向心力教案。
幼兒教師教育網(wǎng)編輯特為您整理了本頁的“向心力教案”,希望能為您提供幫助。在教學(xué)中,老師的首要任務(wù)就是備好教案課件,撰寫教案課件也是每位老師必須要做到的一個環(huán)節(jié)。而學(xué)生的反應(yīng)則是推動教學(xué)不斷發(fā)展的一個關(guān)鍵因素。
一、說教材:
1、新老教材比較
老教材是從日?,F(xiàn)象觀察、猜測向心力會與什么因素有關(guān),然后運用控制變量法(利用向心力演示儀)得出向心力的表達式,再根據(jù)牛二定律推導(dǎo)出向心加速度表達式,對向心加速度表達式an沒有進行理論推導(dǎo),總體思路是由向心力這個本質(zhì)到向心加速度這個現(xiàn)象。
新教材的設(shè)計思路正好相反,從現(xiàn)象到本質(zhì),從特殊到一般,教材先從生活,生產(chǎn)中很多圓周運動的現(xiàn)象得出速度方向變化必須要有加速度,在通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)(體現(xiàn)極限思想)得出向心加速度的表達式,再根據(jù)牛頓第二運動定律推導(dǎo)出向心力的表達式。教材到這兒本可以結(jié)束,但是新教材,通過圓錐擺實驗粗略驗證了向心力表達式(以前是向心力演示儀),這個驗證實驗起到了一舉三得的作用:
①驗證了向心力表達式的正確性
②驗證了向心加速度表達式的正確性
③驗證了勻速圓周運動是由合外力提供向心力。
向心力不是具體的力,可以是某一個力,也可以是幾個力的合力,甚至是每個力的分力,是按效果命名的力。
從勻速圓周運動到變速圓周運動再到一般的曲線運動,體現(xiàn)了從特殊到一般的思想,在處理一般曲線運動時也采用微分思想
2、本課在教材中的地位
圓周運動與拋體運動都是很重要的曲線運動,為了學(xué)習(xí)《向心力》前面已有很多知識鋪墊,如:曲線運動的方向、條件、描述圓周運動的概念及物理量,包括向心加速度。這是前,那么后呢?學(xué)好本節(jié)可以為本章應(yīng)用部分及萬有引力知識做必要準備,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:
1、知識與技能。
(1)了解向心力概念,知道向心力是效果力;
(2)掌握向心力的表達式,會計算簡單情景中的向心力。
2、過程與方法。
(1)體驗向心力的存在,會分析向心力的來源;
(2)從牛頓第二定律角度理解向心力表達式,進一步體會力是產(chǎn)生加速度的原因;
(3)用圓錐擺粗略驗證向心力表達式。
3、情感態(tài)度與價值觀。
(1)在實驗操作中培養(yǎng)學(xué)生的動手習(xí)慣,提高理解、分析、解決問題的能力;
(2)讓學(xué)生感受成功的快樂,體會實驗的意義,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。
三、教學(xué)探究的重點與難點
1、本節(jié)教學(xué)重點:
①圓錐擺實驗的探究過程。
②牛頓第二定律在曲線運動中的應(yīng)用,在前面學(xué)習(xí)拋體運動的基礎(chǔ)上,有學(xué)習(xí)圓周運動,讓學(xué)生了解牛頓運動定律不僅適用于直線運動,同樣適用于曲線運動,讓學(xué)生體會牛頓力學(xué)的魅力。
③明確1、圓周運動中向心力的來源;2、向心力的確定方法與公式。
2、教學(xué)難點:
①圓錐擺實驗及有關(guān)物理量的測量(難就難在你不敢去嘗試,我準備了這個演示實驗,預(yù)先我也測了一下,結(jié)果還可以,誤差很小,我覺得即使誤差大,也要去嘗試,做比不做好,讓學(xué)生體會驗證實驗過程)。麻煩可能會出在
⑴怎樣點懸
⑵怎樣保證做圓周運動
⑶怎樣測高度
②1、圓周運動中向心力的來源;
2、圓錐擺實驗及相關(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)生的獨立鉆研,著眼于創(chuàng)造思維的培養(yǎng),充分發(fā)揮學(xué)生主動性。其主要程序是:提出問題→科學(xué)猜想→設(shè)計實驗→科學(xué)探究→得出結(jié)論→指導(dǎo)實踐。它不僅重視知識的獲得,而且更重視學(xué)生獲得知識的過程及方法,更加突出了學(xué)生的主動學(xué)習(xí)。學(xué)生活動約占課時2/5。課堂氣氛將較活躍。能真正體現(xiàn)“以教為主導(dǎo),以學(xué)為主體”的教學(xué)思想。
