6.2向心力“教学评”一体化教学设计

“教学评”一体化教学设计课时设计“教学评”一体化教学设计纳雍五中郭家义课题人教版高中物理·选择性必修·第二册第六章第2节向心力课型新授课☑复习课□试卷讲评课□其他课□授课班级授课时间教学内容分析课标要求：理解向心力的概念及其表达式的确切含义。知道向心力的大小与哪些因素有关，并能用来进行计算。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。教材分析：本节课是物理必修二第6章第2节内容，是在学生已经学习了匀速圆周运动，对匀速圆周运动有了一定理解的基础上的进一步学习。学生知道匀速圆周运动是一种变速运动，只是表面的知道，为什么线速度的方向时刻在变？是什么力来改变物体的这种运动状态，这个力有何特点？学生带着这些疑问来进入本节课的学习。本节课从学生的实际出发，结合学生前面所学知识，注重创设物理背景，应用牛顿第二定律，初步得出向心力的大小；引导学生对具体问题的分析，解决向心力来源问题；通过学生自己动手实验，验证向心力公式，并分析得到影响向心力的因素。这个过程中加强学生的活动，使学生充分思考讨论、大胆猜想，敢于提出自己的想法，逐渐提高科学素养。最后把分析圆周运动的方法推广到研究一般的曲线运动，在此过程中引导学生分析得出匀速圆周运动的加速度特点。本节知识在圆周运动部分处于核心地位，既有定性结论，又有定量计算，知识要求较高。学情分析知识储备：学生已经学习了圆周运动的知识点，知道物体在做圆周运动时，线速度与角速度、周期、频率的关系，为本节课的学习打好了基础。力学的相关知识点也有一定的掌握。能力基础：学生已经掌握了圆周运动的相关知识点。思维能力：学生的抽象学习能力还不是很强，空间想象力有待提高。核心素养物理观念：建立向心力的物理观念，掌握向心力的确切含义。科学思维：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。科学探究：通过向心力概念的学习，知道从不同角度研究问题的方法。科学态度与责任：经历科学探究的过程，领略实验是解决物理问题的一种基本途径，培养学生实事求是的科学态度。教学准备多媒体课件活动设计教学内容教师活动学生活动评价任务环节一：导入新课活动一：检测导学案完成情况1.检查导学案完成情况：2.小组讨论导学案内容。（1）巡视导学案完成情况；（2）必要时可选讲导学案内容。（1）小组长统计组内得分情况；（2）小组讨论导学案内容。（1）导学案完成小组评分；（2）表扬完成优秀的同学；（3）鼓励学生努力学习。活动二：展示学习目标1、理解向心力的概念及其表达式的确切含义。2、知道向心力的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。让学生明确学习目标，做到有的放矢；课后根据目标，学生自我评价得失情况。活动三：情境导入出示图片:勇敢者转盘;空中飞椅勇敢者转盘，空中飞椅，它们与人一起做匀速圆周运动。1.出示图片:勇敢者转盘;空中飞椅2.提问：你知道它们在运动过程中所受合力的方向有什么特点吗？学生观看图片（2）思考：它们在运动过程中所受合力的特点。（1）观察学生对图片的兴趣程度；（2）听学生的回答情况，评价学生的表达能力和思维。环节二：新课教学活动一：向心力做圆周运动的物体，其运动状态在不断变化，说明物体一定受到了力的作用。那么迫使物体做圆周运动的力的方向有何特点呢？思考与讨论:一个小球在细线的牵引下，绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动。小球受到哪几个力作用？用剪刀将细线剪断，观察小球将做什么运动？你认为使小球做圆周运动的力指向何方？研究小球所受合力的方向FN与G相平衡，所以合力为F小球受到重力，桌面支持力和细线的拉力作用。用剪刀将细线剪断，小球将沿切线方向飞出，做匀速直线运动。结论：物体做匀速圆周运动，合外力指向圆心，且与线速度V垂直。对于做匀速圆周运动的物体，物体的速度大小不发生改变，因此，所受合力只改变速度的方向。1、向心力做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力就叫作向心力,用符号：Fn2、方向：始终指向圆心(与v垂直或与半径垂直)，是变力。3、向心力的作用只改变线速度的方向。