教学目标
知识目标
1、知道什么是向心力,什么是向心加速度,理解匀速圆周运动的向心力和向心加速度大小不变,方向总是指向圆心.
2、知道匀速圆周运动的向心力和向心加速度的公式,会解答有关问题.
能力目标
培养学生探究物理问题的习惯,训练学生观察实验的能力和分析综合能力.
情感目标
培养学生对现象的观察、分析能力,会将所学知识应用到实际中去.
教学建议
教材分析
教材先讲向心力,后讲向心加速度,回避了用矢量推导向心加速度这个难点,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,之后直接应用牛顿第二定律得出向心加速度的表达式,顺理成章,便于学生接受.
教法建议
1、要通过对物体做圆周运动的实例进行分析入手,从中引导启发学生认识到:做圆周运动的物体都必须受到指向圆心的力的作用,由此引入向心力的概念.
2、对于向心力概念的认识和理解,应注意以下三点:
第一点是向心力只是根据力的方向指向圆心这一特点而命名的,或者说是根据力的作用效果来命名的,并不是根据力的性质命名的,所以不能把向心力看做是一种特殊性质的力.
第二点是物体做匀速圆周运动时,所需的向心力就是物体受到的合外力.
第三点是向心力的作用效果只是改变线速度的方向.
3、让学生充分讨论向心力大小,可能与哪些因素有关?并设计实验进行探究活动.
4、讲述向心加速度公式时,不仅要使学生认识到匀速圆周运动是向心加速度大小不变,向心加速度方向始终与线速度垂直并指向圆心的变速运动,在这里还应把“向心力改变速度方向”与在直线运动中“合外力改变速度大小”联系起来,使学生全面理解“力是改变物体运动状态的原因”的含义,再结合无论速度大小或方向改变,物体都具有加速度,使学生对“力是物体产生加速度的原因”有更进一步的理解.
教学设计方案
向心力、向心加速度
教学重点:向心力、向心加速度的概念及公式.
教学难点:向心力概念的引入
主要设计:
一、向心力:
(一)让学生讨论汽车急转弯时乘客的感觉.
(二)展示图片1.链球做圆周运动需要向心力.〔全日制普通高级中学教科书(试验修定本·必修)物理.第一册98页〕
(三)演示实验:做圆周运动的小球受到绳的拉力作用.
(四)让学生讨论,猜测向心力大小可能与哪些因素有关?如何探究?引导学生用“控制变量法”进行探索性实验.(用向心力演示器实验)
演示1:半径r和角速度一定时,向心力与质量m的关系.
演示2:质量m和角速度一定时,向心力与半径r的关系.
演示3:质量m和半径r一定时,向心力与角速度的关系.
给出进而得在.
(五)讨论向心力与半径的关系:
向心力究竟与半径成正比还是反比?提醒学生注意数学中的正比例函数中的k应为常数.因此,若m、为常数据知与r成正比;若m、v为常数,据可知与r成反比,若无特殊条件,不能说向心力与半径r成正比还是成反比.
二、向心加速度:
(一)根据牛顿第二定律
得:
(二)讨论匀速圆周运动中各个物理量是否为恒量:
vTf
探究活动
感受向心力
在一根结实的细绳的一端拴一个橡皮塞或其他小物体,抡动细绳,使小物体做圆周运动(如图).依次改变转动的角速度、半径和小物体的质量.
体验一下手拉细绳的力(使小球运动的向心力),在下述几种情况下,大小有什么不同:使橡皮塞的角速度增大或减小,向心力是变大,还是变小;改变半径r尽量使角速度保持不变,向心力怎样变化;换个橡皮塞,即改变橡皮塞的质量m,而保持半径r和角速度不变,向心力又怎样变化.
做这个实验的时候,要注意不要让做圆周运动的橡皮塞甩出去,碰到人或其他物体.
教师们每天都需要编写教案和准备课件,他们必须认真对待这项工作。在编写教案和制作课件时,他们需要特别注意教学环节的衔接与连贯。小编特别推荐一篇内容深度的文章,标题是“向心力教案”,请大家关注我们网站发布的最新信息,以及时调整公司方针。
一、说教材:
1、新老教材比较
老教材是从日常现象观察、猜测向心力会与什么因素有关,然后运用控制变量法(利用向心力演示仪)得出向心力的表达式,再根据牛二定律推导出向心加速度表达式,对向心加速度表达式an没有进行理论推导,总体思路是由向心力这个本质到向心加速度这个现象。
新教材的设计思路正好相反,从现象到本质,从特殊到一般,教材先从生活,生产中很多圆周运动的现象得出速度方向变化必须要有加速度,在通过数学推导(体现极限思想)得出向心加速度的表达式,再根据牛顿第二运动定律推导出向心力的表达式。教材到这儿本可以结束,但是新教材,通过圆锥摆实验粗略验证了向心力表达式(以前是向心力演示仪),这个验证实验起到了一举三得的作用:
①验证了向心力表达式的正确性
②验证了向心加速度表达式的正确性
③验证了匀速圆周运动是由合外力提供向心力。
向心力不是具体的力,可以是某一个力,也可以是几个力的合力,甚至是每个力的分力,是按效果命名的力。
从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般的曲线运动,体现了从特殊到一般的思想,在处理一般曲线运动时也采用微分思想
2、本课在教材中的地位
圆周运动与抛体运动都是很重要的曲线运动,为了学习《向心力》前面已有很多知识铺垫,如:曲线运动的方向、条件、描述圆周运动的概念及物理量,包括向心加速度。这是前,那么后呢?学好本节可以为本章应用部分及万有引力知识做必要准备,所以本节内容具有承上启下,承前启后的作用,是本章乃至本册的重要内容。
二、三维目标:
1、知识与技能。
(1)了解向心力概念,知道向心力是效果力;
(2)掌握向心力的表达式,会计算简单情景中的向心力。
2、过程与方法。
(1)体验向心力的存在,会分析向心力的来源;
(2)从牛顿第二定律角度理解向心力表达式,进一步体会力是产生加速度的原因;
(3)用圆锥摆粗略验证向心力表达式。
3、情感态度与价值观。
(1)在实验操作中培养学生的动手习惯,提高理解、分析、解决问题的能力;
(2)让学生感受成功的快乐,体会实验的意义,激发学生学习物理的兴趣。
三、教学探究的重点与难点
1、本节教学重点:
①圆锥摆实验的探究过程。
②牛顿第二定律在曲线运动中的应用,在前面学习抛体运动的基础上,有学习圆周运动,让学生了解牛顿运动定律不仅适用于直线运动,同样适用于曲线运动,让学生体会牛顿力学的魅力。
③明确1、圆周运动中向心力的来源;2、向心力的确定方法与公式。
2、教学难点:
①圆锥摆实验及有关物理量的测量(难就难在你不敢去尝试,我准备了这个演示实验,预先我也测了一下,结果还可以,误差很小,我觉得即使误差大,也要去尝试,做比不做好,让学生体会验证实验过程)。麻烦可能会出在
⑴怎样点悬
⑵怎样保证做圆周运动
⑶怎样测高度
②1、圆周运动中向心力的来源;
2、圆锥摆实验及相关物理量的测量。
四、教学方法
本课采用“引导探究”式教学法,该教学法以解决问题为中心,注重学生的独立钻研,着眼于创造思维的培养,充分发挥学生主动性。其主要程序是:提出问题→科学猜想→设计实验→科学探究→得出结论→指导实践。它不仅重视知识的获得,而且更重视学生获得知识的过程及方法,更加突出了学生的主动学习。学生活动约占课时2/5。课堂气氛将较活跃。能真正体现“以教为主导,以学为主体”的教学思想。
五、教学流程(时间安排贯穿其中)
1、导入新课(3分钟)
创造学习圆周运动的情景,激发学生学习兴趣是引入新课的知道思想。举例和展示生活、生产中、体育比赛中的一些圆周运动的例子,如我在课件里就安排了几段动画。如:①双人滑冰的动画②轻绳牵好小球在光滑冰面上做圆周运动等,引导学生观察归纳出他们的共同特征。让学生思考圆周运动的条件,以及怎样满足哪些条件,让学生的思维进入新课教学的轨迹。
2、新课教学(30分钟)
(1)受力分析及规律总结向心力(8分钟)
课件展示几个圆周运动实例,引导学生对物体进行受力分析,让学生发现,做圆周运动的物体受到的合力总指向圆心,从而得出向心力的概念,理解向心力是做圆周运动物体所受的合力,是按效果力命名的,再引导根据牛二定律及所学向心加速度的公式,推导出向心力的表达式。到这儿会有疑问向心加速度本身数学推导得出,再推出向心力这两个公式可靠吗?有没有办法验证?
