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高中物理向心力教案3篇
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高中物理向心力教案1
一、教學(xué)目標(biāo)
1、物理知識(shí)方面:
。1)理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng);
。2)掌握勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度、角速度、周期的物理意義及它們間的數(shù)量關(guān)系;
。3)初步掌握向心力概念及計(jì)算公式。
2、通過勻速圓周運(yùn)動(dòng)、向心力概念的建立過程,培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、抽象概括和歸納推理能力。
3、滲透科學(xué)方法的教育。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
向心力概念的建立及計(jì)算公式的得出是教學(xué)重點(diǎn),也是難點(diǎn)。通過生活實(shí)例及實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)感知,突破難點(diǎn)。
三、教具
1、轉(zhuǎn)臺(tái)、小傘;
2、細(xì)繩一端系一個(gè)小球(學(xué)生兩人一組);
3、向心力演示器。
四、主要教學(xué)過程
。ㄒ唬┮胄抡n
演示:將一粉筆頭分別沿豎直向下、水平方向、斜向上拋出,觀察運(yùn)動(dòng)軌跡。
復(fù)習(xí)提問:粉筆頭做直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)的條件是什么?
啟發(fā)學(xué)生回答:速度方向與力的方向在同一條直線上,物體做直線運(yùn)動(dòng);不在同一直線上,做曲線運(yùn)動(dòng)。
進(jìn)一步提問:在曲線運(yùn)動(dòng)中,有一種特殊的運(yùn)動(dòng)形式,物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是一個(gè)圓周或一段圓。ㄓ脝螖[演示),稱為圓周運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)同學(xué)們列舉實(shí)例。
。▽W(xué)生舉例教師補(bǔ)充)
電扇、風(fēng)車等轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),上面各個(gè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡是圓大到宇宙天體如月球繞地球的運(yùn)動(dòng),小到微觀世界電子繞原子核的運(yùn)動(dòng),都可看做圓周運(yùn)動(dòng),它是一種常見的運(yùn)動(dòng)形式。
提出問題:你在跑400米過彎道時(shí)身體為何要向彎道內(nèi)側(cè)微微傾斜?鐵路和高速公路的轉(zhuǎn)彎處以及賽車場的環(huán)形車道,為什么路面總是外側(cè)高內(nèi)側(cè)低?可見,圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)在實(shí)際中是很有用的。
引入:物理中,研究問題的基本方法是從最簡單的情況開始。
板書:勻速圓周運(yùn)動(dòng)
(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)
思考:什么樣的圓周運(yùn)動(dòng)最簡單?
引導(dǎo)學(xué)生回答:物體運(yùn)動(dòng)快慢不變。
板書:1、勻速圓周運(yùn)動(dòng)
物體在相等的時(shí)間里通過的圓弧長相等,如機(jī)械鐘表針尖的運(yùn)動(dòng)。
思考:勻速周圓運(yùn)動(dòng)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是具有周期性。用什么物理量可以描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢?
。▽W(xué)生自由發(fā)言)
板書:2、描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量
恒量。
當(dāng)t很短,s很短,即為某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度。線速度其實(shí)就是物體做圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。當(dāng)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),各個(gè)時(shí)刻線速度大小相同,而方向時(shí)刻在改變。那么,線速度方向有何特點(diǎn)呢?
演示:水淋在小傘上,同時(shí)搖動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)。觀察:水滴沿切線方向飛出。
思考:說明什么?
師生分析:飛出的水滴在離開傘的瞬間,由于慣性要保持原來的速度方向,因而表明了切線方向即為此時(shí)刻線速度的方向。
板書:方向:沿著圓周各點(diǎn)的切線方向。如圖3。
單位:rad/s。
。3)周期:質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間。如:地球公轉(zhuǎn)周期約365天,鐘表秒針周期60s等,周期長,表示運(yùn)動(dòng)慢。
。ń撬俣取⒅芷诳捎蓪W(xué)生自己說出并看書完成)
板書:(師生共同完成)
思考:物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),v、、T是否改變?(、T不變,v大小不變、方向變。)
講述:勻速周周運(yùn)動(dòng)是勻速率圓周運(yùn)動(dòng)的簡稱,它是一種變速運(yùn)動(dòng)。
提出問題:勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種曲線運(yùn)動(dòng),由物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知,物體必定受到一個(gè)與它的速度方向不在同一條直線上的合外力作用,這個(gè)合外力的方向有何特點(diǎn)呢?