4、向心力来源向心力是根据力的作用效果命名的，它不是具有确定性质的某种力，它可以是某一个力或者几个力的合力提供的。如图：拉力和重力的合力提供物体做匀速圆周运动向心力。出示图片：地球绕太阳的运动地球绕太阳的运动可近似看作匀速圆周运动，太阳对地球的引力提供向心力。飞椅与人一起做圆周运动的向心力Fn则是由绳子斜向上方的拉力F和所受重力G的合力提供的。木块随转盘一起做匀速转动视频出示图片：木块随转盘一起做匀速转动静摩擦力提供物体做匀速圆周的向心力。演示实验，并提出问题。最后做出总结。举例说明向心力，并让学生自己先对物体进行受力分析，抽学生到黑板上展示。1.学生思考讨论学生代表发表自己的见解。2.学生分析物体受力，到黑板上演示，说出什么力提供物体做圆周运动的向心力。3.学生观看木块随转盘一起做匀速转动视频。1、对学生观察演示实验的情况和回答问题的情况进行评价。2、对学生的受力分析情况进行面批，并作出评价。3、对学生观看实验视频的情况进行评价。活动二：向心力的大小1、思考:研究向心力的大小与哪些因素有关？向心力的大小我们可以先通过实验感受向心力大小与圆周运动的一些运动学量之间的定性关系，再通过实验，进一步探究向心力的大小与这些量的定量关系。2、做一做感受向心力实验器材：绳子、小沙袋实验步骤：（1）在绳子的一端拴一个小沙袋，另一端握在手中，将手举过头顶，使沙袋在水平面内做圆周运动。沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。（2）保持沙袋转动的速度和绳的长度不变，改变沙袋的质量，感受向心力的变化。（3）保持绳的长度和沙袋的质量不变，改变沙袋转动的速度，感受向心力的变化。（4）保持沙袋的质量和沙袋转动的速度不变，改变绳的长度，感受向心力的变化。实验结论：做圆周运动的物体所受向心力的大小与物体的质量、速度、轨道半径等因素有关系。3、向心力的大小与物体的质量、速度、轨道半径有什么样关系呢？出示图片：向心力演示器我们可以通过向心力演示器对此进行更深入的研究。做一做：探究向心力大小的表达式（1）实验器材：向心力演示器、两个质量相同的钢球和一个质量小的铝球。向心力演示器（2）向心力演示器的构造匀速转动手柄1、变速塔轮2和3、长槽4和短槽5、横臂6、弹簧测力套筒7、标尺8。（3）原理匀速转动手柄，使变速塔轮以及长槽和短槽和槽内的小球随之匀速转动，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺。根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。（4）实验步骤向心力与质量关系让钢球与铝球的质量之比为2:1。将钢球和铝球分别放在相同半径处，摇动手柄。观察套桶露出标度的格数，比较向心力的大小。出示视频：向心力与质量关系其他条件相同的条件下，质量越大，套桶露出标度的格数越多，即向心力越大。向心力与角速度的关系将两个质量相同的小钢球放在相同半径处。皮带套在两个半径为2:1的塔轮上，转动手柄观察套筒露出标度的格数，比较向心力的大小。出示视频：向心力与角速度的关系其他条件相同的条件下，角速度越大，套桶露出标度的格数越多，即向心力越大。向心力与半径的关系将两个质量相同的钢球分别放在不同半径处。摇动手柄观察套筒露出标度的格数，比较向心力的大小。出示视频：向心力与半径的关系其他条件相同的条件下，半径越大，套桶露出标度的格数越多，即向心力越大。精确的实验表明，向心力的大小可以表示为：Fn＝mω2r由：v=ωr得：Fn=mv2/r提出问题。引导学生完成感受向心力的实验。并对实验现象做出总结。3、通过视频给学生看演示实验。并提出问题。4、对实验现象进行总结，得出表达式。1、思考问题并回答。2、做感受向心力的实验并对实验现象做简单的总结。3、观看演示实验并回答问题。对学生的回答做出评价。对学生做实验的情况和总结的情况进行评价。对学生的观看情况及回答问题的情况进行评价。活动三：变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点1、加速、减速、改变速度方向（1）加速：速度方向与力的方向相同（2）减速：速度方向与力的方向相反（3）力的方向与速度方向垂直，只改变速度方向，不改变速度的大小。