(2)进入圆锥探究实验,理论推导及实验验证(本部分既重也难,时间15—18分钟)
学生自主阅读课本实验,课件展示问题(原理、器材、需测数据表格)时间2—3分钟可以讨论,好了以后学生汇报(照阅读提纲)学生汇报,教师点评、分析可不测r、m(通过投影片)引导学生设计实验,记录表,与学生共同参与演示实验(测长度、可以老师测,学生帮助,与学生一起数圈)采集好数据后,当场进行计算。改变高度,再做一次,学生讨论评估实验误差。有无改进办法。再介绍几个典型的圆周运动,如物理跟转盘一起转动,
(3)解决问题及课堂拓展(8—10分钟)
引导学生总结向心力的特点及规律,得出向心力的公式,通过课本的习题进行巩固练习所学知识点达到知识融会贯通的效果。
(3)课堂小结(2分钟)
(4)本和教学实施都落实了高中物理新课程的目标要求,体现了新课程的精神,采取“学生自主探究,教师启发导学”的新教法,充分调动学生自主学习,让学生自主探究。让学生经历了“提出问题→猜想与假设→设计实验→实验探究→分析与论证→交流与合作→得出结论”等一系列过程,亲身体会到科学探究的过程。通过实验探究,让学生人人参与,亲身体验探究过程,活跃学生思维,并在探究中突破教学难点。教师结合演示实验,同时充分利用“多媒体课堂辅助教学资料库”的教学课件,使课堂的教学效果大大提高
(5)作业布置
(a)P22 1—5。
(b)尝试课本P22“做一做”实验,可以当场尝试,如就地取材,塑料胶带或线牵小球做圆周运动。
六、板书设计
新课程强调“将学习的重心从过分强调知识的传承和积累向获取知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的精神”。为此本教学设计和教学实施就是采用学生实验探究和教师演示实验相结合的实验探究教学法。
教学内容
《普通高中课程标准实验教科书·物理(2)》(司南版)
教学目标
1、知识与技能
(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系,能运用向心力公式进行计算。
(3)知道向心加速度及其公式,能运用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力和向心加速度。
2、过程与方法
(1)经历形成向心力概念的过程,培养学生观察、分析、归纳能力。
(2)通过创设一定的问题情境,让学生经历探索向心力F与哪些因素有关的过程,学习控制变量法,培养学生分析论证等能力。
3、情感态度与价值观
学习科学研究方法和科学研究态度,发展学生对科学的好奇心与求知欲,使学生乐于探究自然界的奥秘,体验探索自然规律的艰辛与喜悦,培养学生主动参与活动的热情和与他人合作的精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,敢于坚持正确观点,勇于修正错误,具有团队精神。
教材分析
《向心力和向心加速度》是司南版必修2第三章第二节。本节是本章承上启下的重要知识,学好这一节可以为学好本章应用部分以及万有引力的应用作必要准备。 教材先讲向心力,后讲向心加速度,回避了用矢量推导向心加速度这个难点,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,之后直接应用牛顿第二定律得出向心加速度的表达式a=rω2或a=v2/r,顺理成章,便于学生接受。
学情分析
在前面的教学中,学生已经学习了匀速圆周运动。知道描述匀速圆周运动快慢的物理量有线速度、角速度、周期、转速等,并理解它们之间的关系。知道在传动装置中,共轴的轮子上各点的角速度相等;皮带转动(不打滑)中,凡和皮带接触的点,线速度的大小相等。这些都为本节课的学习奠定了基础。但学生只是表面知道匀速圆周运动是一种变速运动,因为它的线速度方向时刻在变,更深一步来分析,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?学生将带着这些疑问来进入本节课的学习。
教学过程
一、引入新课
1、 设置情景
教师做“水流星”实验,并设下疑问:为什么盛水的杯子以一定的速度做圆周运动,水不从杯里洒出,甚至杯子在竖直面内运动到最高点时,杯口已经朝下,水也不会从杯里洒出来?
[在课堂上创设真实可见的物理情景,通过演示实验的现象,使学生产生悬念,激发好奇心和探索欲望,培养学生把生活与物理联系一起的习惯。]
2、 复习提问
(1)什么是匀速圆周运动?
(2)“匀速”的含义是什么?
在上节课的基础上,学生很快得出答案。教师引导学生分析:由于匀速圆周运动的速度方向时刻在变,所以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。那么做匀速圆周运动的物体所受合外力一定不为零。那么物体所受的外力有何特点?加速度怎样呢?指出:这两个问题即是我们这节课要研究的问题,且通过这节课的学习大家即可自行解释前面小实验的因果。
[采用这样的导入法是在复习旧知识的基础上,提出将要进一步研究的问题,从而使学生对讲授的新内容产生迫切求知的欲望,主动积极开展思维活动,进入新课的学习。同时能给学生一种知识的整体感。]
二、向心力
1、实验探究“小球在光滑水平面做圆周运动”。
(1)、步骤
①一个小球,拴在绳的一端,绳的另一端固定于桌上,原来细绳处于松驰状态
②用手轻击小球,观察绳绷直前后小球的运动情况。
(2)、借助课件引导学生讨论、分析:
①绳绷紧前,小球做匀速直线运动,小球受到哪些力的作用?
②绳绷紧后,小球做匀速圆周运动,小球受到哪些力的作用?合外力是哪个力?这个力的方向有什么特点?这个力起什么作用?
(3)、通过讨论得到:
①做圆周运动的物体始终受到一个指向圆心的力的作用,这个力叫向心力。
②向心力指向圆心,方向不断变化。是变力。
③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。
[这实验简单易做,效果明显,通过亲身感受学生获得了成功的乐趣。讨论时教师应适时介入引导学生得出正确的结论。]
2、课件展示动画:(1)圆锥摆 (2) 物体相对转盘静止,随盘做匀速圆周运动 (3)汽车转弯 (4)卫星绕地球运行
3、向心力的来源:通过对以上四个圆周运动实例的分析得出向心力的`来源可以是某一个力(重力、弹力、摩擦力)或几个力的合力,也可以是某个力的分力。
4、应用:学生尝试解释“水流星”的实验现象。
[向心力的来源是学生在本章学习中的一个难点,用多媒体呈现直观刺激材料,易引起学生注意,提高学习兴趣。 圆锥摆等现象中,物体都做圆周运动,具有运动方面的共性,由此启发学生对这些物体的受力进行分析,寻找受力方面的共性,使学生经历了分析、比较、归纳等思维过程,也体验到了成功的喜悦。学生在未来的学习中可能将向心力当成独立的一个力,教师此时应特别指出:受力分析时, 不能多出一个向心力。且①物体做匀速圆周运动时,向心力就是物体所受到的合外力。②物体做非匀速圆周运动时,向心力物体并非是所受到的合外力。]
三、 向心力的大小
1、 实验探究:感受向心的大小
让学生利用身边的材料如钥匙串、橡皮擦、笔、细绳等动手实验并感受向心的大小。
(1)让学生用细线联结钥匙串、橡皮擦、笔等,然后拉住绳的一端,让钥匙串、橡皮擦、笔等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。
(2)引导学生猜想:向心力的大小可能与物体的质量、角速度、半径有关。因此在探究向心力大小实验中应采用控制变量法来研究这一问题。
[该小实验在此做了改动,与课本上的不尽相同。做该实验时学生的感受更直接,更易操作。提醒学生实验时应使物体尽可能在水平面内做圆周运动,这样绳的拉力近似等于向心力。]
课件展示:
2、 实验探究向心力大小
(1)实验方法:控制变量法
(2)介绍向心力演示器的构造和使用方法。
(3)实验过程
①质量不同的钢球和铝球,当它们运动的半径r和角速度ω相同时,比较向心力的大小
②两个质量相同的小球,保持运动半径相同,观察向心力与角速度之间的关系
③两个质量相同的小球,保持小球运动的角速度相同,观察向心力的大小与运动半径之间的关系
(4)实验记录表格
实验质量比值(m1:m2)半径比值(r1:r2)角速度比值(ω1:ω2)向心力近似比值(F1:F2)123
(5)实验结论:
①实验表明物体做圆周运动所需向心力大小为:
F=mω2r (式中F表示向心力,m表示物体的质量,ω是物体做圆周运动的角速度,r是所做圆周运动的圆周半径。)
②应用线速度和角速度的关系,上述公式可变形为:
F=mv2/r (式中v是做匀速圆周运动的线速度)
[对于控制变量法学生已有一定程度的认知,因此在学生的自主探究并提出猜想后通过演示实验师生一起探究最后得出向心力大小的关系式。在介绍向心力演示器的构造和使用方法时教师可结合传动装置中,共轴的轮子上各点的角速度相等,皮带传动(不打滑)中,凡和皮带接触的点,线速度的大小相等这一知识点让学生思考怎样控制角速度不变。当学生明白这一问题后,教师的演示也可换成学生的演示。不然,台上的忙得不亦乐乎,台下的却不知所以然,纯看热闹。]
四、向心加速度:
⒈ 定义: 由向心力产生的加速度叫向心加速度。
2、物理意义: 它是表示速度方向变化快慢的物理量。
3、向心加速度的大小与方向
(1)引导学生利用牛顿第二定律推导出向心加速的表达式----a=ω2r.
