人教版必修2 向心力與向心加速度 第1課時(shí) 教案.doc

向心力與向心加速度教材版本所用課時(shí)1課時(shí)教學(xué)用具透明小桶一個(gè)，茶水一杯，細(xì)線三條，一輛電動(dòng)小車，兩個(gè)質(zhì)量相同的橡皮塞，一個(gè)橡皮球，兩個(gè)質(zhì)量相同的金屬螺母，兩根相同的筆管，向心力演示儀七臺(tái)，教學(xué)課件教材分析本節(jié)課是魯科版物理必修2第四章第二節(jié)的內(nèi)容，課時(shí)是二節(jié)課，本教案設(shè)計(jì)的是關(guān)于第一課時(shí)向心力的內(nèi)容。教材在本節(jié)課之前已經(jīng)安排學(xué)生學(xué)習(xí)了物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件和對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的描述，而且在必修1中也學(xué)習(xí)了牛頓運(yùn)動(dòng)定律。本節(jié)課作為上述知識(shí)的綜合應(yīng)用，通過(guò)分析理解向心力的概念，掌握向心力的來(lái)源，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出向心力大小的計(jì)算公式。從物理教學(xué)的整個(gè)課程分析，本節(jié)課從動(dòng)力學(xué)的角度研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這部分知識(shí)是本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是學(xué)生學(xué)好圓周運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵，學(xué)好這部分知識(shí)，可以為天體運(yùn)動(dòng)和帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等內(nèi)容的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。學(xué)情分析學(xué)生為高一的孩子，好奇心強(qiáng)，具有較強(qiáng)的探究欲望，并且在之前的學(xué)習(xí)中有多次的小組合作探究的經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生已經(jīng)掌握的知識(shí)包括牛頓運(yùn)動(dòng)定律和物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件以及描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量。學(xué)生在平常的生活中已經(jīng)接觸到過(guò)一些關(guān)于物體做圓周運(yùn)動(dòng)的例子，對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)已經(jīng)有了一些感性的認(rèn)識(shí)。學(xué)生會(huì)從向心力三個(gè)字的字面先入為主地認(rèn)為向心力是某個(gè)新的性質(zhì)力。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1、理解向心力的概念，知道向心力是根據(jù)力的作用效果命名的一種力。2、理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小不變，方向總是指向圓心。3、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(lái)計(jì)算。過(guò)程與方法1、通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究向心力表達(dá)式的過(guò)程中，體會(huì)物理實(shí)驗(yàn)在處理問(wèn)題中的作用。 2、經(jīng)歷從自己提出問(wèn)題到自己解決問(wèn)題的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)及思維能力。3、經(jīng)歷從特殊到一般的研究過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀1、 養(yǎng)成合作交流的習(xí)慣，能主動(dòng)與他人討論交流，勇于發(fā)表自己的觀點(diǎn)。2、實(shí)例、實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系生活，拉近科學(xué)與學(xué)生的距離，使學(xué)生感到科學(xué)就在身邊，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。3、在探究的過(guò)程中，讓學(xué)生經(jīng)歷類似科學(xué)家探索物理世界的過(guò)程，體會(huì)科學(xué)探究的喜悅，領(lǐng)悟一定的科學(xué)精神。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)1、 理解向心力的概念。2、 掌握計(jì)算向心力大小的表達(dá)式。難點(diǎn)理解向心力是根據(jù)力的作用效果命名的力教學(xué)思路通過(guò)“水流星”實(shí)驗(yàn)引出本節(jié)課學(xué)習(xí)的對(duì)象向心力。讓學(xué)生觀察電動(dòng)小車在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，了解向心力的方向始終指向圓心，同時(shí)指出，向心力是以力的作用效果來(lái)命名的。接下來(lái)，讓學(xué)生自己動(dòng)手探究，切身體會(huì)向心力的大小與哪些因素有關(guān)，以及向心力大小的表達(dá)式。教學(xué)方法體現(xiàn)新課程的理念，以學(xué)生的好奇心和求知欲為基礎(chǔ)，讓學(xué)生在參與科學(xué)探究的過(guò)程中，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)的能力。設(shè)計(jì)思想1、 重視科學(xué)探究和科學(xué)方法教育物理學(xué)是科學(xué)知識(shí)科學(xué)探究與科學(xué)方法相結(jié)合的自然科學(xué)，在物理教學(xué)中應(yīng)重視科學(xué)探究與科學(xué)方法。2、 滲透情感，態(tài)度與價(jià)值觀的教育在探究的過(guò)程中，讓學(xué)生經(jīng)歷類似科學(xué)家探索物理世界的過(guò)程，體會(huì)科學(xué)探究的喜悅，領(lǐng)悟一定的科學(xué)精神。 3、 重視學(xué)生自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)的新理念體現(xiàn)新課程的理念，讓學(xué)生在參與科學(xué)探究的過(guò)程中，發(fā)展自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)的能力。 