五、教學(xué)流程(時間安排貫穿其中)
1、導(dǎo)入新課(3分鐘)
創(chuàng)造學(xué)習(xí)圓周運動的情景,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是引入新課的知道思想。舉例和展示生活、生產(chǎn)中、體育比賽中的一些圓周運動的例子,如我在課件里就安排了幾段動畫。如:①雙人滑冰的動畫②輕繩牽好小球在光滑冰面上做圓周運動等,引導(dǎo)學(xué)生觀察歸納出他們的共同特征。讓學(xué)生思考圓周運動的條件,以及怎樣滿足哪些條件,讓學(xué)生的思維進入新課教學(xué)的軌跡。
2、新課教學(xué)(30分鐘)
(1)受力分析及規(guī)律總結(jié)向心力(8分鐘)
課件展示幾個圓周運動實例,引導(dǎo)學(xué)生對物體進行受力分析,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn),做圓周運動的物體受到的合力總指向圓心,從而得出向心力的概念,理解向心力是做圓周運動物體所受的合力,是按效果力命名的,再引導(dǎo)根據(jù)牛二定律及所學(xué)向心加速度的公式,推導(dǎo)出向心力的表達式。到這兒會有疑問向心加速度本身數(shù)學(xué)推導(dǎo)得出,再推出向心力這兩個公式可靠嗎?有沒有辦法驗證?
(2)進入圓錐探究實驗,理論推導(dǎo)及實驗驗證(本部分既重也難,時間15—18分鐘)
學(xué)生自主閱讀課本實驗,課件展示問題(原理、器材、需測數(shù)據(jù)表格)時間2—3分鐘可以討論,好了以后學(xué)生匯報(照閱讀提綱)學(xué)生匯報,教師點評、分析可不測r、m(通過投影片)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗,記錄表,與學(xué)生共同參與演示實驗(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)場進行計算。改變高度,再做一次,學(xué)生討論評估實驗誤差。有無改進辦法。再介紹幾個典型的圓周運動,如物理跟轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動,
(3)解決問題及課堂拓展(8—10分鐘)
引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)向心力的特點及規(guī)律,得出向心力的公式,通過課本的習(xí)題進行鞏固練習(xí)所學(xué)知識點達到知識融會貫通的效果。
(3)課堂小結(jié)(2分鐘)
(4)本和教學(xué)實施都落實了高中物理新課程的目標要求,體現(xiàn)了新課程的精神,采取“學(xué)生自主探究,教師啟發(fā)導(dǎo)學(xué)”的新教法,充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí),讓學(xué)生自主探究。讓學(xué)生經(jīng)歷了“提出問題→猜想與假設(shè)→設(shè)計實驗→實驗探究→分析與論證→交流與合作→得出結(jié)論”等一系列過程,親身體會到科學(xué)探究的過程。通過實驗探究,讓學(xué)生人人參與,親身體驗探究過程,活躍學(xué)生思維,并在探究中突破教學(xué)難點。教師結(jié)合演示實驗,同時充分利用“多媒體課堂輔助教學(xué)資料庫”的教學(xué)課件,使課堂的教學(xué)效果大大提高
(5)作業(yè)布置
(a)P22 1—5。
(b)嘗試課本P22“做一做”實驗,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動。
六、板書設(shè)計
新課程強調(diào)“將學(xué)習(xí)的重心從過分強調(diào)知識的傳承和積累向獲取知識的探究過程轉(zhuǎn)化,從學(xué)生被動接受知識向主動獲取知識轉(zhuǎn)化,從而培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、實事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的精神”。為此本教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施就是采用學(xué)生實驗探究和教師演示實驗相結(jié)合的實驗探究教學(xué)法。
教學(xué)內(nèi)容