向心力的大小还可以用F=mν2/r来表达,同样向心加速度也可表示为--a=ν2/r.
(2)方向:与向心力的的方向一致。沿半径指向圆心,方向不断变化,所以匀速圆周运动是变加速运动。
4、动动脑:a=ω2r、a=ν2/r ,a与r究竟是成正比呢,还是成反比?
指出:当w一定时,a∝r
当v一定时,a∝1/r
5、课本例题:在航空竞赛场里,由一系列路标塔指示飞机的飞行路径。在飞机转弯时,飞行员能承受的最大向心加速度大小约为6g(g为重力加速度)。设一飞机以150 m/s的速度飞行,当加速度为6g时,其路标塔转弯半径应该为多少?
六、小结[在小结中需给学生指出,向心力和向心加速度的公式虽然是从匀速圆周运动中推导出来的,但这些公式对变速圆周运动中求某点的向心力和向心加速度也适用.]
七、作业:P72 3、4、5小题
设计思路
向心力和向心加速度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。为了突破重点,难点,本节课本节首先通过创设真实可见的物理情景,激发他们的求知欲,引起学习的兴趣。然后学生亲身进行实验探究来感受向心力。当学生对向心力的概念有了一定的认识后,就进一步提出向心力的大小与哪些因素有关呢?再让学生动手完成感受向心力大小的小实验后做出猜想,然后借助了向心力演示器进行实验,从而得出了向心力公式。接着运用牛顿第二定律,给出向心加速度的公式,让学生明白匀速圆周运动的向心力和向心加速度的大小不变,但方向时刻在改变。
本教学设计和教学实施都落实了高中物理新课程的目标要求,体现了新课程的精神,采取“学生自主探究,教师启发导学”的新教法,充分调动学生自主学习,让学生自主探究,亲身体会到科学探究的过程。通过实验探究,让学生人人参与,亲身体验探究过程,活跃学生思维,并在探究中突破教学难点。教师结合演示实验,同时充分利用多媒体课辅助教学,使课堂的教学效果大大提高。这是一节科学的、操作性很强的教学设计案例。
【摘要】针对新教材有关向心力概念的教学进行设计,体现学生自主建构概念的思想,在课堂上采用学生自主建构活动的教学方式进行教学,让学生自然地掌握概念,获得好的教学效果。
【关键词】向心力自我建构活动教学设计
高中物理人教版新、老教材对向心力的处理呈现了很大的不同,老教材通过对一二个实例归纳得出向心力的概念,着重于对向心力大小的**;新教材从理论上推导了向心加速度的方向和大小,得出了向心力的概念和大小,并通过实验验证了向心力的大小。笔者认为,对向心力概念及其内涵的理解与把握程度直接影响到学生对相关问题的分析,教学中如何帮助学生有效地构建这个概念很值得**。相比之下,新教材更注重前后知识的衔接,逻辑性强,更有利于学生全面建构向心力概念。
然而从运动学角度直接推导向心加速度显得起点较高,学生往往感到困难。因此,笔者在理解新教材精神的基础上,对相关教材进行了重新整理,并将教学分为两个阶段。第一节课着重于向心力概念的建构,第二节课着重于**向心力的大小。
其中第一课时的教学录像获第5届全国物理创新大赛一等奖,在此将该课的设计思想、教学过程及评析与各位同行作一交流与**。
一、教学设计思想
建构主义学习理论认为,物理概念的学习是由学生根据已有认知主动建构自己知识经验的过程,教师应当帮助学生在已有知识经验的基础上生长、发展、完善、深化对概念的认知。从知识的前后联系来看,向心力并非全新的知识,而是学生头脑中已有的动力学知识在圆周运动中进一步的发展和延伸。因此,笔者在进行教学设计时,将重点放在对匀速圆周运动的受力特点与其动力学机制的**上,引导学生在**规律的过程中不断生长和构建起向心力的概念。
整节课按“提出课题、感知体验、理论**、应用拓展”这一线索展开教学,通过不断创设问题情境,推动学生积极体验、主动思维、相互交流,充分调动学生的自主建构活动,使学生认知层层深入,最终实现对概念的较深层且全面的理解,进而获得能力的提升、感受学习的成就。
我和大家一块欣赏这堂课。每次听曾逆老师的课,收获都很多,让我点评感到很为难。
我们感觉到学生不愿花时间在语文上,我们语文跟别的学科争不到时间,被数学、物理呀什么的占用了。让学生在语文上花时间确实感到太难。曾老师在这方面就做的很好。曾老师注重培养学生积累的习惯、自学的习惯。在激发学生兴趣方面,正是因为学生准备充分,展示也很充分,加上老师鼓励学生鼓励,那学生不是更有兴趣?有句话说,书不是教出来的,是学出来的。我觉得这句话很有道理。学生有兴趣,肯定学的'好。在知识储备上,语文是一个慢功,不像理科,理科是阶梯式的,文科是平面型的。曾老师这种加强课前准备的做法是很好的。
曾老师以板块整合取舍的做法也特别值得我们学习。
语文教学有一种现象:长篇讲不下去,短篇讲不出来,怎样做到长篇短讲短篇长讲呢?怎样让学生有事干啊?这方面曾老师做的很好。既重视考与学的关系,又重视学生的主体,结合得非常好,而且环环紧扣。
课前有明确的目标,学习有针对性。目标就是指挥棒。曾老师善于培养学生发现问题,解决问题的能力。让学生寻找空白,提出问题,然后由学生解决问题,这让我有很大的启发。但是我觉得一些重点句、词可以再挖掘一下。比如说这首词讲什么?愁。愁什么?怎么这么多愁?这里可以挖掘一下。
我们检查时经常发现老师在上面讲得兴致勃勃,可下面学生睡下一片。其实学生的思维一下子被激发出来,有时学生又不按你的思路走啊,该怎么办?比如说这个制作名人档案的环节,学生讲得很好,但是又刹不住车。这时又不能打断学生更不能打击学生,可是时间又紧,曾老师用做档案的"要求及时加以引导,改变了较为被动的局面,这就需要很强的课堂驾驭能力。
课件上的“聊一聊xxx志展才学”、“读一读浮想联翩解真情”、“赏一赏慧眼识珠见灵性”等等,一看就知道很有功底,而且语言非常简洁、清晰。老师在课堂上既是编剧、导演又是主持人。这语言是能潜移默化的。做老师啊,语言最怕苍白、无味,这样学生也感到乏味。曾老师的语言充满激情,很有感染力。
教学最终落着点还是提高能力。曾老师在学生表达能力、感悟能力的培养上做的很好。
让学生学到了很多东西,让我们也学到了很多东西。
§6.7向心力
教学目标
知识目标
1、知道什么是向心力,理解匀速圆周运动的向心力大小不变,方向总是指向圆心.
2、知道匀速圆周运动的向心力的公式,会解答有关问题.
能力目标
培养学生探究物理问题的习惯,训练学生观察实验的能力和分析综合能力.
情感目标
培养学生对现象的观察、分析能力,会将所学知识应用到实际中去.
教学重点:向心力的概念及公式.
