高中物理-向心力教学设计学情分析教材分析课后反思

向心力教学目标1．知识与技能

（1）理解向心力的概念及其表达式的确切含义；

（2）知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算；

（3）知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度。

2.过程与方法

（1）通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并具体“做一做”来理解公式的含义。

（2）进一步体会力是产生加速度的原因，并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动、变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点。

3.情感、态度与价值观（1）在实验中，培养学生动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。

（2）感受成功的快乐，体会实验的意义，激发学习物理的兴趣。教学重难点教学重点：体会牛顿第二定律在向心力上的应用；明确向心力的意义、作用、公式及其变形。

教学难点：圆锥摆实验及有关物理量的测量；如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。教学工具多媒体、板书【教学过程】一、引入新课教师：下列几种圆周运动时如何实现的？学生依次回答这节课我们就来研究这个问题。（设计意图：激发学生的好奇心，活跃课堂气氛。）二、新课教学（一）向心力1．向心力的概念学生：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：物块所受到的合力是什么？学生：重力与支持力相互抵消，合力就是摩擦力。教师：这个合力具有怎样的特点？学生：思考并回答：方向指向圆周运动的圆心。教师：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：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：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：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：引导学生采用控制变量法做实验，体验向心力的大小。学生：采用控制变量法做实验，体验向心力的大小。教师：大家体验后，感觉向心力与哪些物理量有什么样的关系？并放视频动画回放学生的试验过程学生：根据自己的体验并回答：质量m、半径r一定，线速度v越大，向心力越大；质量m、线速度v一定，半径r越大，向心力越大；质量m、半径r一定，周期T越大，向心力越小……（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：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：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：因为和,所以（设计意图：培养学生的数学推理能力，体验探究的过程。）学生.总结圆周运动的相关知识（1）定义做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，是由于它受到了指向圆心的合力，这个合力叫做向心力．（2）大小：和（3）方向：向心力的方向始终指向圆心，由于方向时刻改变．（4）效果力向心力是根据力的效果来命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力．（5）向心力来源的分析思路;①、明确研究对象②、明确圆周运动平面，确定运动的轨迹、圆心位置0及半径r③、对物体进行受力分析，确定合力指向圆心方向的分力,即确定向心力Fn。例一：下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别由什么力提供？1、人造地球卫星绕地球运动时；2、小球在光滑的水平桌面上运动；3、小球在水平面内运动；4、玻璃球沿碗(透明)的内壁在水平面内运动；(如图3)(不计摩擦)5、使转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速圆周运动，转台与物体间没有相对滑动。(如图4)处理跟踪练习1、2、3、4、5（二）变速圆周运动教师：日常生活中比匀速圆周运动更常见的是变速圆周运动。接下来我们研究变速圆周学生：在教师引导下对小球进行受力分析后得出：教师：那么重力的另一分量起着什么作用呢？学生：思考、讨论并回答：跟速度方向一致，起着改变速度大小的作用。教师：在单摆这样的变速圆周运动中，可以把力分解为跟圆周相切的分力Ft和指向圆心的分力Fn。Ft产生圆周切线方向的加速度，叫做切线加速度。切线加速度与物体的运动方向在一条直线上，它改变了物体速度的大小。那么指向圆心的分力Fn改变的是什么呢？学生：在教师引导下思考并回答：指向圆心的分力Fn始终与速度方向垂直，改变的是物体运动的速度方向。教师：现在我们可以从向心加速度和切向加速度的角度来理解匀速圆周运动和变速圆周运动了。仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动，同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动是变速圆周运动。（渗透从特殊到一般的思维方法，借鉴匀速圆周运动中的从力和运动的角度考虑的分析方法，培养学生思维迁移的能力。）教师：到此为止，请大家分析归纳向心力有怎样的特点？学生：在教师引导下分析、讨论并归纳向心力的特点：（1）向心力的方向永远指向圆心；（2）向心力的方向和速度方向垂直；（3）向心力是个变力；（4）向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。（设计意图：通过匀速圆周运动和变速圆周运动的学习，使学生明白两者之间的相同点和不同点，使学生对向心力的理解，更深刻，更全面，从而突破向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小这一难点。）（三）一般曲线运动教师：比变速圆周运动更为常见的是运动是一般曲线运动。在物理学中，我们把运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动叫做一般曲线运动。那么如何对一般曲线运动进行研究呢？学生：在教师引导下从极限思想的角度思考对一般曲线运动进行分析：可以把曲线分割成很多小段圆弧。圆弧的弯曲程度不一样，说明它们具有不同的半径。然后分析某点的运动时，就可以按圆周运动处理了。（设计意图：再次渗透从特殊到一般的思维方法，并引导学生用极限的思维方法分析一般曲线运动，培养学生的思维品质。）三、课堂小结教师：引导学生回顾所学知识和思想方法，一起小结：1．一种力（向心力）2．一组公式（）3．一种实验方法（控制变量法）4．两种思想方法（从特殊到一般、极限思想）课后小结板书第六节

