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文档简介
1/1高中物理速度教案(通用9篇)
高中物理速度教案第1篇(一)教材的地位
本节课在学生掌握了圆周运动物理量的描述,(线速度,角速度,周期,频率,转速)以及直线运动加速度,平抛运动加速度的基础上学习,让学生知道向心加速度能够表示匀速圆周运动物体速度变化的快慢究竟是怎么一回事。《向心加速度》一节是本章承上启下的重要知识,学好这节内容,一方面可以深化前面所学的匀速圆周运动知识,另一方面又为第六章万有引力与航天的学习打好必要的基础。
教材从了解运动的规律过渡到了解力跟运动关系的规律;把向心加速度放在向心力之前,从运动学的角度来学习向心加速度。教材为了培养学生科学探究合作能力,改变了过去从向心力推导向心加速度的教学方式。
(二)【学情分析】
高一学生对物体的受力分析和运动情况分析已经有了一定的基础,也学习了牛顿三大定律,初步具备了以加速度为桥梁的运动与力的关系的知识体系。他们的好奇心强,具有较强的探究欲望且有多次小组合作经验。但他们的逻辑推理能力和抽象思维能力不是很好,不注重对知识内涵的研究,对物理的学习还缺乏方法,习惯于硬套公式。而向心力向心加速度概念比较抽象,会给学生的学习带来较大的困难。针对学生的实际情况,在教学中我利用实例来分析匀速圆周运动的物体所受的合力,再由实验来探究向心力的大小与物体的质量、圆周半径、线速度的关系,而后用牛顿第二定律引出向心加速度方向和大小,这样符合教材编写的意图,突出概念教学的物理过程,真正让学生体验到了学习过程。
(三)【教法和学法】
破教学的重点和难点,为了体现了教师的主导作用和学生的主体地位,我主要采用“引导探究式”教学法,创设情景,引导探究,让学生自觉提问,大胆猜想,动手操作,合作交流。
(四)【教学用具】:
为了强调了物理实验的真实性,为了突出媒体创设情景的有效性,我准备了多媒体器材、课件、投影等作为本节课的教具。?
【教学目标】
(一)知识与技能
1、理解速度变化量和向心加速度的概念
2、知道向心加速度和线速度、角速度的关系式。
3、能够运用向心加速度公式求解有关问题。
(二)过程与方法
体验向心加速度的导出过程,领会推导过程中用到的数学方法。
(三)情感、态度与价值观
培养学生思维能力和分析问题的能力,培养学生探究问题的热情、乐于学习的品质。
【教学重点】
理解匀速圆周运动中加速度的产生原因,掌握向心加速度的确定方法和计算公式。
【教学难点】
向心加速度方向的确定过程和向心加速度公式的应用
【教学课时】
1课时
【探究学习】
(一)引入新课:
教师活动:通过前面的学习,我们已经知道,做曲线运动的物体,速度一定是变化的,即作曲线运动的物体,一定有加速度,且合外力不为零。我们还知道,对于一般的曲线运动,合外力和加速度总指向曲线的凹测,圆周运动是曲线运动,那么做圆周运动的物体,加速度的大小和方向如何来确定呢?这节课我们就来学习这个问题。
(二)进行新课
教师指导学生阅读教材“思考与讨论”部分,投影图和图以及对应的例题,引导学生思考讨论并回答。
学生认真阅读教材,思考问题,选出代表发表见解。
教师给予补充,必要时给学生启发,引导学生解决,回答学生提出的问题。
设疑:我们这节课要研究匀速圆周运动的加速度,可是以上两个例题却在研究物体所受的力,为什么呢?
点评:唤起学生进一步探究新知的欲望。为下一步的研究确定思路。
学生由牛顿第二定律知,合外力方向与加速度方向相同。
教师启发和引导学生解决疑难,总结。
●规律总结:
匀速圆周运动的物体所受到的合外力沿着半径指向圆心.
匀速圆周运动的加速度的方向沿着半径指向圆心,与圆周相切,叫做向心加速度.
我们知道了匀速圆周运动加速度的方向,我们知道加速度是矢量,方向如何呢?由直线运动的加速度定义a=引入。
1、速度变化量
教师指导学生阅读教材“速度变化量”部分,引导学生在练习本上画出物体加速运动和减速运动时速度变化量Δv的图示,投影展示:
如果初速度v1和末速度v2不在同一直线上,如何表示速度的变化量Δv?
教师引导,投影展示:
速度的变化量△v与初速度v1和末速度v2的关系:从同一点作出物体在一段时间的始末两个速度的矢量v1和v2,从初速度矢量v1的末端作一个矢量△v至末速度矢量v2的末端,矢量△v就等于速度的变化量。
探究:设质点沿半径为r的圆周运动,某时刻位于A点,速度为VA,经过时间后位于B点,速度为VB,质点速度的变化量沿什么方向?
2、向心加速度
阅读教材“向心加速度”部分,投影图,思考:
(1)在A、B两点画速度矢量vA和vB时,要注意什么?
(2)将vA的起点移到B点时要注意什么?
(3)如何画出质点由A点运动到B点时速度的变化量Δv?
(4)Δv/Δt表示的意义是什么?
(5)Δv与圆的半径平行吗?在什么条件下,Δv与圆的半径平行?
