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1、 向心力与向心加速度教学设计【教学对象】 高一学生【教材分析】 【教材】本节选自司南版高中物理共同必修2第四章第二节。1、教材中的地位与作用：向心力和向心加速度是第一节圆周运动的延伸，这一内容还是后续的离心运动、下一章万有引力定律的基础，它具有承上启下的作用。2、教材特点：教材先通过实例让学生从运动和力关系的角度进行分析，分析物体的受力特点，从而得出向心力的概念，有助于学生体会和理解。教材以探究性实验来研究与向心力的大小有关的因素，培养学生养成严谨、细致、耐心的实验修养，培养学生实事求是、尊重客观规律的科学态度，让学生体会到实验在探索物理规律中的作用。本节包过三个知识点：一是向心力的概念、二是
2、向心力的大小、三是向心加速度的公式。前两点重在让学生认识向心力的存在以及影响向心力大小的因素。后者重在联系前面的内容，使知识融会贯通。3、教材编写思路：由之前学过的圆周运动的概念，首先提出做圆周运动的物体受到的力有什么特点呢？的问题。引发学生思考，接着通过一个迷你实验分析归纳总结出向心力的概念，通过实例又分析了向心力可能是弹力，可能是重力，也可能摩擦力，还可能是它们的合力。说明向心力是一个效果力，在探究向心力的大小时，用控制变量法进行实验得出向心力的公式，由于牛顿第二定律推导出向心加速度的公式。最后教材通过例题和习题的方式巩固向心力的应用。【学情分析】 1、知识基础：通过前几节内容的学习，学生
3、已经知道了曲线运动的条件，还利用运动的合成与分解知识研究了平抛运动。后面还学习了描述匀速圆周运动的物理量：线速度、角速度、周期。这些知识的学习，为学生学习向心力做好了知识上的准备。2、心里特点：高一学生的认知发展是由具体运算阶段向形式运算阶段过渡，也是由直观认识向逻辑推理、实验推理阶段过渡，因此需要在教学中通过实例、实验，使学生对向心力的认识从感性认识升华到理性认识。3、认知困难：高一学生对匀速圆周运动产生的原因具有强烈的好奇心和求知欲。虽然已经学习了圆周运动的相关知识，但由于缺乏对圆周运动产生的原因感性认识。不能很好的解释一些生活中圆周运动的现象。认识还比较模糊，理解还不够系统和深入。【教学
4、目标】 知识与技能 1理解向心力的概念； 2理解向心力公式的确切含义，并能用来进行简单的计算； 3理解向心加速度的概念，结合牛顿第二定律得出向心加速度的公式。 过程与方法1 通过体验实验理解向心力的概念，并掌握处理问题的一般方法：提出问题，做出猜想，分析问题，解决问题，总结归纳；2 在向心力大小的实验探究的过程中，体会控制变量法在解决问题中的作用。 情感态度与价值观1 经历从提出问题到解决问题的过程，培养学生的问题意识及思维能力；2 实例、实验紧密联系生活，能利用向心力的相关知识解释生活中的现象，拉近科学与学生的距离，使学生感到科学就在身边，调动学生学习的积极性，培养学生的学习兴趣。【教学重点
5、和难点】 教学重点1 向心力的概念和公式的建立；2 向心加速度的概念与公式的推导。 教学难点1 向心力的来源；2 用控制变量法探究各物理量对向心力的影响。【教学方法】教法分析： 1实验演示法：物理学是一门以实验为基础的学科，而实验是教学的重要内容和教学手段。本节教师通过实验演示,创设问题情境，激发学生的学习兴趣。例如本节教师通过倒扣的瓶子中的水不会下落的问题引入新课。使知识在提问的过程中同时是解决问题的过程。2讲授法：教学的开始给学生展示倒扣的瓶子中的水不会下落的问题，激发学生的学习兴趣。并时时穿插教师形象生动的讲解，富有启发语言为辅，以点拨、启发学生。如对影响向心力大小的原因的讲解则要充分发
6、挥教师的主导作用，让学生经历一个思想的探究过程。完成从感性认识到理性认识的飞跃。学法指导：以学生实验探究为主线，通过小组合作的方式进行实验探究。重点设置为两个环节，猜想环节和分析处理数据环节。由于学生缺乏对向心力大小的感性认识，所以设计小组实验引导学生做出猜想。又因为探究向心力的大小有四个物理量，数据的分析处理为难点，通过分组探究，简化实验，突破难点。真正体现“以教为主导，以学为主体”的教学理念。【教学资源】塑料瓶、电动小车、细绳、圆珠笔杆、笔袋、质量不同的小物体（钢球、铝球）、向心力演示器、多媒体【教学流程图】概念得出 开始概念延伸 引入新课概念应用 形成概念 提出问题探究向心力的大小与哪些
