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(huì)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(jì)算;
會(huì)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(dòng)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(jià)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(dòng),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(huì)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(jià)。
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(dòng)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(jì):
視頻:(1)水流星,雙人滑冰,飛車走壁,三個(gè)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(dòng)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(dòng)的基本條件:
合力方向與運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系? 小結(jié):物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)是因?yàn)槭艿搅Φ淖饔?,這些力的合力指向圓心,我們把這個(gè)指向圓心的合力叫向心力。
向心力教案 篇9
《向心力與向心加速度》是司南版高中物理必修2第五章的內(nèi)容。標(biāo)準(zhǔn)要求“知道向心加速度,能用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力與向心加速度的關(guān)系”。該標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生認(rèn)識什么是向心力,知道向心力與向心加速度的關(guān)系,在此基礎(chǔ)上,能分析一些做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力。本節(jié)知識是本章的重點(diǎn),也是本章承上啟下的重要內(nèi)容。學(xué)好這部分知識,可以為學(xué)習(xí)本章后面應(yīng)用部分打下基礎(chǔ),也為將來進(jìn)一步探究萬有引力定律和有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)知識作好必要的知識和能力準(zhǔn)備。
《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》共同必修模塊“物理2”的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中,涉及本節(jié)的內(nèi)容有條目2:“會(huì)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng),知道向心加速度;”條目3:“能用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力?!痹摋l目的要點(diǎn)是在理解向心加速度、向心力概念的基礎(chǔ)上,弄清向心力和向心加速度的關(guān)系,能分析一些做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力。
本節(jié)內(nèi)容是繼平拋運(yùn)動(dòng)后,又一個(gè)變速運(yùn)動(dòng)的典型實(shí)例,是學(xué)生普遍感到難學(xué),但又非常重要的部分。在學(xué)習(xí)該內(nèi)容前,學(xué)生對變速運(yùn)動(dòng)概念已有較為全面的理解,知道什么是變速運(yùn)動(dòng),懂得變速運(yùn)動(dòng)的物體有加速度以及力是產(chǎn)生加速度的原因。同時(shí)已有應(yīng)用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的經(jīng)歷。教學(xué)中可以嘗試應(yīng)用提出一些問題——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——進(jìn)行實(shí)驗(yàn)——分析實(shí)驗(yàn)——得出結(jié)論的科學(xué)探究教與學(xué)的方式,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,提出問題,分析問題和解決問題的能力,學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法,提升自主學(xué)習(xí)的能力。
學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了拋體運(yùn)動(dòng),對變速運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)有一定了解。但對向心力與向心加速度的概念,學(xué)生還是普遍感到比較難學(xué),而且受錯(cuò)誤前概念的影響,難以建立正確的新概念。因此,可以利用高中學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、抽象思維能力都比較強(qiáng)的特點(diǎn),設(shè)置適當(dāng)?shù)膯栴}情境激發(fā)學(xué)生的思考、討論,學(xué)生需應(yīng)用已有知識,積極思維,通過對問題的主動(dòng)探究、獲得概念、得出規(guī)律,以達(dá)到對知識深入理解和提高能力的目的。
向心力與向心加速度對學(xué)生來說雖然是新的概念,且概念本身較難,但學(xué)生已具備必要的知識基礎(chǔ),如:知道變速運(yùn)動(dòng)的物體有加速度,以及力是產(chǎn)生加速度的原因,也會(huì)進(jìn)行受力分析,并且多次經(jīng)歷了應(yīng)用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。因此,教師可以依據(jù)思維的邏輯,通過不同類型的實(shí)驗(yàn),設(shè)置循序漸進(jìn)的問題情境,組織學(xué)生對一個(gè)個(gè)問題進(jìn)行充分的分析、討論后獲得新的知識,即根據(jù)問題教學(xué)的有關(guān)理論展開教學(xué),使整個(gè)教學(xué)過程成為提出問題、討論問題、解決問題的過程。從而培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰徒涣鳌⒂懻摰牧?xí)慣。
1、知道向心力和向心加速度,通過實(shí)驗(yàn)探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度、半徑的定量關(guān)系。
2、理解向心加速度和向心力公式的含義。
3、能運(yùn)用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度,通過實(shí)例認(rèn)識向心力的作用及來源。
學(xué)會(huì)有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法,培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
能從日常生活中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問題,并能從物理學(xué)的角度比較明確地表述發(fā)現(xiàn)問題。
嘗試經(jīng)過思考發(fā)表自己的見解,嘗試運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實(shí)際問題。
通過實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生體會(huì)從特殊到一般、具體到抽象、層層遞進(jìn)的科學(xué)思維方法,培養(yǎng)學(xué)生分析、推理和歸納能力。
領(lǐng)略圓周運(yùn)動(dòng)的神奇和諧,發(fā)展對科學(xué)的好奇心與學(xué)習(xí)物理知識的求知欲。
樂于探究日常生活中的圓周運(yùn)動(dòng)所隱藏的物理規(guī)律,有將物理知識應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的意識。
在學(xué)習(xí)的過程中體驗(yàn)解決問題成功的喜悅,養(yǎng)成善于交流合作的良好的習(xí)慣,懂得應(yīng)用控制變量法解決問題。
難點(diǎn):理解向心力的概念和探究向心力大小的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
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投影儀、多媒體、CAI課件、向心力演示器、鋼球、鋁球、細(xì)繩、印泥、白紙
多媒體課件、威士忌酒杯、乒乓球、自制環(huán)形擋板實(shí)驗(yàn)儀、自制水平轉(zhuǎn)盤實(shí)驗(yàn)儀、自制向心力筆、向心力演示器。
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(dòng),水不從杯里灑出,甚至杯子在豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),杯口已經(jīng)朝下,水也不會(huì)從杯里灑出來?
⑴物體分別做直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),所受的合外力F合與速度ν0存在什么關(guān)系?
當(dāng)物體所受合外力為零時(shí),將保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)物體所受合外力方向與運(yùn)動(dòng)方向位于同一條直線上時(shí),物體做變速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)物體所受的合外力方向與運(yùn)動(dòng)方向不在同一條直線上時(shí),物體將做曲線運(yùn)動(dòng)。
前面我們學(xué)習(xí)了勻速圓周運(yùn)動(dòng),勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度有什么特點(diǎn)呢?
生:速度大小不變,方向不斷變化,也就是說勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng),它的速度方向不斷發(fā)生改變。速度方向變了,就存在一個(gè)速度改變量,有速度改變量,就有一個(gè)加速度。由牛頓第二定律,有加速度就有力。那么做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受力有何特點(diǎn)?加速度有如何呢?這節(jié)課我們先學(xué)習(xí)這些問題。
演示實(shí)驗(yàn):在光滑的水平桌面上,用一根細(xì)繩,一端系一小球,另一端固定在一枚圖釘上。將圖釘釘在光滑水平桌面上。
用手指沿小球與圖釘連線的垂直方向輕輕彈擊小球,當(dāng)繩子未伸直前,小球先做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
用手指彈擊小球,方向同上,加大彈擊力量,使小球運(yùn)動(dòng)時(shí)細(xì)繩伸直。細(xì)繩伸直后,小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
2繩繃緊后,小球什么做勻速圓周運(yùn)動(dòng)?小球此時(shí)受到哪些力的作用,合外力是哪個(gè)力?這個(gè)力的方向有什么特點(diǎn)?這個(gè)力起什么作用?
分析:小球在桌面上做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),受到三個(gè)外力的作用,即重力G、桌面支持力N和繩子的拉力F,合力就是繩子的拉力F。繩子的拉力的方向呢?
很好。小球受到的拉力方向雖然時(shí)刻在改變,但它始終沿著繩子的方向,沿著半徑指向圓心。拉力是球拉繩子使繩子發(fā)生形變產(chǎn)生的,說明做圓周運(yùn)動(dòng)的小球有遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)趨勢。
顯然,正是這個(gè)拉力使小球做圓周運(yùn)動(dòng)。
結(jié)論:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球,受到的繩的拉力就是它的合力,這個(gè)拉力方向始終指向圓心,方向不斷變化,不改變速度的大小,只改變速度的方向。
【該問題情境中包含當(dāng)前要學(xué)習(xí)的知識,激發(fā)學(xué)生解決問題,探究新知的動(dòng)機(jī)。同時(shí)教學(xué)游戲有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望,也為下面的教學(xué)提供實(shí)例。引入起到了吸引學(xué)生學(xué)習(xí)的目的,又呼應(yīng)之后教學(xué),為向心力概念建立和向心力來源創(chuàng)設(shè)情境?!?BR> 那是不是只有彈力能使物體做圓周運(yùn)動(dòng)呢?我們再來看一個(gè)實(shí)驗(yàn)。這是一個(gè)蒙有毛巾的轉(zhuǎn)盤,毛巾上放一個(gè)木塊,現(xiàn)在我讓木塊隨著轉(zhuǎn)盤近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。請大家對木塊受力分析。木塊受到哪些力呢?
很好,木塊受到重力、支持力和摩擦力。那這個(gè)摩擦力是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力呢?
對了,是靜摩擦力。其中重力和支持力是一對平衡力,作用效果相互抵消。那靜摩擦力方向呢?
對了,靜摩擦力的方向沿著半徑指向圓心。我們學(xué)過靜摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)趨勢相反,又從上面的實(shí)驗(yàn)得到啟發(fā),做圓周運(yùn)動(dòng)的物體有遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)趨勢,所以靜摩擦力的方向與這個(gè)運(yùn)動(dòng)趨勢相反,總是沿著半徑指向圓心。正是這個(gè)靜摩擦力使木塊做圓周運(yùn)動(dòng)。
或: 那是不是只有彈力能使物體做圓周運(yùn)動(dòng)呢?我們再來看一個(gè)例子,如圖4-15。木塊隨著轉(zhuǎn)盤近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng),我們以人為研究對象,請大家對人進(jìn)行受力分析。人受到哪些力呢?
很好,木塊受到重力、支持力和摩擦力。那這個(gè)摩擦力是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力呢?
對了,是靜摩擦力。其中重力和支持力是一對平衡力,作用效果相互抵消。那靜摩擦力方向呢?
對了,靜摩擦力的方向沿著半徑指向圓心。我們學(xué)過靜摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)趨勢相反,又從上面的實(shí)驗(yàn)得到啟發(fā),做圓周運(yùn)動(dòng)的物體有遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)趨勢,所以靜摩擦力的方向與這個(gè)運(yùn)動(dòng)趨勢相反,總是沿著半徑指向圓心。正是這個(gè)靜摩擦力使木塊做圓周運(yùn)動(dòng)。
我們再來看圖4-16,鏈球運(yùn)動(dòng)員用力輪著鏈球做圓周運(yùn)動(dòng),金屬鏈與水平面并不平行,對鏈球進(jìn)行受力分析,它受到哪些力呢?
鏈球受到重力,金屬鏈對它的彈力,我們可以畫出它的受力示意圖。那是什么力使鏈球做圓周運(yùn)動(dòng)呢?
很好,是重力與拉力的合力,還有沒別的說法?我們將拉力和重力沿水平方向和豎直方向進(jìn)行分解,怎么樣?哎,對了,也可以說是拉力的水平分力,方向總是沿半徑指向圓心,正是這個(gè)力使乒乓球做圓周運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)在同學(xué)們討論一下,前面三個(gè)例子中小球、人、鏈球,他們有什么共同點(diǎn)呢?
1.都做圓周運(yùn)動(dòng)。
2.都受到指向圓心的力的作用。
很好,他們都做圓周運(yùn)動(dòng),都受到一個(gè)始終指向圓心的力的作用。我們把這樣的力就叫做向心力。做圓周運(yùn)動(dòng)的物體要受到一個(gè)始終指向圓心的等效力的作用,這個(gè)力叫向心力。
定義中提到了向心力的方向,大家能把它找出來嗎?
那向心力是由什么力提供的呢?
第一個(gè)例子中是彈力,第二個(gè)例子中是靜摩擦力,第三個(gè)例子中是重力和支持力的合力或者說是支持力的水平分力。還有,我們以后學(xué)習(xí)的其他性質(zhì)的力,比如萬有引力、電場力、磁場力也能使物體做圓周運(yùn)動(dòng)??梢?,向心力是可以由這么多不同性質(zhì)的力提供的,我們不能說向心力就是彈力,就是靜摩擦力,它是按效果來命名的,所以向心力是一種等效力。
那么向心力有什么作用效果呢?