思考并阅读教材,在练习本上独立完成上面的推导过程。
高中物理速度教案第2篇一、教案背景
面向学生:eqoac(□,√)高中课时:共1课时
教材分析:本课是人教版高中物理必修2第5章曲线运动的第5节。是在学习了描述圆周运动的几个物理量后,进一步从运动的角度深入分析物体做圆周运动的特征。是力和运动知识在圆周运动中的应用,是为解决圆周运动实例分析问题所学的准备知识,也是学习万有引力定律及其应用的知识基础。本节具有承前启后的重要作用。
学生分析:
(1)高一学生认识事物的特点是:开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡,但思维还常常与感性经验直接相联系,仍需具体形象的图片、动画来支持。
(2)学生在初中时没有接触过向心加速度的概念。
(3)学生已学习过矢量知识,但将其应用到物理中来,理解上会感到一定的困难,在教学中应注重讲解思想方法,对定量计算不应做具体要求。二、教学重点与难点
教学重点:理解匀速圆周运动中存在向心加速度,掌握向心加速度的确定方法和计算公式。
教学难点:向心加速度的方向的确定过程和其公式的推导过程。三、教学准备
教师准备:通过百度及其它网络搜索相关图片、视频、课件等,并对其进行选择、整理,制作成PPT课件、资源库(专题文件夹)等用于课堂教学。
学生课前准备:
(1)预习本节导学案,初步了解匀速圆周运动中存在向心加速度;
(2)百度输入关键词“向心加速度”、“圆周运动”等进行搜索,浏览相关知识;四、教学方法
课前首先要求学生对导学案进行预习,并且通过百度搜索“圆周运动”、“向心加速度”,浏览相关知识,使学生在头脑建立感性认识、并形成本节课的初步概念。
本课采用“引导探究”式教学法,该教学法以解决问题为中心,注重学生的独立钻研,着眼于创造思维的培养,充分发挥学生的主动性。其主要程序是:激起探究愿望→启发探究思考与实践→引导学生进行理论探究→得出探究结论→实例探究→探究评价。它不仅重视知识的获得,而且更重视学生获取知识的过程及方法,更加突出了学生的主动学习。五、教学过程
(一)激起探究愿望——引出向心加速度
【教师搜索视频】卫星绕地球转动
观看视频:
提醒学生注意卫星轨迹。
提示学生卫星的运动可类比于什么运动?
建立模型:轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。
【学生搜索视频】小球做匀速圆周运动
引导学生用所学过的描述匀速度圆周运动的物理量去说明小球的运动。并考虑线速度、角速度、转速、周期是否变化?
匀速圆周运动是变速运动还是匀速运动?(引出加速度)
(二)启发探究思考与实践——探究向心加速度
怎么研究加速度呢?(提示加速度是联系运动和力的桥梁)
从力的角度来探究匀速圆周运动的加速度。
(1)匀速圆周运动的加速度方向。
①怎么探究加速度方向?(提示物体加速度方向与受到合外力方向一致)
②分析做匀速圆周运动小球受力。卫星受力方向?
③做匀速圆周运动的物体加速度方向?(引出向心加速度)
④让学生体验向心加速度。(甩臂子,体会肩部的力)
【学生搜索视频】石担石锁沙袋功
⑤引导学生建立模型认识运动。
小结:做匀速圆周运动的物体加速度指向圆心,这个加速度称为向心加速度。符号:。
(2)探究向心加速度大小
①猜想匀速圆周运动加速度的大小与哪些因素有关。(可能因素、、)
②用什么方法进行研究?(控制变量法)
引导学生活动,讨论实验步骤,列表如下。
控制变量
实验目的
记录的量
研究a与v的关系
a、v
研究a与r的关系
a、r
③数据分析
线速度不变:
半径
向心加速度/m/s2
半径不变:
速度/m/s
向心加速度/m/s2
【学生搜索网页】如何用图象处理数据
结论:不变时,与成反比;不变时,与成正比,向心加速度的表达式为。
讨论:从公式看,向心加速度与圆周运动的半径成反比?从公式看,向心加速度与半径成正比,这两个结论是否矛盾?
结论:匀速圆周运动加速度的大小不变,方向在时刻改变,所以匀速圆周运动不是匀变速运动,是变加速运动。
高中物理速度教案第3篇一、高、初中物理的差异
首先要明确高中物理和初中物理的差异,之后才能有针对性地采取措施,改进学习方法。初中物理定性结论多,定量计算少;纯理论多,联系实际少;机械记忆多,理解较少;死搬硬套多,灵活运用少;只要把公式背住,考试就能得高分。而高中物理则不然,它要求理解的成分更多,在理解的基础上进行灵活运用知识去解决实际的物理问题较多,特别是高中物理中规律、定理公式等比较多,单纯地死记硬背是不行的,因为我们必须首先理解清楚这些公式、结论的适用条件或范围,才能有效地进行运用。在初中,要求学生具备形象思维的能力,而在高中要求更多的则是抽象思维。有不少学生不理解这些,到了高中仍然靠单纯地死记硬背,当然不会取得理想的成绩。
二、如何学好高中物理
进入高中以后,有不少同学问“怎样学习高中物理?学习物理有没有捷径呢?”答案是否定的,学习物理是掌握科学文化知识,我们来不得半点虚假。虽然没有捷径,但科学的学习方法确是有的。那就是在学习过程中严格按照“预习→上课→复习→作业→质疑→小结”六个环节,另外对于每一章或一单元在学习完之后还应该“系统总结”。
