高中物理公开课教案-《向心力》教学设计

第第页高中物理公开课教案:《向心力》教学设计

【教材分析】

本节课是从动力学的角度讨论匀速圆周运动的，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楚，先是从身边的事例出发，让同学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，在普遍状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。于是依据牛顿第二定律，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，教材为了让同学对向心力有一个感性的认识，设计了“试验”栏目──“用圆锥摆验证向心力的表达式。事实上，这个试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同学体验到“向心力不是一个新的力，而是一个效果力”，也即让同学初步学会分析向心力的来源。

与过去不同的是，本节中又争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，在更宽阔的背景下让同学认识到什么状况下物体将做匀速圆周运动，什么状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。

【学情分析】

〔1〕思维基础

依据新课程教学理念，从高一第一学期开始，在课堂教学过程中老师一贯重视“过程与方法”的教学，同学已经初步有了探究事物的一般方法，即“是什么？──怎么样？──为什么？”的思维方法。因此，本设计中就通过创设问题情景，激励同学自己提出想要讨论的问题。

〔2〕心理特点

依据20世纪最闻名的进展心理学家皮亚杰的理论可知高一同学的认知进展过程是由详细运算阶段向形式运算阶段过渡，也是由直观认识向规律推理、试验推理过渡阶段，因此在教学中，要遵循从感性到理性的认识规律，本节课抓住同学的心理特点进行教学设计。

〔3〕已有知识

通过前一节《向心加速度》的学习，同学已经知道了向心加速度的方向指向圆心，它描述了物体速度方向改变的快慢。于是依据牛顿第二定律可知，这个加速度肯定是由于它受到了指向圆心的力。因此将向心加速度的表达式代入牛顿第二定律即可得到向心力的表达式。

但由于错误的阅历或者说是思维定势，同学往往认为向心力是一种新的力，因此“向心力不是一种新的力，而是依据作用效果命名的力”〔即向心力的来源〕对同学来说，将是个难点。

【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〕理解向心力公式的准确含义，并能用来进行简约的计算。

〔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，让同学理解其概念。并掌控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，体会掌握变量法在解决问题中的作用。

〔3〕经受从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的讨论过程，让同学领悟解决问题从非常到一般的思维方法。并学会用运动和力的观点分析、解决问题。

3．情感立场与价值观

〔1〕经受从自己提出问题到自己解决问题的过程，培育同学的问题意识及思维技能。

〔2〕经受从非常到一般的讨论过程，培育同学分析问题、解决问题的技能。

〔3〕实例、试验紧密联系生活，拉近科学与同学的距离，使同学感到科学就在身边，调动同学学习的积极性，培育同学的学习爱好。

【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〕理解向心力只转变速度的方向，不转变速度的大小。

2．教学难点

〔1〕向心力的来源。

〔2〕理解向心力只转变速度的方向，不转变速度的大小。

【教学策略与手段】

本节课设计成了探究性学习课，即在老师创设情景，让同学自己提出想要知道的问题，在老师的引导下，通过全班同学的争论，自评和互评来不断完善。老师在教学中通过详细的实例、试验，激发同学的求知欲望，让同学主动参加到探究的过程，成为学习的主体，积极主动地猎取知识和技能。

一、难点的突破

“向心力不是一种新的力，而是依据作用效果命名的力”和“向心力和切向力的作用效果和特点”对同学来说都将是难点。因此在匀速圆周运动的例子中，需要让同学对物体进行受力分析，并让同学判断合力的作用效果是什么、产生了怎样的加速度，目的是让同学体验向心力的来源。在变速圆周运动中，让同学对物体进行受力分析，说明各个力产生怎样的加速度，从而进一步得到向心力和切向力的作用效果。

二、对教材中两个地方的处理

1．由于课本中用来粗略验证向心力表达式的圆锥摆运动在课堂中很难实现让同学测量，所以本设计中安排了先用向心力演示仪去验证向心力的表达式，然后在让同学分析游乐园中转椅的运动和受力状况后，通过让同学体验在试验室里粗略测量圆锥摆模型运动中的向心力大小以落实它的向心力来源，并向同学说明我们可以用圆锥摆粗略验证向心力表达式。

2．为说明做变速圆周运动的物体，它受到的力并不是通过圆心时，课本上是通过实例链球运动和同学自己让小沙袋做变速圆周运动的体验来说明。这里本人认为径直这样让同学体验并得到上述结论难度不小，所以本设计中先让同学通过对游乐园中过山车做变速圆周运动进行受力分析，从而得到──物体在什么状况下做变速圆周运动，然后让同学观测并分析链球运动和体验让小球做变速圆周运动时的受力状况，从而降低了难度。

三、本节课的教学流程设计为

1．向心力概念的引出。

2．引导同学提出自己想要讨论的问题。

3．鼓舞同学先共同解决自己提出的一部分问题。

4．用试验验证理论──用向心力演示仪验证向心力表达式。

5．从游乐园里转椅出发落实：①分析圆锥摆中向心力的来源；②用圆锥摆模型可以粗略去验证向心力表达式。

6．由游乐园中的过山车模型和运动员的链球运动落实：物体做匀速圆周运动和变速圆周运动的条件及向心力和切向力的作用效果和特点。

7．让同学知道讨论一般曲线运动的方法。

8．课堂小结。

在教学手段上，充分运用ppt、视频、演示试验、身边的圆周运动，以加强教学的生