高中物理-向心力与向心加速度教学设计学情分析教材分析课后反思

《向心力与向心加速度》教学设计教学目标：[知识与技能]1、理解向心力的概念2、知道向心力。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。3、能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力，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。[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。教学重点：理解向心力的概念。知道向心力大小F=mrω2=mν2/r，并能用来进行计算。教学难点：匀速圆周运动的向心力大小不变，方向在时刻改变。理解向心力是按作用效果命名的效果力。教学方法：实验法、讲授法、讨论和交流、归纳法、推理法教学用具：投影仪、多媒体、课件、向心力演示器、钢球、铝球、木球、细绳。教学过程：【知识回顾】1.线速度v=（定义式）=（与T关系）=(与n关系）=（与f关系）2.角速度ω=（定义式）=（与T关系）=（与n关系）=（与f关系）3.线速度和角速度关系。4.同轴转动（）相同5.同皮带传动（）相同【学导结合】引入：我们知道，匀速圆周运动是变速曲线运动。而力是改变物体运动状态的原因，说明物体做匀速圆周运动时一定要受外力作用。物体做匀速圆周运动时所受的外力有何特点？加速度怎样？这就是本节课要研究的问题。（一）、向心力1、演示实验：在光滑水平桌面的O点固定一根钉子，把绳的一端套在钉子上，另一端系一个小球，使小球在桌面上做匀速圆周运动2、讨论：a：小球此时受到哪些力的作用？b：合外力是哪个力？这个力的方向有什么特点？3、结论：做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的拉力的作用，这个力叫向心力。向心力的方向不断变化，但总是沿着半径指向圆心，而物体运动的方向沿切线方向，所以向心力的方向总与物体运动的方向垂直。4、向心力的作用效果——只改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。向心力指向圆心，而物体运动的方向总是沿圆周上的切线方向，二者互相垂直。物体在运动方向上所受的合外力为零，在这个方向上无加速度，速度大小不会改变。所以向心力只改变速度的方向。5.向心力作用效果，通过分析圆锥摆模型得出向心力来源：向心力可能由某个力来充当，如弹力、重力、摩擦力等；也可能由某些力的合力或某个力的分力来充当。向心力是一种效果力。问：做圆锥摆运动的物体受到重力、拉力和向心力的作用，是否正确？分析生活实例向心力来源：确定向心力的方法：对物体受力分析，将力沿半径方向与速度方向分解，找沿半径指向圆心的合力，即向心力。在匀速圆周运动中，也可以说向心力由合外力充当。所以当物体只在两个力的作用下做匀速圆周运动时，可以直接用合成法来确定向心力【例题剖析1】有一个惊险的杂技节目叫“飞车走壁”，杂技演员骑摩托车先在大型圆通底部做速度较小.半径较小的圆周运动，通过逐步加速，圆周运动半径也逐步增大，最后能以较大的速度在竖直的筒壁上做匀速圆周运动，这时使车子和人整体做圆周运动的向心力是（）A.桶壁对车的静摩擦力B.筒壁对车的弹力C.摩托车本身的重力D.重力和摩擦力的合力（二）、向心力大小（1）体验向心力的大小a：每组学生发用细线联结的钢球、木球各一个，让学生拉住绳的一端，让小球尽量做匀速圆周运动，改变转动的快慢、细线的长短多做几次。b：引导学生猜想：向心力可能与物体的质量、角速度、半径有关。（2）【演示实验】用向心力演示器演示向心力的大小与什么因素有关。用控制变量法。介绍向心力演示器的构造和使用方法