1、预习
高中物理与初中有差异较大,无论是从知识要求的深度和广度,还是课堂的容量上,都需要我们在上课之前对所学内容有所了解。因此,在每次上课前,花一定时间(时间长度没有限制)将课堂上所学的知识预先浏览一下,熟悉课堂上所要学习的知识,明确课堂的重点,找出自己理解上的难点,从而做到有的放矢地去听课;另外,也能培养自学能力和独立思考能力。
2、上课
上课是获取知识的重要环节,也是学习的中心环节。上课时应该注意三个问题:
(1)主动听课
在教学活动中,应以教师为主导学生为主体,学生才是学习的“主人”,如果学生能够根据老师讲课的程序积极主动地思考,在理解基础知识的基础上,对难点和重点进行推理性的思维和接受,以主动的态度去听课,积极地进行思考,努力参与到老师的课堂教学中去,那么,学习效率一定会很高。
(2)注意课堂要点
要听好课,我们应善于抓课堂的要点,上课时,我们应有意识地去注意老师讲课的重点内容。有经验的老师,总是将主要精力放在突出重点、突破难点上,进行到重要的地方,或放慢速度,重点强调;或板书纲目,仔细讲解等;对于难点,就需要我们在预习时做到心中有数,到时候注意专心听讲。总之,我们要做到“会听课”。
(3)做到听课和做笔记两不误
有的同学一上课就不停的记不停的写,结果一节课下来一点都没有听到,不知道这节课老师讲了些什么?那么,应该如何处理好听课和做笔记的关系呢?我认为,上课时,应该把主要精力放在听课上,而不是做笔记上,笔记中要记的内容应该是:课堂重点、课堂难点、课堂疑点、补充结论或例题等课本上没有的内容,并不是教师的所有板书内容。总之,我们应该有摘要、有重点地记。有的同学从来就不做笔记,这也不好,特别是对于高中物理学习是不利的。因为我们的记忆是有限的,老师讲的内容转瞬即逝,我们对知识的记忆随时间延长会逐渐遗忘,没有做笔记我们以后复习有些内容就找不到。
3、复习
有的同学只要老师一布置了作业就会马上去做,觉得完成了作业,就完成了学习任务,就掌握了知识,结果是一边做作业,一边翻课本、笔记,到头来知识没有掌握。如果能够静下心来将每课堂课所学的内容进行认真思考、回顾,在此基础上再去完成作业就会起到事半功倍的效果。心理学研究表明:知识在学习最初的两三天内遗忘是最快的,也是最多的,所以,我们只有对知识进行及时的复习才能减少遗忘达到巩固知识的目的。
4、作业
在复习的基础上,我们再做作业。做作业的目的有两个:一是巩固课堂所学的内容;二是运用课上所学来知识解决一些具体的实际问题。因此,做作业时,应该认真对待,独立完成,积极思考,注意总结。应该明确“做题的目的是提高对知识的掌握水平”,切忌“为了做题而做题”。
高中物理速度教案第4篇知识与技能:
知道匀速圆周运动是变速运动及具有向心加速度。
知道向心加速度的公式及向心加速度的方向。
过程与方法:
通过探究与讨论,体会推导过程中用到的数学方法。
情感态度与价值观:
通过讨论与交流,培养学生思维能力和分析能力,培养学生探究问题的热情。重点向心加速度的计算方法和应用难点向心加速度方向的确定及其应用教具多媒体、学案教学要点:向心加速度大小、方向及其应用
特别关注:向心加速度的方向及应用
知识链接:加速度、牛顿第二定律、线速度、角速度
教学流程:环节教学内容师生互动设计意图课前
汇报加速度物理意义加速度的决定因素
代表发言进行汇报,大家认真聆听,评价及进行补充为新课打基础定向
导学
自主
学习
合作
探究曲线运动是变速的,一种特殊的曲线运动,即平抛运动是加速度不变的匀变速度曲线运动,那么另一种特殊的曲线运动,即圆周运动是什么性质的运动?本节课我们就来研究这个问题。
定义:任何做运动物体都有指向的加速度,这个加速度叫做向心加速度。
大小:(1);(2)。
方向:沿半径方向指向,与线速度方向。
实例分析:
(1)地球绕太阳做近似的匀速圆周运动,地球受到太阳的,方向由地球球心指向太阳中心。
(2)光滑桌面上一个小球由于细线的牵引,绕桌面上的图钉做匀速圆周运动,小球受到的力有、桌面的、细线的,其中和在竖直方向上平衡,总指向圆心。
教师提出问题
学生认真聆听、思考,准备进入新课的学习。
阅读教材,完成学案。
联系线速度与角速度,推导出表达式。
结合牛顿第二定律及受力分析,明确加速度的方向。
阅读教材思考与讨论的实例,完成学案。交代本节主要研究方向,提醒学生进入状态。
阅读教材,提取精华。
通过实例分析,激发兴趣,联系生活,变枯燥为生动。
精讲
点拨
有效
训练
展示
高中物理速度教案第5篇学生活动
引入新课
播放视频欣赏:20XX年2月22日进行的大冬会花样滑冰双人滑比赛毫无悬念,我国名将张丹、张昊以分夺得冠军,在家门口收获了他们的大冬会三连冠。
提出问题:视频中张丹、张昊的运动做什么运动?
展示视频1──链球的运动;视频2──播放一段汽车拐弯的视频。
根据学生已有的背景知识,提出下列问题:
①为什么链球离手后会沿直线(切线)飞出,运动员如何控制它飞出的方向?
②离手后球不受任何力的作用吗?
③汽车转弯处路面要做成倾斜的?路面倾斜直接影响到什么力?转弯则表明了什么样的运动状态?