《普通高中課程標準實驗教科書·物理(2)》(司南版)
教學(xué)目標
1、知識與技能
(1)知道向心力,通過實例認識向心力的作用及向心力的來源
(2)通過實驗理解向心力的大小與哪些因素有關(guān)系,能運用向心力公式進行計算。
(3)知道向心加速度及其公式,能運用牛頓第二定律分析勻速圓周運動的向心力和向心加速度。
2、過程與方法
(1)經(jīng)歷形成向心力概念的過程,培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、歸納能力。
(2)通過創(chuàng)設(shè)一定的問題情境,讓學(xué)生經(jīng)歷探索向心力F與哪些因素有關(guān)的過程,學(xué)習(xí)控制變量法,培養(yǎng)學(xué)生分析論證等能力。
3、情感態(tài)度與價值觀
學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法和科學(xué)研究態(tài)度,發(fā)展學(xué)生對科學(xué)的好奇心與求知欲,使學(xué)生樂于探究自然界的奧秘,體驗探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅,培養(yǎng)學(xué)生主動參與活動的熱情和與他人合作的精神,有將自己的見解與他人交流的愿望,敢于堅持正確觀點,勇于修正錯誤,具有團隊精神。
教材分析
《向心力和向心加速度》是司南版必修2第三章第二節(jié)。本節(jié)是本章承上啟下的重要知識,學(xué)好這一節(jié)可以為學(xué)好本章應(yīng)用部分以及萬有引力的應(yīng)用作必要準備。 教材先講向心力,后講向心加速度,回避了用矢量推導(dǎo)向心加速度這個難點,通過實例給出向心力概念,再通過探究性實驗給出向心力公式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)了勻速圓周運動。知道描述勻速圓周運動快慢的物理量有線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速等,并理解它們之間的關(guān)系。知道在傳動裝置中,共軸的輪子上各點的角速度相等;皮帶轉(zhuǎn)動(不打滑)中,凡和皮帶接觸的點,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動是一種變速運動,因為它的線速度方向時刻在變,更深一步來分析,為什么線速度的方向時刻在變?是什么力來改變物體的這種運動狀態(tài),這個力有何特點?學(xué)生將帶著這些疑問來進入本節(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”實驗,并設(shè)下疑問:為什么盛水的杯子以一定的速度做圓周運動,水不從杯里灑出,甚至杯子在豎直面內(nèi)運動到最高點時,杯口已經(jīng)朝下,水也不會從杯里灑出來?
[在課堂上創(chuàng)設(shè)真實可見的物理情景,通過演示實驗的現(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)什么是勻速圓周運動?
(2)“勻速”的含義是什么?
在上節(jié)課的基礎(chǔ)上,學(xué)生很快得出答案。教師引導(dǎo)學(xué)生分析:由于勻速圓周運動的速度方向時刻在變,所以勻速圓周運動是變速曲線運動。而力是改變物體運動狀態(tài)的原因。那么做勻速圓周運動的物體所受合外力一定不為零。那么物體所受的外力有何特點?加速度怎樣呢?指出:這兩個問題即是我們這節(jié)課要研究的問題,且通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)大家即可自行解釋前面小實驗的因果。
[采用這樣的導(dǎo)入法是在復(fù)習(xí)舊知識的基礎(chǔ)上,提出將要進一步研究的問題,從而使學(xué)生對講授的新內(nèi)容產(chǎn)生迫切求知的欲望,主動積極開展思維活動,進入新課的學(xué)習(xí)。同時能給學(xué)生一種知識的整體感。]
二、向心力
1、實驗探究“小球在光滑水平面做圓周運動”。
(1)、步驟
①一個小球,拴在繩的一端,繩的另一端固定于桌上,原來細繩處于松馳狀態(tài)
②用手輕擊小球,觀察繩繃直前后小球的運動情況。
(2)、借助課件引導(dǎo)學(xué)生討論、分析:
①繩繃緊前,小球做勻速直線運動,小球受到哪些力的作用?