教學(xué)過(guò)程教學(xué)過(guò)程教學(xué)過(guò)程教學(xué)過(guò)程環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教法與學(xué)法設(shè)計(jì)意圖新課引入“水流星”實(shí)驗(yàn)實(shí)踐過(guò)程：向?qū)W生展示裝有茶水的透明小桶，提問(wèn)，采用什么方法能夠使開(kāi)口的小桶翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)時(shí)，桶內(nèi)的水不會(huì)灑出來(lái)？鼓勵(lì)學(xué)生大膽上臺(tái)嘗試，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不難發(fā)現(xiàn)小桶在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，當(dāng)小桶開(kāi)口向下時(shí)，水不灑出。由此激發(fā)出學(xué)生的興趣，引出本節(jié)課研究的內(nèi)容“向心力”。運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)的方法向?qū)W生展示“水流星”的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)開(kāi)口的小桶在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小桶雖然翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)水卻沒(méi)有灑出來(lái)，從而引出新課的知識(shí)“向心力”。通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)引入課題，可以激發(fā)學(xué)生的探究欲望，使學(xué)生主動(dòng)地參加到課堂的探究中，并且對(duì)概念的理解提供感性素材，幫助學(xué)生更好地建立概念和認(rèn)識(shí)規(guī)律。新課教學(xué)新課教學(xué)新課教學(xué)新課教學(xué)一，掌握向心力的性質(zhì)和方向演示實(shí)驗(yàn)1：用一根細(xì)繩，一端系一電動(dòng)小車，另一端用手固定在水平桌面上。打開(kāi)小車的開(kāi)關(guān)，在繩子拉直前小車做直線運(yùn)動(dòng)，繩子拉直后小車?yán)@著固定點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)。演示實(shí)驗(yàn)2：小車?yán)@固定點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，突然放開(kāi)細(xì)繩，小車沿切線方向做直線運(yùn)動(dòng)。通過(guò)以下問(wèn)題的引導(dǎo)，讓學(xué)生理解向心力的概念，掌握向心力的方向1、 繩子的拉力對(duì)小車有什么樣的作用效果？2、 繩子的拉力的方向有什么特點(diǎn)？通過(guò)以上兩個(gè)問(wèn)題的思考和討論總結(jié)出：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體必須受到一個(gè)始終指向圓心的等效的力的作用，這個(gè)力叫做向心力。在小車實(shí)驗(yàn)中，拉力就是向心力。通過(guò)對(duì)小車進(jìn)行受力分析，明確向心力是一個(gè)按效果命名的力，使學(xué)生會(huì)分析向心力的來(lái)源，理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的供需關(guān)系。通過(guò)探究以下兩個(gè)問(wèn)題：1、 向心力方向與速度方向有何關(guān)系？2、 向心力對(duì)速度產(chǎn)生了怎樣的作用效果？得出結(jié)論：向心力只改變物體運(yùn)動(dòng)線速度的方向，不改變物體運(yùn)動(dòng)線速度的大小?？偨Y(jié)：向心力不是特殊的力，只是按作用效果命名的，它可以由某個(gè)力或某幾個(gè)力的合力來(lái)提供。受力分析時(shí)不能把向心力當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立的力。二，探究確定與向心力大小有關(guān)的因素創(chuàng)設(shè)情境：在水平的馬路上，自行車轉(zhuǎn)彎時(shí)，稍一傾斜就過(guò)去了，摩托車轉(zhuǎn)彎傾斜度要大一些，摩托賽車時(shí)轉(zhuǎn)彎，傾斜度更大，幾乎倒在地上。引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生疑問(wèn)：向心力的大小與那些因素有關(guān)？讓學(xué)生分小組討論，做出猜想與假設(shè)，并且說(shuō)清楚猜想的依據(jù)。1、向心力大小與物體轉(zhuǎn)動(dòng)半徑有關(guān)2、向心力大小與物體的質(zhì)量有關(guān)3、向心力大小與物體轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢有關(guān)讓學(xué)生小組合作討論用準(zhǔn)備的材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證各自猜想。實(shí)驗(yàn)材料：兩個(gè)相同質(zhì)量的橡皮塞，三個(gè)金屬螺母（其中兩個(gè)質(zhì)量相同，另一個(gè)質(zhì)量較大），三根細(xì)線（其中兩根長(zhǎng)度相同，另一根較長(zhǎng)），兩根筆管，一個(gè)橡皮球（質(zhì)量比橡皮塞大）。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：取一根吸管，用一根細(xì)線穿過(guò)它，一端栓金屬螺母，另一端栓橡皮塞（金屬螺母的質(zhì)量大于橡皮塞），如下圖所示。手握吸管，掄動(dòng)橡皮塞，使橡皮塞做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，螺母會(huì)處于靜止?fàn)顟B(tài)。根據(jù)猜想不同將學(xué)生分組分三大類:1、小組的線長(zhǎng)不同,橡皮塞和金屬螺母質(zhì)量相同（猜想向心力與半徑有關(guān)）2、線長(zhǎng)相同，金屬螺母質(zhì)量相同，分別使用橡皮塞和橡皮球。（猜想向心力與質(zhì)量有關(guān)）3、線長(zhǎng)相同，橡皮塞質(zhì)量相同，分別使用質(zhì)量不同的兩個(gè)金屬螺母。（猜想向心力與物體轉(zhuǎn)動(dòng)快慢有關(guān)）請(qǐng)各小組派代表匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不同小組對(duì)比分析，最終得出結(jié)論總結(jié)歸納：向心力的大小與小球質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)半徑、轉(zhuǎn)動(dòng)快慢（v、t、f、n）有關(guān)。