教师在每个问题提出后及时组织同学们做简要的分析和讨论。
总结归纳:其实这些问题归根到底都是做圆周运动的物体的受力问题!我们知道圆周运动也是曲线运动,曲线运动的条件?──力与速度不在一条直线上,这样力才能改变物体运动的方向。但链球出手后在重力作用下,做的是抛物线运动,而离手前就能做圆周运动,可见圆周运动物体的受力与抛体受力还有不同的地方。本节课要研究的是物体做匀速圆周运动时的加速度,了解物体的受力情况有助于加速度问题的解决。
我们已经知道,作曲线运动的物体,速度一定是变化的,一定有加速度。圆周运动是曲线运动,那么做圆周运动的物体,加速度的大小和方向如何来确定呢?下面我们共同来探讨这个问题。
仔细观察后回答:张丹、张昊的运动做圆周运动。
认真听老师讲解,并联系实际积极思考。
认真思考,讨论、交流后,积极发表见解。
①由于惯性,球离手后失去手的拉力,将保持原有运动状态不变。所以飞出时沿切线。
②球离手后靠重力做抛体运动。球离手后也受力,做的是斜抛运动,离手前则做圆周运动。可见手的拉力与圆周运动之间有关联。链球转得越快,人就越站立不稳。可见手的拉力大小与圆周运动的快慢有关。
③转弯是曲线运动(其他学生补充:在这里就是圆周运动,不是平抛)使支持力的方向不再是竖直向上的,说明支持力的方向与圆周运动有关;而且转得越厉害,坡度就越大。
进行新课
感知加速度的方向
投影图和图以及对应的问题。图2中地球受到什么力的作用?这个力可能沿什么方向?图2中小球受到几个力的作用?这几个力的合力沿什么方向?
提出问题:我们这节课要研究的是匀速圆周运动的加速度,上面两个例题却在研究物体所受的力,为什么呢?
指导学生用细线和小球做实验。分组用细线拉小钢球、小木球让其做匀速圆周运动,改变小球的转速、细线的长度多做几次。
提出问题:是不是由此可以得出结论:“任何物体做匀速圆周运动的加速度都指向圆心”?
指出:暂时不能,因为上面只研究了有限的实例,还难以得出一般性的结论。然而这样的研究十分有益,因为它强烈地向我们提示了问题的答案,给我们指出了方向,但是我们具体研究时仍要从加速度的定义来进行()。下面我们将对圆周运动的加速度方向作一般性的讨论。
认真观看交流后回答:图1中地球受到指向太阳的引力作用。图2中小球受到重力、支持力和绳子的拉力三个力的作用,其合力即为绳子的拉力,方向指向圆心。
根据牛顿第二定律可知,知道了物体所受的合外力,就可以知道物体的加速度,这样就可以通过力来研究加速度吧。牛顿第二定律告诉我们,物体的加速度方向总是和它的受力方向一致,这个关系不仅对直线运动正确,对曲线运动也同样正确。所以先通过研究力来感知加速度,特别是加速度的方向。
在教师的指导下做实验。在实验中,充分感知做匀速圆周运动的物体所受的力或合外力指向圆心,所以物体的加速度也指向圆心。
速度的变化量
出示例题:向东做加速运动,初速度5m/s,末速度8m/s,试画出速度的改变量。某物体向东做减速运动,初速度8m/s,末速度5m/s,试画出速度的改变量。
引导学生在练习本上画出物体加速运动和减速运动时速度变化量δv的图示。
第一步:分别在a点和b点作出速度矢量va和vb,由于是匀速圆周运动,va和vb的长度是一样的。
第二步:将va的起点移到vb的起点;末速度v2不在同一直线上的变化量δv。
第三步:在图上画出速度改变量△v。
问:速度的变化量是矢量还是标量?从以上两例我们知道速度改变量可以怎样画法?如果初速度v1和末速度v2不在同一直线上,如何表示速度的变化量δv?
引导学生分析并在黑板上板演画出初速度v1和末速度v2不在同一直线上的变化量δv。
投影学生所画的图示,点评、总结。
倾听学生回答,启发和引导学生解决疑难,总结并点评。同时引出下一课题。
分组讨论认真思考后在练习本上画出物体加速运动和减速运动时速度变化量的图示并回答问题。
在老师的引导下画出初速度v1和末速度v2不在同一直线上的变化量δv。
向心加速度
指导学生阅读教材“向心加速度”部分,投影图,引导学生思考:①在a、b两点画速度矢量va和vb时,要注意什么?②va将的起点移到vb点时要注意什么?③如何画出质点由a点运动到b点时速度的变化量δv?④δv/δt表示的意义是什么?⑤δv与圆的半径平行吗?在什么条件下,δv与圆的半径平行?
倾听学生回答,必要时给学是以有益的启发和帮助,引导学生解决疑难,回答学生可能提出的问题。
指导学生阅读教材“做一做”,要求学生分小组讨论后在练习本上推导向心加速度的公式。
高中物理速度教案第6篇教学准备
教学目标
1、知识与技能
(1)理解速度变化量和向心加速度的概念;
(2)知道向心加速度和线速度、角速度的关系式;
(3)能够运用向心加速度公式求解有关问题。
2、过程与方法:体会速度变化量的处理特点,体验向心加速度的导出过程,领会推导过程中用到的数学方法,教师启发、引导,学生自主阅读、思考、讨论、交流学习成果。
3、情感、与价值观:培养学生思维能力和分析问题的能力,培养学生探究问题的热情,乐于学习的品质。特别是“做一做”的实施,要通过教师的引导让学生体会成功的喜悦。
教学重点/难点
教学重点:理解匀速圆周运动中加速度的产生原因,掌握向心加速度的确定方法和计算公式。
教学难点:向心加速度方向的确定过程和向心加速度公式的推导与应用。
教学用具
多媒体、板书
标签
教学过程
新课导入建议
通过前面的学习我们知道在现实生活中,物体都要在一定的外力作用下才能做曲线运动,如图教所示(课件展示).