②繩繃緊后,小球做勻速圓周運動,小球受到哪些力的作用?合外力是哪個力?這個力的方向有什么特點?這個力起什么作用?
(3)、通過討論得到:
①做圓周運動的物體始終受到一個指向圓心的力的作用,這個力叫向心力。
②向心力指向圓心,方向不斷變化。是變力。
③向心力的作用效果——只改變運動物體的速度方向,不改變速度大小。
[這實驗簡單易做,效果明顯,通過親身感受學(xué)生獲得了成功的樂趣。討論時教師應(yīng)適時介入引導(dǎo)學(xué)生得出正確的結(jié)論。]
2、課件展示動畫:(1)圓錐擺 (2) 物體相對轉(zhuǎn)盤靜止,隨盤做勻速圓周運動 (3)汽車轉(zhuǎn)彎 (4)衛(wèi)星繞地球運行
3、向心力的來源:通過對以上四個圓周運動實例的分析得出向心力的`來源可以是某一個力(重力、彈力、摩擦力)或幾個力的合力,也可以是某個力的分力。
4、應(yīng)用:學(xué)生嘗試解釋“水流星”的實驗現(xiàn)象。
[向心力的來源是學(xué)生在本章學(xué)習(xí)中的一個難點,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,物體都做圓周運動,具有運動方面的共性,由此啟發(fā)學(xué)生對這些物體的受力進行分析,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)成獨立的一個力,教師此時應(yīng)特別指出:受力分析時, 不能多出一個向心力。且①物體做勻速圓周運動時,向心力就是物體所受到的合外力。②物體做非勻速圓周運動時,向心力物體并非是所受到的合外力。]
三、 向心力的大小
1、 實驗探究: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、細繩等動手實驗并感受向心的大小。
(1)讓學(xué)生用細線聯(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動,改變轉(zhuǎn)動的快慢、細線的長短多做幾次。
(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驗中應(yīng)采用控制變量法來研究這一問題。
[該小實驗在此做了改動,與課本上的不盡相同。做該實驗時學(xué)生的感受更直接,更易操作。提醒學(xué)生實驗時應(yīng)使物體盡可能在水平面內(nèi)做圓周運動,這樣繩的拉力近似等于向心力。]
課件展示:
2、 實驗探究向心力大小
(1)實驗方法:控制變量法
(2)介紹向心力演示器的構(gòu)造和使用方法。
(3)實驗過程
①質(zhì)量不同的鋼球和鋁球,當(dāng)它們運動的半徑r和角速度ω相同時,比較向心力的大小
②兩個質(zhì)量相同的小球,保持運動半徑相同,觀察向心力與角速度之間的關(guān)系
③兩個質(zhì)量相同的小球,保持小球運動的角速度相同,觀察向心力的大小與運動半徑之間的關(guān)系
(4)實驗記錄表格
實驗質(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)實驗結(jié)論:
①實驗表明物體做圓周運動所需向心力大小為:
F=mω2r (式中F表示向心力,m表示物體的質(zhì)量,ω是物體做圓周運動的角速度,r是所做圓周運動的圓周半徑。)
②應(yīng)用線速度和角速度的關(guān)系,上述公式可變形為:
F=mv2/r (式中v是做勻速圓周運動的線速度)
[對于控制變量法學(xué)生已有一定程度的認知,因此在學(xué)生的自主探究并提出猜想后通過演示實驗師生一起探究最后得出向心力大小的關(guān)系式。在介紹向心力演示器的構(gòu)造和使用方法時教師可結(jié)合傳動裝置中,共軸的輪子上各點的角速度相等,皮帶傳動(不打滑)中,凡和皮帶接觸的點,線速度的大小相等這一知識點讓學(xué)生思考怎樣控制角速度不變。當(dāng)學(xué)生明白這一問題后,教師的演示也可換成學(xué)生的演示。不然,臺上的忙得不亦樂乎,臺下的卻不知所以然,純看熱鬧。]
四、向心加速度:
⒈ 定義: 由向心力產(chǎn)生的加速度叫向心加速度。
2、物理意義: 它是表示速度方向變化快慢的物理量。
3、向心加速度的大小與方向
(1)引導(dǎo)學(xué)生利用牛頓第二定律推導(dǎo)出向心加速的表達式----a=ω2r.