7、物理量有关猜想假设引导分析得出向心加速度公式实验探究得出结论：向心力的公式 结束 课堂总结 【教学过程设计】教学环节教 学 内 容教 师 活 动学 生活 动教学媒体 设 计意 图（一）创设情境，引入新课 实验演示1、 为学生创设感兴趣的实验情景： 2、 向学生提出问题：怎样在保证瓶口朝下且只用一只手的前提下，使瓶中的水不漏出来。3、教师演示实验：将带水的瓶子用细绳拉着做圆周运动，在瓶口朝下时水不下落。引导学生思考：1）随瓶做圆周运动的水在倒扣时为什么不下落？2）做圆周运动的物体有什么样的受力特点？认真观察实验，深入思考：为什么瓶口朝下时瓶中水不下落？学生现有的思维与事实矛盾:倒扣的水瓶中的水不
8、下落？并积极大胆地参与猜想。文本图片 学生观看了教师的操作之后，会迫切想知道为什么会这样，于是就很自然的进入了本课的主题，激发起了学习的兴趣和求知欲望，并初步领略了物理世界的神奇。（二）实验演示，形成概念概念得出向心力定义：做圆周运动的物体会受到一个始终指向圆心的等效力的作用.通过绳子拉着小车做圆周运动实验演示，提出问题：1） 小车受到哪些力？2） 这些力的合力方向指向哪里？总结上面实验现象，引出圆周运动概念。仔细观察实验演示，思考老师的问题。跟随老师总结实验现象，领会向心力的概念。文本图片教师用实验演示和问题引导学生思考，注重了学生思维的参与，锻炼了学生的分析问题能力。概念延伸向心力是一种效
9、果力给同学提供几幅图片，并让学生动脑思考：这些图片中圆周运动的向心力是由什么力来提供的？ 观看幻灯片，跟随老师分析向心力的来源。图片通过对图片中圆周运动向心力来源的分析，让学生更直观体会向心力的来源，便于学生理解，突破了向心力是效果力这一难点。概念应用实 验分 析解决引入新课时趣味实验中水在倒扣时为什么不下落的问题。对水进行受力分析。学生通过以上学习，思考讨论并解决问题。图片老师通过解决引入实验中遗留的问题，满足学生的好奇心，增强学生对物理的兴趣，并学会用所学知识来解释物理现象。（三）开动脑筋，实验探究猜想假设与向心力的大小有关的物理量：角速度，半径，物体的质量。实验探究：自制迷你实验：由书上
10、实验改编自制向心力探究小实验，定性分析与向心力大有关因素。让同学们动手实验并思考:1、在半径一定时，转速快慢对所挂重物的有什么影响？2、在转速一定时，半径长短对所挂重物的有什么影响？3、在转速一定，半径长短一定时，对所挂不同质量重物的有什么影响？在老师的引导下设计实验并自己动手制作实验器具。通过动手实验，思考老师提出的问题并讨论出各种因素。文本图片学生经历了“提出问题猜想与假设交流与合作设计实验实验探究分析与论证得出结论”等一系列过程，亲身体会到科学探究的过程。培养学生养成严谨、细致、耐心的实验修养。培养学生实事求是、尊重客观规律的科学态度，让学生体会到实验在探索物理规律中的作用。进行试验实
11、验探 究1、学生对以上问题会思考讨论出各种因素，教师再根据学生的猜想假设归纳成质量、角速度和半径三个变量。2、介绍向心力演示仪的构造和原理。3、引导学生设计实验。利用控制变量法用向心力演示仪进行实验探究。4、教师指导学生分组实验，每组只探究一个变量。学生根据教师的归纳，利用控制变量法进行实验探究。图片得出结论向心力公式向心加速度的公式向心加速度的方向始终指向圆心。教师与学生一起归纳总结。引导同学思考如何得到向心加速度公式，强调向心加速度的方向。学生代表上台展示他们的实验成果，全班同法学共同归纳出结论。学生利用牛顿第二定律推导出向心加速度公式。文本锻炼学生总结归纳的能力。利用牛顿第二定律导出向心加速度的公式利于理解，并且回避了用矢量公式推导向心加速度这一难点。（四）课堂总结,巩固练习向心力向心加速度习题与同学一同回顾，总结本节课重点内容。布置课后习题，巩固所学知识。紧跟老师思路，回顾本届课重点知识。完成老师布置的课后习题。文本 回顾与总结，使知识串接起来，加深学生印象。通过习题，让学生对向心力与向心加速度的知识融会贯通。【主板书设计】 向心力与向心加速度 一、向心力 1、定义：做圆周运动的物体会受到一个 始终指向圆心的等效力的作用。2、向心力的来源 二、向心力大小: 实验方法-控制变量法 结论： 三、向心加速度 1、定义：向心力产生的加速度 2、公式：附录：