向心力的方向始終沿著半徑指向圓心,速度方向沿切線方向,可見,向心力的方向與速度方向始終垂直,所以向心力只改變速度方向,不改變速度大小。向心力不做功。
同學(xué)們要注意了,做圓周運(yùn)動(dòng)的物體要受到向心力,而不是產(chǎn)生向心力。向心力是按效果來命名的,不是一種新的特殊性質(zhì)的力。
舉個(gè)例子:剛才做圓周運(yùn)動(dòng)的木塊受到重力、支持力、靜摩擦力和一個(gè)向心力,這種說法對嗎?很好,不對,因?yàn)橄蛐牧Σ皇且环N新的特殊性質(zhì)的力,就是靜摩擦力提供向心力了。
前面我們學(xué)習(xí)過了,做圓周運(yùn)動(dòng)的物體的線速度的方向沿著切線方向,而向心力總是指向圓心,總是與運(yùn)動(dòng)方向垂直,所以向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小。如果物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),向心力就是物體受到的合外力;如果物體做非勻速圓周運(yùn)動(dòng)(線速度大小時(shí)刻改變),向心力并非是物體受到的合外力,我們以后會(huì)繼續(xù)學(xué)到這種情況。
討論與交流:假設(shè)你坐在一輛車上周圍沒有其他乘客,也不靠在車廂上,當(dāng)車子轉(zhuǎn)彎時(shí),你的向心里是從哪里來的?
上述三個(gè)典型實(shí)例,符合學(xué)生的學(xué)習(xí)心理特點(diǎn),既能啟發(fā)學(xué)生思維,又能培養(yǎng)和提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。通過分析三個(gè)問題情境,學(xué)生很直觀地總結(jié)出向心力的定義及方向,教師再以此總結(jié)歸納結(jié)出知識框架。但要學(xué)生注意:做圓周運(yùn)動(dòng)的物體要受到向心力,不是會(huì)產(chǎn)生向心力。速度總是沿著切線方向,而向心力是指向圓心,它們總是垂直,即向心力只改變速度的方向而不改變速度的大小。向心力是按力的作用效果命名的,它可能是由彈力、靜摩擦力、重力和支持力的合力,甚至是某個(gè)力的分力來提供,不要把向心力當(dāng)作一個(gè)特殊性質(zhì)的力。
過程分析突出了學(xué)生的主體地位,切實(shí)發(fā)揮了學(xué)生在課堂教學(xué)中應(yīng)有的作用。學(xué)生不是被動(dòng)的接受知識,而是參與知識的獲得過程,體現(xiàn)了“自主學(xué)習(xí)”的新課程教學(xué)理念。
引出學(xué)生探究實(shí)驗(yàn):請每位學(xué)生用手牽著一個(gè)帶繩的小球,使小球在水平方向旋轉(zhuǎn),體驗(yàn)手的拉力對小球運(yùn)動(dòng)的影響。
說明:實(shí)驗(yàn)過程中注意引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)繩的長短、球的大小、轉(zhuǎn)速的快慢對手拉力的大小的影響。
做圓周運(yùn)動(dòng),學(xué)生感受向心力的大小。先體驗(yàn)得出定性的認(rèn)識,即得出向心力的大小可能質(zhì)量、半徑、角速度、線速度、周期、轉(zhuǎn)速等因素有關(guān)。
教師引導(dǎo)分析,線速度、周期、角速度以及轉(zhuǎn)速又有關(guān)系,都是描述圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量,從而歸結(jié)為:向心力的大小可能與質(zhì)量、半徑、角速度有關(guān)。影響向心力大小的可能因素比較多,應(yīng)采用控制變量法進(jìn)行研究。
向心力教案 篇10
知識與技能:
知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)及具有向心加速度。
知道向心加速度的公式及向心加速度的 方向。
過程與方法:
通過探究與討論,體會(huì)推導(dǎo)過程中用到的數(shù)學(xué)方法。
情感態(tài)度與價(jià)值觀:
通過討論與交流,培養(yǎng)學(xué)生思維能力和分析能力,培養(yǎng)學(xué)生探究問題的熱情。 重點(diǎn) 向心加速度的計(jì)算方法和應(yīng)用 難點(diǎn) 向心加速度方向的確定及其應(yīng)用 教具 多媒體、學(xué)案 教學(xué)要點(diǎn):向心加速度大小、方向及其應(yīng)用
教學(xué)流程: 環(huán)節(jié) 教 學(xué) 內(nèi) 容 師 生 互 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 意 圖 課前
代表發(fā)言進(jìn)行匯報(bào),大家認(rèn)真聆聽,評價(jià)及進(jìn)行補(bǔ)充 為新課打基礎(chǔ) 定向
探究 曲線運(yùn)動(dòng)是變速的,一種特殊的曲線運(yùn)動(dòng),即平拋運(yùn)動(dòng)是加速度不變的勻變速度曲線運(yùn)動(dòng),那么另一種特殊的曲線運(yùn)動(dòng),即圓周運(yùn)動(dòng)是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)?本節(jié)課我們就來研究這個(gè)問題。
1.定義:任何做 運(yùn)動(dòng)物體都有指向 的加速度,這個(gè)加速度叫做向心加速度。
1.實(shí)例分析:
(1)地球繞太陽做近似的勻速圓周運(yùn)動(dòng),地球受到太陽的 ,方向由地球球心指向太陽中心。
(2)光滑桌面上一個(gè)小球由于細(xì)線的牽引,繞桌面上的圖釘做勻速圓周運(yùn)動(dòng),小球受到的力有 、桌面的 、細(xì)線的 ,其中 和 在豎直方向上平衡, 總指向圓心。
學(xué)生認(rèn)真聆聽、思考,準(zhǔn)備進(jìn)入新課的學(xué)習(xí)。
閱讀教材,完成學(xué)案。
聯(lián)系線速度與角速度,推導(dǎo)出表達(dá)式。
結(jié)合牛頓第二定律及受力分析,明確加速度的方向。
閱讀教材思考與討論的實(shí)例,完成學(xué)案。 交代本節(jié)主要研究方向,提醒學(xué)生進(jìn)入狀態(tài)。
閱讀教材,提取精華。
通過實(shí)例分析,激發(fā)興趣,聯(lián)系生活,變枯燥為生動(dòng)。
向心力教案 篇11
我和大家一塊欣賞這堂課。每次聽曾逆老師的課,收獲都很多,讓我點(diǎn)評感到很為難。
我們感覺到學(xué)生不愿花時(shí)間在語文上,我們語文跟別的學(xué)科爭不到時(shí)間,被數(shù)學(xué)、物理呀什么的占用了。讓學(xué)生在語文上花時(shí)間確實(shí)感到太難。曾老師在這方面就做的很好。曾老師注重培養(yǎng)學(xué)生積累的習(xí)慣、自學(xué)的習(xí)慣。在激發(fā)學(xué)生興趣方面,正是因?yàn)閷W(xué)生準(zhǔn)備充分,展示也很充分,加上老師鼓勵(lì)學(xué)生鼓勵(lì),那學(xué)生不是更有興趣?有句話說,書不是教出來的,是學(xué)出來的。我覺得這句話很有道理。學(xué)生有興趣,肯定學(xué)的'好。在知識儲(chǔ)備上,語文是一個(gè)慢功,不像理科,理科是階梯式的,文科是平面型的。曾老師這種加強(qiáng)課前準(zhǔn)備的做法是很好的。
曾老師以板塊整合取舍的做法也特別值得我們學(xué)習(xí)。
語文教學(xué)有一種現(xiàn)象:長篇講不下去,短篇講不出來,怎樣做到長篇短講短篇長講呢?怎樣讓學(xué)生有事干???這方面曾老師做的很好。既重視考與學(xué)的關(guān)系,又重視學(xué)生的主體,結(jié)合得非常好,而且環(huán)環(huán)緊扣。
課前有明確的目標(biāo),學(xué)習(xí)有針對性。目標(biāo)就是指揮棒。曾老師善于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,解決問題的能力。讓學(xué)生尋找空白,提出問題,然后由學(xué)生解決問題,這讓我有很大的啟發(fā)。但是我覺得一些重點(diǎn)句、詞可以再挖掘一下。比如說這首詞講什么?愁。愁什么?怎么這么多愁?這里可以挖掘一下。
我們檢查時(shí)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)老師在上面講得興致勃勃,可下面學(xué)生睡下一片。其實(shí)學(xué)生的思維一下子被激發(fā)出來,有時(shí)學(xué)生又不按你的思路走啊,該怎么辦?比如說這個(gè)制作名人檔案的環(huán)節(jié),學(xué)生講得很好,但是又剎不住車。這時(shí)又不能打斷學(xué)生更不能打擊學(xué)生,可是時(shí)間又緊,曾老師用做檔案的"要求及時(shí)加以引導(dǎo),改變了較為被動(dòng)的局面,這就需要很強(qiáng)的課堂駕馭能力。
課件上的“聊一聊xxx志展才學(xué)”、“讀一讀浮想聯(lián)翩解真情”、“賞一賞慧眼識珠見靈性”等等,一看就知道很有功底,而且語言非常簡潔、清晰。老師在課堂上既是編劇、導(dǎo)演又是主持人。這語言是能潛移默化的。做老師啊,語言最怕蒼白、無味,這樣學(xué)生也感到乏味。曾老師的語言充滿激情,很有感染力。
教學(xué)最終落著點(diǎn)還是提高能力。曾老師在學(xué)生表達(dá)能力、感悟能力的培養(yǎng)上做的很好。
讓學(xué)生學(xué)到了很多東西,讓我們也學(xué)到了很多東西。
向心力教案 篇12
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(huì)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(gè)本質(zhì)到向心加速度這個(gè)現(xiàn)象。
新教材的設(shè)計(jì)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(dòng)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(dòng)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(gè)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(dòng)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(gè)力,也可以是幾個(gè)力的合力,甚至是每個(gè)力的分力,是按效果命名的力。
從勻速圓周運(yùn)動(dòng)到變速圓周運(yùn)動(dòng)再到一般的曲線運(yùn)動(dòng),體現(xiàn)了從特殊到一般的思想,在處理一般曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)也采用微分思想
2、本課在教材中的地位
圓周運(yùn)動(dòng)與拋體運(yùn)動(dòng)都是很重要的曲線運(yùn)動(dòng),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(dòng)的方向、條件、描述圓周運(yùn)動(dòng)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(huì)計(jì)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(huì)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(huì)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(jià)值觀。
(1)在實(shí)驗(yàn)操作中培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)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(huì)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(dòng)中的應(yīng)用,在前面學(xué)習(xí)拋體運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上,有學(xué)習(xí)圓周運(yùn)動(dòng),讓學(xué)生了解牛頓運(yùn)動(dòng)定律不僅適用于直線運(yùn)動(dòng),同樣適用于曲線運(yùn)動(dòng),讓學(xué)生體會(huì)牛頓力學(xué)的魅力。
③明確1、圓周運(yùn)動(dòng)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(gè)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(huì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)過程)。麻煩可能會(huì)出在
⑴怎樣點(diǎn)懸
⑵怎樣保證做圓周運(yùn)動(dòng)
⑶怎樣測高度
②1、圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)性。其主要程序是:提出問題→科學(xué)猜想→設(shè)計(jì)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(dòng)學(xué)習(xí)。學(xué)生活動(dòng)約占課時(shí)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(shí)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(dòng)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(dòng)的例子,如我在課件里就安排了幾段動(dòng)畫。如:①雙人滑冰的動(dòng)畫②輕繩牽好小球在光滑冰面上做圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(gè)圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(huì)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(gè)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(shí)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(shí)間2—3分鐘可以討論,好了以后學(xué)生匯報(bào)(照閱讀提綱)學(xué)生匯報(bào),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(jì)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(jì)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(gè)典型的圓周運(yùn)動(dòng),如物理跟轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動(dòng),
(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(huì)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(dòng)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(jì)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(huì)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(shí)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(dòng)。
六、板書設(shè)計(jì)
向心力教案 篇13
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(dòng)接受知識向主動(dòng)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(jì)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(jì)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(dòng)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(jià)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(dòng)參與活動(dòng)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(jiān)持正確觀點(diǎn),勇于修正錯(cuò)誤,具有團(tuán)隊(duì)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(gè)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(dòng)。知道描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)裝置中,共軸的輪子上各點(diǎn)的角速度相等;皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)(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(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng),因?yàn)樗木€速度方向時(shí)刻在變,更深一步來分析,為什么線速度的方向時(shí)刻在變?是什么力來改變物體的這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這個(gè)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(dòng),水不從杯里灑出,甚至杯子在豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),杯口已經(jīng)朝下,水也不會(huì)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(dòng)?
(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(dòng)的速度方向時(shí)刻在變,所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng)。而力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。那么做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(gè)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(dòng)積極開展思維活動(dòng),進(jìn)入新課的學(xué)習(xí)。同時(shí)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(dòng)”。
(1)、步驟
①一個(gè)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(dòng)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(dòng),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(dòng),小球受到哪些力的作用?合外力是哪個(gè)力?這個(gè)力的方向有什么特點(diǎn)?這個(gè)力起什么作用?
