篇一:公开课探究向心力教案
一,教学内容:探究向心力1课时
二,教学目标
知识与技能
1.理解向心力是做匀速圆周运动物体所受合外力。
2.通过实验探究影响向心力大小的因素。
3.培养学生动手操作能力。
过程与方法
1.指导学生半定量的探究向心力与物体质量、圆周运动的半径及角速度等因素间的关系,知道用控制变量法进行实验。
2.学生自己设计实验,自己根据自己的实验设计进行实验。
3.对实验数据进行处理,看一下实验结果能验证什么问题。
情感态度与价值观
1.通过探究实验,培养实事求是、尊重客观规律的科学态度。
2.通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神。
3.培养与人合作的团队精神。
三,教学重点难点
重点:
1.控制变量法的使用。
2.如何提出实验方案并使实验方案合理可行。
3.实验结果的分析与处理。
难点:
1.如何提出实验方案并使实验方案合理可行。
2.实验数据的分析与处理。
四,教学方法
多媒体辅助教学、实验探究法(相关flash动画)、讲授讨论法、习题巩固
五,教学教具
多媒体、PPT课件、向心力演示器、钢球、铜球、细绳、小物块
六,教学过程
【新课导入】
欣赏视频:我国选手赵宏博和申雪在09年冬奥会花样滑冰比赛中,以精彩表演获得金牌,为国争光。视频中申雪的运动可以近似看成什么运动?(学生回答:匀速圆周运动),其运动状态时刻改变的原因是什么?(学生回答:受到合外力)。这节课我们共同探究做匀速圆周运动的物体合外力的特点。
【自主学习】
一,感受向心力
学生小实验一:拉住绳子一端,使小球在光滑桌面上做匀速圆周运动。
【观察与思考】:
1.一旦线断或松手,结果如何?小球还能做匀速圆周运动吗?
2.小球受到哪些力作用?合外力是哪个力?这个力的方向有什么特点?这个力起什么作用?
1,回答:一旦松手,小球将做匀速直线运动,而不是匀速圆周运动。说明小球受不受绳子的拉力起决定作用。
2,回答:
对小球进行受力分析:
结论: FN与G相抵消,所以合力为F
定义:做匀速圆周运动的物体所受合外力,叫做向心力。
力与运动分析:
结论:合外力F指向圆心,与速度方向垂直;合外力F只改变速度的方向。
向心力的方向:始终指向圆心,与速度方向垂直。
向心力的作用效果:改变速度方向,不改变速度大小。
【想一想】你还能设计出其它能感受向心力的实验吗?(让学生上讲台演示自己的设计)
例如:将一小球放入杯中,手不会感觉有压力。但如果然小球沿杯子内壁做匀速圆周运动运动,会感觉的里的作用。
【合作探究】
二,探究影响向心力大小的因素
体验与猜测:重做前面的小实验,自行改变实验条件,多做几次。猜想向心力的大小与哪些因素有关?(给学生3分钟时间讨论猜想,点人表述自己的观点。)
1, 与运动物体的体积有关?
2, 与运动物体的质量有关?
3, 与做圆周运动的半径有关?
4, 运动物体转动的快慢有关?
5, 与其它因素有关?