地球绕太阳做(近似的)匀速圆周运动小球绕桌面上的图钉做匀速圆周运动
对于图中的地球和小球,它们受到了什么样的外力作用?它们的加速度大小和方向如何确定?
一、感受圆周运动的向心加速度
探究交流
如图所示,地球在不停地公转和自转,关于地球的自转,思考以下问题:
(1)地球上各地的角速度大小、线速度大小是否相同?
(2)地球上各地的向心加速度大小是否相同?
基本知识
(1)实例分析
①地球绕太阳做近似的匀速圆周运动,地球受太阳的力是万有引力,方向由地球中心指向太阳中心.
②光滑桌面上一个小球由于细线的牵引,绕桌面上的图钉做匀速圆周运动.小球受到的力有重力、桌面的支持力、细线的拉力.其中重力和支持力在竖直方向上平衡,合力总是指向圆心.
(2)结论猜测
一切做匀速圆周运动的物体的合力和加速度方向均指向圆心.
思考判断
(1)匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心.(√)
(2)匀速圆周运动的加速度总指向圆心.(√)
(3)匀速圆周运动是加速度不变的运动.(×)
二、向心加速度
基本知识
(1)定义:任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心,这个加速度叫做向心加速度.
(2)公式:①an=r(v2);②an=ω
(3)方向:沿半径方向指向圆心,时刻与线速度方向垂直.
思考判断
(1)圆周运动的加速度一定指向圆心.(×)
(2)曲线运动中,v1、v2和Δv=v2-v1的方向一般不在一条直线上.(√)
(3)匀速圆周运动的向心加速度大小不变.(√)
探究交流
甲同学认为由公式an=r(v2)知向心加速度an与运动半径r成反比;而乙同学认为由公式an=ω2r知向心加速度an与运动半径r成正比,他们两人谁的观点正确?说一说你的观点.
【提示】他们两人的观点都不准确,当v一定时,an与r成反比,当ω一定时,an与r成正比.
三、向心加速度的方向及意义
【问题导思】
向心加速度是描述什么的物理量?
匀速圆周运动和非匀速圆周运动的加速度有什么不同?
物理意义
描述线速度改变的快慢,只表示线速度的方向变化的快慢,不表示其大小变化的快慢.
高中物理速度教案第7篇教学目标
知识目标
1、知道什么是向心力,什么是向心加速度,理解匀速圆周运动的向心力和向心加速度大小不变,方向总是指向圆心.
2、知道匀速圆周运动的向心力和向心加速度的公式,会解答有关问题.
能力目标
培养学生探究物理问题的习惯,训练学生观察实验的能力和分析综合能力.
情感目标
培养学生对现象的观察、分析能力,会将所学知识应用到实际中去.
教学建议
教材分析
教材先讲向心力,后讲向心加速度,回避了用矢量推导向心加速度这个难点,通过实例给出向心力概念,再通过探究性实验给出向心力公式,之后直接应用牛顿第二定律得出向心加速度的表达式,顺理成章,便于学生接受.
教法建议
1、要通过对物体做圆周运动的实例进行分析入手,从中引导启发学生认识到:做圆周运动的物体都必须受到指向圆心的力的作用,由此引入向心力的概念.
2、对于向心力概念的认识和理解,应注意以下三点:
第一点是向心力只是根据力的方向指向圆心这一特点而命名的,或者说是根据力的作用效果来命名的,并不是根据力的性质命名的,所以不能把向心力看做是一种特殊性质的力.
第二点是物体做匀速圆周运动时,所需的向心力就是物体受到的合外力.
第三点是向心力的作用效果只是改变线速度的方向.
3、让学生充分讨论向心力大小,可能与哪些因素有关?并设计实验进行探究活动.
4、讲述向心加速度公式时,不仅要使学生认识到匀速圆周运动是向心加速度大小不变,向心加速度方向始终与线速度垂直并指向圆心的变速运动,在这里还应把“向心力改变速度方向”与在直线运动中“合外力改变速度大小”联系起来,使学生全面理解“力是改变物体运动状态的原因”的含义,再结合无论速度大小或方向改变,物体都具有加速度,使学生对“力是物体产生加速度的原因”有更进一步的理解.
教学设计方案
向心力、向心加速度
教学重点:向心力、向心加速度的概念及公式.
教学难点:向心力概念的引入
主要设计:
一、向心力:
(一)让学生讨论汽车急转弯时乘客的感觉.
(二)展示图片链球做圆周运动需要向心力.〔全日制普通高级中学教科书(试验修定本·必修)物理.第一册98页〕
(三)演示实验:做圆周运动的小球受到绳的拉力作用.
(四)让学生讨论,猜测向心力大小可能与哪些因素有关?如何探究?引导学生用“控制变量法”进行探索性实验.(用向心力演示器实验)
演示1:半径r和角速度一定时,向心力与质量m的关系.
演示2:质量m和角速度一定时,向心力与半径r的关系.
演示3:质量m和半径r一定时,向心力与角速度的关系.
给出进而得在.
(五)讨论向心力与半径的关系:
向心力究竟与半径成正比还是反比?提醒学生注意数学中的正比例函数中的k应为常数.因此,若m、为常数据知与r成正比;若m、v为常数,据可知与r成反比,若无特殊条件,不能说向心力与半径r成正比还是成反比.
二、向心加速度:
(一)根据牛顿第二定律
得:
(二)讨论匀速圆周运动中各个物理量是否为恒量:
vTf
探究活动
感受向心力
在一根结实的细绳的一端拴一个橡皮塞或其他小物体,抡动细绳,使小物体做圆周运动(如图).依次改变转动的角速度、半径和小物体的质量.