(3)、通過討論得到:
①做圓周運(yùn)動(dòng)的物體始終受到一個(gè)指向圓心的力的作用,這個(gè)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(dòng)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(shí)教師應(yīng)適時(shí)介入引導(dǎo)學(xué)生得出正確的結(jié)論。]
2、課件展示動(dòng)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(dòng) (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(gè)圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例的分析得出向心力的`來源可以是某一個(gè)力(重力、彈力、摩擦力)或幾個(gè)力的合力,也可以是某個(gè)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(gè)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(dòng),具有運(yùn)動(dòng)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(gè)力,教師此時(shí)應(yīng)特別指出:受力分析時(shí), 不能多出一個(gè)向心力。且①物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),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(dòng)時(shí),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(dòng)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(dòng),改變轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng),與課本上的不盡相同。做該實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生的感受更直接,更易操作。提醒學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使物體盡可能在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),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(dòng)的半徑r和角速度ω相同時(shí),比較向心力的大小
②兩個(gè)質(zhì)量相同的小球,保持運(yùn)動(dòng)半徑相同,觀察向心力與角速度之間的關(guān)系
③兩個(gè)質(zhì)量相同的小球,保持小球運(yùn)動(dòng)的角速度相同,觀察向心力的大小與運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)的角速度,r是所做圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(shí)教師可結(jié)合傳動(dòng)裝置中,共軸的輪子上各點(diǎn)的角速度相等,皮帶傳動(dòng)(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(tái)上的忙得不亦樂乎,臺(tái)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(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)。
4、動(dòng)動(dòng)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(shí),a∝r
當(dāng)v一定時(shí),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(shí),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(shí),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(dòng)中推導(dǎo)出來的,但這些公式對變速圓周運(yùn)動(dòng)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(jì)思路
向心力和向心加速度是高中物理的一個(gè)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(dòng)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(dòng)的向心力和向心加速度的大小不變,但方向時(shí)刻在改變。
本教學(xué)設(shè)計(jì)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(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí),讓學(xué)生自主探究,親身體會(huì)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(shí)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(jì)案例。
學(xué)習(xí)目標(biāo):
(1)理解向心力的概念,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)理解向心力大小與哪些因素有關(guān)系,能運(yùn)用向心力公式進(jìn)行計(jì)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(dòng)的向心力和向心加速度。
猜想:_____________________________________________。
r、ω相同,長短槽上小球質(zhì)量比為1比2。
在r、ω一定時(shí),f向與m成_______比。
m、ω相同,長短槽上小球半徑比為2比1。
在m、ω一定時(shí),f向與r成_______比。
m、r相同,長短槽上小球角速度比為1比2。
在m、r一定時(shí),f向與ω____________比。
鞏固1:
對物體受力分析,說明向心力的來源。
鞏固2:
長度為0.5m的輕繩一端系一質(zhì)量為2kg的小球,另一端固定,小球繞固定點(diǎn)在光滑水平面上以4m/s的速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng),請計(jì)算小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度的大???
當(dāng)堂檢測:
a、由公式f=mω2r可知在m和ω一定的情況下,向心力和半徑成正比
向心力教案 篇2
《向心力》一節(jié)第五章曲線運(yùn)動(dòng)的重點(diǎn)、難點(diǎn),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。
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;
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(huì)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(huì)解決問題從特殊到一般的思維方法。并學(xué)會(huì)用力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)來分析、解決問題。
? 1.經(jīng)歷科學(xué)探究的過程,領(lǐng)略實(shí)驗(yàn)是解決物理問題的一種基本途徑,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度;
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。
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(huì)分析向心力的來源。
(二)教學(xué)難點(diǎn)?
理解向心力是一個(gè)效果力,會(huì)分析向心力的來源,理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)中供求關(guān)系。
高一的學(xué)生有著強(qiáng)烈的好奇心和求知欲,已有基本的觀察、分析、推理能力,能夠探討現(xiàn)象發(fā)生的原因,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。
1.理解了質(zhì)量、力與加速度的關(guān)系;
2.了解了描述圓周運(yùn)動(dòng)的各個(gè)物理量及其關(guān)系;
3.認(rèn)識了勻速圓周運(yùn)動(dòng)指向圓心的向心加速度。
猜想法、實(shí)驗(yàn)法、小組合作法等。
通過教法與學(xué)法的相互結(jié)合,體現(xiàn)教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體的教學(xué)原則。
提問:為什么做圓周運(yùn)動(dòng)的物體沒有沿著直線飛出去?
提問:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體有什么受力特點(diǎn) 學(xué)生觀察圖片,聯(lián)系生活實(shí)際,思考問題。
學(xué)生觀察游戲現(xiàn)象,思考問題 利用情景式教學(xué),讓學(xué)生回憶玩這兩個(gè)游戲時(shí)的感受;通過游戲引發(fā)學(xué)生思考,吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,也讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)的知識來源于生活,體現(xiàn)從生活走向物理的課程設(shè)計(jì)理念。
帶領(lǐng)學(xué)生對超級秋千及乒乓球受力分析。引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)向心力定義。
做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體會(huì)受到一個(gè)始終指向圓心的合力,這個(gè)力叫做向心力。
組織學(xué)生討論、分析生活中幾種勻速圓周運(yùn)動(dòng)及模擬勻速圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫。
(3)不做功 學(xué)生對超級秋千及乒乓球進(jìn)行受力分析,并思考新課引入時(shí)提出的問題。總結(jié)歸納出向心力的定義。
小組討論,分析圖片中向心力的來源,發(fā)現(xiàn)支持力、摩擦力、拉力均可充當(dāng)向心力??偨Y(jié)向心力是效果力的特點(diǎn)。
觀看模擬勻速圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫,認(rèn)真觀察、分析,向心力的方向始終在變化;向心力的只改變速度方向,不改變速度大小。 通過受力分析,尋找乒乓球不掉落的原因,激發(fā)學(xué)生分析、推理的能力。
通過大量引入生活中常見的勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例,充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,并貫徹物理源于生活的理念。培養(yǎng)學(xué)生,將知識運(yùn)動(dòng)到實(shí)際生活中的能力。
向心力教案 篇3
一、教材分析
本節(jié)內(nèi)容是高中物理教材第五章勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的一節(jié),在此之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念以及描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量。本節(jié)是本章的重點(diǎn),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知識作必要準(zhǔn)備。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識目標(biāo):理解什么是向心力,什么是向心加速度。能運(yùn)用向心力和向心加速度的公式解答有關(guān)問題。
2.能力目標(biāo):懂得用控制變量法研究物理問題,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒎治瞿芰?、解決實(shí)際問題的能力。
3.情感目標(biāo):學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法和科學(xué)研究態(tài)度。
三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
1.重點(diǎn):向心力大小與m、r、ω的關(guān)系
2.難點(diǎn):①理解向心力的概念②理解公式a=rw2和a=v2/r
四、教學(xué)方法:
由于學(xué)生剛剛步入高中,對高中物理學(xué)習(xí)還缺乏方法,習(xí)慣于硬套公式,而本節(jié)內(nèi)容涉及公式較多,會(huì)給學(xué)生帶來較大的困難,所以需要教師引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究,自己歸納結(jié)論,理解記憶公式,從而達(dá)到能靈活運(yùn)用的目的。
因此本課采用“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)生的主動(dòng)性。其主要程序是:提出問題→科學(xué)猜想→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→探索研究→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)生獲取知識的過程及方法,更加突出了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)。學(xué)生活動(dòng)約占課時(shí)的1/2,課堂氣氛將比較活躍,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)用具
1.多媒體、錄象短片、課件
2.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材:彈簧秤,繩子,小球(若干個(gè)),圓珠筆桿套
六、教學(xué)過程
(一)向心力概念:
復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容,播放幾個(gè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例的錄象短片,引導(dǎo)學(xué)生逐一進(jìn)行受力分析,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn),做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合力總是指向軌跡圓心,從而得出向心力的概念,理解向心力是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體所受的合力,是按效果命名的,并理解它的方向和作用。
(二)向心力大小與哪些因素有關(guān)
展示情景,提出問題
首先播放“小孩拿著帶繩子的玩具掄圈圈”的畫面和“賽車因速度過大而脫離軌道”的片段,創(chuàng)設(shè)情景,讓學(xué)生感受到物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要一定的向心力,否則物體將脫離圓軌道。然后設(shè)問:質(zhì)量為m的物體以角速度ω做半徑為r的勻速周運(yùn)動(dòng)時(shí),究竟需要多大的向心力?引出“探究向心力大小”這一研究課題。
2.思維發(fā)散,科學(xué)猜想
鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜測:假如你是歷史上第一個(gè)研究向心力大小的人,猜猜看“向心力可能與哪些因素有關(guān)?”并指出科學(xué)猜想是研究自然科學(xué)的一種廣泛應(yīng)用的思想方法。
在這環(huán)節(jié)中,學(xué)生分組討論,根據(jù)日常生活經(jīng)驗(yàn)加以猜想,總結(jié)出:向心力F可能與m、ω、r有關(guān)系。
3.設(shè)疑集思,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
展示思考題:①用什么方法研究向心力F與m、r、ω的關(guān)系?②實(shí)驗(yàn)的研究對象是什么?需觀察、記錄什么?③列出實(shí)驗(yàn)原理、所用的器材和具體步驟。
在這環(huán)節(jié)中,學(xué)生分組討論,然后請個(gè)別學(xué)生回答。
4.分組實(shí)驗(yàn),探索研究
經(jīng)過討論,決定利用彈簧秤、細(xì)繩、圓珠筆桿套、不同質(zhì)量的帶孔小球若干,按照如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
在此環(huán)節(jié)中,學(xué)生以四個(gè)人為一個(gè)小組,像科學(xué)家那樣興趣盎然地開始按擬定的方案實(shí)驗(yàn),邊做邊想邊記。教師巡視,注意他們設(shè)計(jì)是否合理,儀器使用是否得當(dāng),數(shù)據(jù)記錄是否正確,做個(gè)別輔導(dǎo)。
5.綜合分析,得出結(jié)論
學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,分析、歸納,得出結(jié)論,以組為單位,推舉代表發(fā)言。
教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn):向心力F確實(shí)與m、ω、r有關(guān),并說明精確的實(shí)驗(yàn)可以得出
F=mrω2。
6.應(yīng)用練習(xí),指導(dǎo)實(shí)踐
(向心力,向心加速度)說課稿,標(biāo)簽:物理說課模板,高中物理說課模板,
用投影儀展示分層練習(xí)題:
⑴.要使一個(gè)3千克的物體,在半徑為2米的周圓上以4m/s的速度運(yùn)動(dòng),需要多大的向心力。
⑵.線的一端拴一重物,手執(zhí)線的另一端,使重物做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)相等時(shí),線長易斷還是線短易斷?
⑶.為什么賽車速度過大會(huì)脫離軌道?
此環(huán)節(jié),教師可因材施教,點(diǎn)不同層次的學(xué)生來解答不同的問題,然后根據(jù)情況有選擇地進(jìn)行講解。
7.歸納總結(jié),學(xué)法指導(dǎo)
教師總結(jié):讓學(xué)生回顧本課的探究過程:發(fā)現(xiàn)問題→進(jìn)行猜想→探索研究→得出結(jié)論→指導(dǎo)實(shí)踐。指明這是研究物理問題的基本思路。
(三)向心加速度
1.引導(dǎo)學(xué)生自己通過牛頓第二定律推出公式a=rω2。
2.通過練習(xí)引導(dǎo)學(xué)生正確理解公式a=rω2及a=v2/r。
八、布置作業(yè):課后練習(xí)⑵⑶⑹
九、板書設(shè)計(jì):
1.向心力
⑴概念:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合力總指向圓心,這個(gè)力叫做向心力。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):
⑴器材:
⑵步驟:
⑶裝置圖:
⑵方向:總指向圓心
⑶作用:使物體的速度方向發(fā)生變化
⑷大?。篎=mrω2=mv2/r
2.向心力加速度:
⑴概念:向心力產(chǎn)生的加速度.