學(xué)生小實(shí)驗(yàn)(兩人一組):
線的一端系一小球,使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。小球質(zhì)量很。ǹ捎孟鹌と忍娲,甩動(dòng)時(shí)線速度盡量大,小球重力與拉力相比可忽略,以保證拉線近似在水平方向。
觀察并思考:
、傩∏蚴芰Γ
、诰的拉力方向有何特點(diǎn)?
③一旦線斷或松手,結(jié)果如何?
(提問學(xué)生后板書并圖示)
概括:要使物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),必須使物體受到與速度方向垂直而指向圓心的力作用,故名向心力。
板書:3、向心力:物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需要的力。
提出問題:向心力的大小跟什么因素有關(guān)?
。▽W(xué)生自己設(shè)想,用剛才的儀器做小實(shí)驗(yàn),憑感覺粗略體驗(yàn)。學(xué)生經(jīng)實(shí)驗(yàn)、討論有了自己的看法后,自由發(fā)言。)
演示實(shí)驗(yàn)(驗(yàn)證學(xué)生的設(shè)想):研究向心力跟物體質(zhì)量m、軌道半徑r、角速度的定量關(guān)系。
提問:實(shí)驗(yàn)時(shí)能否讓三個(gè)量同時(shí)變。
保持兩個(gè)量不變,使一個(gè)量變化。
實(shí)驗(yàn)裝置:向心力演示器。
演示:搖動(dòng)手柄,小球隨之做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
提問:向心力由什么力提供?如何測量?
小球向外壓擋板,擋板對(duì)小球的反作用力指向轉(zhuǎn)軸,提供了小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,兩力大小相等,同時(shí)小球壓擋板的力使擋板另一端壓縮套在軸上的彈簧,彈簧被壓縮的格數(shù)可以從標(biāo)尺中讀出,即顯示了向心力大小。
演示內(nèi)容:
、傧蛐牧εc質(zhì)量的關(guān)系:、r一定,取兩球使mA=2mB觀察:(學(xué)生讀數(shù))FA=2FB結(jié)論:向心力Fm
、谙蛐牧εc半徑的關(guān)系:m、一定,取兩球使rA=2rB觀察:(學(xué)生讀數(shù))FA=2FB結(jié)論:向心力Fr
、巯蛐牧εc角速度的關(guān)系:m、r一定,使A=2B觀察:(學(xué)生讀數(shù))FA=4FB結(jié)論:向心力F2
歸納:綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知:物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力與物體的質(zhì)量成正比,與半徑成正比,與角速度的二次方成正比。但不能由一個(gè)實(shí)驗(yàn)、一個(gè)測量就得到一般結(jié)論,實(shí)際上要進(jìn)行多次測量,大量實(shí)驗(yàn),但我們不可能一一去做。同學(xué)們剛才所做的實(shí)驗(yàn)得出:m、r、越大,F(xiàn)越大;若將實(shí)驗(yàn)稍加改進(jìn),如課本中所介紹的小實(shí)驗(yàn),加一彈簧秤測出F,可粗略得出結(jié)論(要求同學(xué)回去做)。我們還可以設(shè)計(jì)很多實(shí)驗(yàn)都能得出這一結(jié)論,說明這是一個(gè)帶有共性的結(jié)論。測出m、r、的值,可知向心力大小為:F=mr2。
反饋練習(xí):
、賹(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,下面說法正確的是:A速度不變;B速率不變;C角速度不變;D周期不變。
②如圖7為一皮帶傳動(dòng)裝置,在傳動(dòng)過程中皮帶不打滑。試比較輪上A、B、C三點(diǎn)的線速度、角速度大小。
、畚矬w做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力跟半徑的關(guān)系,有人說成正比,有人說成反比。你對(duì)這兩種說法是如何理解的?