操作方法：a：用质量不同的钢球和铝球做实验，使两球运动的半径r和角速度相同观察得到：向心力的大小与质量有关，质量越大，向心力就越大。b：用两个质量相同的小球做实验，保持运动半径相同，观察向心力与角速度之间的关系。可以看出，角速度越大，所需向心力就越大。c：仍用两个质量相同的小球做实验，保持两球运动角速度相同，观察向心力的大小与运动半径之间的关系。可以看出，运动半径越大，所需向心力就越大。（3）总结得到：向心力的大小跟物体的质量m、圆周半径r和角速度都有关系。匀速圆周运动所需的向心力大小为F＝mr2（4）学生根据推导向心力的另一表达式【讨论从F＝mr2看，好象F跟r成正比，从看，好象F跟r成反比。你如何认识这个问题？【例题剖析2】汽车在水平弯道上拐弯，弯道半径是r.如果汽车与地面的动摩擦因数为μ，那么为了不使汽车发生滑动的最大速率是（）A.B.C.D.（二）、向心加速度（三）．相信加速度1、做圆周运动的物体，在向心力F的作用下必然要产生一个加速度，根据牛顿运动定律得到：这个加速度的方向与向心力的方向相同，叫做向心加速度。2、根据牛顿第二定律可得到或物理意义：做匀速圆周运动的物体，其速度大小没有改变，改变的只是速度方向，因此，向心加速度是描述质点速度方向变化快慢的物理量。【例题剖析3】如图所示的两轮以皮带传动，没有打滑，A、B、C三点的位置关系如图，若r1>r2，O1C=r2，则三点的向心加速度的关系为()A.aA=aB=aCC.aC<aA<aBB.aC>aA>aBD.aC=aB>aA课堂小结一、向心力1、定义：做圆周运动的物体，受到的始终指向圆心的合力称为向心力。2、方向：始终与速度方向垂直，指向圆心。3、作用：只改变速度的方向，不改变速度的大小。4、效果力5、应用：二、向心加速度1、定义：2、方向：始终指向圆心3、意义：表示速度方向变化快慢的物理量圆周运动与我们的生活息息相关，下节课我们将对生活中的圆周运动进行进一步的学习。接下来我们一起去游乐场感受圆周运动带给人类的震撼。（播放圆周运动图片）课后作业A组：必做B组：选做：请同学们课下尽量多的搜集有关圆周运动的生活实例，并通过受力分析确定向心力的来源，并用本节课的知识解释生活中的一些现象。做到物理来源于生活，应用于生活。《向心力与向心加速度》学情分析学生为高一的孩子，好奇心强，具有较强的探究欲望，并且在之前的学习中有多次的小组合作探究的经验。学生已经掌握的知识包括牛顿运动定律和物体做曲线运动的条件及描述圆周运动的物理量。学生在平常的生活中已经接触到过一些关于物体做圆周运动的例子，对圆周运动已经有了一些感性的认识。学生会从向心力三个字的字面先入为主地认为向心力是某个新的性质力。《向心力与向心加速度》效果分析一、通过本节课的学习，绝大多数同学都能较好地理解并掌握以下知识点：1、知道向心力，通过实例认识向心力的作用及向心力的来源；2、通过实验理解向心力的大小与哪些因素有关，能运用向心力的公式进行计算；3、知道相信加速度及其公式能运用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力和相信加速度；二、学生当堂学习效果评测结果典例剖析1学生掌握良好通过率100%；典例剖析2有部分学生有疑虑，通过讲解都能理解，需课下进一步巩固；典例剖析3学生掌握良好。三、学生当堂学习效果评测结果分析通过本节课的学习可以看出学生的参与度很高，通过课后作业发现学生的达标情况比较理想。学生对本节课的基本概念，基本方法的理解比较到位，掌握扎实。对于课堂检测的第二题，个别学生不知道该如何进行转化，其关键还是对向心力来源理解得不是很透彻。而对于例题2，由于课堂时间有限，没有过多的进行讲解，只是在原例题的基础上进行了思路的点拨，有部分学生理解起来有些困难，这些将在后续的学习中再进行进一步的巩固和加强。《向心力与向心加速度》教材分析本节课是鲁科版物理必修二第四章第二节的内容。教材在本节课之前已经安排学生学习了物体做曲线运动的条件和对圆周运动的描述，而且在必修一中也学习了牛顿运动定律。本节课作为上述知识的综合应用，通过分析理解向心力的概念，掌握向心力的来源，通过实验得出向心力大小的计算公式。