⑵意義:描述線速度方向變化的快慢。
⑶大?。篴=rω2=V2/r
⑷方向:總是指向圓心。
十、預(yù)測評估
1.向心力容易被學(xué)生認(rèn)為是一種新的性質(zhì)力,所以應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對多個(gè)實(shí)例進(jìn)行受力分析,以明確向心力的來源。
2.學(xué)生不易正確理解向心力、向心加速度與軌道半徑的關(guān)系,新課中應(yīng)通過課后練習(xí)引導(dǎo)學(xué)生正確理解。
3.部分同學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰^弱,在探究實(shí)驗(yàn)中教師應(yīng)加強(qiáng)巡回指導(dǎo)。
向心力教案 篇4
概念是構(gòu)成物理知識的基礎(chǔ),正確地理解、掌握物理概念是學(xué)好物理的保證。在教學(xué)中如果能根據(jù)物理概念的特點(diǎn)以及學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,運(yùn)用認(rèn)知心理學(xué)理論設(shè)計(jì)概念教學(xué)過程,必將有利于學(xué)生對概念的習(xí)得。根據(jù)現(xiàn)代認(rèn)知理論,知識的習(xí)得可分為三個(gè)階段:知識的領(lǐng)會(huì)、知識的鞏固、知識的應(yīng)用。結(jié)合物理概念的特點(diǎn),其教學(xué)的過程也可分為三個(gè)階段:概念的領(lǐng)會(huì)、概念的理解和概念的應(yīng)用。
本課時(shí)的教學(xué)將遵從現(xiàn)代認(rèn)知理論設(shè)計(jì)教學(xué)過程。
向心加速度是加速度概念的延續(xù),同時(shí)是圓周運(yùn)動(dòng)與向心力之間的紐帶。理解向心加速度將為理解向心力與圓周運(yùn)動(dòng)的關(guān)系奠定良好的基礎(chǔ)。利用向心加速度分析圓周運(yùn)動(dòng)速度變化的問題繼承了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析問題的一般方法。這部分內(nèi)容既可以復(fù)習(xí)直線運(yùn)動(dòng)的知識,更為今后圓周運(yùn)動(dòng)的解決提供方法。
學(xué)生通過必修1的學(xué)習(xí),已經(jīng)了解了直線運(yùn)動(dòng)的解決方法。通過牛頓運(yùn)動(dòng)定律的學(xué)習(xí)已經(jīng)體會(huì)了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。對曲線運(yùn)動(dòng)條件的學(xué)習(xí),讓學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識到曲線運(yùn)動(dòng)都是變速運(yùn)動(dòng),一定會(huì)產(chǎn)生加速度。對于圓周運(yùn)動(dòng)中加速度的問題,學(xué)生應(yīng)該不會(huì)覺得陌生。
本節(jié)整體設(shè)計(jì)的提出是基于學(xué)生對向心加速度的認(rèn)識和理解。首先通過花樣滑冰、鏈球比賽這兩個(gè)視頻觀察做圓周運(yùn)動(dòng)的物體需要怎樣的力。而后通過學(xué)生實(shí)驗(yàn):朔料杯中的小球做圓周運(yùn)動(dòng)和細(xì)線拉著的小球在水平桌面上做圓周運(yùn)動(dòng),讓學(xué)生親自體會(huì)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的力是如何提供的。得出做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到指向圓心的力,由這個(gè)力產(chǎn)生的加速度稱為向心加速度。
在推導(dǎo)向心加速度大小時(shí),利用做好的泡沫板大圓和毛衣針、磁帖、磁條動(dòng)態(tài)的演示△t 趨于零時(shí)△v的極限過程。同時(shí)要求學(xué)生做圖,體會(huì)△v的方向和大小,進(jìn)而推導(dǎo)出向心加速度的表達(dá)式。
在應(yīng)用向心加速度的表達(dá)式時(shí),展示拆卸好的自行車輪盤和制做好的皮帶輪,讓學(xué)生感受從實(shí)際應(yīng)用到構(gòu)建模型,體會(huì)物理的研究方法。
從觀察圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例,到動(dòng)手體驗(yàn)圓周運(yùn)動(dòng),再到理論推導(dǎo)向心加速度表達(dá)式,最后應(yīng)用向心加速度表達(dá)式。這個(gè)過程遵從了對知識學(xué)習(xí)的認(rèn)知規(guī)律,領(lǐng)會(huì)、鞏固、應(yīng)用。在應(yīng)用階段又是先從實(shí)際運(yùn)動(dòng)情景展開,向?qū)W生展示熟悉的自行車輪盤,而后再抽象為物理模型--教學(xué)用的皮帶輪。
在教學(xué)中幾項(xiàng)自制實(shí)驗(yàn)教具,給本課時(shí)的教學(xué)帶來了較好的效果。推導(dǎo)向心加速度表達(dá)式時(shí)用到的,泡沫板大圓、毛衣針、磁帖、磁條為動(dòng)態(tài)展示極限思想起到了很好的作用。教學(xué)用皮帶輪為學(xué)生從實(shí)際運(yùn)動(dòng)過度到物理模型起到了不可替帶的作用。
本節(jié)課創(chuàng)設(shè)的情景生動(dòng)自然豐富,設(shè)問有層次。問題中既運(yùn)用了原有知識,又提供新信息做參考,有助于學(xué)生溫故知新,在思考、討論和交流中自主構(gòu)建知識體系。
知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),具有指向圓心的加速度----向心加速度。
會(huì)用矢量圖表示速度變化量與速度之間的關(guān)系,理解加速度與速度、速度變化量的區(qū)別。
知道向心加速度的表達(dá)式,能根據(jù)問題情景選擇合適的向心加速度的表達(dá)式并會(huì)用來進(jìn)行簡單的計(jì)算。
過程與方法:
通過實(shí)例分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度的方向,體會(huì)實(shí)例分析的方法。
通過推導(dǎo)向心加速度的表達(dá)式,體會(huì)矢量法則;
通過推導(dǎo)向心加速度的過程再次體會(huì)極限思想。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀:
加強(qiáng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí),自主學(xué)習(xí)。
體會(huì)圓周運(yùn)動(dòng)與生活的關(guān)系。
實(shí)驗(yàn)器材:
教師實(shí)驗(yàn)器材:玻璃大燒杯、乒乓球、泡沫朔料板制作的大圓、毛衣針6支、小磁鐵6塊、磁條4根,拆卸好的自行車、自制的皮帶輪
上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了勻速圓周運(yùn)動(dòng),下面我們一同回顧一下描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量。 打開ppt
(展示問題內(nèi)容,節(jié)約教學(xué)實(shí)間,提高教學(xué)密度) 學(xué)生 線速度、角速度、周期 教師
通過上節(jié)課的學(xué)習(xí),我們對勻速圓周運(yùn)動(dòng)有了一定的了解,請同學(xué)們思考是什么原因,使得做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體老老實(shí)實(shí)的在圓周上運(yùn)動(dòng)而不能離開圓周呢?
是什么原因,使得鏈球被拋出前,總是圍繞著人做圓周運(yùn)動(dòng)? 播放做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的視頻,讓學(xué)生觀察實(shí)際運(yùn)動(dòng),體會(huì)物體受力關(guān)系。
視頻中的運(yùn)動(dòng)在教室中無法演示,但它對于本節(jié)課知識的理解很有幫助,所以選擇視頻。視頻在學(xué)生面前展示出一個(gè)活生生的運(yùn)動(dòng),讓學(xué)生能夠切實(shí)看到物體運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程,從而提高對運(yùn)動(dòng)中受力的認(rèn)識。
觀看ppt(播放做好的圓周運(yùn)動(dòng)示意圖以及圓周上某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向,利用ppt既節(jié)約時(shí)間更能畫得準(zhǔn)確)
板書(1) 學(xué)生 鐵鏈對鏈球有拉力。 教師 拉力的方向? 學(xué)生 指向運(yùn)動(dòng)員,指向圓心。 教師 是什么原因,使得女滑冰運(yùn)動(dòng)員能夠繞著男運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)? 學(xué)生 男運(yùn)動(dòng)員對女運(yùn)動(dòng)員通過手臂施加了拉力。 教師 力的方向? 學(xué)生 沿手臂指向男運(yùn)動(dòng)員,指向圓心。 教師 這些都說明,做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到了指向圓心的力,由牛頓第二定律可知,力一定會(huì)產(chǎn)生加速度,我們把由指向圓心的力產(chǎn)生的加速度稱為向心加速度。這節(jié)課我們共同來學(xué)習(xí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的向心加速度。
(板書:第5節(jié)向心加速度) (二)新課教學(xué) 教師 加速度作為矢量有方向和大小,對于向心加速度的學(xué)習(xí)我們也將從它的方向和大小來研究。
首先來研究向心加速度的方向。
剛才的視頻啟示了我們可以通過研究做圓周運(yùn)動(dòng)的物體的受力,來感受向心加速度的方向。
每位同學(xué)的書桌上有三樣器材:一個(gè)燒杯、2個(gè)鋼球,其中一個(gè)球上栓有細(xì)線。請同學(xué)們利用這些器材,讓小球做近似的勻速圓周運(yùn)動(dòng),從而感受小球的受力方向,進(jìn)而得到它的向心加速度的方向。
實(shí)驗(yàn)完畢 教師 同學(xué)們?nèi)绾巫龅膶?shí)驗(yàn)?實(shí)驗(yàn)中小球的受力方向和向心加速度的方向如何?
請學(xué)生描述實(shí)驗(yàn)過程,訓(xùn)練學(xué)生的物理表達(dá)。
觀看ppt(強(qiáng)調(diào)向心加速度的方向和字母表示,落實(shí)本節(jié)課的重點(diǎn)知識)
觀看ppt(展示問題內(nèi)容,避免花費(fèi)大量時(shí)間去寫板書,此處投影片留得時(shí)間稍長些,讓學(xué)生做筆記,并且給學(xué)生多一些思考時(shí)間。)
受力方向和向心加速度的方向都指向圓心 教師 根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)我們可以得出向心加速度的方向。
下面我們來分析向心加速度的大小與哪些因素有關(guān)?
請看這個(gè)實(shí)例:物體A繞著圓心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)半徑為r,線速度為v,角速度為ω ,請同學(xué)們用以上物理量表達(dá)向心加速度的大小。(投影片)
加速度的定義是什么? 學(xué)生 a=Δv/ Δt 教師 我們只要算出Δt時(shí)間內(nèi)的Δv即可。請同學(xué)們互相討論,參照教材給出的方法,試著推導(dǎo)Δv。 學(xué)生 討論(2-3分鐘) 教師 請一位學(xué)生說說討論結(jié)果。 學(xué)生合作學(xué)習(xí),加強(qiáng)學(xué)習(xí)上的溝通交流,相互取長補(bǔ)短。
訓(xùn)練學(xué)生的物理表達(dá)和思維的嚴(yán)密性、嚴(yán)謹(jǐn)性。
向心力教案 篇5
一、教材分析
1.在教材中的地位作用
《向心力的實(shí)例分析》是學(xué)生在學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)、向心力與向心加速度之后的一節(jié)應(yīng)用課,也是必修2中的重點(diǎn)內(nèi)容。并且在整本教材中起到了承上啟下的作用,本節(jié)課從力和運(yùn)動(dòng)的角度對勻速圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了較深入的研究,既能夠加深學(xué)生對前面學(xué)習(xí)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的理解,又為接下來要研究的天體運(yùn)動(dòng)和帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)等問題奠定了基礎(chǔ)。并且本節(jié)課與人們的日常生活聯(lián)系密切,因此,學(xué)好本節(jié)課,既可以提高學(xué)生對學(xué)習(xí)物理的興趣,又為接下來更好地掌握物理規(guī)律打下良好的基礎(chǔ)。
根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求以及教材的具體內(nèi)容,我從如下三個(gè)維度來確定本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo):
2、三維教學(xué)目標(biāo)
1)、知識與技能
(1)知道如果一個(gè)力或幾個(gè)力的合力的效果是使物體產(chǎn)生向心加速度,它就是圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力.會(huì)在具體問題中分析向心力的來源。
(2)能理解運(yùn)用勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律分析和處理生產(chǎn)和生活中的具體實(shí)例。
(3)知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運(yùn)動(dòng),會(huì)求變速圓周運(yùn)動(dòng)中物體在特殊點(diǎn)的向心力和向心加速度。
2)、過程與方法
(1)通過對勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析,滲透理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn),提高學(xué)生分析和解決問題的能力。
(2)通過勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律也可以在變速圓周運(yùn)動(dòng)中使用,滲透特殊性和一般性之間的辯證關(guān)系,提高學(xué)生的分析能力。
(3)通過對離心現(xiàn)象的實(shí)例分析,提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識解決問題的能力。
3)、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
(1)通過對幾個(gè)實(shí)例的分析,使學(xué)生明確具體問題必須具體分析,理解物理與生活的聯(lián)系,學(xué)會(huì)用合理、科學(xué)的方法處理問題。
(2)通過離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止的實(shí)例分析.使學(xué)生明白事物都是一分為二的,要學(xué)會(huì)用一分為二的觀點(diǎn)來看待問題。
(3)養(yǎng)成良好的思維表述習(xí)慣和科學(xué)的價(jià)值觀。
3.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):理解向心力是一種效果力;在具體問題中能找到是誰提供向心力的,并結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解有關(guān)問題。
教學(xué)難點(diǎn):具體問題中向心力的來源;關(guān)于對臨界問題的討論和分析;對變速圓周運(yùn)動(dòng)的理解和處理。
二、教學(xué)方法
基于學(xué)生的這種現(xiàn)狀,這節(jié)課我采用的教學(xué)方法是:整堂課采用啟發(fā)式教學(xué),利用演示實(shí)驗(yàn)使凹凸橋等抽象問題形象化,通過演示實(shí)驗(yàn)啟發(fā)學(xué)生思考、分析、歸納物理問題及規(guī)律,并采用問題教學(xué)與討論式教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法,通過提出合理有效的問題,引發(fā)學(xué)生思考,并適時(shí)組織學(xué)生進(jìn)行討論,使對學(xué)生來說比較困難的問題,在學(xué)生們思維與思維的碰撞過程中自行解決。以充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位。
三、學(xué)法指導(dǎo)
雖然本節(jié)課的理論探究性更強(qiáng),但鑒于學(xué)生認(rèn)識的一般規(guī)律,還是應(yīng)該以豐富翔實(shí)的物理情景做載體去物理規(guī)律在生活中應(yīng)用。所以學(xué)生應(yīng)當(dāng)采取這樣學(xué)習(xí)方法:
1、在具體的物理情景及老師的引導(dǎo)下進(jìn)行探究式學(xué)習(xí),體現(xiàn)由物講理的基本方法。
2、學(xué)生應(yīng)當(dāng)在具體的物理情景中學(xué)會(huì)獨(dú)立的思考與分析,演繹推理、歸納與總結(jié)。具體的做法應(yīng)當(dāng)是在物理情景中去思考我們的問題,分析它的特點(diǎn),用我們已掌握的知識進(jìn)行探究式的演繹推理,最后去歸納總結(jié)新的物理規(guī)律。
3、總之,學(xué)生要學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)知識的來龍去脈,搞清楚從哪“來”往哪“去”,這是最重要的學(xué)習(xí)方法。
四、學(xué)情分析
為了更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),突破重點(diǎn)、化解難點(diǎn),就要對學(xué)生的學(xué)情有一個(gè)具體的了解。通過前面的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)具備了勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律等的基礎(chǔ)知識,但在公式的熟練應(yīng)用上還存在有問題;在思維能力上,高一學(xué)生已經(jīng)具備了一定的形象思維能力,但邏輯思維與抽象思維能力還比較差。
五、教學(xué)用具
多媒體課件
六、教學(xué)程序設(shè)計(jì)
(一)新課導(dǎo)入
復(fù)習(xí)提問:請同學(xué)們回顧并敘述出對于圓周運(yùn)動(dòng)你已經(jīng)理解和掌握了哪些基本知識?(用線速度、角速度、轉(zhuǎn)速和周期等來描述做圓周運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)快慢;知道了圓周運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng),一定具有加速度;掌握了對于圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)問題還必須通過運(yùn)用牛頓第二定律去認(rèn)真分析和處理。)
(二)新課教學(xué)
1、鐵路的彎道
6.8—1并提出問題:火車受幾個(gè)力作用?這幾個(gè)力的關(guān)系如何?