④(前后呼應(yīng))解釋跑400m彎道時(shí)身體為何要傾斜等一類問題。(火車拐彎要求課后看書)
五、課堂小結(jié)
1、科學(xué)方法
、冱c(diǎn)明建立概念的過程:是通過大量實(shí)例,概括抽象出本質(zhì)的內(nèi)容,即由個(gè)別到一般的思維過程。
②點(diǎn)明實(shí)驗(yàn)歸納的`過程:必須經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn),必須有足夠的事實(shí),由多個(gè)特殊的共同結(jié)論才能歸納出一般情況下的結(jié)論。
2、知識(shí)內(nèi)容:(見板書)
3、對(duì)向心力的理解:向心力并不是一種特殊性質(zhì)的力,它的名稱只是根據(jù)始終指向圓心這一作用效果來命名的。下節(jié)課再進(jìn)一步討論。
六、說明
1、向心力、向心加速度的講授順序。向心力概念的建立有兩條途徑:一是先通過實(shí)驗(yàn)建立向心力概念,歸納出向心力公式,再推出向心加速度;二是先通過理論推導(dǎo)導(dǎo)出向心加速度,再推出向心力。
先講加速度,理論推導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn),又能訓(xùn)練學(xué)生的推理能力,但方法較抽象,對(duì)基礎(chǔ)差的學(xué)生難度較大?紤]到我所任班級(jí)學(xué)生的實(shí)際情況,我選用了先講向心力,降低了難度,便于學(xué)生理解、接受,現(xiàn)行必修教材采用的也是這一順序。不足之處是:由于實(shí)驗(yàn)存在誤差,只能粗略得出結(jié)論,而且課堂不可能做很多實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)歸納的事實(shí)不足。解決的關(guān)鍵是盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差,補(bǔ)充實(shí)例,彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)事實(shí)不足的缺陷。
2、對(duì)向心力的教學(xué),本節(jié)完成了感知、概括、定義,即完成了個(gè)別到一般的過程和簡單的再認(rèn)。而進(jìn)一步的再認(rèn)即一般到個(gè)別,留待下節(jié)完成,所以本節(jié)對(duì)向心力的要求教學(xué)目標(biāo)定為初步掌握。
高中物理向心力教案2
一、教材分析
本節(jié)教材選自人民教育出版社全日制普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(物理2·必修)第五章《曲線運(yùn)動(dòng)》第六節(jié)《向心力》。
教材的內(nèi)容方面來看,本章節(jié)主要講解了向心力的定義、定義式、方向及驗(yàn)證向心力的表達(dá)式,變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)。前面幾節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、向心加速度,這節(jié)講的是描述使物體做圓周運(yùn)動(dòng)的合外力,是對(duì)物體運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)上的升華,為接下來萬有引力的的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。所以在整個(gè)教材體系中起了承上啟下的作用,并且這樣的安排由簡單到復(fù)雜,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。
從教材的地位和作用方面來看,本章節(jié)是運(yùn)動(dòng)學(xué)中的重要概念,也是高一年級(jí)物理課程中比較重要的概念之一,是對(duì)物體運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)上的升華,它把運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)聯(lián)系在了一起,具有承上啟下的橋梁作用,也是學(xué)生知識(shí)系統(tǒng)中不可或缺的.重要組成部分。
二、學(xué)情分析
【知識(shí)基礎(chǔ)方面】在學(xué)習(xí)本節(jié)課前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、向心加速度,具備了探究向心力的基本知識(shí)和基本技能,這為本節(jié)課的探究性學(xué)習(xí)起到了鋪墊作用。
【思維基礎(chǔ)方面】高一的學(xué)生通過初中科學(xué)和第一學(xué)期的學(xué)習(xí),具有了一定的物理思維方法和較強(qiáng)的計(jì)算能力,但接受能力尚欠缺,需要教師正確的引導(dǎo)和啟發(fā)。
【情感態(tài)度方面】在學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)中,與向心力有關(guān)的現(xiàn)象有,但是有一些是錯(cuò)誤的這就給學(xué)生理解向心力的概念帶來困難。
三、教學(xué)目標(biāo)
【知識(shí)技能目標(biāo)】理解向心力的定義;
能說出向心力的定義、寫出向心力的定義式和單位理解向心力的作用效果;用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式;
【過程方法目標(biāo)】
