高中物理向心加速度教案大全
教案能夠展現(xiàn)出教師在備課中的思維過(guò)程，并且顯示出教師對(duì)課標(biāo)、教材、學(xué)生的理解和把握的水平以及運(yùn)用有關(guān)教育理論和教學(xué)原則組織教學(xué)活動(dòng)的能力。接下來(lái)是小編為大家整理的高中物理向心加速度教案大全，希望大家喜歡!
高中物理向心加速度教案大全一
《向心加速度》教學(xué)設(shè)計(jì)
(一)指導(dǎo)思想與理論依據(jù)
概念是構(gòu)成物理知識(shí)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(guò)程，必將有利于學(xué)生對(duì)概念的習(xí)得。根據(jù)現(xiàn)代認(rèn)知理論，知識(shí)的習(xí)得可分為三個(gè)階段：知識(shí)的領(lǐng)會(huì)、知識(shí)的鞏固、知識(shí)的應(yīng)用。結(jié)合物理概念的特點(diǎn)，其教學(xué)的過(guò)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(guò)程。
(二)學(xué)習(xí)內(nèi)容分析
1.本節(jié)在教材中的地位
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(wèn)題繼承了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析問(wèn)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(shí)，更為今后圓周運(yùn)動(dòng)的解決提供方法。
2.本節(jié)在課程標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容
知道向心加速度的概念，及其應(yīng)用
(三)學(xué)生情況分析
學(xué)生通過(guò)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(guò)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(duì)曲線運(yùn)動(dòng)條件的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)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(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)中加速度的問(wèn)題，學(xué)生應(yīng)該不會(huì)覺得陌生。
(四)創(chuàng)新之處
1.創(chuàng)設(shè)情景的全程性
本節(jié)整體設(shè)計(jì)的提出是基于學(xué)生對(duì)向心加速度的認(rèn)識(shí)和理解。首先通過(guò)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(guò)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(guò)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。
2. 在教學(xué)中體現(xiàn)認(rèn)知規(guī)律
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(guò)程遵從了對(duì)知識(shí)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。
3、自制教具提升教學(xué)效果
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(lái)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(guò)度到物理模型起到了不可替帶的作用。
4.學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性
本節(jié)課創(chuàng)設(shè)的情景生動(dòng)自然豐富，設(shè)問(wèn)有層次。問(wèn)題中既運(yùn)用了原有知識(shí)，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(shí)體系。
(五)教學(xué)三維目標(biāo)：
知識(shí)與技能：
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(wèn)題情景選擇合適的向心加速度的表達(dá)式并會(huì)用來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。
過(guò)程與方法：
通過(guò)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(guò)推導(dǎo)向心加速度的表達(dá)式，體會(huì)矢量法則;
通過(guò)推導(dǎo)向心加速度的過(guò)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。
教學(xué)重點(diǎn)：
向心加速度方向的分析
勻速圓周運(yùn)動(dòng)中速度變化量的矢量表達(dá)
向心加速度表達(dá)式的推導(dǎo)
教學(xué)難點(diǎn)：
1、勻速圓周運(yùn)動(dòng)中速度變化量的矢量表達(dá)
2、向心加速度的物理意義
媒體應(yīng)用：
視頻2個(gè)、教學(xué)ppt、電腦多媒體
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
學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材：朔料燒杯、小鋼球、細(xì)線各20套
(六)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)：
1.流程圖
2、教學(xué)過(guò)程
教學(xué)過(guò)程
(一)新課導(dǎo)入 人物活 動(dòng) 具體過(guò)程 說(shuō)明
教師
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(wèn)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(guò)上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)有了一定的了解，請(qǐng)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?
帶著這個(gè)問(wèn)題我們來(lái)看一段視頻(播放視頻)
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(wú)法演示，但它對(duì)于本節(jié)課知識(shí)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(guò)程，從而提高對(duì)運(yùn)動(dòng)中受力的認(rèn)識(shí)。
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(duì)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(duì)女運(yùn)動(dòng)員通過(guò)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(shuō)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(lái)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(duì)于向心加速度的學(xué)習(xí)我們也將從它的方向和大小來(lái)研究。
首先來(lái)研究向心加速度的方向。
(板書：一、向心加速度的方向：)
剛才的視頻啟示了我們可以通過(guò)研究做圓周運(yùn)動(dòng)的物體的受力，來(lái)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(qǐng)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。
板書(2)
觀看ppt(重要的知識(shí)點(diǎn)通過(guò)ppt再次落實(shí))
安排學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)
(學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)、自主學(xué)習(xí)，增強(qiáng)對(duì)運(yùn)動(dòng)的體驗(yàn))
學(xué)生 自主實(shí)驗(yàn)
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(qǐng)學(xué)生描述實(shí)驗(yàn)過(guò)程，訓(xùn)練學(xué)生的物理表達(dá)。
板書(3)
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(shí))
觀看ppt(展示問(wèn)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(zhǎng)些，讓學(xué)生做筆記，并且給學(xué)生多一些思考時(shí)間。)
學(xué)生 用手牽引小球在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
晃動(dòng)燒杯使小球在燒杯中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
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。
(板書：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心加速度指向圓心)
下面我們來(lái)分析向心加速度的大小與哪些因素有關(guān)?
