匀速圆周运动的向心力与向心加速度之实验：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 说课高一下学期物理
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（2）实验操作 探究三：控制ω、r不变，探究F的大小与m的关系
次数 半径 质量 力 r/m m/kg F/N
1 0.10 0.05 2.28
2 0.10 0.03 1.54
3 0.10 0.02 1.14
实验数据
F-m图像
结论：F的大小与m成正比
实验教学过程
（三）数字化实验：定量探究向心力与三者关系
实验规律：做匀速圆周运动所需向心力的大小，跟转动半径r 成正比，跟角速度的平方成正比，跟物体的质量m成正比， 即 F∝ｍω²r。 （3）验证向心力公式 取ω值及对应实时测量的F的实验数值；将ω、r、m值带入公 式计算出理论值。误差范围内，实验值与理论值近似相等。 即 F=ｍω²r。
实验结论：在误差允许范围内，向心力F=ｍω²r。
八 实验效果评价
实验效果评价
在实验教学中运用定性、半定量、定量的进阶式教学策略， 引导学生个人体验、分小组探究等方式参与到实验操作中来。
（1）无线向心力实验器测量精度高，操作方便，可以让学生定量探 究向心力的大小与物体的质量、角速度和半径的关系。
（2）数据处理借助实验系统软件，提高实验数据的可靠性的同时， 大幅度提高实验教学效率。
（2）实验操作 探究二：控制m、ω不变，探究F的大小与r的关系
次数 1
半径 r/m 0.06
质量 m/kg 0.05
力 F/N 1.57
2 0.08 0.05 2.01
3 0.10 0.05 2.40
4 0.12 0.05 2.76
实验数据 结论：F的大小与r成正比
F-r图像
实验教学过程 （三）数字化实验：定量探究向心力与三者关系
3.数据处理上的创新：通过计算机以及高中科学实验系统V1.0软件实时 展示测量结果，定量探究向心力的公式 F=mω2r。
四 实验原理
实验原理
原理图
力传感器: 横杆所受拉力 大小通过力传 感器实时显示。
横杆对重物 的拉力 F 提 供向心力
改变重物来改变质量m； 改变重物重心到圆心O的距离来改变r； 转动时角速度ω会从大到小减小； 力传感器测得其向心力F的变化。
（3）实验教学内容层层递进，自制实验仪器贴近生活且操作简单， 学生能够充分体验实验过程的学习。
完 谢谢！
五 实验教学目标
实验教学目标
（一）课程标准内容要求
通过实验，探究并了解匀速圆周运动向心力大小与半径、角速度、质量的关系。
（二）核心素养目标
通过对向心力的研究，深化理解向心力知识；
通过发现问题、设计方案、改进装置、进行实验、合作交流，培养学生科学
探究和创新意识；
通过数字化实验，了解现代实验技术和手段，提高学生科学素养。
探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
目录
CONTENTS
01 教学分析 02 实验器材 03 实验设计创新点 04 实验原理 05 实验教学目标 06 实验教学内容 07 实验教学过程
08 实验效果评价
一 教学分析
教学分析
教材
来源于教科版高中物 理必修二、第二章第 二节匀速圆周运动的 向心力和向心加速度
选题背景
常规实验只能定性或者 半定量探究向心力与半 径、角速度、质量的关 系，如何定量研究？
二 实验器材
实验器材
传统实 验器材
数字一 体化实 验器材
无线向心力 实验器主体 T型把手
人字形底座
力传感器
光电门传感器
三 实验设计创新点
实验设计创新点 1.装置上的改进：
2.技术上的改进：实验中采用了光电门传感器、力传感器、数据采集 器等电子化仪器来收集大量数据，提高测量精度
实验教学过程 （三）数字化实验：定量探究向心力与三者关系
（1）实验器材及实验环境搭建
实验教学过程 （三）数字化实验：定量探究向心力与三者关系
（2）实验操作 探究一：控制m、r不变，探究F的大小与ω的关系
F-ω图像
F-ω²图像
结论：F的大小与ω²成正比
实验教学过程 （三）数字化实验：定量探究向心力与三者关系
（三）实验教学重难点
教学重点：培养学生实验动手能力，形成科学思维与探究能力。 教学难点：引导学生设计并改进实验，定量研究向心力与三者的关系。
六 实验教学内容
实验教学内容
（一）趣味演示实验: 利用小球提矿泉水瓶，引导学生感受向心力的魅力
（二）学生体验教材第35页上实验探究（周运动的小球，满足一定条 件时，可以拉起比自己重几十倍 的水。 ——感受向心力
实验教学过程 （二）控制变量法：半定量研究向心力与三者关系
实验:学生按照教材第35页上 步骤，采用控制变量法进行 分组实验探究。 该装置缺点： 一是不易操作，读数不稳定； 二是该实验的数据组数较少， 且不能定量得出向心力公式。
（三）数字化实验：学生分组定量探究向心力F与三者之间的关系▲ （1）实验器材及实验环境搭建 （2）实验操作 （3）实验注意事项 （4）验证向心力公式
七 实验教学过程