三，探究確定向心力大小計(jì)算公式利用向心力演示儀研究向心力與m、r、之間的定量關(guān)系。1、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教師通過(guò)演示向?qū)W生介紹向心力演示儀的使用方法并通過(guò)問(wèn)題的形式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。老師引導(dǎo)學(xué)生思考，得出用控制變量法來(lái)做實(shí)驗(yàn)。并讓學(xué)生小組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并對(duì)自己的設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行猜想。2、學(xué)生實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師對(duì)學(xué)生在操作過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。3、匯報(bào)成果：每組學(xué)生推選一個(gè)代表配合實(shí)驗(yàn)儀器匯報(bào)實(shí)驗(yàn)成果，并填寫表格4、教師總結(jié)：向心力的大小與質(zhì)量、半徑、角速度的平方乘正比。通過(guò)研究得出：fm r2 。利用v= r可得：運(yùn)用演示小車被繩子拉住做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)適應(yīng)教學(xué)要求并且能夠探索向心力概念的學(xué)習(xí)情境。老師利用問(wèn)題的引導(dǎo)，讓學(xué)生思考總結(jié)出向心力的方向，向心力的概念以及向心力的作用效果，從而使得學(xué)生形成較為全面的向心力的概念。利用學(xué)生分組探究實(shí)驗(yàn)的方法讓學(xué)生經(jīng)歷“提出問(wèn)題提出猜想和假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)施實(shí)驗(yàn)分析評(píng)估交流”的探究過(guò)程。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作，自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，親自動(dòng)手操作總結(jié)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論并對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行分析、評(píng)估和交流。老師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中針對(duì)各小組產(chǎn)生的問(wèn)題做出指導(dǎo)，保證學(xué)生向正確地方向探索。通過(guò)學(xué)生分組探究實(shí)驗(yàn)的方法，使用向心力演示儀，使學(xué)生明確向心力與質(zhì)量，半徑和角速度之間的定量關(guān)系。明確實(shí)驗(yàn)需要探究的問(wèn)題和實(shí)驗(yàn)的方法，讓學(xué)生自己開(kāi)動(dòng)腦筋進(jìn)行猜想與假設(shè)，制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集數(shù)據(jù)，分析論證，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)而得出結(jié)論并與同學(xué)交流。物理概念是在觀察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用科學(xué)的思維方法，排除非本質(zhì)因素，抓住一類物理現(xiàn)象共同的本質(zhì)屬性，加以抽象和概括而成的。以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)創(chuàng)設(shè)情境能引發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)地思考，以問(wèn)題為引導(dǎo)的方式確立了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，也能夠培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的自主思考能力。采用學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的方法有助于發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，由于在分組實(shí)驗(yàn)中穿插教師的啟發(fā)、引導(dǎo)、講解或教師與學(xué)生，學(xué)生與學(xué)生的討論，有利于擴(kuò)大課堂內(nèi)師生的信息交流。分組探究實(shí)驗(yàn)使學(xué)生經(jīng)歷類似科學(xué)家探索物理世界的過(guò)程，不僅學(xué)習(xí)了新知識(shí)，更加深了對(duì)物理規(guī)律的理解，同時(shí)也能夠體會(huì)科學(xué)探究的喜悅，領(lǐng)悟到一定的科學(xué)思想和精神。探究性實(shí)驗(yàn)不僅能很好地鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，而且還能進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生歸納、概括、交流的能力以及團(tuán)隊(duì)合作精神。練習(xí)反饋例1：關(guān)于向心力說(shuō)法中正確的是（ ）a、物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的力叫向心力；b、向心力不改變速度的大小；c、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的的物體所受向心力是不變的；d、向心力是除物體所受重力、彈力以及摩擦力以外的一種新的力例2：甲乙兩物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其質(zhì)量之比為12,轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為12,在相同時(shí)間內(nèi)甲轉(zhuǎn)過(guò)4周，乙轉(zhuǎn)過(guò)3周.則它們的向心力之比為（ ）a.14 b.23 c.49d.916例3：把一個(gè)小球放在漏斗中，晃動(dòng)漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球的向心力是什么力提供的？課程小