向心力的大小還可以用F=mν2/r來表達,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,所以勻速圓周運動是變加速運動。
4、動動腦:a=ω2r、a=ν2/r ,a與r究竟是成正比呢,還是成反比?
指出:當(dāng)w一定時,a∝r
當(dāng)v一定時,a∝1/r
5、課本例題:在航空競賽場里,由一系列路標塔指示飛機的飛行路徑。在飛機轉(zhuǎn)彎時,飛行員能承受的最大向心加速度大小約為6g(g為重力加速度)。設(shè)一飛機以150 m/s的速度飛行,當(dāng)加速度為6g時,其路標塔轉(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動中推導(dǎo)出來的,但這些公式對變速圓周運動中求某點的向心力和向心加速度也適用.]
七、作業(yè):P72 3、4、5小題
設(shè)計思路
向心力和向心加速度是高中物理的一個難點內(nèi)容,學(xué)生對于向心力一直很難理解。為了突破重點,難點,本節(jié)課本節(jié)首先通過創(chuàng)設(shè)真實可見的物理情景,激發(fā)他們的求知欲,引起學(xué)習(xí)的興趣。然后學(xué)生親身進行實驗探究來感受向心力。當(dāng)學(xué)生對向心力的概念有了一定的認識后,就進一步提出向心力的大小與哪些因素有關(guān)呢?再讓學(xué)生動手完成感受向心力大小的小實驗后做出猜想,然后借助了向心力演示器進行實驗,從而得出了向心力公式。接著運用牛頓第二定律,給出向心加速度的公式,讓學(xué)生明白勻速圓周運動的向心力和向心加速度的大小不變,但方向時刻在改變。
本教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施都落實了高中物理新課程的目標要求,體現(xiàn)了新課程的精神,采取“學(xué)生自主探究,教師啟發(fā)導(dǎo)學(xué)”的新教法,充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí),讓學(xué)生自主探究,親身體會到科學(xué)探究的過程。通過實驗探究,讓學(xué)生人人參與,親身體驗探究過程,活躍學(xué)生思維,并在探究中突破教學(xué)難點。教師結(jié)合演示實驗,同時充分利用多媒體課輔助教學(xué),使課堂的教學(xué)效果大大提高。這是一節(jié)科學(xué)的、操作性很強的教學(xué)設(shè)計案例。
本節(jié)教材選自人民教育出版社全日制普通高中課程標準實驗教科書(物理2·必修)第五章《曲線運動》第六節(jié)《向心力》。
教材的內(nèi)容方面來看,本章節(jié)主要講解了向心力的定義、定義式、方向及驗證向心力的表達式,變速圓周運動和一般曲線運動。前面幾節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)了曲線運動、圓周運動、向心加速度,這節(jié)講的是描述使物體做圓周運動的合外力,是對物體運動認識上的升華,為接下來萬有引力的的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。所以在整個教材體系中起了承上啟下的作用,并且這樣的安排由簡單到復(fù)雜,符合學(xué)生的認知規(guī)律。
從教材的地位和作用方面來看,本章節(jié)是運動學(xué)中的重要概念,也是高一年級物理課程中比較重要的概念之一,是對物體運動認識上的升華,它把運動學(xué)和動力學(xué)聯(lián)系在了一起,具有承上啟下的橋梁作用,也是學(xué)生知識系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。
【知識基礎(chǔ)方面】在學(xué)習(xí)本節(jié)課前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了曲線運動、圓周運動、向心加速度,具備了探究向心力的基本知識和基本技能,這為本節(jié)課的探究性學(xué)習(xí)起到了鋪墊作用。
【思維基礎(chǔ)方面】高一的學(xué)生通過初中科學(xué)和第一學(xué)期的學(xué)習(xí),具有了一定的物理思維方法和較強的計算能力,但接受能力尚欠缺,需要教師正確的引導(dǎo)和啟發(fā)。