实验教学过程
（一）趣味演示实验（发现问题，激发学习兴趣）
实验:利用小球提矿泉水瓶 长1m的细绳，一端接球（铁球/塑
料球），中间穿过中性笔笔筒，另 一端接一瓶矿泉水。
次数 半径 质量 力 r/m m/kg F/N
1 0.10 0.05 2.28
2 0.10 0.03 1.54
3 0.10 0.02 1.14
实验数据
F-m图像
结论：F的大小与m成正比
实验教学过程
（三）数字化实验：定量探究向心力与三者关系
实验规律：做匀速圆周运动所需向心力的大小，跟转动半径r 成正比，跟角速度的平方成正比，跟物体的质量m成正比， 即 F∝ｍω²r。 （3）验证向心力公式 取ω值及对应实时测量的F的实验数值；将ω、r、m值带入公 式计算出理论值。误差范围内，实验值与理论值近似相等。 即 F=ｍω²r。
实验结论：在误差允许范围内，向心力F=ｍω²r。
八 实验效果评价
实验效果评价
在实验教学中运用定性、半定量、定量的进阶式教学策略， 引导学生个人体验、分小组探究等方式参与到实验操作中来。
（1）无线向心力实验器测量精度高，操作方便，可以让学生定量探 究向心力的大小与物体的质量、角速度和半径的关系。
（2）数据处理借助实验系统软件，提高实验数据的可靠性的同时， 大幅度提高实验教学效率。
（2）实验操作 探究二：控制m、ω不变，探究F的大小与r的关系
次数 1
半径 r/m 0.06
质量 m/kg 0.05
力 F/N 1.57
2 0.08 0.05 2.01
3 0.10 0.05 2.40
4 0.12 0.05 2.76
实验数据 结论：F的大小与r成正比
F-r图像
实验教学过程 （三）数字化实验：定量探究向心力与三者关系
3.数据处理上的创新：通过计算机以及高中科学实验系统V1.0软件实时 展示测量结果，定量探究向心力的公式 F=mω2r。
四 实验原理
实验原理
原理图
力传感器: 横杆所受拉力 大小通过力传 感器实时显示。
横杆对重物 的拉力 F 提 供向心力
改变重物来改变质量m； 改变重物重心到圆心O的距离来改变r； 转动时角速度ω会从大到小减小； 力传感器测得其向心力F的变化。
（3）实验教学内容层层递进，自制实验仪器贴近生活且操作简单， 学生能够充分体验实验过程的学习。
完 谢谢！
五 实验教学目标
实验教学目标
（一）课程标准内容要求
通过实验，探究并了解匀速圆周运动向心力大小与半径、角速度、质量的关系。
（二）核心素养目标
通过对向心力的研究，深化理解向心力知识；
通过发现问题、设计方案、改进装置、进行实验、合作交流，培养学生科学
探究和创新意识；
通过数字化实验，了解现代实验技术和手段，提高学生科学素养。
探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
目录
CONTENTS
01 教学分析 02 实验器材 03 实验设计创新点 04 实验原理 05 实验教学目标 06 实验教学内容 07 实验教学过程
08 实验效果评价
一 教学分析
教学分析
教材
来源于教科版高中物 理必修二、第二章第 二节匀速圆周运动的 向心力和向心加速度
选题背景
常规实验只能定性或者 半定量探究向心力与半 径、角速度、质量的关 系，如何定量研究？
二 实验器材
实验器材
传统实 验器材
数字一 体化实 验器材
无线向心力 实验器主体 T型把手
人字形底座
力传感器
光电门传感器
三 实验设计创新点
实验设计创新点 1.装置上的改进：
2.技术上的改进：实验中采用了光电门传感器、力传感器、数据采集 器等电子化仪器来收集大量数据，提高测量精度
实验教学过程 （三）数字化实验：定量探究向心力与三者关系
（1）实验器材及实验环境搭建
实验教学过程 （三）数字化实验：定量探究向心力与三者关系
（2）实验操作 探究一：控制m、r不变，探究F的大小与ω的关系
F-ω图像
F-ω²图像
结论：F的大小与ω²成正比
实验教学过程 （三）数字化实验：定量探究向心力与三者关系
（三）实验教学重难点
教学重点：培养学生实验动手能力，形成科学思维与探究能力。 教学难点：引导学生设计并改进实验，定量研究向心力与三者的关系。
六 实验教学内容
实验教学内容
（一）趣味演示实验: 利用小球提矿泉水瓶，引导学生感受向心力的魅力
（二）学生体验教材第35页上实验探究（周运动的小球，满足一定条 件时，可以拉起比自己重几十倍 的水。 ——感受向心力
实验教学过程 （二）控制变量法：半定量研究向心力与三者关系
实验:学生按照教材第35页上 步骤，采用控制变量法进行 分组实验探究。 该装置缺点： 一是不易操作，读数不稳定； 二是该实验的数据组数较少， 且不能定量得出向心力公式。
（三）数字化实验：学生分组定量探究向心力F与三者之间的关系▲ （1）实验器材及实验环境搭建 （2）实验操作 （3）实验注意事项 （4）验证向心力公式
七 实验教学过程
实验教学过程
（一）趣味演示实验（发现问题，激发学习兴趣）
实验:利用小球提矿泉水瓶 长1m的细绳，一端接球（铁球/塑
料球），中间穿过中性笔笔筒，另 一端接一瓶矿泉水。