由于影响向心力的因素较多,但这些因素之间本身就存在直接关系(如:V=rω;m=ρV等),所以我们只需研究其中几个基本物理量与向心力的关系,就可以得出其它物理量与向心力的关系。
这里我们不妨就探究m,r和ω与向心力F间的关系。
【学生实验】
实验方法——控制因素(变量)法
实验器材——质量不同的小球若干、细线、空心圆柱笔杆、弹簧秤、橡皮筋、向心力实
验器。
分组研究某单一因素与向心力大小的关系,自行选取器材,设计实验步骤和表格,记下你的结论。
你选取的实验器材有:______________________________________________________ 你设计的实验原理:________________________________________________________ ______________________________________________________________________________
表格:
【演示实验】
实验方法——控制因素(变量)法
实验仪器——向心力演示器
实验方法:
匀速转动手柄,可以使塔轮和长槽和短槽匀速转动,槽内的小球就随之做匀速圆周运动。这时小球向外挤压档板,档板对小球的反作用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力。同时,小球压档板的力使档板另一端压缩弹簧测力套筒里的弹簧,弹簧的压缩量可以从标尺上读出,该读数显示了向心力大小。(时间允许,视频加深印象)
操作方法:
a:用两个质量相同的小球做实验,保持运动半径相同,观察向心力与角速度之间的关系。
?观察得到:向心力的大小与角速度有关,角速度越大,所需向心力就越大。
b:仍用两个质量相同的小球做实验,保持两球运动角速度相同,观察向心力的大小与运动半径之间的关系。
?观察得到:向心力的大小与半径有关,运动半径越大,所需向心力就越大
c:用质量不同的钢球和铝球做实验,使两球运动的半径r和角速度?相同
?观察得到:向心力的大小与质量有关,质量越大,向心力就越大。
表格设计:
总结得到:向心力的大小跟物体的质量m、圆周半径r和角速度?都有关系。 由精确的实验得出物体做匀速圆周运动所需的向心力大小为:F?mr?2
【讨论与交流】
你可以从F=mrω2,推导出向心力F与V的关系吗?
由F?mr?和??2V
r可得:F?mV
r2
【演练反馈】
1.如图所示,用细线吊着一个质量为m的小球,使小球在水平面内做匀速圆周运动,关于小球的受力情况,下列说法中正确的是( B )
A.重力、绳子的拉力、向心力
B.重力、绳的拉力
C.重力
D.以上说法均不正确
2,用细线拴一球在光滑平面做匀速圆周运动,下列说
法中正确的是(BC)
A.在线速度一定情况下,线越长越易断
B.在线速度一定情况下,线越短越易断
C.在线长一定情况下,线速度越快越易断
D.在角速度一定情况下,线越短越易断
【总结提高】
一,向心力定义:做匀速圆周运动的物体所受合外力
向心力方向:指向圆心,与速度方向垂直
向心力作用效果:改变速度的方向,不改变速度的大小
向心力大小:F?mr?;F?m2V
r2
实验小结:
1, 实验方法:控制变量法
2, 发现物理规律的基本方法:以观察实验为基础,分析、综合的方法 作业:课本P37—1,2
七,板书设计:
探究向心力
一, 定义:做匀速圆周运动物体所受合外力 二, 方向:指向圆心,与速度垂直
三, 作用效果:改变速度方向,不改变速度大小 四, 探究向心力的大小:
1,实验方法:控制变量法
2,实验原理:
结论:F?mr?2
V
r2 F?m
八,教学反思:
篇二:向心力说课,视频原话手打
向心力说课
大家好,我今天说课的内容是向心力这一节。向心力与圆周运动密切相关。而圆周运动,又是一种很常见的运动。也是我们中学物理当中,要重点研究的运动,他是牛顿第二定律,在曲线运动中的运用,同时呢,也是带点离子带电体,在磁场中做圆周运动的基础。
教材把这一届内容,安排在必修2的第五章第七届,在上一张中,同学们学习了牛顿第二定律,在本章的上一节,同学们学习线速度,加速度,加速度的概念,知道了向心加速度,跟物体运动的角速度,线速度以及半径的关系,但是同学们以前所研究的变速运动,都是云变速运动,而圆周运动当中,加速度的方向,不断的改变。同学们缺少感性认识,这一点在教学当中,要引起我们的注意,
