2023高中物理向心力教案
向心力的大小與物體的質(zhì)量(m)、物體運動圓周半徑的長度(r)和角速度(ω)有著密切關(guān)系。接下來是小編為大家整理的2020高中物理向心力教案，希望大家喜歡!
2020高中物理向心力教案一
教材分析
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)學習了曲線運動、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習奠定了基礎。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雜，符合學生的認知規(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，它把運動學和動力學聯(lián)系在了一起，具有承上啟下的橋梁作用，也是學生知識系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。
學情分析
【知識基礎方面】在學習本節(jié)課前學生已經(jīng)學習了曲線運動、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)課的探究性學習起到了鋪墊作用。
【思維基礎方面】高一的學生通過初中科學和第一學期的學習，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和啟發(fā)。
【情感態(tài)度方面】在學生的生活經(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生理解向心力的概念帶來困難。
教學目標
【知識技能目標】
理解向心力的定義;
能說出向心力的定義、寫出向心力的定義式和單位
理解向心力的作用效果;
用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式;
【過程方法目標】
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習，相互聯(lián)系，體驗對物理概念的學習方法
【情感態(tài)度與價值觀目標】
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無止境的觀點;
通過向心力的教學引導學生從現(xiàn)實的生活經(jīng)歷與體驗出發(fā)，激發(fā)學生的學習興趣;
通過一些有趣的實驗實驗，加深學生的印象，容易讓學生理解，引起學生興趣;
四、重點與難點
重點：向心力表達式驗證，向心力來源與作用效果。設定一定運動情景，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)
五、教學方法與手段
教學方法：演示法，講授法，討論法
教學手段：多媒體，口述
六、教學過程
引入
回顧本章內(nèi)容，復習向心加速度，放一個有關(guān)視屏，向同學提問物體為甚么做圓周運動?
新課教學(熟悉一下過渡)
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。
三、用圓錐擺粗濾驗證向心力表達式
小結(jié)
向心力定義
表達式
方向
作用效果
教學任務
知識回顧
教師活動
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 學生活動
A.回答
定義：做勻速圓周運動的物體的加速度指向圓心。
方向：指向圓心
表達式：a=v2/r 設計意義
回顧舊知識，溫故而知新，為向心力表達式做準備
新課引入 【播放視頻】
利用課件視頻資源，在大屏幕上播放籠中摩托車的視頻，引導學生分析摩托車為什么做勻速圓周運動?
【提問、引導】
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?
4、一旦斷線與松手，結(jié)果如何?
【觀看視頻】
認真觀看視頻，觀察運動員的運動狀態(tài)
【積極回答、討論】
勻速圓周運動
受到力的作用
A學生回答：
受到力的作用。
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。
2020高中物理向心力教案二
一、設計思路
以高中物理新課改的基本理念為指導，基于高一學生的實際和與向心力相關(guān)的學習任務，注重在教學中體現(xiàn)科學探究精神，使學生盡可能完整地經(jīng)歷科學探究的過程。通過學生探究式的大膽的假設和猜想以及科學的分析，不僅僅獲取科學知識，同時能將物理理論應用生活實際之中。