教学难点:向心力概念和向心力与合外力的关系
教材分析
上一节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后,进一步得出了向心加速度的大小。从理论角度出发,根据牛顿第二运动定律,就可以得出做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向和大小,即向心力的方向和大小。这个结论也是一般性结论。
教学过程:
引入:
做圆周运动的物体速度不断的变化,说明物体的运动状态在不断的变化。也就说明了做圆周运动的物体受到了力的作用.比如:用手抡一个被绳系着的物体,使它做圆周运动,是绳子对物体有力的作用;月球绕地球转动,是地球对月球有引力的作用。
一、向心力:
1.定义:做匀速圆周运动的'物体具有向心加速度,根据牛顿第二定律,这个加速度一定是由于受到了指向圆心的合力。这个合力叫做向心力。
2.方向:始终指向圆心
3.公式:根据牛顿第二定律或者
4.向心力的来源:做匀速圆周运动的物体受的向心力就是物体的合外力
可以是某个力,也可以是几个力的合力还可以是某个力的分力。
(学生举例教师补充)
5说明:
(1)向心力总是指向圆心与速度方向垂直。
(2)向心力是根据力的作用效果来命名的
6.向心力与半径的关系:
当一定时与成反比
当一定时与成正比
二、变速圆周运动
1.向心力与合外力的关系:
现实生活中(课本P54做一做,让学生做)用抡绳子来调节沙袋的速度的大小,那么向心力能改变速度的大小吗?向心力的方向与线速度方向始终垂直不能改变其大小,这就说明物体合外力在这里不等于向心力。通过我们的仔细观察琢磨,我们使沙袋加速时,绳子牵引沙袋的方向并不与沙袋运动的方向垂直。即此时物体所受合外力方向并不指向圆心。
结论:
(1)物体做匀速圆周运动时物体的合外力等于向心力
(2)物体做变速圆周运动时物体的合外力不一定等于向心力
(3)物体做变速圆周运动时合外力沿指向圆心方向的分力为
向心力产生向心加速度,沿切向的分力产生切向加速度
(4)向心加速度改变速度的方向;切向加速度()改变速度的大小
(5)匀速圆周运动只有;变速圆周运动同时具有、
例题:
1如图所示,用长为L的细线栓一个质量为M的小球,使小球在水平面内做匀速圆周运动,细线与竖直方向间的夹角为,关于小球的受力情况,下列说法正确的是()
A.小球受到重力、线的拉力和向心力三个力。
B.向心力是线的拉力和小球所受重力的合力
C.向心力等于细线对小球拉力的水平分量
D.向心力的大小等于
2.课本P55课后练习
本节课在学生掌握了圆周运动物理量的描述,(线速度,角速度,周期,频率,转速)以及直线运动加速度,平抛运动加速度的基础上学习,让学生知道向心加速度能够表示匀速圆周运动物体速度变化的快慢究竟是怎么一回事。《向心加速度》一节是本章承上启下的重要知识,学好这节内容,一方面可以深化前面所学的匀速圆周运动知识,另一方面又为第六章万有引力与航天的学习打好必要的基础。
教材从了解运动的规律过渡到了解力跟运动关系的规律;把向心加速度放在向心力之前,从运动学的角度来学习向心加速度。教材为了培养学生科学探究合作能力,改变了过去从向心力推导向心加速度的 教学 方式。
高一学生对物体的受力分析和运动情况分析已经有了一定的基础,也学习了牛顿三大定律,初步具备了以加速度为桥梁的运动与力的关系的知识体系。他们的好奇心强,具有较强的探究欲望且有多次小组合作经验。但他们的逻辑推理能力和抽象思维能力不是很好,不注重对知识内涵的研究,对物理的学习还缺乏方法,习惯于硬套公式。而向心力向心加速度概念比较抽象,会给学生的学习带来较大的困难。针对学生的实际情况,在教学中我利用实例来分析匀速圆周运动的物体所受的合力,再由实验来探究向心力的大小与物体的质量、圆周半径、线速度的关系,而后用牛顿第二定律引出向心加速度方向和大小,这样符合教材编写的意图,突出概念教学的物理过程,真正让学生体验到了学习过程。
破教学的重点和难点,为了体现了教师的主导作用和学生的主体地位,我主要采用“引导探究式”教学法,创设情景,引导探究,让学生自觉提问,大胆猜想,动手操作,合作交流。
(四)【教学用具】:
为了强调了物理实验的真实性,为了突出媒体创设情景的有效性,我准备了多媒体器材、课件、投影等作为本节课的教具。?
2、知道向心加速度和线速度、角速度的关系式。
3、能够运用向心加速度公式求解有关问题。
体验向心加速度的导出过程,领会推导过程中用到的数学方法。
培养学生思维能力和分析问题的能力,培养学生探究问题的热情、乐于学习的品质。
理解匀速圆周运动中加速度的产生原因,掌握向心加速度的确定方法和计算公式。
(一)引入新课:
教师活动:通过前面的学习,我们已经知道,做曲线运动的物体,速度一定是变化的,即作曲线运动的物体,一定有加速度,且合外力不为零。我们还知道,对于一般的曲线运动,合外力和加速度总指向曲线的凹测,圆周运动是曲线运动,那么做圆周运动的物体,加速度的大小和方向如何来确定呢?这节课我们就来学习这个问题。
教师指导学生阅读教材 “思考与讨论”部分,投影图6.6-1和图6.6-2以及对应的例题,引导学生思考讨论并回答。
学生认真阅读教材,思考问题,选出代表发表见解。
教师给予补充,必要时给学生启发,引导学生解决,回答学生提出的问题。
设疑:我们这节课要研究匀速圆周运动的加速度,可是以上两个例题却在研究物体所受的力,为什么呢?
点评:唤起学生进一步探究新知的欲望。为下一步的研究确定思路。
学生由牛顿第二定律知,合外力方向与加速度方向相同。
●规律总结:
1.匀速圆周运动的物体所受到的合外力沿着半径指向圆心.
2.匀速圆周运动的加速度的方向沿着半径指向圆心,与圆周相切,叫做向心加速度.
我们知道了匀速圆周运动加速度的方向,我们知道加速度是矢量,方向如何呢?由直线运动的加速度定义a= 引入。
教师指导学生阅读教材 “速度变化量”部分,引导学生在练习本上画出物体加速运动和减速运动时速度变化量Δv的图示,投影展示:
如果初速度v1和末速度v2不在同一直线上,如何表示速度的变化量Δv?
教师引导,投影展示:
速度的变化量△v与初速度v1和末速度v2的关系:从同一点作出物体在一段时间的始末两个速度的矢量v1和v 2,从初速度矢量v1的末端作一个矢量△v至末速度矢量v2的末端,矢量△v就等于速度的变化量。
探究:设质点沿半径为r的圆周运动,某时刻位于A点,速度为VA,经过时间后位于B点,速度为VB,质点速度的变化量沿什么方向?
阅读教材 “向心加速度”部分,投影图6.6-5,思考:
(1)在A、B两点画速度矢量vA和vB时,要注意什么?
(2)将vA的起点移到B点时要注意什么?
(3)如何画出质点由A点运动到B点时速度的变化量Δv?
(4)Δv/Δt表示的意义是什么?
(5)Δv与圆的半径平行吗?在什么条件下,Δv与圆的半径平行?
思考并阅读教材,在练习本上独立完成上面的推导过程。
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。
学情分析
(1)思维基础
根据新课程教学理念,从高一第一学期开始,在课堂教学过程中教师一直重视“过程与方法”的教学,学生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,激励学生自己提出想要研究的问题。
(2)心理特点
依据20世纪最著名的发展心理学家皮亚杰的理论可知高一学生的认知发展过程是由具体运算阶段向形式运算阶段过渡,也是由直观认识向逻辑推理、实验推理过渡阶段,因此在教学中,要遵循从感性到理性的认识规律,本节课抓住学生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,学生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变化的快慢。于是根据牛顿第二定律可知,这个加速度一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。
但由于错误的经验或者说是思维定势,学生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,而是根据作用效果命名的力”(即向心力的来源)对学生来说,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)理解向心力公式的确切含义,并能用来进行简单的计算。
(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,让学生理解其概念。并掌握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,体会控制变量法在解决问题中的作用。
(3)经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程,让学生领会解决问题从特殊到一般的思维方法。并学会用运动和力的观点分析、解决问题。
3.情感态度与价值观
(1)经历从自己提出问题到自己解决问题的过程,培养学生的问题意识及思维能力。
(2)经历从特殊到一般的研究过程,培养学生分析问题、解决问题的能力。
(3)实例、实验紧密联系生活,拉近科学与学生的距离,使学生感到科学就在身边,调动学生学习的积极性,培养学生的学习兴趣。
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)理解向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。
2.教学难点
(1)向心力的来源。
(2)理解向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。
教学策略与手段
本节课设计成了探究性学习课,即在教师创设情景,让学生自己提出想要知道的问题,在教师的引导下,通过全班同学的讨论,自评和互评来不断完善。教师在教学中通过具体的实例、实验,激发学生的求知欲望,让学生主动参与到探究的过程,成为学习的主体,积极主动地获取知识和能力。
一、难点的突破