【情感態(tài)度方面】在學(xué)生的生活經(jīng)驗中,與向心力有關(guān)的現(xiàn)象有,但是有一些是錯誤的這就給學(xué)生理解向心力的概念帶來困難。
理解向心力的定義;
理解向心力的作用效果;
通過對向心力,向心加速度,圓周運動,牛頓第二定律的理解與學(xué)習(xí),相互聯(lián)系,體驗對物理概念的學(xué)習(xí)方法
通過用概念前后聯(lián)系的方法得出加速度的概念,感悟到探索問題解決問題的興趣和學(xué)無止境的觀點;
通過向心力的教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)實的生活經(jīng)歷與體驗出發(fā),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;
通過一些有趣的實驗實驗,加深學(xué)生的印象,容易讓學(xué)生理解,引起學(xué)生興趣;
重點:向心力表達式驗證,向心力來源與作用效果。設(shè)定一定運動情景,來驗證向心力表達式。來源進行舉例說明,進行受力分析。(重點如何落實)
難點:向心力表達式的驗證。通過用圓錐擺粗濾驗證表達式,通過圓錐擺做勻速圓周運動解釋原理,分析其在運動角度和手里角度的合外力,測量數(shù)據(jù)與測量器材,一步步得出表達式的正確。(難點咋么突破)
回顧本章內(nèi)容,復(fù)習(xí)向心加速度,放一個有關(guān)視屏,向同學(xué)提問物體為甚么做圓周運動?
一、做小球做圓周運動的實驗,多問題進行思考,得出向心力特點進行總結(jié)
二、教授有關(guān)向心力的有關(guān)知識并進行一定補充。
列出知識的聯(lián)系曲線運動——勻速圓周運動--受到力--向心加速度,提問向心加速度定義、方向、表達式 學(xué)生活動
利用課件視頻資源,在大屏幕上播放籠中摩托車的視頻,引導(dǎo)學(xué)生分析摩托車為什么做勻速圓周運動?
1、摩托車做什么運動?
為什么做勻速圓周運動?
模擬小球在光滑桌面上做勻速圓周運動,提問:
1、小球為什么做勻速圓周運動?
2、小球受到哪些力作用?
3、合外力是哪個力?這個力的方向有什么特點?這個力起什么作用?
重力,支持力,繩子的拉力。
繩子的拉力,方向指向圓心。使物體做勻速圓周運動?!綿jz525.com 勵志的句子】
向心力是人教版物理必修2第五章第6節(jié)內(nèi)容。教材中由牛頓運動定律和向心加速度引入的向心力;
功能分析:
在教學(xué)大綱中屬于B段要求。是本章的核心內(nèi)容,又是天體運動的理論基礎(chǔ)之一。通 過對本章節(jié)的教學(xué)可以提高學(xué)生把生活事例簡化為物理模型的能力,復(fù)習(xí)舊知,強化受力分析能力,用學(xué)過的物理規(guī)律解釋現(xiàn)實生活中的現(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證向心力表達式,最后分析一般曲線運動和變速圓周運動中的向心力。
資源分析:
可利用媒體展示現(xiàn)實中的圓周運動;
可利用帶細線的小球模擬現(xiàn)實中的圓周運動,完成初步的“實例——模型”的轉(zhuǎn)化。
可以利用課件展示由實物到模型的過程更容易讓學(xué)生接受、理解、掌握、運用、提高;
可以利用實物投影給學(xué)生展示自我的機會,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;
學(xué)生熟練掌握了受力分析的方法,能獨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式,方向;
已經(jīng)學(xué)習(xí)過牛頓第二定律,知道合力和加速度的關(guān)系。
學(xué)習(xí)中的自我監(jiān)控:
學(xué)會觀察,從看到的現(xiàn)象中找到隱藏的規(guī)律;
能獨立完成學(xué)案內(nèi)容,結(jié)合觀察到的現(xiàn)象得出自己對指“向圓心的合力的理解”,并敢于發(fā)表自己的看法;
懂得互助合作,且積極參與小組討論。
知道向心力大小與那些因素有關(guān),理解公式的確切含義,并能用來計算;