鑒于教材根據(jù)牛頓第二定律直接推導出向心力的表達式的教學方法，本節(jié)課突破該教學方法，采用“引導探究”式教學法，該教學法以解決問題為中心，注重學生的獨立鉆研，著眼于創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，充分發(fā)揮學生主動性。其主要程序是：
不僅重視知識的獲得，而且更重視學生獲得知識的過程及方法，更加突出了學生的主動學習。學生活動約占課時的一半，力求體現(xiàn)“以教師為主導，以學生為主體”的教學思想。
二、前期分析
1.學習任務
向心力是高中物理新課程必修2的內(nèi)容，本節(jié)課是從動力學的角度研究勻速圓周運動的，這部分知識是本章的重點和難點，也是學好圓周運動的關(guān)鍵點，學好這部分知識，可以為后面的天體運動和帶電粒子在勻強磁場中的運動打好基礎。教材的編排思路很清晰，先是從身邊的事例出發(fā)，讓學生體驗到做圓周運動的物體需要有一個指向圓心的力，從而引出向心力的概念。由于上一節(jié)中，已經(jīng)從一般性的結(jié)論入手，利用矢量運算，在普遍情況下得出勻速圓周運動的物體的加速度方向指向圓心的結(jié)論，進一步得到了向心加速度的大小。于是根據(jù)牛頓第二定律，就可以得到做勻速圓周運動的物體受到的合外力方向和大小，即向心力的大小和方向。
接著，教材為了讓學生對向心力有一個感性的認識，設計了“實驗”欄目——“用圓錐擺驗證向心力的表達式”。實際上，這個實驗除了要驗證向心力表達式以外，另外一個目的就是可以讓學生體驗到“向心力不是一個新的性質(zhì)力，而是一個效果力”，也即讓學生初步學會分析向心力的來源。
本節(jié)中又討論了變速圓周運動和一般的曲線運動。這樣安排的目的是從生活實際出發(fā)，在更廣闊的背景下讓學生認識到什么情況下物體將做勻速圓周運動，什么情況下會做變速圓周運動，以及知道如何處理一般曲線運動的方法。
2.學習者
學生通過前一節(jié)《向心加速度》的學習，已經(jīng)知道了向心加速度的方向指向圓心，它描述了物體速度方向變化的快慢。于是根據(jù)牛頓第二定律可知，這個加速度一定是由于它受到了指向圓心的力。因此將向心加速度的表達式代入牛頓第二定律即可得到向心力的表達式。
但由于錯誤的經(jīng)驗或者說是思維定勢，學生往往認為向心力是一種新的力，因此“向心力不是一種新的力，而是根據(jù)作用效果命名的力”(即向心力的來源)對學生來說，將是個難點。
三、教學目標
1.知識與技能
(1)能結(jié)合實例分析，知道向心力是一種效果力以及方向;
(2)能夠用自己的語言歸納向心力公式的確切含義，并能用來進行簡單的計算;
(3)知道變速圓周運動中向心力是合外力的一個分力，能夠描述合外力的作用效果。
2.過程與方法
(1)通過對向心力概念的探究體驗，能夠用自己的語言說出其概念;
(2)在引導探究向心力的表達式的過程中，體會控制變量法在解決問題中的作用;
(3)經(jīng)歷從勻速圓周運動到變速圓周運動再到一般曲線運動的研究過程，領(lǐng)會解決問題從特殊到一般的思維方法。
3.情感、態(tài)度與價值觀
實例、實驗緊密聯(lián)系生活，拉近與科學的距離，感受到科學就在身邊，發(fā)展自己對學習的積極性和學習興趣。
綜上(前期分析及教學目標)，可見本節(jié)課的重點和難點：
四、教學準備
1.教具與學具
飛機拐彎視頻、花樣滑冰轉(zhuǎn)圈視頻、地球繞太陽公轉(zhuǎn)動畫、輕繩牽引小球在光滑面上的實驗小裝置、自制的探究向心力與哪些因素有關(guān)的儀器、自制的橡皮泥紗布袋等。
2.教學策略
本課基于建構(gòu)主義學習理論，具體以引導探究式教學模式為主，結(jié)合問題法、演示法、啟發(fā)法、歸納法、多媒體輔助法等教學方法。
五、教學過程設計
1.實驗或視頻激疑，導入新課——向心力
(1)引入：欣賞視頻：飛機拐彎、花樣滑冰轉(zhuǎn)圈、地球繞太陽公轉(zhuǎn)
通過以上視頻和動畫的觀看，讓學生體會并重溫什么樣的運動是勻速圓周運動。更為重要的是，圓周運動的概念也比較自然地在學生頭腦中回憶起來。
(2)迷你小實驗1：向心力與圓周運動
取一根細繩，一端系上一小球，另一端固定在一枚圖釘上。將圖釘定在
光滑的板上，如圖所示：
a.用手指沿小球與圖釘連線的垂直方向輕輕彈擊小球，當繩子未伸直前，小 球做 運動
b.用手指沿小球與圖釘連線的垂直方向加大力彈擊小球，當繩子伸直后，
小球做 運動
引導：學生分析、討論：
a：繩繃緊前，小球為什么做勻速直線運動?
b：繩繃緊后，小球為何做勻速圓周運動?小球此時受到哪些力的作用?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?