体验一下手拉细绳的力(使小球运动的向心力),在下述几种情况下,大小有什么不同:使橡皮塞的角速度增大或减小,向心力是变大,还是变小;改变半径r尽量使角速度保持不变,向心力怎样变化;换个橡皮塞,即改变橡皮塞的质量m,而保持半径r和角速度不变,向心力又怎样变化.
做这个实验的时候,要注意不要让做圆周运动的橡皮塞甩出去,碰到人或其他物体.
高中物理速度教案第8篇教材分析
《向心力与向心加速度》是司南版高中物理必修2第五章的内容。标准要求“知道向心加速度,能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力与向心加速度的关系”。该标准要求学生认识什么是向心力,知道向心力与向心加速度的关系,在此基础上,能分析一些做匀速圆周运动的物体所受的向心力。本节知识是本章的重点,也是本章承上启下的重要内容。学好这部分知识,可以为学习本章后面应用部分打下基础,也为将来进一步探究万有引力定律和有关圆周运动相关知识作好必要的知识和能力准备。
内容与地位
《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理2”的内容标准中,涉及本节的内容有条目2:“会描述匀速圆周运动,知道向心加速度;”条目3:“能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。”该条目的要点是在理解向心加速度、向心力概念的基础上,弄清向心力和向心加速度的关系,能分析一些做匀速圆周运动的物体所受的向心力。
本节内容是继平抛运动后,又一个变速运动的典型实例,是学生普遍感到难学,但又非常重要的部分。在学习该内容前,学生对变速运动概念已有较为全面的理解,知道什么是变速运动,懂得变速运动的物体有加速度以及力是产生加速度的原因。同时已有应用控制变量法进行实验探究的经历。教学中可以尝试应用提出一些问题——设计实验——进行实验——分析实验——得出结论的科学探究教与学的方式,激发学习兴趣,培养学生发现问题,提出问题,分析问题和解决问题的能力,学习科学的思维方法,提升自主学习的能力。
学情分析
学生已经学习了抛体运动,对变速运动、曲线运动有一定了解。但对向心力与向心加速度的概念,学生还是普遍感到比较难学,而且受错误前概念的影响,难以建立正确的新概念。因此,可以利用高中学生学习的自主性、抽象思维能力都比较强的特点,设置适当的问题情境激发学生的思考、讨论,学生需应用已有知识,积极思维,通过对问题的主动探究、获得概念、得出规律,以达到对知识深入理解和提高能力的目的。
教学设计理念
向心力与向心加速度对学生来说虽然是新的概念,且概念本身较难,但学生已具备必要的知识基础,如:知道变速运动的物体有加速度,以及力是产生加速度的原因,也会进行受力分析,并且多次经历了应用控制变量法进行实验探究。因此,教师可以依据思维的逻辑,通过不同类型的实验,设置循序渐进的问题情境,组织学生对一个个问题进行充分的分析、讨论后获得新的知识,即根据问题教学的有关理论展开教学,使整个教学过程成为提出问题、讨论问题、解决问题的过程。从而培养学生自主学习能力、实验能力和交流、讨论的习惯。
一、教学目标
[知识与技能]
1、知道向心力和向心加速度,通过实验探究向心力的大小与质量、角速度、半径的定量关系。
2、理解向心加速度和向心力公式的含义。
3、能运用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力和向心加速度,通过实例认识向心力的作用及来源。
[过程与方法]
学会有关圆周运动的分析方法,培养理论联系实际的能力。
能从日常生活中发现与物理学有关的问题,并能从物理学的角度比较明确地表述发现问题。
尝试经过思考发表自己的见解,尝试运用圆周运动的规律解决一些与生产和生活相关的实际问题。
通过实验,让学生体会从特殊到一般、具体到抽象、层层递进的科学思维方法,培养学生分析、推理和归纳能力。
[情感态度与价值观]
领略圆周运动的神奇和谐,发展对科学的好奇心与学习物理知识的求知欲。
乐于探究日常生活中的圆周运动所隐藏的物理规律,有将物理知识应用于生产和生活的意识。
在学习的过程中体验解决问题成功的喜悦,养成善于交流合作的良好的习惯,懂得应用控制变量法解决问题。
二、教学重难点
重点:了解向心力的来源,建立向心力的概念。
难点:理解向心力的概念和探究向心力大小的实验设计。
三、教学方法
问题讨论法和实验探究的方法讲授法归纳法
[教学用具]:
投影仪、多媒体、CAI课件、向心力演示器、钢球、铝球、细绳、印泥、白纸
四、媒体和教具
多媒体课件、威士忌酒杯、乒乓球、自制环形挡板实验仪、自制水平转盘实验仪、自制向心力笔、向心力演示器。
五、教学过程
新课引入
设置情景
做“水流星”实验,并设下疑问:为什么盛水的杯子以一定的速度做圆周运动,水不从杯里洒出,甚至杯子在竖直面内运动到最高点时,杯口已经朝下,水也不会从杯里洒出来?
复习提问
⑴物体分别做直线运动、曲线运动时,所受的合外力F合与速度ν0存在什么关系?
当物体所受合外力为零时,将保持静止或者做匀速直线运动;当物体所受合外力方向与运动方向位于同一条直线上时,物体做变速直线运动;当物体所受的合外力方向与运动方向不在同一条直线上时,物体将做曲线运动。
前面我们学习了匀速圆周运动,匀速圆周运动的速度有什么特点呢?