火車受到4個(gè)力的作用,各為兩對平衡力,即合外力為零。其中重力和支持力的合力為零,牽引力和摩擦力的合力為零,那火車轉(zhuǎn)彎時(shí)情況會(huì)有何不同呢?
提出問題:
(1)轉(zhuǎn)彎與直線前進(jìn)有何不同?
(2)畫出受力示意圖,并結(jié)合運(yùn)動(dòng)情況分析各力的關(guān)系?(轉(zhuǎn)彎時(shí)火車的速度方向在不斷變化,故其一定有加速度,其合外力一定不為零。)
轉(zhuǎn)彎時(shí)合外力不為零,即需要提供向心力,而平直路前行不需要,那么火車轉(zhuǎn)彎時(shí)是如何獲得向心力的?進(jìn)一步受力分析得:需增加的一個(gè)向心力(效果力),由鐵軌外軌的輪緣和鐵軌之間互相擠壓而產(chǎn)生的彈力提供。
問題:擠壓的后果會(huì)怎樣?(由于火車質(zhì)量、速度比較大,故所需向心力也很大。這樣的'話,輪緣和鐵軌之間的擠壓作用力將很大,導(dǎo)致的后果是鐵軌容易損壞,軌緣也容易損壞。)
那么應(yīng)該如何解決這一實(shí)際問題,結(jié)合學(xué)過的知識加以討論,提出可行的解決方案,并畫出受力圖,加以定性說明。
交流與討論:學(xué)生發(fā)揮自己的想象能力,結(jié)合知識點(diǎn)設(shè)計(jì)方案,結(jié)合受力圖發(fā)表自己的見解……如圖6.8—l所示:(火車受的重力和支持力的合力提供向心力,對內(nèi)外軌都無擠壓,這樣就達(dá)到了保護(hù)鐵軌的目的。)請同學(xué)們運(yùn)用剛才的分析進(jìn)一步討論:實(shí)際的鐵路上為什么轉(zhuǎn)彎處的半徑和火車運(yùn)行速度有條件限制?
2、拱形橋
問題:質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛,若橋面的圓弧半徑為只R,試畫出受力分析圖,分析汽車通過橋的最高點(diǎn)時(shí)對橋的壓力?通過分析,你可以得出什么結(jié)論?
在最高點(diǎn),對汽車進(jìn)行受力分析,確定向心力的來源;由牛頓第二定律列出方程求出汽車受到的支持力:由牛頓第三定律求出橋面受到的壓力:F’N=G—mv2/r可見,汽車對橋的壓力F’N小于汽車的重力G,并且壓力隨汽車速度的增大而減小。
請同學(xué)們進(jìn)一步考慮當(dāng)汽車對橋的壓力剛好減為零時(shí),汽車的速度有多大。當(dāng)汽車的速度大于這個(gè)速度時(shí),會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?(把F’N=0代人上式可得,此時(shí)汽車的速度為,當(dāng)汽車的速度大于這個(gè)速度時(shí),就會(huì)發(fā)生汽車飛出去的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象我們在電影里看到過。)
下面再一起共同分析汽車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí),汽車對橋的壓力比汽車的重力大些還是小些?(汽車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí),汽車對橋的壓力比汽車的重力大。)
如果汽車不在拱形橋的最高點(diǎn)或最低點(diǎn),前面的結(jié)論還是否能用?如果不能直接運(yùn)用,又如何來研究這一問題呢?(前面的結(jié)論能直接運(yùn)用,不過此時(shí)物體的向心加速度不等于物體的實(shí)際加速度,即要用上一節(jié)研究變速圓周運(yùn)動(dòng)的方法來處理。)
課堂訓(xùn)練
例1:一輛質(zhì)量m=2.0t的小轎車,駛過半徑R=90m的一段圓弧形橋面,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)若橋面為凹形,汽車以20m/s的速度通過橋面最低點(diǎn)時(shí),對橋面壓力是多大?
(2)若橋面為凸形,汽車以l0m/s的速度通過橋面最高點(diǎn)時(shí),對橋面壓力是多大?
(3)汽車以多大速度通過凸形橋面頂點(diǎn)時(shí),對橋面剛好沒有壓力?
解:
(1)汽車通過凹形橋面最低點(diǎn)時(shí),在水平方向受到牽引力F和阻力f,在豎直方向受到橋面向上的支持力N1和向下的重力G=mg,如圖6.8—2所示:
圓強(qiáng)形軌道的圓心在汽車上方,支持力Nl與重力G=mg的合力為N1—mg,這個(gè)合力就是汽車通過橋面最低點(diǎn)時(shí)的向心力,即F向=N1—mg。由向心力公式有:N1—mg= mv2/R
3、航天器中的失重現(xiàn)象
從剛才研究的一道例題可以看出,當(dāng)汽車通過拱形橋凸形橋面頂點(diǎn)時(shí),如果車速達(dá)到一定大小,則可使汽車對橋面的壓力為零,如果我們把地球想象為特大的“拱形橋”,則情形如何呢?會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況;速度達(dá)到一定程度時(shí),地面對車的支持力是零?這時(shí)駕駛員與座椅之間的壓力是多少?駕駛員軀體各部分之間的壓力是多少?他這時(shí)可能有什么感覺?
假設(shè)宇宙飛船質(zhì)量為M,它在地球表面附近繞地球傲勻逮圓周運(yùn)動(dòng),其軌道半徑近似等于地球半徑R,航天員質(zhì)量為m,宇宙飛船和航天員受到的地球引力近似等于他們在地面上的重力,試求座艙對宇航員的支持力,此時(shí)飛船的速度多大?通過求解,你可以得出什么結(jié)論?(運(yùn)用牛頓第二定律可解得:宇宙飛船的速度為,再對宇航員進(jìn)行分析可得,此時(shí)座椅對宇航員的支持力為零,即航天員處于失重狀態(tài)。)
4、離心運(yùn)動(dòng)
做圓周運(yùn)動(dòng)的物體一旦失去向心力的作用,它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢?如果物體受的合力不足以提供向心力,它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢?發(fā)表你的見解并說明原因。(做圓周運(yùn)動(dòng)的物體一旦失去向心力的作用,它會(huì)沿切線飛出去,如體育中的“鏈球”運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)員手一放后,“鏈球”馬上飛了出去。)
如果向心力突然消失,物體由于慣性,會(huì)沿切線方向飛出去。
如果物體受的合力不足以提供向心力,物體雖不能沿切線方向飛出去.但會(huì)逐漸遠(yuǎn)離圓心.這兩種運(yùn)動(dòng)都叫做離心運(yùn)動(dòng)。
討論與思考:請同學(xué)們結(jié)合生活實(shí)際,舉出物體做離心運(yùn)動(dòng)的例子,在這些例子中,離心運(yùn)動(dòng)是有益的還是有害的?你能說出這些例子中離心運(yùn)動(dòng)是怎樣發(fā)生的嗎?
板書設(shè)計(jì)
第3節(jié)向心力的實(shí)例分析
1、鐵路的彎道
(1)討論向心力的來源:
(2)外軌高于內(nèi)軌時(shí)重力與支持力的合力是使火車轉(zhuǎn)彎的向心力
(3)討論:為什么轉(zhuǎn)彎處的半徑和火車運(yùn)行速度有條件限制?
2、拱形橋
(1)思考:汽車過拱形橋時(shí),對橋面的壓力與重力誰大?
(2)圓周運(yùn)動(dòng)中的超重。失重情況。
3、航天器中的失重現(xiàn)象
4、離心運(yùn)動(dòng)
(1)離心現(xiàn)象的分析與討論。
(2)離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止。
向心力教案 篇6
向心力是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的合外力,它是本章圓周運(yùn)動(dòng)的重點(diǎn)。由于這一節(jié)內(nèi)容比較多,可分為兩個(gè)課時(shí),第一課時(shí)講述有關(guān)向心力的概念,第二課時(shí)是生活中向心力的應(yīng)用實(shí)例,而本教學(xué)設(shè)計(jì)是第一課時(shí)有關(guān)向心力的概念。本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)是學(xué)生如何建立向心力的概念,為了使學(xué)生容易接受,教材采取以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)加上必要的簡單的理論分析的方法,在這里,編者增加了一個(gè)演示實(shí)驗(yàn),就是借助向心力演示器進(jìn)行實(shí)驗(yàn),把學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)論逐一驗(yàn)證,從而驗(yàn)證了向心力公式,更有力說明了實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和重要性。課本35頁中的“討論與交流”這一點(diǎn)學(xué)生往往覺得抽象,只是理論來分析,這里編者把它改成實(shí)驗(yàn)探究,這樣學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)親身感受,定性分析,這比理論分析更具有說服力。
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(dòng),對勻速圓周運(yùn)動(dòng)有了一定的理解。知道描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量有線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速等,并理解線速度、角速度、周期、半徑之間的關(guān)系。學(xué)生知道在轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中,共軸的輪子上各點(diǎn)的角速度相等;皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)(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)。學(xué)生知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng),因?yàn)樗木€速度方向時(shí)刻在變,但只是表面的知道,更深一步來分析,為什么線速度的方向時(shí)刻在變?是什么力來改變物體的這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這個(gè)力有何特點(diǎn)?學(xué)生帶著這些疑問來進(jìn)入本節(jié)課的學(xué)習(xí)。
在以往的教學(xué)中,課堂教學(xué)實(shí)施往往過于注重知識傳授傾向,老師滿堂灌,學(xué)生被動(dòng)的接受,很難從多方面培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。而新課程強(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(dòng)接受知識向主動(dòng)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(jì)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。
本節(jié)首先通過日常生活經(jīng)驗(yàn)和觀察中的兩個(gè)實(shí)例,提出問題,加上老師的即時(shí)演示實(shí)驗(yàn),其現(xiàn)象更加深學(xué)生心中的疑惑,激發(fā)他們求知探索的欲望,更易引起學(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?可以先讓學(xué)生根據(jù)前述實(shí)驗(yàn)做出猜想,然后再讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對猜想進(jìn)行驗(yàn)證,教師可以按照教材的設(shè)計(jì)指導(dǎo)學(xué)生完成,進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對向心力的感性認(rèn)識。教師還借助了向心力演示器進(jìn)行實(shí)驗(yàn),把學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)論逐一驗(yàn)證,從而驗(yàn)證了向心力公式。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(dòng)的向心力和向心加速度的大小不變,但方向時(shí)刻在改變。最后把課本35頁的“討論與交流”改成實(shí)驗(yàn)探究,這樣學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)親身感受,定性分析,這比理論分析更具有說服力。
本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)是學(xué)生如何建立向心力的概念,而突破這一點(diǎn)的辦法是讓學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生親身感受,獲得感性認(rèn)識。由于本節(jié)課學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)比較多,教學(xué)中老師需根據(jù)學(xué)生的實(shí)際能力去引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),必要時(shí)做出指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)中提倡學(xué)生敢于動(dòng)手,嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、耐心的進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并能分析,小組之間討論與交流,歸納結(jié)論。本節(jié)課以實(shí)驗(yàn)探究為主線,以問題和小組交流貫穿課堂的始終,把傳授知識、培養(yǎng)能力和學(xué)生情感有機(jī)的結(jié)合起來。
1.理解向心力的概念。
2.知道向心力大小與哪些因素有關(guān),理解公式的含義。
3.理解向心加速度的概念,結(jié)合牛頓第二定律得出向心加速度的公式。
1.通過實(shí)驗(yàn),體驗(yàn)和感受做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體需要向心力。
2.先猜想影響向心力大小的因素,再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
3.通過演示實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式,結(jié)合牛頓第二定律得出向心加速度的公式。
1.通過親身的探究活動(dòng),使學(xué)生獲得成功的樂趣,培養(yǎng)學(xué)生參與物理活動(dòng)的興趣。
2.培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的求知欲,樂于參與觀察,敢于實(shí)驗(yàn),體會(huì)實(shí)驗(yàn)在探索物理規(guī)律中的作用和方法。
3.培養(yǎng)學(xué)生事實(shí)求是、尊重客觀規(guī)律的科學(xué)態(tài)度,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、耐心的實(shí)驗(yàn)修養(yǎng)。
1.理解向心力的概念。
學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究,教師演示實(shí)驗(yàn)相結(jié)合;學(xué)生思考、猜想、討論,教師提問、講解相結(jié)合。
質(zhì)量不同的小物體(鋼球、木球)、小繩、圓珠筆桿、向心力演示器、圓環(huán)軌道、CAI課件、多媒體投影設(shè)備。
1.同學(xué)們跑步轉(zhuǎn)彎時(shí),身體會(huì)自然的怎么樣?(例如4100米接力賽)
2.在濕滑的水泥路上轉(zhuǎn)彎時(shí),無論是騎自行車還是駕車,必須怎么辦?