这一节的教学目标,有这样一些,1,了解向心力的概念2体验向心力的存在,3能说出向心力的表达式,4知道向心力与哪些因素有关,具体是哪些关系,5学会从牛顿第二定律来研究向心力,来运用向心力,解决向心力有关问题6同时呢,通过实验,和实验的分析学会研究物理的方法。最后,让学生关心日常生活中的圆周运动,并培养探究的兴趣、习惯
这一届教学的重点是向心力的大小、方向和来源,教学的难点是向心力的来源和决定向心力大小的因素,
考虑到同学们对向心力缺少感性认识,所以在教学当中,我们带着问题,来研究向心力的存在,可以通过一些事例,来研究做圆周运动的物体,为什么不沿直线飞去,而沿着一个圆周运动呢?通过问题,来引起学生观察,引起学生思考,比如,在水平面上,由绳子拉一个小球做圆周运动,观察分析,可以知道,小球收到了绳子对他指向圆心的拉力的作用,再比如,玻璃杯中转动的小球,提起被子以后,沿着直线飞去,在提起杯子之前,杯子对小球有指向圆心的压力的作用,还有,地球围绕太阳运动,地球收到了指向圆心的引力的作用,
通过这些事例,让同学们体会到向心力的存在,也因为物体做曲线运动。做圆周运动,速度的方向,不断的变化,具有向心加速度,所以,必须收到向心力的作用,向心力所起的作用,就是产生向心加速度,通过事例,让学生认识到向心力的存在,以及他的作用。
可能有一些同学会认为,除了经学习的重力弹力摩擦力以外,是不是又有一个新的,性质的力呢,就是向心力呢?所以,有必要对向心力的来源,做一些分析,同样,可以通过示例来进行分析,在这个例子当中,提供向心力的是绳子对小球的拉力,拉力提供向心力,在这个例子当中,是弹力提供向心力,还有,摩擦力提供向心力,以及刚刚说到的,地球围绕太阳运动,引力提供向心力。
通过这些例子的分析,让同学们知道向心力并不是一种新的性质的力,在具体的问题当中,他可能是由摸一个力来提供的,也可能是某几个力的合力来提供的,甚至是物体所受合力的分力,来提供向心力,它是效果力,并不是一种新的性质的力,
向心力的大小,是这一节课的重点,也是难点,要得到向心力的大小表达式,我们通过进行试验探究,然后用牛顿第二定律进行验证的方法。试验仪器,我们用向心力演示器。
进行试验探究,首先创设情境,引入课题,课堂进行到这,可以说都是在进行着情境创设,引入话题:物体所受的向心力大小与哪些因素有关呢/具体是什么样的关系呢/然后提出假设,通过试验找出规律,进行归纳总结,最后呢,再进行理论的证明,
在进行试验探究的时候,进行猜想,向心力跟哪些因素有关,然后我们可以通过控制变量的方法,分别的研究,力和质量的关系,在半径和角速度一定的情况下,研究力和质量的关系 研究力和半径的关系,研究力和角速度的关系,通过试验,得到结论,质量越大力越大,半径越大力也越大,还有角速度越大,力也越大,
然后呢,进行规律的总结,可以得到,向心力的表达式,再通过理论进行推导,根据牛顿第二定律和向心加速度的表达式,可以推得,向心力的表达式,
这样,通过学生的探究,让学生经历一个探究的过程,虽然话的时间会多一些,但是,学生在探究过程当中,加深了对向心力存在的认识,对向心力问题的理解,同时通过探究过程,也让同学们掌握学习了,研究物理问题的一般的方法,
在教材当中,设计了一个用圆锥摆粗略的验证向心力表达式的实验,这个实验从效果来看,确实是比较的粗糙,可以让同学们回去进行研究,不过,这个问题的分析研究的 方法,我在课堂上和同学们一起进行探讨,通过这个问题的研究,让同学们学习掌握,分析圆周运动一般的方法,从运动学的角度来看,做圆周运动的物体,需要多大的向心力,从受力的角度,又是哪些力来提供这个向心力,把这两个向心力,让他们等起来,建立方程,是解决圆周运动的基本的方法,
通过这个示例呢,我们可以得到解决向心力问题的一般的步骤,确定对象,找出轨迹,找出圆心,然后进行受力分析,让同学们参考这样的步骤,逐步的解决圆周运动的问题,
对于变速圆周运动,我通过链球运动进行引入,这里是一个链球运动的视频,在同学们观看视频之前,我给同学们提出问题,链球收到绳子的拉力,做的是匀速圆周运动吗? 然后再课堂上我们再做一个小实验, 我们可以通过改变拉线的方式来调节小球的速度大小吗?