請(qǐng)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(qǐng)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(qǐng)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(qǐng)一位學(xué)生說(shuō)說(shuō)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(zhǎng)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。
學(xué)生 簡(jiǎn)述推導(dǎo)思想
高中物理向心加速度教案大全二
教材分析
《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(shí)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(shí)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(shí)，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(lái)進(jìn)一步探究萬(wàn)有引力定律和有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)知識(shí)作好必要的知識(shí)和能力準(zhǔn)備。
內(nèi)容與地位
《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(duì)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(wèn)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(wèn)題，提出問(wèn)題，分析問(wèn)題和解決問(wèn)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)情分析
學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了拋體運(yùn)動(dòng)，對(duì)變速運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)有一定了解。但對(duì)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?wèn)題情境激發(fā)學(xué)生的思考、討論，學(xué)生需應(yīng)用已有知識(shí)，積極思維，通過(guò)對(duì)問(wèn)題的主動(dòng)探究、獲得概念、得出規(guī)律，以達(dá)到對(duì)知識(shí)深入理解和提高能力的目的。
教學(xué)設(shè)計(jì)理念
向心力與向心加速度對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)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(shí)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(guò)不同類型的實(shí)驗(yàn)，設(shè)置循序漸進(jìn)的問(wèn)題情境，組織學(xué)生對(duì)一個(gè)個(gè)問(wèn)題進(jìn)行充分的分析、討論后獲得新的知識(shí)，即根據(jù)問(wèn)題教學(xué)的有關(guān)理論展開教學(xué)，使整個(gè)教學(xué)過(guò)程成為提出問(wèn)題、討論問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)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?、討論的?xí)慣。
一、教學(xué)目標(biāo)
[知識(shí)與技能]
1、知道向心力和向心加速度，通過(guò)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(guò)實(shí)例認(rèn)識(shí)向心力的作用及來(lái)源。
[過(guò)程與方法]
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(wèn)題，并能從物理學(xué)的角度比較明確地表述發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。
嘗試經(jīng)過(guò)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(wèn)題。
通過(guò)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。
[情感態(tài)度與價(jià)值觀]
領(lǐng)略圓周運(yùn)動(dòng)的神奇和諧，發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與學(xué)習(xí)物理知識(shí)的求知欲。
樂(lè)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(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的意識(shí)。
在學(xué)習(xí)的過(guò)程中體驗(yàn)解決問(wèn)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(wèn)題。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：了解向心力的來(lái)源，建立向心力的概念。
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)。
三、教學(xué)方法
問(wèn)題討論法和實(shí)驗(yàn)探究的方法 講授法 歸納法
[ 教學(xué)用具]：
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
四、媒體和教具
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。
五、教學(xué)過(guò)程
新課引入
設(shè)置情景
做“水流星”實(shí)驗(yàn)，并設(shè)下疑問(wèn)：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(lái)?
復(fù)習(xí)提問(wèn)
?、盼矬w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(shuō)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(wèn)題。
二、向心力及其方向
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)。
問(wèn)題討論：1、繩繃緊前，小球?yàn)槭裁醋鰟蛩僦本€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(shuō)明做圓周運(yùn)動(dòng)的小球有遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
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(wèn)題情境中包含當(dāng)前要學(xué)習(xí)的知識(shí)，激發(fā)學(xué)生解決問(wèn)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(lái)源創(chuàng)設(shè)情境?！?/p>
那是不是只有彈力能使物體做圓周運(yùn)動(dòng)呢?我們?cè)賮?lái)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(qǐng)大家對(duì)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(duì)了，是靜摩擦力。其中重力和支持力是一對(duì)平衡力，作用效果相互抵消。那靜摩擦力方向呢?
對(duì)了，靜摩擦力的方向沿著半徑指向圓心。我們學(xué)過(guò)靜摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)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(shì)，所以靜摩擦力的方向與這個(gè)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)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?cè)賮?lái)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(duì)象，請(qǐng)大家對(duì)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(duì)了，是靜摩擦力。其中重力和支持力是一對(duì)平衡力，作用效果相互抵消。那靜摩擦力方向呢?