3.教師演示:把小球在不同的高度沿著斜面軌道滾下時(shí),觀察通過圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的情況。(例如娛樂場所里玩“過山車”游戲)你知道其中的奧秘嗎?物體做圓周運(yùn)動(dòng)的條件是什么?這就是我們這一節(jié)課要探究的問題了。
1.由于學(xué)生對前面的兩個(gè)問題有很豐富的日常經(jīng)驗(yàn),會(huì)大膽發(fā)言。
2.觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,對現(xiàn)象和老師提出的問題進(jìn)行思考,產(chǎn)生懸念。
從日常生活情景中構(gòu)建物理情景,以培養(yǎng)學(xué)生把生活與物理聯(lián)系一起的習(xí)慣,特別是演示實(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。
教師指導(dǎo)學(xué)生做課本實(shí)驗(yàn),提出問題:1.你牽繩的手有什么感覺?2.如果增大或減小小球的線速度,手的感覺有何變化?3.如果松手,將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?4.小球勻速圓周運(yùn)動(dòng)受到哪些力的作用?合外力是哪個(gè)?這個(gè)力起什么作用?
學(xué)生親身進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,然后小組討論交流,歸納結(jié)論,回答老師的提問。
這實(shí)驗(yàn)簡單易做,效果明顯,學(xué)生通過親身感受使學(xué)生獲得成功的樂趣,實(shí)際教學(xué)效果表明學(xué)生樂于參與觀察,敢于實(shí)驗(yàn)。
1.承上啟下,引出向心力的概念:維持物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要一個(gè)指向圓心的力的作用,這個(gè)力就叫向心力。
2.配合演示動(dòng)畫片。
向心力教案 篇7
教材分析
本節(jié)課是從動(dòng)力學(xué)的角度研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的,這部分知識是本章的重點(diǎn)和難點(diǎn),也是學(xué)好圓周運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵點(diǎn),學(xué)好這部分知識,可以為后面的天體運(yùn)動(dòng)和帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)打好基礎(chǔ)。
教材的編排思路很清晰,先是從身邊的事例出發(fā),讓學(xué)生體驗(yàn)到做圓周運(yùn)動(dòng)的物體需要有一個(gè)指向圓心的力,從而引出向心力的概念。由于上一節(jié)中,已經(jīng)從一般性的結(jié)論入手,利用矢量運(yùn)算,在普遍情況下得出做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度方向指向圓心的結(jié)論,進(jìn)一步得到了向心加速度的大小。于是根據(jù)牛頓第二定律,就可以得到做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力方向和大小,即向心力的大小和方向。
接著,教材為了讓學(xué)生對向心力有一個(gè)感性的認(rèn)識,設(shè)計(jì)了“實(shí)驗(yàn)”欄目──“用圓錐擺驗(yàn)證向心力的表達(dá)式。實(shí)際上,這個(gè)實(shí)驗(yàn)除了要驗(yàn)證向心力表達(dá)式之外,另外一個(gè)目的就是可以讓學(xué)生體驗(yàn)到“向心力不是一個(gè)新的力,而是一個(gè)效果力”,也即讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)分析向心力的來源。
與過去不同的是,本節(jié)中又討論了變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般的曲線運(yùn)動(dòng)。這樣安排的目的是從生活實(shí)際出發(fā),在更廣闊的背景下讓學(xué)生認(rèn)識到什么情況下物體將做勻速圓周運(yùn)動(dòng),什么情況下會(huì)做變速圓周運(yùn)動(dòng)。以及知道如何處理一般曲線運(yùn)動(dòng)的方法。
學(xué)情分析
(1)思維基礎(chǔ)
根據(jù)新課程教學(xué)理念,從高一第一學(xué)期開始,在課堂教學(xué)過程中教師一直重視“過程與方法”的教學(xué),學(xué)生已經(jīng)初步有了探究事物的一般方法,即“是什么?──怎么樣?──為什么?”的思維方法。因此,本設(shè)計(jì)中就通過創(chuàng)設(shè)問題情景,激勵(lì)學(xué)生自己提出想要研究的問題。
(2)心理特點(diǎn)
依據(jù)20世紀(jì)最著名的發(fā)展心理學(xué)家皮亞杰的理論可知高一學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展過程是由具體運(yùn)算階段向形式運(yùn)算階段過渡,也是由直觀認(rèn)識向邏輯推理、實(shí)驗(yàn)推理過渡階段,因此在教學(xué)中,要遵循從感性到理性的認(rèn)識規(guī)律,本節(jié)課抓住學(xué)生的心理特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。
(3)已有知識
通過前一節(jié)《向心加速度》的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)知道了向心加速度的方向指向圓心,它描述了物體速度方向變化的快慢。于是根據(jù)牛頓第二定律可知,這個(gè)加速度一定是由于它受到了指向圓心的力。因此將向心加速度的表達(dá)式代入牛頓第二定律即可得到向心力的表達(dá)式。
但由于錯(cuò)誤的經(jīng)驗(yàn)或者說是思維定勢,學(xué)生往往認(rèn)為向心力是一種新的力,因此“向心力不是一種新的力,而是根據(jù)作用效果命名的力”(即向心力的來源)對學(xué)生來說,將是個(gè)難點(diǎn)。
教學(xué)目標(biāo)
1.知識與技能
(1)知道什么是向心力,理解它是一種效果力。
(2)理解向心力公式的確切含義,并能用來進(jìn)行簡單的計(jì)算。
(3)知道變速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力是合外力的一個(gè)分力,知道合外力的作用效果。
2.過程與方法
(1)通過對向心力概念的探究體驗(yàn),讓學(xué)生理解其概念。并掌握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)證向心力的表達(dá)式的過程中,體會(huì)控制變量法在解決問題中的作用。
(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(huì)解決問題從特殊到一般的思維方法。并學(xué)會(huì)用運(yùn)動(dòng)和力的觀點(diǎn)分析、解決問題。
3.情感態(tài)度與價(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。
重點(diǎn)難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn)
(1)理解向心力的概念和公式的建立。
(2)理解向心力的公式,并能用來進(jìn)行計(jì)算。
(3)理解向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小。
2.教學(xué)難點(diǎn)
(1)向心力的來源。
(2)理解向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小。
教學(xué)策略與手段
本節(jié)課設(shè)計(jì)成了探究性學(xué)習(xí)課,即在教師創(chuàng)設(shè)情景,讓學(xué)生自己提出想要知道的問題,在教師的引導(dǎo)下,通過全班同學(xué)的討論,自評和互評來不斷完善。教師在教學(xué)中通過具體的實(shí)例、實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生的求知欲望,讓學(xué)生主動(dòng)參與到探究的過程,成為學(xué)習(xí)的主體,積極主動(dòng)地獲取知識和能力。
一、難點(diǎn)的突破
“向心力不是一種新的力,而是根據(jù)作用效果命名的力”和“向心力和切向力的作用效果和特點(diǎn)”對學(xué)生來說都將是難點(diǎn)。因此在勻速圓周運(yùn)動(dòng)的例子中,必須讓學(xué)生對物體進(jìn)行受力分析,并讓學(xué)生判斷合力的作用效果是什么、產(chǎn)生了怎樣的加速度,目的是讓學(xué)生體驗(yàn)向心力的來源。在變速圓周運(yùn)動(dòng)中,讓學(xué)生對物體進(jìn)行受力分析,說明各個(gè)力產(chǎn)生怎樣的加速度,從而進(jìn)一步得到向心力和切向力的作用效果。
二、對教材中兩個(gè)地方的處理
1.由于課本中用來粗略驗(yàn)證向心力表達(dá)式的圓錐擺運(yùn)動(dòng)在課堂中很難實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生測量,所以本設(shè)計(jì)中安排了先用向心力演示儀去驗(yàn)證向心力的表達(dá)式,然后在讓學(xué)生分析游樂園中轉(zhuǎn)椅的運(yùn)動(dòng)和受力情況后,通過讓學(xué)生體驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室里粗略測量圓錐擺模型運(yùn)動(dòng)中的向心力大小以落實(shí)它的向心力來源,并向?qū)W生說明我們可以用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力表達(dá)式。
2.為說明做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,它受到的力并不是通過圓心時(shí),課本上是通過實(shí)例鏈球運(yùn)動(dòng)和學(xué)生自己讓小沙袋做變速圓周運(yùn)動(dòng)的體驗(yàn)來說明。這里本人認(rèn)為直接這樣讓學(xué)生體驗(yàn)并得到上述結(jié)論難度不小,所以本設(shè)計(jì)中先讓學(xué)生通過對游樂園中過山車做變速圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行受力分析,從而得到──物體在什么情況下做變速圓周運(yùn)動(dòng),然后讓學(xué)生觀察并分析鏈球運(yùn)動(dòng)和體驗(yàn)讓小球做變速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況,從而降低了難度。
三、本節(jié)課的教學(xué)流程設(shè)計(jì)為
1.向心力概念的引出。
2.引導(dǎo)學(xué)生提出自己想要研究的問題。
3.鼓勵(lì)學(xué)生先共同解決自己提出的一部分問題。
4.用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論──用向心力演示儀驗(yàn)證向心力表達(dá)式。
5.從游樂園里轉(zhuǎn)椅出發(fā)落實(shí):①分析圓錐擺中向心力的來源;②用圓錐擺模型可以粗略去驗(yàn)證向心力表達(dá)式。
6.由游樂園中的過山車模型和運(yùn)動(dòng)員的鏈球運(yùn)動(dòng)落實(shí):物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)的條件及向心力和切向力的作用效果和特點(diǎn)。
7.讓學(xué)生知道研究一般曲線運(yùn)動(dòng)的方法。
8.課堂小結(jié)。
在教學(xué)手段上,充分使用ppt、視頻、演示實(shí)驗(yàn)、身邊的圓周運(yùn)動(dòng),以增強(qiáng)教學(xué)的生動(dòng)性和形象性,活躍課堂氣氛,從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,落實(shí)教學(xué)目標(biāo)。
課前準(zhǔn)備
1.實(shí)驗(yàn)儀器:帶細(xì)繩的小鋼球(兩人一個(gè))。
2.動(dòng)畫及視頻:地球繞太陽運(yùn)動(dòng)、圓錐擺(動(dòng)畫),雙人花樣滑冰,游樂園中的轉(zhuǎn)椅和過山車、鏈球運(yùn)動(dòng)的視頻及圖片。
3.制作ppt。
向心力教案 篇8
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(dòng)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(dòng)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(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng);
可利用帶細(xì)線的小球模擬現(xiàn)實(shí)中的圓周運(yùn)動(dòng),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(huì),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(huì)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(jì)算;
會(huì)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(dòng)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(jià)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(dòng),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(huì)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(jià)。
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(dòng)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(jì):
視頻:(1)水流星,雙人滑冰,飛車走壁,三個(gè)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(dòng)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(dòng)的基本條件:
合力方向與運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系? 小結(jié):物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)是因?yàn)槭艿搅Φ淖饔?,這些力的合力指向圓心,我們把這個(gè)指向圓心的合力叫向心力。
向心力教案 篇9
《向心力與向心加速度》是司南版高中物理必修2第五章的內(nèi)容。標(biāo)準(zhǔn)要求“知道向心加速度,能用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力與向心加速度的關(guān)系”。該標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生認(rèn)識什么是向心力,知道向心力與向心加速度的關(guān)系,在此基礎(chǔ)上,能分析一些做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力。本節(jié)知識是本章的重點(diǎn),也是本章承上啟下的重要內(nèi)容。學(xué)好這部分知識,可以為學(xué)習(xí)本章后面應(yīng)用部分打下基礎(chǔ),也為將來進(jìn)一步探究萬有引力定律和有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)知識作好必要的知識和能力準(zhǔn)備。