那么对小球,做加速圆周运动,进行受力分析,我们可以看到,小球做加速运动时,他所受到的力,并不是严格通过轨迹的圆心,在进行分析的时候,特别强调,小桶所受力的切线方向分力,和法线方向分力,切线方向分力,改变小球运动速度大小,法线方向分力,改变了小球运动的方向,法线方向的分力,在这里就是向心力,产生了向心加速度,通过这样一个例子进行分析,同学们是比较容易理解的,
再进一步指出,物体做圆周运动时,只有法线方向上的力,而没有切线方向上的力的情况下,物体做的就是匀速圆周运动,可以说,匀速圆周运动时一般圆周运动的特殊情况,
教材的最后,简单介绍了一般的曲线运动,我们们在课堂上页只做一般性的介绍,不需要花太多的时间来研究,通过把物体运动轨迹分割成很多短的小段,对每一小段可以用圆周运动的规律来进行研究。这样一个分界的方法,交给学生,也就可以了,不需要做过多的研究。
最后呢,对本科进行一个小结,作业的布置,除了给学生留适当的书面作业,促进学生对向心力有关知识的理解和强化,同时要求学生把课后的“做一做”这样一个实验,做一下,通过改变小球做圆周运动的半径,角速度,以及小球的质量,来亲身体会一下觉得向心力大小的因素。增加感性认识,同时通过试验,来增加学习物理的兴趣。
本节的板书,是这样的,
我的说课完了,不妥之处,敬请各位专家、同仁指正。谢谢大家!
篇三:向心力教学设计
向心力教学设计
大石桥市高级中学 赵新
一、 教学内容分析:
1. 背景分析:
向心力是人教版物理必修2第五章第6节内容。教材中由牛顿运动定律和向心加速度引入
的向心力;
2. 功能分析:
在教学大纲中属于B段要求。是本章的核心内容,又是天体运动的理论基础之一。通 过
对本章节的教学可以提高学生把生活事例简化为物理模型的能力,复习旧知,强化受力分
析能力,用学过的物理规律解释现实生活中的现象,提高学生学习兴趣。
3. 结构分析:
教材先由向心加速度和牛顿第二定律引入向心力的概念,接着利用圆锥摆粗略验证向心力
表达式,最后分析一般曲线运动和变速圆周运动中的向心力。
4. 资源分析:
(1) 可利用媒体展示现实中的圆周运动;
(2) 可利用带细线的小球模拟现实中的圆周运动,完成初步的“实例——模型”的转化。
(3) 可以利用课件展示由实物到模型的过程更容易让学生接受、理解、掌握、运用、提高;
(4) 可以利用实物投影给学生展示自我的机会,激发学生的学习兴趣;
二、 学生情况分析:
1. 知识储备情况:
(1) 学生熟练掌握了受力分析的方法,能独立完成对物体的受力分析;
(2) 已经学习过向心加速度的内容,知道向心加速度的表达式,方向;
(3) 已经学习过牛顿第二定律,知道合力和加速度的关系。
2. 学习中的自我监控:
(1) 学会观察,从看到的现象中找到隐藏的规律;
(2) 能独立完成学案内容,结合观察到的现象得出自己对指“向圆心的合力的理解”,并敢
于发表自己的看法;
(3) 懂得互助合作,且积极参与小组讨论。
三、 教学目标:
1. 知识与技能:
(1) 理解向心力的概念;
(2) 知道向心力大小与那些因素有关,理解公式的确切含义,并能用来计算;
(3) 会根据向心力和牛顿第二定律的知识分析、讨论与圆周运动相关的物理现象;
2. 过程与方法:
(1) 通过向心力概念的学习,知道从不同角度研究问题的方法;
(2) 体会物理规律在探索自然规律中的作用及其运用
3. 情感态度和价值观:
(1) 培养学生实事求是的科学态度;
(2) 通过探究活动,使学生获得成功的喜悦,提高他们学习物理的兴趣和自信心;