過程：實驗模擬——受力分析——力與運動分析——結(jié)論
總結(jié)：向心力(效果力)
(1)概念：做勻速圓周運動的物體受到一個指向圓心的等效力的作用，這個力叫向心力。
(2)方向：向心力總是指向圓心，方向不斷變化。
(3)作用效果：不改變速度大小，只改變運動物體的速度方向。
對向心力實例分析：
a：讓學生討論汽車急轉(zhuǎn)彎時，乘客向心力的來源(結(jié)合感覺)。
b：分析轉(zhuǎn)盤上物體所做的圓周運動。(動畫)
c：手掄動細繩，使小物體做圓周運動。(如圖)
分析：向心力的來源(性質(zhì))
總結(jié)：
(1)向心力是根據(jù)效果命名的力，并不是一種新的性質(zhì)力。
(2)向心力的來源：可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個力的合力，還可以是某個力的分力。
物體做勻速圓周運動時，由合力提供向心力F向= F合。
(3)向心力不是物體真實受到的一個力，不能說物體受到向心力的作用 ，只能說某個力或某幾個力提供了向心力。
通過對以上視頻、動畫、迷你小實驗，在物體做圓周運動基礎上，引出本課主題——向心力。
2.親身體驗，感受向心力存在
迷你小實驗2：感受向心力與什么因素有關(guān)
在一根結(jié)實的細繩的一端拴一個橡皮泥紗布袋或其他小物體，掄動細繩，使小物體做圓周運動(如圖)，依次改變轉(zhuǎn)動的角速度、半徑和小物體的質(zhì)量，拉力如何變化。
體驗一下手拉細繩的力(使小球運動的向心力由物體受的拉力和重力的合力提供)，大小有什么不同：
猜想：向心力可能與m、w、r有關(guān)。
向心力概念建立之后，不急于進行向心力大小及其計算公式的推導，而是進一步強化學生對于向心力存在的真實體驗。
2020高中物理向心力教案三
一、教材分析
“向心力”編排在曲線運動倒數(shù)第二節(jié)，這部份知識是本章的重點，學好這部份知識，可以為學習下一章萬有引力應用部份的內(nèi)容做好必要的準備。
圓周運動是生活中一種典型的曲線運動，勻速圓周運動更是一種特殊運動，勻速圓周運動的運動規(guī)律在實際生活中有著廣泛的具體應用。而勻速圓周運動的向心力與向心加速度的關(guān)系其實又是牛頓第二定律的具體應用。因此，本節(jié)課采用理論與實際相結(jié)合的教學方式，既能使教學過程變得生動有趣又能有效激發(fā)學生學習物理的興趣。
教材在處理這部份知識時，改變原有教材的方法：新教材在前面一節(jié)已經(jīng)利用矢量推導的方式得出向心加速度的公式，這節(jié)課利用牛頓第二定律由向心加速度的公式得出向心力公式，再通過實驗驗證做勻速圓周運動的物體受到的向心力公式，然后再簡單介紹向心力公式也適用于非勻速圓周運動。這樣的編排通過引導學生觀察生活發(fā)現(xiàn)問題，通過實驗探究規(guī)律，利用規(guī)律解決生活實際問題，讓學生充分參與模型的形成、概念的建立和規(guī)律的探究，這種教學方式非常有利于學生科學思維的形成，并可以有效地激發(fā)學生學習勻速圓周運動的學習動機。
二、學生分析
向心力的學習是在學生已經(jīng)掌握了勻速圓周運動的向心加速度公式和牛頓運動的基礎之上進行的。
學生已經(jīng)學習了牛頓運動定律，初步掌握了牛頓第二定律的數(shù)學表達式 ，并且學習了勻速圓周運動的向心加速度公式 ，所以，學生具有了理論推導勻速圓周運動的向心力公式的知識儲備和方法儲備。
勻速圓周運動是生活中一種典型的運動形式，在實際生活中有很多實際應用，在本節(jié)的學習過程中，學生通過觀察生活實例發(fā)現(xiàn)問題，初步認識圓周運動的向心力，通過理論探究，學生分組實驗驗證來探究規(guī)律，利用規(guī)律解決生活實際問題，通過這個過程，激發(fā)學生學習物理的熱情和興趣，培養(yǎng)科學的思維方式和良好的實驗動手能力。
在本節(jié)教學中，體驗性實驗與分組實驗相結(jié)合，理論與實際生活相結(jié)合，采用科學靈活的授課方式和方法，為學生思維的形成和能力的培養(yǎng)提供了有力保障。
三、教學目標設計
1.知識與技?