2、变速圆周运动的特点如图：做圆周运动的沙袋正在加速转动。O是沙袋运动轨迹的圆心，F是绳对沙袋的拉力。根据F产生的效果，可以把F分解为两个相互垂直的分力：跟圆周相切的分力Ft和指向圆心的分力Fn。Ft与沙袋运动的速度同向，使得沙袋的速度越来越大；Fn指向圆心，提供沙袋做圆周运动所需的向心力，改变沙袋速度的方向。Fn改变速度的方向Ft改变速度的大小思考与讨论:当物体做圆周运动的线速度逐渐减小时，物体所受合力的方向与速度方向的夹角是大于90°还是小于90°呢？大于90°Ft与物体运动的速度反向，使得物体的速度越来越小；Fn指向圆心，提供物体做圆周运动所需的向心力，改变物体速度的方向。3、一般的曲线运动（1）定义：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般的曲线运动。（2）研究方法：采用圆周运动的分析方法来处理在研究时，可以把这条曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。这样，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法来处理了。总结内容：1.变速圆周运动的受力特点同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动就是变速圆周运动，匀速圆周运动切向加速度为零。2.一般曲线运动的受力特点运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般的曲线运动。把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作为一小段圆弧，而这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它们具有不同的曲率半径。在注意到这点区别之后，分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法对一般曲线运动进行处理了。引导学生阅读课本，提出问题。做出总结。1、阅读课本并回答问题。2、阅读课文说出一般的曲线运动的定义和研究方法。对学生阅读课本的情况和回答问题的情况做出评价。2、对学生的发言做出评价。环节三：例题讲解1.对做圆周运动的物体所受的向心力说法正确的是()A．因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力B．因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以它不能改变线速度的大小C．向心力是物体所受的合外力D．向心力的方向总是不变的2.如图所示，玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动(若忽略摩擦)，这时球受到的力是()A．重力和向心力B．重力和支持力C．重力、支持力和向心力D．重力3.如图所示，一只老鹰在水平面内盘旋做匀速圆周运动，则关于老鹰受力的说法正确的是()A．老鹰受重力、空气对它的作用力和向心力的作用B．老鹰受重力和空气对它的作用力C．老鹰受重力和向心力的作用D．老鹰受空气对它的作用力和向心力的作用4.一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图甲所示，曲线上的A点的曲率圆定义：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫作A点的曲率圆，其半径ρ叫作A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v0抛出，如图乙所示。则在其轨迹最高点P处的曲率半径是()1、多媒体展示例题2、让学生自己先思考并用草稿纸写出解题过程，巡视学生练习情况，抽两位同学到黑板上展示解题过程并进行面批。3、教师讲解1、在草稿纸上完成展示的练习。2、认真听老师讲解练习。1、对学生的练习情况进行面批和评价。2、对学生听讲解练习的情况进行评价。环节四：课堂小结学到了什么？引导学生小结小组讨论，总结本节课得失对学生的讨论情况和总结情况进行评价。环节五：作业设计P30练习与应用1、2、3、4、5题指导学生完成练习，面批练习。按要