“向心力不是一种新的力,而是根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”对学生来说都将是难点。因此在匀速圆周运动的例子中,必须让学生对物体进行受力分析,并让学生判断合力的作用效果是什么、产生了怎样的加速度,目的是让学生体验向心力的来源。在变速圆周运动中,让学生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学生测量,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,然后在让学生分析游乐园中转椅的运动和受力情况后,通过让学生体验在实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,并向学生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学生自己让小沙袋做变速圆周运动的体验来说明。这里本人认为直接这样让学生体验并得到上述结论难度不小,所以本设计中先让学生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──物体在什么情况下做变速圆周运动,然后让学生观察并分析链球运动和体验让小球做变速圆周运动时的受力情况,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.引导学生提出自己想要研究的问题。
3.鼓励学生先共同解决自己提出的一部分问题。
4.用实验验证理论──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.让学生知道研究一般曲线运动的方法。
8.课堂小结。
在教学手段上,充分使用ppt、视频、演示实验、身边的圆周运动,以增强教学的生动性和形象性,活跃课堂气氛,从而充分调动学生学习的积极性,落实教学目标。
课前准备
1.实验仪器:带细绳的小钢球(两人一个)。
2.动画及视频:地球绕太阳运动、圆锥摆(动画),双人花样滑冰,游乐园中的转椅和过山车、链球运动的视频及图片。
3.制作ppt。
知识与技能:
知道匀速圆周运动是变速运动及具有向心加速度。
知道向心加速度的公式及向心加速度的 方向。
过程与方法:
通过探究与讨论,体会推导过程中用到的数学方法。
情感态度与价值观:
通过讨论与交流,培养学生思维能力和分析能力,培养学生探究问题的热情。 重点 向心加速度的计算方法和应用 难点 向心加速度方向的确定及其应用 教具 多媒体、学案 教学要点:向心加速度大小、方向及其应用
教学流程: 环节 教 学 内 容 师 生 互 动 设 计 意 图 课前
代表发言进行汇报,大家认真聆听,评价及进行补充 为新课打基础 定向
探究 曲线运动是变速的,一种特殊的曲线运动,即平抛运动是加速度不变的匀变速度曲线运动,那么另一种特殊的曲线运动,即圆周运动是什么性质的运动?本节课我们就来研究这个问题。
1.定义:任何做 运动物体都有指向 的加速度,这个加速度叫做向心加速度。
1.实例分析:
(1)地球绕太阳做近似的匀速圆周运动,地球受到太阳的 ,方向由地球球心指向太阳中心。
(2)光滑桌面上一个小球由于细线的牵引,绕桌面上的图钉做匀速圆周运动,小球受到的力有 、桌面的 、细线的 ,其中 和 在竖直方向上平衡, 总指向圆心。
学生认真聆听、思考,准备进入新课的学习。
阅读教材,完成学案。
联系线速度与角速度,推导出表达式。
结合牛顿第二定律及受力分析,明确加速度的方向。
阅读教材思考与讨论的实例,完成学案。 交代本节主要研究方向,提醒学生进入状态。
阅读教材,提取精华。
通过实例分析,激发兴趣,联系生活,变枯燥为生动。
《向心力与向心加速度》是司南版高中物理必修2第五章的内容。标准要求“知道向心加速度,能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力与向心加速度的关系”。该标准要求学生认识什么是向心力,知道向心力与向心加速度的关系,在此基础上,能分析一些做匀速圆周运动的物体所受的向心力。本节知识是本章的重点,也是本章承上启下的重要内容。学好这部分知识,可以为学习本章后面应用部分打下基础,也为将来进一步探究万有引力定律和有关圆周运动相关知识作好必要的知识和能力准备。
《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理2”的内容标准中,涉及本节的内容有条目2:“会描述匀速圆周运动,知道向心加速度;”条目3:“能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。”该条目的要点是在理解向心加速度、向心力概念的基础上,弄清向心力和向心加速度的关系,能分析一些做匀速圆周运动的物体所受的向心力。
本节内容是继平抛运动后,又一个变速运动的典型实例,是学生普遍感到难学,但又非常重要的部分。在学习该内容前,学生对变速运动概念已有较为全面的理解,知道什么是变速运动,懂得变速运动的物体有加速度以及力是产生加速度的原因。同时已有应用控制变量法进行实验探究的经历。教学中可以尝试应用提出一些问题——设计实验——进行实验——分析实验——得出结论的科学探究教与学的方式,激发学习兴趣,培养学生发现问题,提出问题,分析问题和解决问题的能力,学习科学的思维方法,提升自主学习的能力。
学生已经学习了抛体运动,对变速运动、曲线运动有一定了解。但对向心力与向心加速度的概念,学生还是普遍感到比较难学,而且受错误前概念的影响,难以建立正确的新概念。因此,可以利用高中学生学习的自主性、抽象思维能力都比较强的特点,设置适当的问题情境激发学生的思考、讨论,学生需应用已有知识,积极思维,通过对问题的主动探究、获得概念、得出规律,以达到对知识深入理解和提高能力的目的。
向心力与向心加速度对学生来说虽然是新的概念,且概念本身较难,但学生已具备必要的知识基础,如:知道变速运动的物体有加速度,以及力是产生加速度的原因,也会进行受力分析,并且多次经历了应用控制变量法进行实验探究。因此,教师可以依据思维的逻辑,通过不同类型的实验,设置循序渐进的问题情境,组织学生对一个个问题进行充分的分析、讨论后获得新的知识,即根据问题教学的有关理论展开教学,使整个教学过程成为提出问题、讨论问题、解决问题的过程。从而培养学生自主学习能力、实验能力和交流、讨论的习惯。
1、知道向心力和向心加速度,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。
2、理解向心加速度和向心力公式的含义。
3、能运用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力和向心加速度,通过实例认识向心力的作用及来源。
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。
通过实验,让学生体会从特殊到一般、具体到抽象、层层递进的科学思维方法,培养学生分析、推理和归纳能力。
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。
在学习的过程中体验解决问题成功的喜悦,养成善于交流合作的良好的习惯,懂得应用控制变量法解决问题。
难点:理解向心力的概念和探究向心力大小的实验设计。
:
投影仪、多媒体、CAI课件、向心力演示器、钢球、铝球、细绳、印泥、白纸
多媒体课件、威士忌酒杯、乒乓球、自制环形挡板实验仪、自制水平转盘实验仪、自制向心力笔、向心力演示器。
做“水流星”实验,并设下疑问:为什么盛水的杯子以一定的速度做圆周运动,水不从杯里洒出,甚至杯子在竖直面内运动到最高点时,杯口已经朝下,水也不会从杯里洒出来?
⑴物体分别做直线运动、曲线运动时,所受的合外力F合与速度ν0存在什么关系?
当物体所受合外力为零时,将保持静止或者做匀速直线运动;当物体所受合外力方向与运动方向位于同一条直线上时,物体做变速直线运动;当物体所受的合外力方向与运动方向不在同一条直线上时,物体将做曲线运动。
前面我们学习了匀速圆周运动,匀速圆周运动的速度有什么特点呢?
生:速度大小不变,方向不断变化,也就是说匀速圆周运动是变速曲线运动,它的速度方向不断发生改变。速度方向变了,就存在一个速度改变量,有速度改变量,就有一个加速度。由牛顿第二定律,有加速度就有力。那么做圆周运动的物体受力有何特点?加速度有如何呢?这节课我们先学习这些问题。
演示实验:在光滑的水平桌面上,用一根细绳,一端系一小球,另一端固定在一枚图钉上。将图钉钉在光滑水平桌面上。
用手指沿小球与图钉连线的垂直方向轻轻弹击小球,当绳子未伸直前,小球先做匀速直线运动。
用手指弹击小球,方向同上,加大弹击力量,使小球运动时细绳伸直。细绳伸直后,小球做匀速圆周运动。
2绳绷紧后,小球什么做匀速圆周运动?小球此时受到哪些力的作用,合外力是哪个力?这个力的方向有什么特点?这个力起什么作用?
分析:小球在桌面上做圆周运动时,受到三个外力的作用,即重力G、桌面支持力N和绳子的拉力F,合力就是绳子的拉力F。绳子的拉力的方向呢?
很好。小球受到的拉力方向虽然时刻在改变,但它始终沿着绳子的方向,沿着半径指向圆心。拉力是球拉绳子使绳子发生形变产生的,说明做圆周运动的小球有远离圆心的运动趋势。
显然,正是这个拉力使小球做圆周运动。
结论:做匀速圆周运动的小球,受到的绳的拉力就是它的合力,这个拉力方向始终指向圆心,方向不断变化,不改变速度的大小,只改变速度的方向。
【该问题情境中包含当前要学习的知识,激发学生解决问题,探究新知的动机。同时教学游戏有效激发学生的学习兴趣和探究欲望,也为下面的教学提供实例。引入起到了吸引学生学习的目的,又呼应之后教学,为向心力概念建立和向心力来源创设情境。】
那是不是只有弹力能使物体做圆周运动呢?我们再来看一个实验。这是一个蒙有毛巾的转盘,毛巾上放一个木块,现在我让木块随着转盘近似做匀速圆周运动。请大家对木块受力分析。木块受到哪些力呢?
很好,木块受到重力、支持力和摩擦力。那这个摩擦力是滑动摩擦力还是静摩擦力呢?
对了,是静摩擦力。其中重力和支持力是一对平衡力,作用效果相互抵消。那静摩擦力方向呢?