《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》共同必修模塊“物理2”的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中,涉及本節(jié)的內(nèi)容有條目2:“會(huì)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng),知道向心加速度;”條目3:“能用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力?!痹摋l目的要點(diǎn)是在理解向心加速度、向心力概念的基礎(chǔ)上,弄清向心力和向心加速度的關(guān)系,能分析一些做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力。
本節(jié)內(nèi)容是繼平拋運(yùn)動(dòng)后,又一個(gè)變速運(yùn)動(dòng)的典型實(shí)例,是學(xué)生普遍感到難學(xué),但又非常重要的部分。在學(xué)習(xí)該內(nèi)容前,學(xué)生對變速運(yùn)動(dòng)概念已有較為全面的理解,知道什么是變速運(yùn)動(dòng),懂得變速運(yùn)動(dòng)的物體有加速度以及力是產(chǎn)生加速度的原因。同時(shí)已有應(yīng)用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的經(jīng)歷。教學(xué)中可以嘗試應(yīng)用提出一些問題——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——進(jìn)行實(shí)驗(yàn)——分析實(shí)驗(yàn)——得出結(jié)論的科學(xué)探究教與學(xué)的方式,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,提出問題,分析問題和解決問題的能力,學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法,提升自主學(xué)習(xí)的能力。
學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了拋體運(yùn)動(dòng),對變速運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)有一定了解。但對向心力與向心加速度的概念,學(xué)生還是普遍感到比較難學(xué),而且受錯(cuò)誤前概念的影響,難以建立正確的新概念。因此,可以利用高中學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、抽象思維能力都比較強(qiáng)的特點(diǎn),設(shè)置適當(dāng)?shù)膯栴}情境激發(fā)學(xué)生的思考、討論,學(xué)生需應(yīng)用已有知識,積極思維,通過對問題的主動(dòng)探究、獲得概念、得出規(guī)律,以達(dá)到對知識深入理解和提高能力的目的。
向心力與向心加速度對學(xué)生來說雖然是新的概念,且概念本身較難,但學(xué)生已具備必要的知識基礎(chǔ),如:知道變速運(yùn)動(dòng)的物體有加速度,以及力是產(chǎn)生加速度的原因,也會(huì)進(jìn)行受力分析,并且多次經(jīng)歷了應(yīng)用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。因此,教師可以依據(jù)思維的邏輯,通過不同類型的實(shí)驗(yàn),設(shè)置循序漸進(jìn)的問題情境,組織學(xué)生對一個(gè)個(gè)問題進(jìn)行充分的分析、討論后獲得新的知識,即根據(jù)問題教學(xué)的有關(guān)理論展開教學(xué),使整個(gè)教學(xué)過程成為提出問題、討論問題、解決問題的過程。從而培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰徒涣鳌⒂懻摰牧?xí)慣。
1、知道向心力和向心加速度,通過實(shí)驗(yàn)探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度、半徑的定量關(guān)系。
2、理解向心加速度和向心力公式的含義。
3、能運(yùn)用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度,通過實(shí)例認(rèn)識向心力的作用及來源。
學(xué)會(huì)有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法,培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
能從日常生活中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問題,并能從物理學(xué)的角度比較明確地表述發(fā)現(xiàn)問題。
嘗試經(jīng)過思考發(fā)表自己的見解,嘗試運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實(shí)際問題。
通過實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生體會(huì)從特殊到一般、具體到抽象、層層遞進(jìn)的科學(xué)思維方法,培養(yǎng)學(xué)生分析、推理和歸納能力。
領(lǐng)略圓周運(yùn)動(dòng)的神奇和諧,發(fā)展對科學(xué)的好奇心與學(xué)習(xí)物理知識的求知欲。
樂于探究日常生活中的圓周運(yùn)動(dòng)所隱藏的物理規(guī)律,有將物理知識應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的意識。
在學(xué)習(xí)的過程中體驗(yàn)解決問題成功的喜悅,養(yǎng)成善于交流合作的良好的習(xí)慣,懂得應(yīng)用控制變量法解決問題。
難點(diǎn):理解向心力的概念和探究向心力大小的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
:
投影儀、多媒體、CAI課件、向心力演示器、鋼球、鋁球、細(xì)繩、印泥、白紙
多媒體課件、威士忌酒杯、乒乓球、自制環(huán)形擋板實(shí)驗(yàn)儀、自制水平轉(zhuǎn)盤實(shí)驗(yàn)儀、自制向心力筆、向心力演示器。
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(dòng),水不從杯里灑出,甚至杯子在豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),杯口已經(jīng)朝下,水也不會(huì)從杯里灑出來?
⑴物體分別做直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),所受的合外力F合與速度ν0存在什么關(guān)系?
當(dāng)物體所受合外力為零時(shí),將保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)物體所受合外力方向與運(yùn)動(dòng)方向位于同一條直線上時(shí),物體做變速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)物體所受的合外力方向與運(yùn)動(dòng)方向不在同一條直線上時(shí),物體將做曲線運(yùn)動(dòng)。
前面我們學(xué)習(xí)了勻速圓周運(yùn)動(dòng),勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度有什么特點(diǎn)呢?
生:速度大小不變,方向不斷變化,也就是說勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng),它的速度方向不斷發(fā)生改變。速度方向變了,就存在一個(gè)速度改變量,有速度改變量,就有一個(gè)加速度。由牛頓第二定律,有加速度就有力。那么做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受力有何特點(diǎn)?加速度有如何呢?這節(jié)課我們先學(xué)習(xí)這些問題。
演示實(shí)驗(yàn):在光滑的水平桌面上,用一根細(xì)繩,一端系一小球,另一端固定在一枚圖釘上。將圖釘釘在光滑水平桌面上。
用手指沿小球與圖釘連線的垂直方向輕輕彈擊小球,當(dāng)繩子未伸直前,小球先做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
用手指彈擊小球,方向同上,加大彈擊力量,使小球運(yùn)動(dòng)時(shí)細(xì)繩伸直。細(xì)繩伸直后,小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
2繩繃緊后,小球什么做勻速圓周運(yùn)動(dòng)?小球此時(shí)受到哪些力的作用,合外力是哪個(gè)力?這個(gè)力的方向有什么特點(diǎn)?這個(gè)力起什么作用?
分析:小球在桌面上做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),受到三個(gè)外力的作用,即重力G、桌面支持力N和繩子的拉力F,合力就是繩子的拉力F。繩子的拉力的方向呢?
很好。小球受到的拉力方向雖然時(shí)刻在改變,但它始終沿著繩子的方向,沿著半徑指向圓心。拉力是球拉繩子使繩子發(fā)生形變產(chǎn)生的,說明做圓周運(yùn)動(dòng)的小球有遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)趨勢。
顯然,正是這個(gè)拉力使小球做圓周運(yùn)動(dòng)。
結(jié)論:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球,受到的繩的拉力就是它的合力,這個(gè)拉力方向始終指向圓心,方向不斷變化,不改變速度的大小,只改變速度的方向。
【該問題情境中包含當(dāng)前要學(xué)習(xí)的知識,激發(fā)學(xué)生解決問題,探究新知的動(dòng)機(jī)。同時(shí)教學(xué)游戲有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望,也為下面的教學(xué)提供實(shí)例。引入起到了吸引學(xué)生學(xué)習(xí)的目的,又呼應(yīng)之后教學(xué),為向心力概念建立和向心力來源創(chuàng)設(shè)情境?!?BR> 那是不是只有彈力能使物體做圓周運(yùn)動(dòng)呢?我們再來看一個(gè)實(shí)驗(yàn)。這是一個(gè)蒙有毛巾的轉(zhuǎn)盤,毛巾上放一個(gè)木塊,現(xiàn)在我讓木塊隨著轉(zhuǎn)盤近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。請大家對木塊受力分析。木塊受到哪些力呢?
很好,木塊受到重力、支持力和摩擦力。那這個(gè)摩擦力是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力呢?
對了,是靜摩擦力。其中重力和支持力是一對平衡力,作用效果相互抵消。那靜摩擦力方向呢?
對了,靜摩擦力的方向沿著半徑指向圓心。我們學(xué)過靜摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)趨勢相反,又從上面的實(shí)驗(yàn)得到啟發(fā),做圓周運(yùn)動(dòng)的物體有遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)趨勢,所以靜摩擦力的方向與這個(gè)運(yùn)動(dòng)趨勢相反,總是沿著半徑指向圓心。正是這個(gè)靜摩擦力使木塊做圓周運(yùn)動(dòng)。
或: 那是不是只有彈力能使物體做圓周運(yùn)動(dòng)呢?我們再來看一個(gè)例子,如圖4-15。木塊隨著轉(zhuǎn)盤近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng),我們以人為研究對象,請大家對人進(jìn)行受力分析。人受到哪些力呢?
很好,木塊受到重力、支持力和摩擦力。那這個(gè)摩擦力是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力呢?
對了,是靜摩擦力。其中重力和支持力是一對平衡力,作用效果相互抵消。那靜摩擦力方向呢?
對了,靜摩擦力的方向沿著半徑指向圓心。我們學(xué)過靜摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)趨勢相反,又從上面的實(shí)驗(yàn)得到啟發(fā),做圓周運(yùn)動(dòng)的物體有遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)趨勢,所以靜摩擦力的方向與這個(gè)運(yùn)動(dòng)趨勢相反,總是沿著半徑指向圓心。正是這個(gè)靜摩擦力使木塊做圓周運(yùn)動(dòng)。
我們再來看圖4-16,鏈球運(yùn)動(dòng)員用力輪著鏈球做圓周運(yùn)動(dòng),金屬鏈與水平面并不平行,對鏈球進(jìn)行受力分析,它受到哪些力呢?
鏈球受到重力,金屬鏈對它的彈力,我們可以畫出它的受力示意圖。那是什么力使鏈球做圓周運(yùn)動(dòng)呢?
很好,是重力與拉力的合力,還有沒別的說法?我們將拉力和重力沿水平方向和豎直方向進(jìn)行分解,怎么樣?哎,對了,也可以說是拉力的水平分力,方向總是沿半徑指向圓心,正是這個(gè)力使乒乓球做圓周運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)在同學(xué)們討論一下,前面三個(gè)例子中小球、人、鏈球,他們有什么共同點(diǎn)呢?
1.都做圓周運(yùn)動(dòng)。
2.都受到指向圓心的力的作用。
很好,他們都做圓周運(yùn)動(dòng),都受到一個(gè)始終指向圓心的力的作用。我們把這樣的力就叫做向心力。做圓周運(yùn)動(dòng)的物體要受到一個(gè)始終指向圓心的等效力的作用,這個(gè)力叫向心力。
定義中提到了向心力的方向,大家能把它找出來嗎?
那向心力是由什么力提供的呢?
第一個(gè)例子中是彈力,第二個(gè)例子中是靜摩擦力,第三個(gè)例子中是重力和支持力的合力或者說是支持力的水平分力。還有,我們以后學(xué)習(xí)的其他性質(zhì)的力,比如萬有引力、電場力、磁場力也能使物體做圓周運(yùn)動(dòng)??梢?,向心力是可以由這么多不同性質(zhì)的力提供的,我們不能說向心力就是彈力,就是靜摩擦力,它是按效果來命名的,所以向心力是一種等效力。
那么向心力有什么作用效果呢?
向心力的方向始終沿著半徑指向圓心,速度方向沿切線方向,可見,向心力的方向與速度方向始終垂直,所以向心力只改變速度方向,不改變速度大小。向心力不做功。
同學(xué)們要注意了,做圓周運(yùn)動(dòng)的物體要受到向心力,而不是產(chǎn)生向心力。向心力是按效果來命名的,不是一種新的特殊性質(zhì)的力。
舉個(gè)例子:剛才做圓周運(yùn)動(dòng)的木塊受到重力、支持力、靜摩擦力和一個(gè)向心力,這種說法對嗎?很好,不對,因?yàn)橄蛐牧Σ皇且环N新的特殊性質(zhì)的力,就是靜摩擦力提供向心力了。
前面我們學(xué)習(xí)過了,做圓周運(yùn)動(dòng)的物體的線速度的方向沿著切線方向,而向心力總是指向圓心,總是與運(yùn)動(dòng)方向垂直,所以向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小。如果物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),向心力就是物體受到的合外力;如果物體做非勻速圓周運(yùn)動(dòng)(線速度大小時(shí)刻改變),向心力并非是物體受到的合外力,我們以后會(huì)繼續(xù)學(xué)到這種情況。
討論與交流:假設(shè)你坐在一輛車上周圍沒有其他乘客,也不靠在車廂上,當(dāng)車子轉(zhuǎn)彎時(shí),你的向心里是從哪里來的?