通過對(duì)向心力,向心加速度,圓周運(yùn)動(dòng),牛頓第二定律的理解與學(xué)習(xí),相互聯(lián)系,體驗(yàn)對(duì)物理概念的學(xué)習(xí)方法
【情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)】
通過用概念前后聯(lián)系的方法得出加速度的概念,感悟到探索問題解決問題的興趣和學(xué)無止境的觀點(diǎn);
通過向心力的教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)實(shí)的生活經(jīng)歷與體驗(yàn)出發(fā),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;通過一些有趣的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn),加深學(xué)生的印象,容易讓學(xué)生理解,引起學(xué)生興趣;
四、重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):向心力表達(dá)式驗(yàn)證,向心力來源與作用效果。設(shè)定一定運(yùn)動(dòng)情景,來驗(yàn)證向心力表達(dá)式。來源進(jìn)行舉例說明,進(jìn)行受力分析。(重點(diǎn)如何落實(shí))
難點(diǎn):向心力表達(dá)式的驗(yàn)證。通過用圓錐擺粗濾驗(yàn)證表達(dá)式,通過圓錐擺做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解釋原理,分析其在運(yùn)動(dòng)角度和手里角度的合外力,測量數(shù)據(jù)與測量器材,一步步得出表達(dá)式的正確。(難點(diǎn)咋么突破)
五、教學(xué)方法與手段
教學(xué)方法:演示法,講授法,討論法教學(xué)手段:多媒體,口述
六、教學(xué)過程
1.引入
回顧本章內(nèi)容,復(fù)習(xí)向心加速度,放一個(gè)有關(guān)視屏,向同學(xué)提問物體為甚么做圓周運(yùn)動(dòng)?
2.新課教學(xué)(熟悉一下過渡)
一、做小球做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn),多問題進(jìn)行思考,得出向心力特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)
二、教授有關(guān)向心力的有關(guān)知識(shí)并進(jìn)行一定補(bǔ)充。
三、用圓錐擺粗濾驗(yàn)證向心力表達(dá)式小結(jié):向心力定義表達(dá)式
高中物理向心力教案3
【教學(xué)目標(biāo)】
一、知識(shí)與能力
1、知道向心力的定義和方向,通過實(shí)例認(rèn)識(shí)向心力的作用效果及來源。
2、通過實(shí)驗(yàn)理解向心力的大小與哪些因素有關(guān),初步掌握向心力的公式并可以進(jìn)行計(jì)算。
3、知道向心加速度及其公式,能運(yùn)用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力及向心加速度。
4、經(jīng)歷向心力和向心加速度的概念形成過程的體驗(yàn),大膽發(fā)表自己對(duì)有關(guān)問題的認(rèn)識(shí)。
二、過程與方法
通過向心力理論分析到實(shí)驗(yàn)探究,培養(yǎng)學(xué)生用理論指導(dǎo)實(shí)踐的素養(yǎng)和能力。
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
培養(yǎng)學(xué)生觀察生活,思考生活現(xiàn)象的能力,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生大膽分析及勇于探究的科學(xué)素養(yǎng),以及尊重實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐的客觀唯物精神。
【教學(xué)重點(diǎn)】
向心力概念的建立及實(shí)驗(yàn)探究向心力的'大小是教學(xué)重點(diǎn)。
【教學(xué)難點(diǎn)】
向心力概念的建立及實(shí)驗(yàn)探究向心的大小也是教學(xué)難點(diǎn)。通過簡單實(shí)例及分組實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)感知,突破難點(diǎn)。
【教具準(zhǔn)備】
1、小球、細(xì)繩和光滑木板16套
2、小鏈球16對(duì)。
3、向心力演示器16臺(tái)。
4、課件。
【教學(xué)過程】
一、引入新課
欣賞視頻:我國選手趙宏博和申雪在06年冬奧會(huì)花樣滑冰比賽中,以精彩表演獲得金牌,為國爭光。視頻中申雪的運(yùn)動(dòng)可以近似看成什么運(yùn)動(dòng)?(學(xué)生回答:勻速圓周運(yùn)動(dòng)),其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)刻改變的原因是什么?(學(xué)生回答:受到合外力)有力就會(huì)產(chǎn)生(加速度)。這節(jié)課我們共同探究做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體合外力及加速度的特點(diǎn)。
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