对了,静摩擦力的方向沿着半径指向圆心。我们学过静摩擦力的方向与运动趋势相反,又从上面的实验得到启发,做圆周运动的物体有远离圆心的运动趋势,所以静摩擦力的方向与这个运动趋势相反,总是沿着半径指向圆心。正是这个静摩擦力使木块做圆周运动。
或: 那是不是只有弹力能使物体做圆周运动呢?我们再来看一个例子,如图4-15。木块随着转盘近似做匀速圆周运动,我们以人为研究对象,请大家对人进行受力分析。人受到哪些力呢?
很好,木块受到重力、支持力和摩擦力。那这个摩擦力是滑动摩擦力还是静摩擦力呢?
对了,是静摩擦力。其中重力和支持力是一对平衡力,作用效果相互抵消。那静摩擦力方向呢?
对了,静摩擦力的方向沿着半径指向圆心。我们学过静摩擦力的方向与运动趋势相反,又从上面的实验得到启发,做圆周运动的物体有远离圆心的运动趋势,所以静摩擦力的方向与这个运动趋势相反,总是沿着半径指向圆心。正是这个静摩擦力使木块做圆周运动。
我们再来看图4-16,链球运动员用力轮着链球做圆周运动,金属链与水平面并不平行,对链球进行受力分析,它受到哪些力呢?
链球受到重力,金属链对它的弹力,我们可以画出它的受力示意图。那是什么力使链球做圆周运动呢?
很好,是重力与拉力的合力,还有没别的说法?我们将拉力和重力沿水平方向和竖直方向进行分解,怎么样?哎,对了,也可以说是拉力的水平分力,方向总是沿半径指向圆心,正是这个力使乒乓球做圆周运动。
现在同学们讨论一下,前面三个例子中小球、人、链球,他们有什么共同点呢?
1.都做圆周运动。
2.都受到指向圆心的力的作用。
很好,他们都做圆周运动,都受到一个始终指向圆心的力的作用。我们把这样的力就叫做向心力。做圆周运动的物体要受到一个始终指向圆心的等效力的作用,这个力叫向心力。
定义中提到了向心力的方向,大家能把它找出来吗?
那向心力是由什么力提供的呢?
第一个例子中是弹力,第二个例子中是静摩擦力,第三个例子中是重力和支持力的合力或者说是支持力的水平分力。还有,我们以后学习的其他性质的力,比如万有引力、电场力、磁场力也能使物体做圆周运动。可见,向心力是可以由这么多不同性质的力提供的,我们不能说向心力就是弹力,就是静摩擦力,它是按效果来命名的,所以向心力是一种等效力。
那么向心力有什么作用效果呢?
向心力的方向始终沿着半径指向圆心,速度方向沿切线方向,可见,向心力的方向与速度方向始终垂直,所以向心力只改变速度方向,不改变速度大小。向心力不做功。
同学们要注意了,做圆周运动的物体要受到向心力,而不是产生向心力。向心力是按效果来命名的,不是一种新的特殊性质的力。
举个例子:刚才做圆周运动的木块受到重力、支持力、静摩擦力和一个向心力,这种说法对吗?很好,不对,因为向心力不是一种新的特殊性质的力,就是静摩擦力提供向心力了。
前面我们学习过了,做圆周运动的物体的线速度的方向沿着切线方向,而向心力总是指向圆心,总是与运动方向垂直,所以向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。如果物体做匀速圆周运动,向心力就是物体受到的合外力;如果物体做非匀速圆周运动(线速度大小时刻改变),向心力并非是物体受到的合外力,我们以后会继续学到这种情况。
讨论与交流:假设你坐在一辆车上周围没有其他乘客,也不靠在车厢上,当车子转弯时,你的向心里是从哪里来的?
上述三个典型实例,符合学生的学习心理特点,既能启发学生思维,又能培养和提高学生分析问题和解决问题的能力。通过分析三个问题情境,学生很直观地总结出向心力的定义及方向,教师再以此总结归纳结出知识框架。但要学生注意:做圆周运动的物体要受到向心力,不是会产生向心力。速度总是沿着切线方向,而向心力是指向圆心,它们总是垂直,即向心力只改变速度的方向而不改变速度的大小。向心力是按力的作用效果命名的,它可能是由弹力、静摩擦力、重力和支持力的合力,甚至是某个力的分力来提供,不要把向心力当作一个特殊性质的力。
过程分析突出了学生的主体地位,切实发挥了学生在课堂教学中应有的作用。学生不是被动的接受知识,而是参与知识的获得过程,体现了“自主学习”的新课程教学理念。
引出学生探究实验:请每位学生用手牵着一个带绳的小球,使小球在水平方向旋转,体验手的拉力对小球运动的影响。
说明:实验过程中注意引导学生体验绳的长短、球的大小、转速的快慢对手拉力的大小的影响。
做圆周运动,学生感受向心力的大小。先体验得出定性的认识,即得出向心力的大小可能质量、半径、角速度、线速度、周期、转速等因素有关。
教师引导分析,线速度、周期、角速度以及转速又有关系,都是描述圆周运动转动快慢的物理量,从而归结为:向心力的大小可能与质量、半径、角速度有关。影响向心力大小的可能因素比较多,应采用控制变量法进行研究。
尊敬的各位评委、各位老师:
大家好!
今天我说课的题目是《向心力向心加速度》,首先我对教材进行分析:
(一)【教材分析】
1、教材的地位与作用
本节课的内容是人民教育出版社(必修)高中物理第一册第五章《曲线运动》的第五节知识,在教材的第86页至89页。从教材的编排可以看出:《向心力向心加速度》一节是本章承上启下的重要知识,学好这节内容,一方面可以深化前面所学的匀速圆周运动知识,另一方面又为后续学习万有引力定律的应用打好必要的基础。
教材先讲向心力,后讲向心加速度,回避了用矢量推导向心加速度公式这个难点。在教材中先通过实例来引出向心力概念,再通过探究性实验给出向心力公式F=mrω2或F=mv2/r,之后直接应用牛顿第二定律得出向心加速度的表达式a=rω2或a=v2/r,这样由易到难,由具体到抽象,顺理成章,便于学生接受。
2、教学目标:根据大纲的要求和教材的特点,本节课我确定了如下教学目标
①、知识目标:通过观察、实验操作,理解什么是向心力,什么是向心加速度。并能运用向心力和向心加速度的公式解答有关问题。
②、能力目标:通过实验让学生懂得用控制变量法来研究物理问题,培养学生的实验能力、分析能力、概括能力,以及小组合作意识,引导学生在合作中交流、学习、互动。
③、情感目标:通过情景视频的引入,渗透爱国主义的教育,激发学生学习的兴趣,通过实验操作,培养学生的实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。
3、教学重点与难点:
根据教学目标,我把本节课的重点定为学生如何理解向心力和向心加速度的概念及公式。另外,由于向心力的概念比较抽象,学生往往容易把向心力当作性质力处理,因此我觉得本节课的难点应为学生怎样建立向心力的概念。
(二)【学情分析】接下来说说学情分析
高一学生对物体的受力分析和运动情况分析已经有了一定的基础,也学习了牛顿三大定律,初步具备了以加速度为桥梁的运动与力的关系的知识体系。他们的好奇心强,具有较强的探究欲望且有多次小组合作经验。但他们的逻辑推理能力和抽象思维能力不是很好,不注重对知识内涵的研究,对物理的学习还缺乏方法,习惯于硬套公式。而向心力向心加速度概念比较抽象,会给学生的学习带来较大的困难。针对学生的实际情况,在教学中我利用实例来分析匀速圆周运动的物体所受的合力,再由实验来探究向心力的大小与物体的质量、圆周半径、线速度的关系,而后用牛顿第二定律引出向心加速度方向和大小,这样符合教材编写的意图,突出概念教学的物理过程,真正让学生体验到了学习过程。
(三)【教法和学法】
“教无定法,贵在得法”,选择有效的教学模式和教学方法是取得良好教学效果的保证。为了突破教学的重点和难点,为了体现了教师的主导作用和学生的主体地位,我主要采用“引导探究式”教学法,创设情景,引导探究,让学生自觉提问,大胆猜想,动手操作,合作交流。
(四)【教学用具】:
为了强调了物理实验的真实性,为了突出媒体创设情景的有效性,我准备了多媒体器材、课件、向心力演示器、小球、橡皮擦、细线、小刀等作为本节课的教具。
(五)【教学过程】这节课为了体现学生是学习活动的主体,我以学生的学为立足点,设计了如下教学程序。
第一个环节:导入新课:我在公开课上这样开门见山:同学们认识我吗?全体同学会异口同声回答:“不认识。”,这时我自我介绍说“我叫向心力,我的兄弟叫向心加速度。”这样就用诙谐幽默的语言拉近了师生间的距离,同时活跃了课堂气氛,为新课教学的顺利进行建立了良好的基础。
第二个环节:新课教学:
1、理解向心力概念:
①播放视频:首先我播放我国运动员赵宏博和申雪花样滑冰夺冠视频、嫦娥一号飞天模拟视频以及过山车视频。这样就自然地引领学生感知生活中的物理,懂得物理来源于生活,同时又服务于生活,且在观看视频的同时也渗透了爱国主义教育。
②学生举例:接着我让学生在观看了视频的基础上自己举例,学生可能会举:中国的杂技(飞车走壁、水流星),旋转餐桌上的碗等例子。
③提出问题:在学生对圆周运动有了充分的感性认识基础上,我引导学生就圆周运动从力和运动的关系方面提出几个问题,学生讨论后会提这样的问题:⑴为什么物体会做圆周运动?⑵圆周运动的物体受力如何?等等
④实验研究:百闻不如一见,一见不如切身体验,我让学生分组用手拉住绳子一端,使小球在光滑桌面上做圆周运动。
⑤观察思考:同学们实验后会思考这些问题:小球受到哪些力作用?是哪个力在使小球做圆周运动?这个力的方向有什么特点?这个力起什么作用?待学生讨论分析后教师播放视频:小球在光滑的圆盘上运动并同时回答以上问题。
⑥教师总结归纳:教师最后总结
2、向心力大小与哪些因素有关
①提出问题:陶行知先生说:“发明千千万,起点是一问”,学生在理解了向心力概念和方向后会疑云又生,向心力大小与哪些因素有关呢?
