高中物理《向心力》教案(人教版高一年级)

人教版高一年级《向心力》教案

一、设计思想建构主义教学理论启示我们要转变教学观念，创造以“学生为主体，教师为主导”的教学环境，使学生在真实的情景中完成任务，改变我们长期存在的教师在台上讲，学生在台下听的灌输式教学，充分发挥学生学习的自主性，引导学生主动发现问题，分析问题，解决问题，主动建构良好的认知结构，培养创新精神。

二、教材分析教材先通过实例让学生从运动和力的角度进行分析，分析物体的受力特点，从而得出向心力的概念，有助于学生体会和理解。教材接着从理论的角度，根据牛顿第二定律，推导出向心力的数学表达式。之后，为了让学生对向心力公式有一定的认识和理解，教材中设计了验证性实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式。通过圆锥摆实验，拉近科学与生活的距离，使学生感到科学就在身边，对科学产生亲切感。

本节还有一点与过去不同，那就是在讨论完匀速圆周运动后讨论了变速圆周运动和一般曲线运动。这块内容的补充，不仅为分析物体在曲线最高点、最低点的受力分析和运动情况提供了理论依据，而且为学生提供了处理问题的一种思维方法：从特殊到一般。

这部分知识的学习，可以为万有引力和带电粒子在匀强磁场中的运动等内容做好必要的准备。当然，学习完这一节之后，中学里所有的运动形式都学习完毕了，从而可以让学生在更广阔的角度理解运动和力的关系。

三、学情分析通过前几节内容的学习，学生已经知道了曲线运动的条件，学习了处理曲线运动的重要方法——运动的合成和分解，还利用运动的合成与分解知识研究了平抛运动。接着引入角速度、线速度、周期、转速等物理量描述了匀速圆周运动的规律。这些知识的学习，为学生学习向心力做好了知识上的准备。

由于向心力是一种学生感到陌生的力，而高一学生的抽象思维能力和逻辑推理还不是很强，所以需要在教学中通过实例、实验，使学生对向心力的认识从感性认识升华到理性认识。

四、教学目标

1．知识与技能

（1）知道什么是向心力，理解它是一种效果力。

（2）理解向心力公式的确切含义，并能用来进行简单的计算。

（3）知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力，知道合外力的作用效果。

2．过程与方法

（1）通过对向心力概念的探究体验，让学生理解其概念。并掌握处理问题的一般方法：提出问题，分析问题，解决问题。

（2）在验证向心力的表达式的过程中，体会控制变量法在解决问题中的作用。

（3）经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程，让学生领会解决问题从特殊到一般的思维方法。并学会用运动和力的观点分析、解决问题。

3．情感态度与价值观

（1）经历从特殊到一般的研究过程，培养学生分析问题、解决问题的能力。

（2）实例、实验紧密联系生活，拉近科学与学生的距离，使学生感到科学就在身边，调动学生学习的

积极性，培养学生的学习兴趣。

五、重点难点

1．教学重点

（1）理解向心力的概念和公式的建立。

（2）理解向心力的公式，并能用来进行计算。

（3）理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。

2．教学难点

（1）理解向心力的概念和公式的建立。

（2）理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。

六、教学策略与手段向心力是高中物理的一个重点内容，同时也是一个难点内容，在对物体进行受力分析时，往往不清楚运动过程中什么力提供向心力，这说明学生对向心力的认识和理解不够深刻、全面。为了突破难点，教师在教学中通过具体的实例、实验，激发学生的求知欲望，让学生主动参与到探究的过程，成为学习的主体，积极主动地获取知识和能力。

本节课的教学流程设计为：创设情境→发现问题→进行猜想→理论推导→ 实验验证→得出结论→指导实践。

在教学手段上，充分使用ppt、视频、演示实验、故事讲述，以增强教学的生动性和形象性，活跃课堂气氛，从而充分调动学生学习的积极性，落实教学目标。

七、课前准备

1．实验仪器：带细绳的钢球（两人一个），铁架台，钢球一个，细绳一条，刻度尺，圆形瓶盖，秒表，物块，圆形瓶盖。

2．视频：自行车转弯，公园的转椅。

3．制作ppt 。

八、教学过程

一）引入新课

演示实验】让物块在旋转的平台上尽可能做匀速圆周运动。

教师活动】物块为什么可以做匀速圆周运动？这节课我们就来

研究这个问题。

设计意图：从实验引入，激发学生的好奇心，活跃课堂气氛。）

二）新课教学

、向心力

1．向心力的概念

【学生活动】在教师引导下对物块进行受力分析：物块受到重力、摩擦力与支持力。

【教师活动】物块所受到的合力是什么？

【学生活动】重力与支持力相互抵消，合力就是摩擦力。

【教师活动】这个合力具有怎样的特点？

【学生活动】思考并回答：方向指向圆周运动的圆心。

【教师活动】得出向心力的定义：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力。

（做好新旧知识的衔接，使概念的得出自然、流畅。）

2．感受向心力

【学生活动】学生手拉着细绳的一端，使带细绳的钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动。

【教师活动】钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动，什么力使钢球做圆周运动？

【学生活动】对钢球进行受力分析，发现拉力使钢球做圆周运动。

（设计意图：利用常见的小实验，让学生亲身体验，增强学生对向心力的感性认识。）

【教师活动】也就是说，钢球受到的拉力充当圆周运动的向心力。大家动手实验并猜想：拉力的大小与什么因素有关？

【学生活动】动手体验并猜想：拉力的大小可能与钢球的质量m、线速度的v、角速度、周期T，

半径r 有关。

【教师活动】那么我们如何研究向心力F n与m、v、、T、r 之间的关系呢？

【学生活动】思考、讨论并回答：采用控制变量法，保持m、v、、T、r 中的四个量不变，研究F n

与剩下的一个量之间的关系。

【教师活动】如果保持钢球的质量m、线速度的v、角速度、周期T 不变，半径r可以变化吗？

【学生活动】在教师引导下根据各个物理量之间的关系思考并回答：半径r 不能变化。

【教师活动】那么我们怎样研究这几个物理量之间的关系呢？

【学生活动】思考、讨论并回答：由于做匀速圆周运动的物体，v、、T，r 这四个物理量中，只要

有两个量确定了，其他两个量也就跟着确定了。所以只需要研究向心力F n与m，v、、T、r这四个物理量中两个物理量的关系。

【教师活动】引导学生采用控制变量法做实验，体验向心力的大小。

【学生活动】采用控制变量法做实验，体验向心力的大小。

【教师活动】大家体验后，感觉向心力F 与哪些物理量有什么样的关系？

n

【学生活动】根据自己的体验并回答：

质量m、半径r 一定，线速度v 越大，向心力F n越大；

质量m、线速度v 一定，半径r 越大，向心力F n越大；质量m、半径r 一定，周期T 越大，向心力F n越

小⋯⋯

（设计意图：积极引导学生猜想，并渗透实验方法：控制变量法的教学。）3．推导向心力的表达式

【教师活动】这是向心力与各个物理量之间可能存在的定性关系。那大家能不能根据所学的知识，从理论上推导向心力的表达式。

【教师活动】在教师引导下根据向心加速度的表达式和牛顿第二定律推导：

2 2 2 2

因为a n v2 /r r 2, F合ma,所以F n=F合mv2 /r mr 2【教师活动】理论推导证明：F n mv2 /r mr 2 mr 4 2 /T 2 （设计意图：培养学生的数学推理能力，体验探究的过程。）