資源簡介

教學設計
課程標題 《向心力》
內容分析
教學目標
1、理解向心力的概念及其表達式的確切含義。 2、知道向心力大小與哪些因素有關，并能用來進行計算。 3、知道在變速圓周運動中，可用上述公式求質點在某一點的向心力和向心加速度。 4、通過用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式的實驗來了解向心力的大小與哪些因素有關。 5、在實驗中，培養學生動手的習慣并提高分析問題、解決問題的能力。
教學重點 1、體會牛頓第二定律在向心力上的應用。 2、明確向心力的意義、作用、公式及其變形
教學難點 1、圓錐擺實驗及有關物理量的測量。 2、如何運用向心力、向心加速度的知識解釋有關現象。
學情分析
由于初中教材并未涉及圓周運動，所以學生對圓周運動比較陌生。不過通過本章前幾節的學習，學生已經知道了物體做曲線運動的條件，了解了圓周運動的線速度和向心加速度的相關知識:另外通過必修1的學習，在動力學知識方面學生已經能夠對物體進行正確的受力分析，且已熟練掌握了牛頓運動定律。因此可以讓學生根據牛頓運動定律和向心加速度公式，獨立推導向心力的表達式，也可以讓學生在教師的引導下分析員周運動的向心力來源以及變速圓周運動問題。另外在物理方法方面學生已經能夠利用“等效法”“控制變量法”“微元法”等思想方法研究物理問題，在本課的學習中可以引導學生采用“等效法”探究實驗:采用“控制變量法”體驗向心力公式:采用“微元法”處理一般曲線運動。 在本課的學習中學生可能對于“圓錐擺實驗”的分析與理解以及變速圓周運動的切向加速度的理解存在困難。因此在教學過程中應該留給學生足夠的時間討論探究、相互交流、得出結論、獲得知識;我們可以通過多媒體手段幫助學生突破空間障礙，建立模型，加深理解。
過程設計
新課導入： 師：前面兩節課，我們學習、研究了圓周運動的運動學特征，知道了如何描述圓周運動．這節課我們再來學習物體做圓周運動的動力學特征——向心力。 新課講解： 知識回顧：利用小視頻播放引發學生的回憶，回顧有關向心加速度的相關知識（向心加速度的定義、定義式、方向、物理意義） 一、向心力 師：請同學們觀看小視頻，思考并回答，小球在桌面上繞釘子做勻速圓周運動時受到幾個力的作用 這幾個力的合力沿什么方向 生：小球受重力、支持力、繩子的拉力 師：那這幾個力的合力在哪個方向上呢？ 生：繩子的拉力就是合力 師： 小球的這種運動我們叫圓周運動，請大家舉出幾個物體做圓周運動的實例，思考這些物體為什么不沿直線飛出去。用牛頓第二定律推導出勻速圓周運動的向心力表達式。 學生認真閱讀教材，列舉并分析實例，體會向心力的作用效果，并根據牛頓第二定律推導出勻速圓周運動的向心力表達式。 師：請同學們交流各自的閱讀心得并進行相互間的討論。 生：用手槍一個被繩子系著的物體，使它做圓周運動，是因為繩子的力在拉著它，一旦繩子斷了，小球就會飛出去。 生：月球之所以繞地球做圓周運動，是地球對月球的引力在“拉”著它。 師：同學們有沒有發現過，做圓周運動的物體由于突然不受力了，結果物體沿直線飛出去的現象 生：我自己做過這個實驗：用手掄一個被繩子系著的物體，使它做圓周運動，一旦繩子斷了，小球就會飛出去。 生：本章第一節中，砂輪上的砂粒被刀具碰掉后，沿切線方向飛出去的現象。 師：剛才同學們說得很好，圓周運動是變速運動，有加速度，故做圓周運動的物體一定受到力的作用。而我們知道做勻速圓周運動的物體具有向心加速度，根據牛頓第二定律，這個加速度一定是由于它受到了指向圓心的合力的作用。這個合力叫做向心力。下面請同學們把剛才由牛頓第二定律推出的向心力的表達式展示出來。 投影學生推出的向心力表達式：FN=mv2/r , FN=mrω2 點評：學生的思維在于老師的激發，學習的積極性在于老師的調動。通過讓學生發表見解，提出疑問，培養學生的語言表達能力和分析問題的能力。 二、實驗：用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式 師：請同學們閱讀教材“實驗”部分，思考下面的問題： 小球運動過程中受到哪些力的作用？小球所受的向心力是多大？ 學生認真閱讀教材，思考問題，找學生代表發言并展示學生的推演過程。教師聽取學生的見解，點評、總結． 點評：讓學生親歷推導的過程．體驗成功的樂趣．培養動手能力和團結協作的團隊精神。 教師聽取學生匯報驗證的結果，引導學生對實驗的可靠性作出評估。 師：同學們能積極思維，勇于發表自己的見解，這很好．至于該方案效果如何，老師沒有做過，這里也不敢妄下結論，還請同學們課后進一步進行比較性的研究，老師期待著你們的實驗結論。 點評：新課程理念強調，老師不一定要能回答學生提出的所有問題，但老師要起到一個引導者、一個領路人的作用。 三、變速圓周運動和一般曲線運動 師：在剛才“小球在光滑桌面上做圓周運動”的實驗中，我們可以通過繩子來調節小球速度的大小嗎？，這就給我們帶來一個疑問：難道向心力能改變速度的大小嗎 生：不能．因為中間的釘子不動時，小球的速度并不能改變 生：繩子的拉力和小球運動的速度方向垂直，故小球的速度不變．如果繩子的拉力和小球運動的速度方向不垂直，此時可以把拉力分解為沿速度方向和垂直于速度方向的兩個分力，其垂直于速度方向的分力提供小球所需的向心力，并不改變小球的速度大小；而沿速度方向的分力產生的加速度使小球的速度發生了改變。 師：剛才同學們交流、討論得很好，實際上這些現象，我們都可以通過運用牛頓第二定律來解決，希望同學們課后能進一步地認真總結，細細體會。 點評：老師及時對學生進行恰當的評價，是使學生能獲得成功培的保證．同時要善于培養學生閱讀教材并從中獲取信息的能力，培養學生發現問題解決問題的主動求知的意識。 教學反思
本節課先復習向心加速度的大小和方向，緊接播放小視頻，情景引出：小球的向心加速度是怎樣產生的 這節課就來學習與這個問題息息相關的知識—向心力;展開新課，向心力概念→矢量性(大小和方向)→向心力來源→用圓錐擺實驗粗略驗證向心力公式。 　　 對于變速圓周運動和一般曲線運動的講解，但考慮到學生對向心力是效果力這一難點的透徹理解，就讓學生自己根據受力分析進行推導，這點需要的時間比較多。上課的情況看，學生的掌握情況良好。 當然，還有一些不足之處：1、設計教學環節時，有些我預設認為簡單的問題在學生看來，不能很快到位的理解。2、關于向心力是效果力。應該采用更多的一些實例進行講解，可以更加豐富學生的認知，或者讓學生自己舉一些例子，感覺這個現象很簡單，所以就沒有過多的進行，事后感覺是個短板。對于物體做勻速圓周運動時，對物體進行受力分析，學生對向心力來源的判斷還有一點困難，有些分不清性質力和效果力，這一塊還需加強。3、整堂課的學習過程中學生的參與度有點少，應該增加學生的體驗過程。

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