對(duì)了，靜摩擦力的方向沿著半徑指向圓心。我們學(xué)過(guò)靜摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)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(shì)，所以靜摩擦力的方向與這個(gè)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)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?cè)賮?lái)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(duì)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(duì)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(shuō)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(duì)了，也可以說(shuō)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。
板書：1、定義：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
定義中提到了向心力的方向，大家能把它找出來(lái)嗎?
對(duì)了，向心力的方向始終指向圓心
板書：2、方向：始終指向圓心
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(shuō)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(wàn)有引力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力也能使物體做圓周運(yùn)動(dòng)?？梢姡蛐牧κ强梢杂蛇@么多不同性質(zhì)的力提供的，我們不能說(shuō)向心力就是彈力，就是靜摩擦力，它是按效果來(lái)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。
板書：3、作用效果：只改變速度方向，不改變速度大小，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(lái)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(shuō)法對(duì)嗎?很好，不對(duì)，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(guò)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(lái)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(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)分析三個(gè)問(wèn)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(shí)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(lái)提供，不要把向心力當(dāng)作一個(gè)特殊性質(zhì)的力。
過(guò)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(shí)，而是參與知識(shí)的獲得過(guò)程，體現(xiàn)了“自主學(xué)習(xí)”的新課程教學(xué)理念。
三、科學(xué)探究：向心力的大小
(1)提出問(wèn)題：向心力的大小可能與哪些因素有關(guān)?
(2)科學(xué)猜想
引出學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)：請(qǐng)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(duì)小球運(yùn)動(dòng)的影響。
說(shuō)明：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注意引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)繩的長(zhǎng)短、球的大小、轉(zhuǎn)速的快慢對(duì)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(shí)，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。
高中物理向心加速度教案大全三
一、教學(xué)內(nèi)容分析
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(jiǎn)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(shuō)明了實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和重要性。課本35頁(yè)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(lái)分析，這里編者把它改成實(shí)驗(yàn)探究，這樣學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)親身感受，定性分析，這比理論分析更具有說(shuō)服力。
二、教學(xué)對(duì)象分析
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)，對(duì)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(lái)分析，為什么線速度的方向時(shí)刻在變?是什么力來(lái)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(wèn)來(lái)進(jìn)入本節(jié)課的學(xué)習(xí)。
三、教學(xué)設(shè)計(jì)思想及策略
在以往的教學(xué)中，課堂教學(xué)實(shí)施往往過(guò)于注重知識(shí)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(guò)分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳承和積累向獲取知識(shí)的探究過(guò)程轉(zhuǎn)化，從學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)向主動(dòng)獲取知識(shí)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(guò)日常生活經(jīng)驗(yàn)和觀察中的兩個(gè)實(shí)例，提出問(wèn)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(lái)感受向心力。當(dāng)學(xué)生對(duì)向心力的概念有了一定的認(rèn)識(shí)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(duì)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(duì)向心力的感性認(rèn)識(shí)。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(yè)的“討論與交流”改成實(shí)驗(yàn)探究，這樣學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)親身感受，定性分析，這比理論分析更具有說(shuō)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(shí)。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(wèn)題和小組交流貫穿課堂的始終，把傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力和學(xué)生情感有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。
四、教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
知識(shí)與技能
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。
過(guò)程與方法
1.通過(guò)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(guò)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。
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.通過(guò)親身的探究活動(dòng)，使學(xué)生獲得成功的樂(lè)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(duì)科學(xué)的求知欲，樂(lè)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)。
教學(xué)重點(diǎn)
1.理解向心力的概念。
2.學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究：感受向心力和影響向心力大小的因素。
教學(xué)難點(diǎn)
理解向心力的概念。
五、教法學(xué)法
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(wèn)、講解相結(jié)合。
六、教學(xué)用具和課時(shí)安排
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。
課時(shí)安排1課時(shí)。
八、教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)內(nèi)容及教師組積活動(dòng)
學(xué)生主體活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖及說(shuō)明
情景設(shè)疑
引入新課
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(wú)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(guò)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的情況。(例如娛樂(lè)場(chǎng)所里玩“過(guò)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(wèn)題了。
1.由于學(xué)生對(duì)前面的兩個(gè)問(wèn)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(duì)現(xiàn)象和老師提出的問(wèn)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。
實(shí)驗(yàn)與探究
教師指導(dǎo)學(xué)生做課本實(shí)驗(yàn)，提出問(wèn)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(wèn)。
這實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易做，效果明顯，學(xué)生通過(guò)親身感受使學(xué)生獲得成功的樂(lè)趣，實(shí)際教學(xué)效果表明學(xué)生樂(lè)于參與觀察，敢于實(shí)驗(yàn)。
引出向心力概念
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。
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