生:速度大小不变,方向不断变化,也就是说匀速圆周运动是变速曲线运动,它的速度方向不断发生改变。速度方向变了,就存在一个速度改变量,有速度改变量,就有一个加速度。由牛顿第二定律,有加速度就有力。那么做圆周运动的物体受力有何特点?加速度有如何呢?这节课我们先学习这些问题。
二、向心力及其方向
演示实验:在光滑的水平桌面上,用一根细绳,一端系一小球,另一端固定在一枚图钉上。将图钉钉在光滑水平桌面上。
用手指沿小球与图钉连线的垂直方向轻轻弹击小球,当绳子未伸直前,小球先做匀速直线运动。
用手指弹击小球,方向同上,加大弹击力量,使小球运动时细绳伸直。细绳伸直后,小球做匀速圆周运动。
问题讨论:1、绳绷紧前,小球为什么做匀速直线运动?
2绳绷紧后,小球什么做匀速圆周运动?小球此时受到哪些力的作用,合外力是哪个力?这个力的方向有什么特点?这个力起什么作用?
分析:小球在桌面上做圆周运动时,受到三个外力的作用,即重力G、桌面支持力N和绳子的拉力F,合力就是绳子的拉力F。绳子的拉力的方向呢?
很好。小球受到的拉力方向虽然时刻在改变,但它始终沿着绳子的方向,沿着半径指向圆心。拉力是球拉绳子使绳子发生形变产生的,说明做圆周运动的小球有远离圆心的运动趋势。
显然,正是这个拉力使小球做圆周运动。
结论:做匀速圆周运动的小球,受到的绳的拉力就是它的合力,这个拉力方向始终指向圆心,方向不断变化,不改变速度的大小,只改变速度的方向。
【该问题情境中包含当前要学习的知识,激发学生解决问题,探究新知的动机。同时教学游戏有效激发学生的学习兴趣和探究欲望,也为下面的教学提供实例。引入起到了吸引学生学习的目的,又呼应之后教学,为向心力概念建立和向心力来源创设情境。】
那是不是只有弹力能使物体做圆周运动呢?我们再来看一个实验。这是一个蒙有毛巾的转盘,毛巾上放一个木块,现在我让木块随着转盘近似做匀速圆周运动。请大家对木块受力分析。木块受到哪些力呢?
很好,木块受到重力、支持力和摩擦力。那这个摩擦力是滑动摩擦力还是静摩擦力呢?
对了,是静摩擦力。其中重力和支持力是一对平衡力,作用效果相互抵消。那静摩擦力方向呢?
对了,静摩擦力的方向沿着半径指向圆心。我们学过静摩擦力的方向与运动趋势相反,又从上面的实验得到启发,做圆周运动的物体有远离圆心的运动趋势,所以静摩擦力的方向与这个运动趋势相反,总是沿着半径指向圆心。正是这个静摩擦力使木块做圆周运动。
或:那是不是只有弹力能使物体做圆周运动呢?我们再来看一个例子,如图4-15。木块随着转盘近似做匀速圆周运动,我们以人为研究对象,请大家对人进行受力分析。人受到哪些力呢?
很好,木块受到重力、支持力和摩擦力。那这个摩擦力是滑动摩擦力还是静摩擦力呢?
对了,是静摩擦力。其中重力和支持力是一对平衡力,作用效果相互抵消。那静摩擦力方向呢?
对了,静摩擦力的方向沿着半径指向圆心。我们学过静摩擦力的方向与运动趋势相反,又从上面的实验得到启发,做圆周运动的物体有远离圆心的运动趋势,所以静摩擦力的方向与这个运动趋势相反,总是沿着半径指向圆心。正是这个静摩擦力使木块做圆周运动。
我们再来看图4-16,链球运动员用力轮着链球做圆周运动,金属链与水平面并不平行,对链球进行受力分析,它受到哪些力呢?
链球受到重力,金属链对它的弹力,我们可以画出它的受力示意图。那是什么力使链球做圆周运动呢?
很好,是重力与拉力的合力,还有没别的说法?我们将拉力和重力沿水平方向和竖直方向进行分解,怎么样?哎,对了,也可以说是拉力的水平分力,方向总是沿半径指向圆心,正是这个力使乒乓球做圆周运动。
现在同学们讨论一下,前面三个例子中小球、人、链球,他们有什么共同点呢?
都做圆周运动。
都受到指向圆心的力的作用。
很好,他们都做圆周运动,都受到一个始终指向圆心的力的作用。我们把这样的力就叫做向心力。做圆周运动的物体要受到一个始终指向圆心的等效力的作用,这个力叫向心力。
板书:1、定义:做圆周运动的物体要受到一个始终指向圆心的等效力
定义中提到了向心力的方向,大家能把它找出来吗?
对了,向心力的方向始终指向圆心
板书:2、方向:始终指向圆心
那向心力是由什么力提供的呢?
第一个例子中是弹力,第二个例子中是静摩擦力,第三个例子中是重力和支持力的合力或者说是支持力的水平分力。还有,我们以后学习的其他性质的力,比如万有引力、电场力、磁场力也能使物体做圆周运动。可见,向心力是可以由这么多不同性质的力提供的,我们不能说向心力就是弹力,就是静摩擦力,它是按效果来命名的,所以向心力是一种等效力。
那么向心力有什么作用效果呢?