會根據(jù)向心力和牛頓第二定律的知識分析、討論與圓周運動相關(guān)的物理現(xiàn)象;
過程與方法:
通過向心力概念的學(xué)習(xí),知道從不同角度研究問題的方法;
情感態(tài)度和價值觀:
培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度;
通過探究活動,使學(xué)生獲得成功的喜悅,提高他們學(xué)習(xí)物理的興趣和自信心;
通過向心力和向心加速度概念的學(xué)習(xí),認識實驗對物理學(xué)研究的作用,體會物理規(guī)律與生活的聯(lián)系。
教法:采用媒體展示,提出問題,演示過程,指導(dǎo)實驗,總結(jié)結(jié)論,反饋評價。
學(xué)法:獨立觀察、分析小結(jié),發(fā)表見解,小組討論,了解原理,動手操作實驗,總結(jié)分析數(shù)據(jù),驗證理論,掌握理論,運用規(guī)律解決其他實際問題。
教學(xué)媒體設(shè)計:
視頻:(1)水流星,雙人滑冰,飛車走壁,三個過程,其中加入由實物圖片到素描圖片到模型的演化過程。
黑板:出示標題,豎直圓周運動一般位置的受力分析圖,例題講解。
力 Fn的方向 :
由以上推導(dǎo)過程我們能發(fā)現(xiàn)做圓周運動的基本條件:
合力方向與運動方向之間的關(guān)系? 小結(jié):物體做勻速圓周運動是因為受到力的作用,這些力的合力指向圓心,我們把這個指向圓心的合力叫向心力。
本節(jié)課在學(xué)生掌握了圓周運動物理量的描述,(線速度,角速度,周期,頻率,轉(zhuǎn)速)以及直線運動加速度,平拋運動加速度的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí),讓學(xué)生知道向心加速度能夠表示勻速圓周運動物體速度變化的快慢究竟是怎么一回事?!断蛐募铀俣取芬还?jié)是本章承上啟下的重要知識,學(xué)好這節(jié)內(nèi)容,一方面可以深化前面所學(xué)的勻速圓周運動知識,另一方面又為第六章萬有引力與航天的學(xué)習(xí)打好必要的基礎(chǔ)。
教材從了解運動的規(guī)律過渡到了解力跟運動關(guān)系的規(guī)律;把向心加速度放在向心力之前,從運動學(xué)的角度來學(xué)習(xí)向心加速度。教材為了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究合作能力,改變了過去從向心力推導(dǎo)向心加速度的 教學(xué) 方式。
高一學(xué)生對物體的受力分析和運動情況分析已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ),也學(xué)習(xí)了牛頓三大定律,初步具備了以加速度為橋梁的運動與力的關(guān)系的知識體系。他們的好奇心強,具有較強的探究欲望且有多次小組合作經(jīng)驗。但他們的邏輯推理能力和抽象思維能力不是很好,不注重對知識內(nèi)涵的研究,對物理的學(xué)習(xí)還缺乏方法,習(xí)慣于硬套公式。而向心力向心加速度概念比較抽象,會給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來較大的困難。針對學(xué)生的實際情況,在教學(xué)中我利用實例來分析勻速圓周運動的物體所受的合力,再由實驗來探究向心力的大小與物體的質(zhì)量、圓周半徑、線速度的關(guān)系,而后用牛頓第二定律引出向心加速度方向和大小,這樣符合教材編寫的意圖,突出概念教學(xué)的物理過程,真正讓學(xué)生體驗到了學(xué)習(xí)過程。
破教學(xué)的重點和難點,為了體現(xiàn)了教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位,我主要采用“引導(dǎo)探究式”教學(xué)法,創(chuàng)設(shè)情景,引導(dǎo)探究,讓學(xué)生自覺提問,大膽猜想,動手操作,合作交流。
(四)【教學(xué)用具】:
為了強調(diào)了物理實驗的真實性,為了突出媒體創(chuàng)設(shè)情景的有效性,我準備了多媒體器材、課件、投影等作為本節(jié)課的教具。?