(3) 通过向心力和向心加速度概念的学习,认识实验对物理学研究的作用,体会物理规律
与生活的联系。
四、 教学策略设计:
1. 教法与学法:
(1) 教法:采用媒体展示,提出问题,演示过程,指导实验,总结结论,反馈评价。
(2) 学法:独立观察、分析小结,发表见解,小组讨论,了解原理,动手操作实验,总结
分析数据,验证理论,掌握理论,运用规律解决其他实际问题。
2. 教学媒体设计:
视频:(1)水流星,双人滑冰,飞车走壁,三个过程,其中加入由实物图片到素描图片到模型
的演化过程。
幻灯片:辅助展示教学过程
黑板:出示标题,竖直圆周运动一般位置的受力分析图,例题讲解。
3. 教学过程设计:
导入新课:
(1) 情景导入:利用视频,利用带细线的小球做圆周运动
(2) 复习导入: 观察模拟后完成学案。
学案内容:
(3) 小结:物体做匀速圆周运动是因为受到力的作用,这些力的合力指向圆心,我们把这
个指向圆心的合力叫向心力。
教师活动:带细线的小球圆周运动;提出问题“为什么物体没飞出去而是沿圆周运动?”根据
学生发言总结,给出向心力定义。
学生活动:考虑为什么小球没有沿着直线飞出去,而是沿一个圆周运动; 对小球进行受力分析;
完成学案内容并进行小组讨论。
目 的:引起学生兴趣,引发学生思考。
推进新课:
一、利用圆锥摆粗略验证向心力表达式:
原理:A由受力分析得到向心力:
测量小球的重力mg,小球到选点的竖直高度h,小球圆周运动的半径r。
得出:Fn?mgtan??mgr h
B有计算公式得到向心力:
测量物体转动n圈用的时间t计算出周期T,根据公式计算出角速度?
根据向心力公式:Fn?2?T ?m?2r
根据数值验证公式mgtan??m?2r
目的:验证向心力的公式,激发学生探索物理规律的兴趣,提高学生设计实验的能力。
二、向心力
(1)向心力的来源:通过刚才的学习我们知道了圆周运动是因为物体受到了指向圆心的合
力,下面我们继续观察一些运动,找出他们的向心力。
视频展示:双人滑冰,飞车走壁。
教师活动:播放视频,让学生分析视频中的物体的受力情况,找出向心力是由哪些力合成的, 学生活动:观看视频,分析受力,与同组同学讨论,到讲台讲解自己的观点与全班同学交流。 目 的:进一步体会向心力的来源,明确学生对向心力的认识——是物体受到的指向圆心的合
力。通过视频演示提高学生 “实物运动——物理模型——物理规律”的认知能力。
激发学生的表现欲望,锻炼学生的表达能力,交流能力。对学生认知向心力这一概念
的程度进行检测。
(2) 向心力的大小:针对上面三个实例进行“简化—建模—受力分析”列出表达式。
课堂训练:
二、变速圆周运动和一般曲线运动
展示视频:过山车、链球比赛
让学生讨论链球为什么会越来越快。从的角度来理解,指出这两个的共同点,除了有指向圆心的(径向)合力以外,还受到一个切向方向的力。
展示图片:赛车
这个是完整的圆周运动吗?可不可以看作是圆周运动的一部分?
课堂小结:(1)向心力并不是像重力,弹力,摩擦力那样的按力的性质来命名的力,而是根据力
的作用效果来命名的。
(2)向心力不能改变速度的大小,只能改变速度的方向;
(3)一般曲线运动可分成小段,看作是圆周运动的一部分来研究。
布置作业:教材问题与练习的1和3
五、 板书设计:
六、 教学方案的评价与反思:向心加速度的内容比较抽象,学生不太容易理解,在设计中我加大了对“实
物——模型”的思维训练,易于帮助学生理解向心力的来源,又通过演示实验同时让学生参与设计实验,使学生体会实验对物理规律的作用。但学生对变速圆周运动的理解存在一定的困难,需要在后续的教学中进一步完善。