向心力1．向心力（1）通过实例进一步感受做圆周运动的物体必须受到力的作用（2）向心力的概念（3）向心力的表达式（4）向心力的方向2．变速圆周运动和一般曲线运动的研究效果分析这节课学生带着问题参与探究，绝大多数同学都能体验到了向心力指向圆心这一特点，但向心力是效果力这个难点，部分同学还理解不了。匀速圆周运动的合力指向圆心，这一难点学生根据上节向心加速度的理解，及牛顿第二定律的理解学生多数能理解，但受力分析及向心力的来源的分析还需要多练习。变速圆周运动的受力分析及对变速圆周运动的向心力的理解还是不到位，要多加引导并加强练习。效果分析这节课学生带着问题参与探究，绝大多数同学都能体验到了向心力指向圆心这一特点。由牛顿第二定律在向心加速度已经理解的基础上来理解向心力，包括向心力的物理意义及方向多数同学能接受，并且也能掌握但向心力是效果力这个难点，部分同学还理解不了。关于受力分析及向心力的来源的分析还需要多练习。变速圆周运动的受力分析及对变速圆周运动的向心力的理解还是不到位，要多加引导并加强练习。教材分析

本节课是从动力学的角度研究匀速圆周运动的，这部分知识是本章的重点和难点，也是学好圆周运动的关键点，学好这部分知识，可以为后面的天体运动和带电粒子在匀强磁场中的运动打好基础。

教材的编排思路很清晰，先是从身边的事例出发，让学生体验到做圆周运动的物体需要有一个指向圆心的力，从而引出向心力的概念。由于上一节中，已经从一般性的结论入手，利用矢量运算，在普遍情况下得出做匀速圆周运动的物体的加速度方向指向圆心的结论，进一步得到了向心加速度的大小。于是根据牛顿第二定律，就可以得到做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向和大小，即向心力的大小和方向。

接着，教材为了让学生对向心力有一个感性的认识，设计了“实验”栏目──“用圆锥摆验证向心力的表达式。实际上，这个实验除了要验证向心力表达式之外，另外一个目的就是可以让学生体验到“向心力不是一个新的力，而是一个效果力”，也即让学生初步学会分析向心力的来源。

与过去不同的是，本节中又讨论了变速圆周运动和一般的曲线运动。这样安排的目的是从生活实际出发，在更广阔的背景下让学生认识到什么情况下物体将做匀速圆周运动，什么情况下会做变速圆周运动。以及知道如何处理一般曲线运动的方法。

第六节向心力测评练习例题分析：下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别由什么力提供？跟踪练习1．用细线拴住一球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A、在线速度一定情况下，线越长越易断B、在线速度一定情况下，线越短越易断C、在角速度一定情况下，线越长越易断D、在角速度一定情况下，线越短越易断2．关于向心力，以下说法正确的是（）A、向心力就是除物体所受重力、弹力、摩擦力以外的一种新力B、向心力就是做匀速圆周运动物体所受的合力C、向心力是匀速圆周运动物体线速度变化的原因D、物体不受向心力的作用，物体也能做匀速圆周运动3．一个物体做匀速圆周运动，在运动过程中一定不发生变化的物理量是（）A、向心力B、线速度C、角速度D、合外力4.长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点，让其在水平面内做匀速圆周运动（这种运动通常称为圆锥摆运动），如图所示，当摆线L与竖直方向的夹角为α时，求：

(1)线的拉力F；

(2)小球运动的线速度的大小；

(3)小球运动的角速度及周期．5．质量相等的小球A、B分别固定在轻杆的中点及端点，当棒在光滑的水平面上绕O点匀速转动时，如图所示。求棒的OA段及AB段的拉力之比。三、课下巩固练习：1.在匀速转动的水平放置的转盘上，有一相对盘静止的物体，则物体相对盘的运动的趋势是：（）A、沿切线方向B、沿半径指向圆心C、沿半径背离圆心D、静止，无运动趋势2.半径为ｒ的圆筒绕其竖直中心轴转动，一个小物体靠在圆筒的内壁上，它与圆筒的动摩擦因数为μ，要使小物体不滑下，圆筒的角速度至少为：（）Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、3.如图所示,在固定的圆锥形漏斗的光滑内壁上,有两个质量相等的小物块A和B,它们分别紧贴漏斗的内壁.在不同的水平面上做匀速圆周运动,则以下叙述正确的是()A、物块A的线速度大于物块B的线速度B、物块A的角速度大于物块B的角速度C、物块A对漏斗内壁的压力大于物块B对漏斗内壁的压力D、物块A的周期小于物块B的周期图A14．如图A1所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动，物体相对桶壁静止．则（）图A1A、物体受到4个力的作用．B、物体所受向心力是物体所受的重力提供的．C、物体所受向心力是物体所受的弹力提供的．D、物体所受向心力是物体所受的静摩擦力提供的．5.如图所示,小球A质量为m.固定在长为L的轻细直杆一端,并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动.如果小球经过最高位置时,杆对球的作用力为拉力,拉力大小等于球的重力.求(1)球的速度大小.(2)当小球经过最低点时速度为，杆对球的作用力的大小和球的向心加速度大小.课后反思本节课在“和谐高效、思维对话”的理念下展开，旨在以“问题引领”形式，启发学生思维、发动集体力量，克服学习困难。在实际操作中需要注意以下几个方面：1．问题提出的必要性

提出的问题应该是学生学习中普遍存在的困惑，能激发学生更深入地思考或理解，为解决下一问题做好铺垫，而不是学生已有知识的简单反应。2．问题设计的针对性问题设定的指向性设定的问题应该有明确的指向，并能够被学生理解，以便学生在思考或讨论中有明确的目的。3．教学时间安排各教学环节的时间掌握上还需加强，特别是重、难点内容的时间比例安排上还需研究，以最大限度的提高课堂教学的实效性。课标定位教学目标1．知识与技能

1）理解向心力的概念及其表达式的确切含义；

（2）知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算；

（3）知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度。

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