2、知道向心加速度和線速度、角速度的關(guān)系式。
3、能夠運用向心加速度公式求解有關(guān)問題。
體驗向心加速度的導(dǎo)出過程,領(lǐng)會推導(dǎo)過程中用到的數(shù)學(xué)方法。
培養(yǎng)學(xué)生思維能力和分析問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生探究問題的熱情、樂于學(xué)習(xí)的品質(zhì)。
理解勻速圓周運動中加速度的產(chǎn)生原因,掌握向心加速度的確定方法和計算公式。
(一)引入新課:
教師活動:通過前面的學(xué)習(xí),我們已經(jīng)知道,做曲線運動的物體,速度一定是變化的,即作曲線運動的物體,一定有加速度,且合外力不為零。我們還知道,對于一般的曲線運動,合外力和加速度總指向曲線的凹測,圓周運動是曲線運動,那么做圓周運動的物體,加速度的大小和方向如何來確定呢?這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)這個問題。
教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材 “思考與討論”部分,投影圖6.6-1和圖6.6-2以及對應(yīng)的例題,引導(dǎo)學(xué)生思考討論并回答。
學(xué)生認真閱讀教材,思考問題,選出代表發(fā)表見解。
教師給予補充,必要時給學(xué)生啟發(fā),引導(dǎo)學(xué)生解決,回答學(xué)生提出的問題。
設(shè)疑:我們這節(jié)課要研究勻速圓周運動的加速度,可是以上兩個例題卻在研究物體所受的力,為什么呢?
點評:喚起學(xué)生進一步探究新知的欲望。為下一步的研究確定思路。
學(xué)生由牛頓第二定律知,合外力方向與加速度方向相同。
●規(guī)律總結(jié):
1.勻速圓周運動的物體所受到的合外力沿著半徑指向圓心.
2.勻速圓周運動的加速度的方向沿著半徑指向圓心,與圓周相切,叫做向心加速度.
我們知道了勻速圓周運動加速度的方向,我們知道加速度是矢量,方向如何呢?由直線運動的加速度定義a= 引入。
教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材 “速度變化量”部分,引導(dǎo)學(xué)生在練習(xí)本上畫出物體加速運動和減速運動時速度變化量Δv的圖示,投影展示:
如果初速度v1和末速度v2不在同一直線上,如何表示速度的變化量Δv?
教師引導(dǎo),投影展示:
速度的變化量△v與初速度v1和末速度v2的關(guān)系:從同一點作出物體在一段時間的始末兩個速度的矢量v1和v 2,從初速度矢量v1的末端作一個矢量△v至末速度矢量v2的末端,矢量△v就等于速度的變化量。
探究:設(shè)質(zhì)點沿半徑為r的圓周運動,某時刻位于A點,速度為VA,經(jīng)過時間后位于B點,速度為VB,質(zhì)點速度的變化量沿什么方向?
閱讀教材 “向心加速度”部分,投影圖6.6-5,思考:
(1)在A、B兩點畫速度矢量vA和vB時,要注意什么?
(2)將vA的起點移到B點時要注意什么?
(3)如何畫出質(zhì)點由A點運動到B點時速度的變化量Δv?
(4)Δv/Δt表示的意義是什么?
(5)Δv與圓的半徑平行嗎?在什么條件下,Δv與圓的半徑平行?
思考并閱讀教材,在練習(xí)本上獨立完成上面的推導(dǎo)過程。
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