(1)知道什么是向心力，理解它是一種效果力。
(2)理解向心力公式的確切含義，并能用來進行簡單的計算。
(3)知道變速圓周運動中向心力是合外力的一個分力，知道合外力的作用效果。
2.過程與方法
(1)通過對向心力概念的探究體驗，讓學生理解其概念。并掌握處理問題的一般方法：提出問題，分析問題，解決問題。
(2)在驗證向心力的表達式的過程中，體會控制變量法在解決問題中的作用。
(3)經(jīng)歷從勻速圓周運動到變速圓周運動再到一般曲線運動的研究過程，讓學生領(lǐng)會解決問題從特殊到一般的思維方法。并學會用運動和力的觀點分析、解決問題。
3.情感態(tài)度與價值觀
(1)經(jīng)歷從自己提出問題到自己解決問題的過程，培養(yǎng)學生的問題意識及思維能力。
(2)經(jīng)歷從特殊到一般的研究過程，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。
(3)實例、實驗緊密聯(lián)系生活，拉近科學與學生的距離，使學生感到科學就在身邊，調(diào)動學生學習的積極性，培養(yǎng)學生的學習興趣。
四、重點難點分析
1.教學重點
(1)理解向心力的概念和公式的建立。
(2)理解向心力的公式。
(3)理解向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小。
2.教學難點
(1)向心力的來源。
(2)理解向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小。
五、教學流程設計
1.展示情景，提出問題
通過簡單的實驗，創(chuàng)設情景，引出向心力的概念。
2. 科學猜想，思維發(fā)散
鼓勵學生大膽猜測，提出自己想要研究的問題，鼓勵學生共同解決自己提出的一部分問題。
3. 實驗驗證
(1)用圓錐擺粗略驗證向心力公式;
(2)用向心力演示儀驗證向心力表達式。
4.變速圓周運動和研究一般曲線運動的方法。
5.課堂小結(jié)。
六、教學過程設計
(一)情景設疑，引入新課
通過多媒體課件展示幾個圓周運動是實例，讓先生思考：這些做圓周運動的物體為什么不會飛出去，而是老老實實地繞著一個中心點做圓周運動?
(物理就在我們的身邊。勻速圓周運動是生活中一種典型的運動。勻速圓周運動在實際生活中有很多實際應用，因此，通過引導學生觀察生活實例，可以有效地激發(fā)學生學習勻速圓周運動的學習動機，并為學生學習勻速圓周運動創(chuàng)設了良好學習情境。)
(二)感性認識，啟發(fā)思維
自己動手制作一個圓周運動(用手掄一個被繩系著的小球)
由學生得出結(jié)論：做圓周運動的物體受到了拉力的作用
讓學生分析這些力的指向有什么特點，并進一步歸納得出向心力的概念。
(體會媒體演示的內(nèi)容，思考老師的問題。領(lǐng)會向心力的概念)
(三)科學猜想，思維發(fā)散
引導學生提出問題(可預設問題)
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