上述三個(gè)典型實(shí)例,符合學(xué)生的學(xué)習(xí)心理特點(diǎn),既能啟發(fā)學(xué)生思維,又能培養(yǎng)和提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。通過分析三個(gè)問題情境,學(xué)生很直觀地總結(jié)出向心力的定義及方向,教師再以此總結(jié)歸納結(jié)出知識框架。但要學(xué)生注意:做圓周運(yùn)動(dòng)的物體要受到向心力,不是會(huì)產(chǎn)生向心力。速度總是沿著切線方向,而向心力是指向圓心,它們總是垂直,即向心力只改變速度的方向而不改變速度的大小。向心力是按力的作用效果命名的,它可能是由彈力、靜摩擦力、重力和支持力的合力,甚至是某個(gè)力的分力來提供,不要把向心力當(dāng)作一個(gè)特殊性質(zhì)的力。
過程分析突出了學(xué)生的主體地位,切實(shí)發(fā)揮了學(xué)生在課堂教學(xué)中應(yīng)有的作用。學(xué)生不是被動(dòng)的接受知識,而是參與知識的獲得過程,體現(xiàn)了“自主學(xué)習(xí)”的新課程教學(xué)理念。
引出學(xué)生探究實(shí)驗(yàn):請每位學(xué)生用手牽著一個(gè)帶繩的小球,使小球在水平方向旋轉(zhuǎn),體驗(yàn)手的拉力對小球運(yùn)動(dòng)的影響。
說明:實(shí)驗(yàn)過程中注意引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)繩的長短、球的大小、轉(zhuǎn)速的快慢對手拉力的大小的影響。
做圓周運(yùn)動(dòng),學(xué)生感受向心力的大小。先體驗(yàn)得出定性的認(rèn)識,即得出向心力的大小可能質(zhì)量、半徑、角速度、線速度、周期、轉(zhuǎn)速等因素有關(guān)。
教師引導(dǎo)分析,線速度、周期、角速度以及轉(zhuǎn)速又有關(guān)系,都是描述圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量,從而歸結(jié)為:向心力的大小可能與質(zhì)量、半徑、角速度有關(guān)。影響向心力大小的可能因素比較多,應(yīng)采用控制變量法進(jìn)行研究。
向心力教案 篇10
知識與技能:
知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)及具有向心加速度。
知道向心加速度的公式及向心加速度的 方向。
過程與方法:
通過探究與討論,體會(huì)推導(dǎo)過程中用到的數(shù)學(xué)方法。
情感態(tài)度與價(jià)值觀:
通過討論與交流,培養(yǎng)學(xué)生思維能力和分析能力,培養(yǎng)學(xué)生探究問題的熱情。 重點(diǎn) 向心加速度的計(jì)算方法和應(yīng)用 難點(diǎn) 向心加速度方向的確定及其應(yīng)用 教具 多媒體、學(xué)案 教學(xué)要點(diǎn):向心加速度大小、方向及其應(yīng)用
教學(xué)流程: 環(huán)節(jié) 教 學(xué) 內(nèi) 容 師 生 互 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 意 圖 課前
代表發(fā)言進(jìn)行匯報(bào),大家認(rèn)真聆聽,評價(jià)及進(jìn)行補(bǔ)充 為新課打基礎(chǔ) 定向
探究 曲線運(yùn)動(dòng)是變速的,一種特殊的曲線運(yùn)動(dòng),即平拋運(yùn)動(dòng)是加速度不變的勻變速度曲線運(yùn)動(dòng),那么另一種特殊的曲線運(yùn)動(dòng),即圓周運(yùn)動(dòng)是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)?本節(jié)課我們就來研究這個(gè)問題。
1.定義:任何做 運(yùn)動(dòng)物體都有指向 的加速度,這個(gè)加速度叫做向心加速度。
1.實(shí)例分析:
(1)地球繞太陽做近似的勻速圓周運(yùn)動(dòng),地球受到太陽的 ,方向由地球球心指向太陽中心。
(2)光滑桌面上一個(gè)小球由于細(xì)線的牽引,繞桌面上的圖釘做勻速圓周運(yùn)動(dòng),小球受到的力有 、桌面的 、細(xì)線的 ,其中 和 在豎直方向上平衡, 總指向圓心。
學(xué)生認(rèn)真聆聽、思考,準(zhǔn)備進(jìn)入新課的學(xué)習(xí)。
閱讀教材,完成學(xué)案。
聯(lián)系線速度與角速度,推導(dǎo)出表達(dá)式。
結(jié)合牛頓第二定律及受力分析,明確加速度的方向。
閱讀教材思考與討論的實(shí)例,完成學(xué)案。 交代本節(jié)主要研究方向,提醒學(xué)生進(jìn)入狀態(tài)。
閱讀教材,提取精華。
通過實(shí)例分析,激發(fā)興趣,聯(lián)系生活,變枯燥為生動(dòng)。
向心力教案 篇11
我和大家一塊欣賞這堂課。每次聽曾逆老師的課,收獲都很多,讓我點(diǎn)評感到很為難。
我們感覺到學(xué)生不愿花時(shí)間在語文上,我們語文跟別的學(xué)科爭不到時(shí)間,被數(shù)學(xué)、物理呀什么的占用了。讓學(xué)生在語文上花時(shí)間確實(shí)感到太難。曾老師在這方面就做的很好。曾老師注重培養(yǎng)學(xué)生積累的習(xí)慣、自學(xué)的習(xí)慣。在激發(fā)學(xué)生興趣方面,正是因?yàn)閷W(xué)生準(zhǔn)備充分,展示也很充分,加上老師鼓勵(lì)學(xué)生鼓勵(lì),那學(xué)生不是更有興趣?有句話說,書不是教出來的,是學(xué)出來的。我覺得這句話很有道理。學(xué)生有興趣,肯定學(xué)的'好。在知識儲(chǔ)備上,語文是一個(gè)慢功,不像理科,理科是階梯式的,文科是平面型的。曾老師這種加強(qiáng)課前準(zhǔn)備的做法是很好的。
曾老師以板塊整合取舍的做法也特別值得我們學(xué)習(xí)。
語文教學(xué)有一種現(xiàn)象:長篇講不下去,短篇講不出來,怎樣做到長篇短講短篇長講呢?怎樣讓學(xué)生有事干???這方面曾老師做的很好。既重視考與學(xué)的關(guān)系,又重視學(xué)生的主體,結(jié)合得非常好,而且環(huán)環(huán)緊扣。
課前有明確的目標(biāo),學(xué)習(xí)有針對性。目標(biāo)就是指揮棒。曾老師善于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,解決問題的能力。讓學(xué)生尋找空白,提出問題,然后由學(xué)生解決問題,這讓我有很大的啟發(fā)。但是我覺得一些重點(diǎn)句、詞可以再挖掘一下。比如說這首詞講什么?愁。愁什么?怎么這么多愁?這里可以挖掘一下。
我們檢查時(shí)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)老師在上面講得興致勃勃,可下面學(xué)生睡下一片。其實(shí)學(xué)生的思維一下子被激發(fā)出來,有時(shí)學(xué)生又不按你的思路走啊,該怎么辦?比如說這個(gè)制作名人檔案的環(huán)節(jié),學(xué)生講得很好,但是又剎不住車。這時(shí)又不能打斷學(xué)生更不能打擊學(xué)生,可是時(shí)間又緊,曾老師用做檔案的"要求及時(shí)加以引導(dǎo),改變了較為被動(dòng)的局面,這就需要很強(qiáng)的課堂駕馭能力。
課件上的“聊一聊xxx志展才學(xué)”、“讀一讀浮想聯(lián)翩解真情”、“賞一賞慧眼識珠見靈性”等等,一看就知道很有功底,而且語言非常簡潔、清晰。老師在課堂上既是編劇、導(dǎo)演又是主持人。這語言是能潛移默化的。做老師啊,語言最怕蒼白、無味,這樣學(xué)生也感到乏味。曾老師的語言充滿激情,很有感染力。
教學(xué)最終落著點(diǎn)還是提高能力。曾老師在學(xué)生表達(dá)能力、感悟能力的培養(yǎng)上做的很好。
讓學(xué)生學(xué)到了很多東西,讓我們也學(xué)到了很多東西。
向心力教案 篇12
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(huì)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(gè)本質(zhì)到向心加速度這個(gè)現(xiàn)象。
新教材的設(shè)計(jì)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(dòng)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(dòng)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(gè)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(dòng)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(gè)力,也可以是幾個(gè)力的合力,甚至是每個(gè)力的分力,是按效果命名的力。
從勻速圓周運(yùn)動(dòng)到變速圓周運(yùn)動(dòng)再到一般的曲線運(yùn)動(dòng),體現(xiàn)了從特殊到一般的思想,在處理一般曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)也采用微分思想
2、本課在教材中的地位
圓周運(yùn)動(dòng)與拋體運(yùn)動(dòng)都是很重要的曲線運(yùn)動(dòng),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(dòng)的方向、條件、描述圓周運(yùn)動(dòng)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(huì)計(jì)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(huì)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(huì)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(jià)值觀。
(1)在實(shí)驗(yàn)操作中培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)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(huì)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(dòng)中的應(yīng)用,在前面學(xué)習(xí)拋體運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上,有學(xué)習(xí)圓周運(yùn)動(dòng),讓學(xué)生了解牛頓運(yùn)動(dòng)定律不僅適用于直線運(yùn)動(dòng),同樣適用于曲線運(yùn)動(dòng),讓學(xué)生體會(huì)牛頓力學(xué)的魅力。
③明確1、圓周運(yùn)動(dòng)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(gè)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(huì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)過程)。麻煩可能會(huì)出在
⑴怎樣點(diǎn)懸
⑵怎樣保證做圓周運(yùn)動(dòng)
⑶怎樣測高度
②1、圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)性。其主要程序是:提出問題→科學(xué)猜想→設(shè)計(jì)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(dòng)學(xué)習(xí)。學(xué)生活動(dòng)約占課時(shí)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(shí)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(dòng)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(dòng)的例子,如我在課件里就安排了幾段動(dòng)畫。如:①雙人滑冰的動(dòng)畫②輕繩牽好小球在光滑冰面上做圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(gè)圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(huì)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(gè)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(shí)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(shí)間2—3分鐘可以討論,好了以后學(xué)生匯報(bào)(照閱讀提綱)學(xué)生匯報(bào),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(jì)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(jì)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(gè)典型的圓周運(yùn)動(dòng),如物理跟轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動(dòng),
(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(huì)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(dòng)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(jì)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(huì)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(shí)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(dòng)。
六、板書設(shè)計(jì)
向心力教案 篇13
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(dòng)接受知識向主動(dòng)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(jì)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(jì)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(dòng)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(jià)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(dòng)參與活動(dòng)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(jiān)持正確觀點(diǎn),勇于修正錯(cuò)誤,具有團(tuán)隊(duì)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(gè)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(dòng)。知道描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)裝置中,共軸的輪子上各點(diǎn)的角速度相等;皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)(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(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng),因?yàn)樗木€速度方向時(shí)刻在變,更深一步來分析,為什么線速度的方向時(shí)刻在變?是什么力來改變物體的這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這個(gè)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(dòng),水不從杯里灑出,甚至杯子在豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),杯口已經(jīng)朝下,水也不會(huì)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(dòng)?
(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(dòng)的速度方向時(shí)刻在變,所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng)。而力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。那么做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(gè)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(dòng)積極開展思維活動(dòng),進(jìn)入新課的學(xué)習(xí)。同時(shí)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(dòng)”。
(1)、步驟
①一個(gè)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(dòng)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(dòng),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(dòng),小球受到哪些力的作用?合外力是哪個(gè)力?這個(gè)力的方向有什么特點(diǎn)?這個(gè)力起什么作用?
(3)、通過討論得到:
①做圓周運(yùn)動(dòng)的物體始終受到一個(gè)指向圓心的力的作用,這個(gè)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(dòng)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(shí)教師應(yīng)適時(shí)介入引導(dǎo)學(xué)生得出正確的結(jié)論。]
2、課件展示動(dòng)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(dòng) (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(gè)圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例的分析得出向心力的`來源可以是某一個(gè)力(重力、彈力、摩擦力)或幾個(gè)力的合力,也可以是某個(gè)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(gè)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(dòng),具有運(yùn)動(dòng)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(gè)力,教師此時(shí)應(yīng)特別指出:受力分析時(shí), 不能多出一個(gè)向心力。且①物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),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(dòng)時(shí),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(dòng)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(dòng),改變轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng),與課本上的不盡相同。做該實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生的感受更直接,更易操作。提醒學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使物體盡可能在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),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(dòng)的半徑r和角速度ω相同時(shí),比較向心力的大小
②兩個(gè)質(zhì)量相同的小球,保持運(yùn)動(dòng)半徑相同,觀察向心力與角速度之間的關(guān)系
③兩個(gè)質(zhì)量相同的小球,保持小球運(yùn)動(dòng)的角速度相同,觀察向心力的大小與運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)的角速度,r是所做圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(shí)教師可結(jié)合傳動(dòng)裝置中,共軸的輪子上各點(diǎn)的角速度相等,皮帶傳動(dòng)(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(tái)上的忙得不亦樂乎,臺(tái)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(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)。
4、動(dòng)動(dòng)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(shí),a∝r
當(dāng)v一定時(shí),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(shí),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(shí),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(dòng)中推導(dǎo)出來的,但這些公式對變速圓周運(yùn)動(dòng)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(jì)思路
向心力和向心加速度是高中物理的一個(gè)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(dòng)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(dòng)的向心力和向心加速度的大小不變,但方向時(shí)刻在改變。
本教學(xué)設(shè)計(jì)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(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí),讓學(xué)生自主探究,親身體會(huì)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(shí)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(jì)案例。