②大胆猜想:我首先让学生分组用绳和橡皮擦来体验向心力与哪些因素有关,同时鼓励他们大胆猜测,大胆体验(他们有的会把橡皮擦用小刀切一部分来体验向心力的变化,有的会改变细线的长度来体验,有的会改变转动的速度来体验),他们体验后会得出向心力与质量、线速度、半径有关。
③设计实验:接着教师提供向心力演示器,用视频介绍其结构和原理(匀速转动手柄,可以使塔轮、长槽和短槽匀速转动,槽内的小球就随之做匀速圆周运动。这时小球向外挤压档板,档板对小球的反作用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力。同时,小球压档板的力使档板另一端压缩弹簧测力套筒里的弹簧,弹簧的压缩量可以从标尺上读出,该读数显示了向心力大小。)同时建议学生用控制变量法来探究向心力与质量、线速度、半径的关系。
④分组实验:紧接着学生分组演示实验,教师适时指导。
⑴学生甲组:首先学生甲组在保持半径和线速度相同的情况下探究F与m的关系
学生把质量比为2:1的钢球和铝球放在半径相同的两个旋转臂上,同时把皮带放到转速比为1:1的两个传动轮上。经过实验,学生讨论后会得出向心力与质量成正比。
⑵学生乙组:接着让学生乙组在保持半径和质量相同的情况下探究F与的关系
学生把质量相同的两个钢球放在半径相同的两个旋转臂上,同时把皮带放到转速比为2:1的两个传动轮上。经过实验,学生讨论后会得出向心力与线速度的平方成正比。
⑶学生丙组:最后学生丙组在保持线速度和质量相同的情况下探究F与的关系
学生把质量相同的两个钢球放在半径比为1:2的两个旋转臂上,同时仍把皮带放到转速比为2:1的两个传动轮上。经过实验,学生讨论后会得出向心力与半径的倒数成正比。
⑤合作交流:学生实验演示完后,让学生分组讨论,对以上实验结论进行归纳总结并得出结论:F=mv2/r或F=mrω2
⑥归纳总结:教师在学生讨论总结后,播放视频让学生回顾本节课的探究过程:发现问题→进行猜想→探索研究→得出结论→最终指导实践。并指明这是研究物理问题的基本思路。
3、向心加速度:有力就有加速度,学生在知道向心力的方向和大小后,自然就会得到向心加速度的概念,教师再引导学生自己通过牛顿第二定律推出向心加速度公式或,同时得到向心加速度的方向始终指向圆心。
教学流程图
(六)【布置作业】为了学以致用,我布置了如下作业:课后练习五:(1)⑹(7)
(七)【板书设计】为了让学生一目了然,我采用了网络式板书
以上是我说课的全部内容,谢谢大家。
本课内容是在学生从运动学的角度学习了圆周运动的向心加速度后,从动力学的角度学习向心力和变速圆周运动和一般曲线运动知识;其内容在初中并未涉及。从教材地位和作用来看,本课内容是本章的重要内容,在教材上既承接上节向心加速度的知识又为下节的生活中的圆周运动学习作铺垫,起着承上启下的作用;同时本课内容也是会考和高考知识考查的重要内容。
本节内容主要要求学生了解向心力的概念,知道向心力是根据力的效果命名的,掌握向心力的表达式,会分析向心力的来源,能计算简单情景中的向心力;要求学生能从牛顿第二定律角度理解向心力表达式,知道变速圆周运动的合力一般不指向圆心,可分解为切向分力和向心分力;知道向心力的公式也适用于变速圆周运动,对竖直平面内的变速圆周运动问题,能运用向心力公式对最高点和最低点作定量分析;不要求掌握用“等效圆”处理一般曲线运动;变速圆周运动和曲线运动的切向分力和切向加速度不作定量计算要求;不要求计算物体所受的外力不在同一直线上的向心力问题。
本节关于实验的一个想法是,尽量使用通用器材而不是专用器材做实验,如果能用生活中常见的物品做实验更好。这样思考的目的是,一方面可以减少由于器材问题引起的困难,使大家多做实验;另一方面则是考虑到,非专用器材,特别是生活中物品的实验会拉近科学和学生的距离,使学生感到科学就在身边,对科学产生兴趣[1]。因此本课没有采用向心力演示器,而是用圆锥摆来验证向心力表达式。这个实验的优点除了器材容易得外,摆球受力的分析方法也是以后常用的,熟练掌握有利于后面的学习,同时还能让学生了解向心力的来源问题,体验向心力是效果力。
本课还有一点与过去不同,就是讨论了变速圆周运动和一般曲线运动。这部分内容的目的主要是要学生在更一般、更广阔的背景下认识抛体运动和匀速圆周运动。这个思想与我们讨论非匀变速的直线运动、讨论匀变速直线运动的位移——时间图象时的出发点是一脉相承的。
关于教材中“做一做”的安排主要是让学生亲身体验向心力与线速度和角速度的关系,体会“控制变量法”的思想,与旧教材中的向心力演示器实验有同样的效果。
教学目标
知识目标
1、知道什么是向心力,什么是向心加速度,理解匀速圆周运动的向心力和向心加速度大小不变,方向总是指向圆心.
2、知道匀速圆周运动的向心力和向心加速度的公式,会解答有关问题.
能力目标
培养学生探究物理问题的习惯,训练学生观察实验的能力和分析综合能力.
情感目标
培养学生对现象的观察、分析能力,会将所学知识应用到实际中去.
教学建议
教材分析
教材先讲向心力,后讲向心加速度,回避了用矢量推导向心加速度这个难点,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,之后直接应用牛顿第二定律得出向心加速度的表达式,顺理成章,便于学生接受.
教法建议
1、要通过对物体做圆周运动的实例进行分析入手,从中引导启发学生认识到:做圆周运动的物体都必须受到指向圆心的力的作用,由此引入向心力的概念.
2、对于向心力概念的认识和理解,应注意以下三点:
第一点是向心力只是根据力的方向指向圆心这一特点而命名的,或者说是根据力的作用效果来命名的,并不是根据力的性质命名的,所以不能把向心力看做是一种特殊性质的力.
第二点是物体做匀速圆周运动时,所需的向心力就是物体受到的合外力.
第三点是向心力的作用效果只是改变线速度的方向.
3、让学生充分讨论向心力大小,可能与哪些因素有关?并设计实验进行探究活动.
4、讲述向心加速度公式时,不仅要使学生认识到匀速圆周运动是向心加速度大小不变,向心加速度方向始终与线速度垂直并指向圆心的变速运动,在这里还应把“向心力改变速度方向”与在直线运动中“合外力改变速度大小”联系起来,使学生全面理解“力是改变物体运动状态的原因”的含义,再结合无论速度大小或方向改变,物体都具有加速度,使学生对“力是物体产生加速度的原因”有更进一步的理解.
教学设计方案
向心力、向心加速度
教学重点:向心力、向心加速度的概念及公式.
教学难点:向心力概念的引入
主要设计:
一、向心力:
(一)让学生讨论汽车急转弯时乘客的感觉.