从物理教学的整个课程分析，本节课从动力学的角度研究匀速圆周运动，这部分知识是本章的重点和难点，也是学生学好圆周运动的关键，学好这部分知识，可以为天体运动和带电粒子在匀强磁场中的运动等内容的学习打好基础。第2节向心力与向心加速度【知识回顾】1.线速度v=（定义式）=（与T关系）=(与n关系）=（与f关系）2.角速度ω=（定义式）=（与T关系）=（与n关系）=（与f关系）3.线速度和角速度关系。4.同轴转动（）相同5.同皮带传动（）相同【学导结合】 一．向心力【例题剖析1】有一个惊险的杂技节目叫“飞车走壁”，杂技演员骑摩托车先在大型圆通底部做速度较小.半径较小的圆周运动，通过逐步加速，圆周运动半径也逐步增大，最后能以较大的速度在竖直的筒壁上做匀速圆周运动，这时使车子和人整体做圆周运动的向心力是（）A.桶壁对车的静摩擦力B.筒壁对车的弹力C.摩托车本身的重力D.重力和摩擦力的合力二、向心力的大小.【例题剖析2】汽车在水平弯道上拐弯，弯道半径是r.如果汽车与地面的动摩擦因数为μ，那么为了不使汽车发生滑动的最大速率是（）A.B.C.D.三.向心加速度【例题剖析3】如图所示的两轮以皮带传动，没有打滑，A、B、C三点的位置关系如图，若r1>r2，O1C=r2，则三点的向心加速度的关系为()A.aA=aB=aCC.aC<aA<aBB.aC>aA>aBD.aC=aB>aA课后作业A组（必做）1.请分析以下圆周运动的向心力的来源。2．下列关于向心加速度的说法中，正确的是（）A．向心加速度的方向始终与速度的方向垂直B．向心加速度的方向保持不变C．在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的D．在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不断变化3．A、B两小球都在水平面上做匀速圆周运动，A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍，A的转速为30r/min，B的转速为15r/min。则两球的向心加速度之比为（）A．1：1B．2：1C．4：1D．8：14．下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，正确的是()A．物体除其他的力外还要受到—个向心力的作用B．物体所受的合外力提供向心力C．向心力是一个恒力D．向心力的大小—直在变化5．一个做匀速圆周运动的物体若其半径不变，角速度增加为原来的2倍时，所需的向心力比原来增加了60N，物体原来所需的向心力是N．B组（选做）6.请同学们课下尽量多的搜集有关圆周运动的生活实例，并通过受力分析确定向心力的来源，并用本节课的知识解释生活中的一些现象。做到物理来源于生活，应用于生活。《向心力与向心加速度》课后反思1．向心力是高中物理的一个难点内容，学生对于向心力一直很难理解，在对物体进行受力分析时，往往还外加一个向心力。为了突破重点，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F=mrω2或F=mv2/r。2．情景教学，让学生主动参与探究的全过程，成为学习的主体，激发了学生的求知欲望，加深了对知识的理解。在探究过程中，教师要给学生提供必要的实验器材和多媒体资源，引导学生去发现问题，使学生产生探究的动机，从而提出问题，解决问题，体验问题。整个教学过程中，教师是一个引导者和参与者，组织者和帮助者，学生是学习的主人，课堂上教师要组织引导学生交流讨论，充分重视学生在探究过程中的情感、态度与价值观的培养。学生能在愉快的教学环境中获得知识和培养思维能力。3．本教学设计是探究性学习模式在物理教学的应用,真正体现了“以学生为中心”、“教师为主导、学生为主体”的教学原则。4．按照教学手段是为教学目的服务的原则，恰当有效地将信息技术与物理课程相整合。5．本节课中，还设计了不少巩固训练，有不少都