向心力的方向始终沿着半径指向圆心,速度方向沿切线方向,可见,向心力的方向与速度方向始终垂直,所以向心力只改变速度方向,不改变速度大小。向心力不做功。
板书:3、作用效果:只改变速度方向,不改变速度大小,不做功
同学们要注意了,做圆周运动的物体要受到向心力,而不是产生向心力。向心力是按效果来命名的,不是一种新的特殊性质的力。
举个例子:刚才做圆周运动的木块受到重力、支持力、静摩擦力和一个向心力,这种说法对吗?很好,不对,因为向心力不是一种新的特殊性质的力,就是静摩擦力提供向心力了。
前面我们学习过了,做圆周运动的物体的线速度的方向沿着切线方向,而向心力总是指向圆心,总是与运动方向垂直,所以向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。如果物体做匀速圆周运动,向心力就是物体受到的合外力;如果物体做非匀速圆周运动(线速度大小时刻改变),向心力并非是物体受到的合外力,我们以后会继续学到这种情况。
讨论与交流:假设你坐在一辆车上周围没有其他乘客,也不靠在车厢上,当车子转弯时,你的向心里是从哪里来的?
上述三个典型实例,符合学生的学习心理特点,既能启发学生思维,又能培养和提高学生分析问题和解决问题的能力。通过分析三个问题情境,学生很直观地总结出向心力的定义及方向,教师再以此总结归纳结出知识框架。但要学生注意:做圆周运动的物体要受到向心力,不是会产生向心力。速度总是沿着切线方向,而向心力是指向圆心,它们总是垂直,即向心力只改变速度的方向而不改变速度的大小。向心力是按力的作用效果命名的,它可能是由弹力、静摩擦力、重力和支持力的合力,甚至是某个力的分力来提供,不要把向心力当作一个特殊性质的力。
过程分析突出了学生的主体地位,切实发挥了学生在课堂教学中应有的作用。学生不是被动的接受知识,而是参与知识的获得过程,体现了“自主学习”的新课程教学理念。
三、科学探究:向心力的大小
(1)提出问题:向心力的大小可能与哪些因素有关?
(2)科学猜想
引出学生探究实验:请每位学生用手牵着一个带绳的小球,使小球在水平方向旋转,体验手的拉力对小球运动的影响。
说明:实验过程中注意引导学生体验绳的长短、球的大小、转速的快慢对手拉力的大小的影响。
做圆周运动,学生感受向心力的大小。先体验得出定性的认识,即得出向心力的大小可能质量、半径、角速度、线速度、周期、转速等因素有关。
教师引导分析,线速度、周期、角速度以及转速又有关系,都是描述圆周运动转动快慢的物理量,从而归结为:向心力的大小可能与质量、半径、角速度有关。影响向心力大小的可能因素比较多,应采用控制变量法进行研究。
高中物理速度教案第9篇《向心加速度》教学设计
(一)指导思想与理论依据
概念是构成物理知识的基础,正确地理解、掌握物理概念是学好物理的保证。在教学中如果能根据物理概念的特点以及学生的认知规律,运用认知心理学理论设计概念教学过程,必将有利于学生对概念的习得。根据现代认知理论,知识的习得可分为三个阶段:知识的领会、知识的巩固、知识的应用。结合物理概念的特点,其教学的过程也可分为三个阶段:概念的领会、概念的理解和概念的应用。
本课时的教学将遵从现代认知理论设计教学过程。
(二)学习内容分析
本节在教材中的地位
向心加速度是加速度概念的延续,同时是圆周运动与向心力之间的纽带。理解向心加速度将为理解向心力与圆周运动的关系奠定良好的基础。利用向心加速度分析圆周运动速度变化的问题继承了运动学分析问题的一般方法。这部分内容既可以复习直线运动的知识,更为今后圆周运动的解决提供方法。
本节在课程标准中的内容
知道向心加速度的概念,及其应用
(三)学生情况分析
学生通过必修1的学习,已经了解了直线运动的解决方法。通过牛顿运动定律的学习已经体会了力与运动的关系。对曲线运动条件的学习,让学生已经认识到曲线运动都是变速运动,一定会产生加速度。对于圆周运动中加速度的问题,学生应该不会觉得陌生。
(四)创新之处
创设情景的全程性
本节整体设计的提出是基于学生对向心加速度的认识和理解。首先通过花样滑冰、链球比赛这两个视频观察做圆周运动的物体需要怎样的力。而后通过学生实验:朔料杯中的小球做圆周运动和细线拉着的小球在水平桌面上做圆周运动,让学生亲自体会做圆周运动的物体受到的力是如何提供的。得出做圆周运动的物体受到指向圆心的力,由这个力产生的加速度称为向心加速度。
在推导向心加速度大小时,利用做好的泡沫板大圆和毛衣针、磁帖、磁条动态的演示△t趋于零时△v的极限过程。同时要求学生做图,体会△v的方向和大小,进而推导出向心加速度的表达式。
在应用向心加速度的表达式时,展示拆卸好的自行车轮盘和制做好的皮带轮,让学生感受从实际应用到构建模型,体会物理的研究方法。
在教学中体现认知规律
从观察圆周运动的实例,到动手体验圆周运动,再到理论推导向心加速度表达式,最后应用向心加速度表达式。这个过程遵从了对知识学习的认知规律,领会、巩固、应用。在应用阶段又是先从实际运动情景展开,向学生展示熟悉的自行车轮盘,而后再抽象为物理模型--教学用的皮带轮。
3、自制教具提升教学效果
在教学中几项自制实验教具,给本课时的教学带来了较好的效果。推导向心加速度表达式时用到的,泡沫板大圆、毛衣针、磁帖、磁条为动态展示极限思想起到了很好的作用。教学用皮带轮为学生从实际运动过度到物理模型起到了不可替带的作用。
学生学习的自主性
本节课创设的情景生动自然丰富,设问有层次。问题中既运用了原有知识,又提供新信息做参考,有助于学生温故知新,在思考、讨论和交流中自主构建知识体系。
(五)教学三维目标:
知识与技能:
知道匀速圆周运动是变速运动,具有指向圆心的加速度向心加速度。
会用矢量图表示速度
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