(二)展示图片1.链球做圆周运动需要向心力.〔全日制普通高级中学教科书(试验修定本必修)物理.第一册98页〕
(三)演示实验:做圆周运动的小球受到绳的拉力作用.
(四)让学生讨论,猜测向心力大小可能与哪些因素有关?如何探究?引导学生用“控制变量法”进行探索性实验.(用向心力演示器实验)
演示1:半径r和角速度一定时,向心力与质量m的关系.
演示2:质量m和角速度一定时,向心力与半径r的关系.
演示3:质量m和半径r一定时,向心力与角速度的关系.
给出进而得在.
(五)讨论向心力与半径的关系:
向心力究竟与半径成正比还是反比?提醒学生注意数学中的正比例函数中的k应为常数.因此,若m、为常数据知与r成正比;若m、v为常数,据可知与r成反比,若无特殊条件,不能说向心力与半径r成正比还是成反比.
二、向心加速度:
(一)根据牛顿第二定律
得:
(二)讨论匀速圆周运动中各个物理量是否为恒量:
vTf
探究活动
感受向心力
在一根结实的细绳的一端拴一个橡皮塞或其他小物体,抡动细绳,使小物体做圆周运动(如图).依次改变转动的角速度、半径和小物体的质量.
体验一下手拉细绳的力(使小球运动的向心力),在下述几种情况下,大小有什么不同:使橡皮塞的角速度增大或减小,向心力是变大,还是变小;改变半径r尽量使角速度保持不变,向心力怎样变化;换个橡皮塞,即改变橡皮塞的质量m,而保持半径r和角速度不变,向心力又怎样变化.
做这个实验的时候,要注意不要让做圆周运动的橡皮塞甩出去,碰到人或其他物体.
教学目标
知识目标
1、知道什么是向心力,什么是向心加速度,理解匀速圆周运动的向心力和向心加速度大小不变,方向总是指向圆心.
2、知道匀速圆周运动的向心力和向心加速度的公式,会解答有关问题.
能力目标
培养学生探究物理问题的习惯,训练学生观察实验的能力和分析综合能力.
情感目标
培养学生对现象的观察、分析能力,会将所学知识应用到实际中去.
教学建议
教材分析
教材先讲向心力,后讲向心加速度,回避了用矢量推导向心加速度这个难点,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,之后直接应用牛顿第二定律得出向心加速度的表达式,顺理成章,便于学生接受.
教法建议
1、要通过对物体做圆周运动的实例进行分析入手,从中引导启发学生认识到:做圆周运动的物体都必须受到指向圆心的力的作用,由此引入向心力的概念.
2、对于向心力概念的认识和理解,应注意以下三点:
第一点是向心力只是根据力的方向指向圆心这一特点而命名的,或者说是根据力的作用效果来命名的,并不是根据力的性质命名的,所以不能把向心力看做是一种特殊性质的力.
第二点是物体做匀速圆周运动时,所需的向心力就是物体受到的合外力.
第三点是向心力的作用效果只是改变线速度的方向.
3、让学生充分讨论向心力大小,可能与哪些因素有关?并设计实验进行探究活动.
4、讲述向心加速度公式时,不仅要使学生认识到匀速圆周运动是向心加速度大小不变,向心加速度方向始终与线速度垂直并指向圆心的变速运动,在这里还应把“向心力改变速度方向”与在直线运动中“合外力改变速度大小”联系起来,使学生全面理解“力是改变物体运动状态的原因”的含义,再结合无论速度大小或方向改变,物体都具有加速度,使学生对“力是物体产生加速度的原因”有更进一步的理解.
教学设计方案
向心力、向心加速度
教学重点:向心力、向心加速度的概念及公式.
教学难点:向心力概念的引入
主要设计:
一、向心力:
(一)让学生讨论汽车急转弯时乘客的感觉.
(二)展示图片1.链球做圆周运动需要向心力.〔全日制普通高级中学教科书(试验修定本·必修)物理.第一册98页〕
(三)演示实验:做圆周运动的小球受到绳的拉力作用.
(四)让学生讨论,猜测向心力大小可能与哪些因素有关?如何探究?引导学生用“控制变量法”进行探索性实验.(用向心力演示器实验)
演示1:半径r和角速度一定时,向心力与质量m的关系.
演示2:质量m和角速度一定时,向心力与半径r的关系.
演示3:质量m和半径r一定时,向心力与角速度的关系.
给出进而得在.
(五)讨论向心力与半径的关系:
向心力究竟与半径成正比还是反比?提醒学生注意数学中的正比例函数中的k应为常数.因此,若m、为常数据知与r成正比;若m、v为常数,据可知与r成反比,若无特殊条件,不能说向心力与半径r成正比还是成反比.
二、向心加速度:
(一)根据牛顿第二定律
得:
(二)讨论匀速圆周运动中各个物理量是否为恒量:
vTf
探究活动
感受向心力
在一根结实的细绳的一端拴一个橡皮塞或其他小物体,抡动细绳,使小物体做圆周运动(如图).依次改变转动的角速度、半径和小物体的质量.
体验一下手拉细绳的力(使小球运动的向心力),在下述几种情况下,大小有什么不同:使橡皮塞的角速度增大或减小,向心力是变大,还是变小;改变半径r尽量使角速度保持不变,向心力怎样变化;换个橡皮塞,即改变橡皮塞的质量m,而保持半径r和角速度不变,向心力又怎样变化.
做这个实验的时候,要注意不要让做圆周运动的橡皮塞甩出去,碰到人或其他物体.
教学目标
知识目标
1、知道什么是向心力,什么是向心加速度,理解匀速圆周运动的向心力和向心加速度大小不变,方向总是指向圆心.
2、知道匀速圆周运动的向心力和向心加速度的公式,会解答有关问题.
能力目标
培养学生探究物理问题的习惯,训练学生观察实验的能力和分析综合能力.
情感目标
培养学生对现象的观察、分析能力,会将所学知识应用到实际中去.
教学建议
教材分析
教材先讲向心力,后讲向心加速度,回避了用矢量推导向心加速度这个难点,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,之后直接应用牛顿第二定律得出向心加速度的表达式,顺理成章,便于学生接受.
教法建议
1、要通过对物体做圆周运动的实例进行分析入手,从中引导启发学生认识到:做圆周运动的物体都必须受到指向圆心的力的作用,由此引入向心力的概念.
2、对于向心力概念的认识和理解,应注意以下三点:
第一点是向心力只是根据力的方向指向圆心这一特点而命名的,或者说是根据力的作用效果来命名的,并不是根据力的性质命名的,所以不能把向心力看做是一种特殊性质的力.
第二点是物体做匀速圆周运动时,所需的向心力就是物体受到的合外力.
第三点是向心力的作用效果只是改变线速度的方向.
3、让学生充分讨论向心力大小,可能与哪些因素有关?并设计实验进行探究活动.
4、讲述向心加速度公式时,不仅要使学生认识到匀速圆周运动是向心加速度大小不变,向心加速度方向始终与线速度垂直并指向圆心的变速运动,在这里还应把“向心力改变速度方向”与在直线运动中“合外力改变速度大小”联系起来,使学生全面理解“力是改变物体运动状态的原因”的含义,再结合无论速度大小或方向改变,物体都具有加速度,使学生对“力是物体产生加速度的原因”有更进一步的理解.
教学设计方案
向心力、向心加速度
教学重点:向心力、向心加速度的概念及公式.
教学难点:向心力概念的引入
主要设计:
一、向心力:
(一)让学生讨论汽车急转弯时乘客的感觉.
(二)展示图片1.链球做圆周运动需要向心力.〔全日制普通高级中学教科书(试验修定本·必修)物理.第一册98页〕
(三)演示实验:做圆周运动的小球受到绳的拉力作用.
(四)让学生讨论,猜测向心力大小可能与哪些因素有关?如何探究?引导学生用“控制变量法”进行探索性实验.(用向心力演示器实验)
演示1:半径r和角速度一定时,向心力与质量m的关系.
演示2:质量m和角速度一定时,向心力与半径r的关系.
演示3:质量m和半径r一定时,向心力与角速度的关系.
给出进而得在.
(五)讨论向心力与半径的关系:
向心力究竟与半径成正比还是反比?提醒学生注意数学中的正比例函数中的k应为常数.因此,若m、为常数据知与r成正比;若m、v为常数,据可知与r成反比,若无特殊条件,不能说向心力与半径r成正比还是成反比.
二、向心加速度:
(一)根据牛顿第二定律
得:
(二)讨论匀速圆周运动中各个物理量是否为恒量:
vTf
探究活动
感受向心力
在一根结实的细绳的一端拴一个橡皮塞或其他小物体,抡动细绳,使小物体做圆周运动(如图).依次改变转动的角速度、半径和小物体的质量.
体验一下手拉细绳的力(使小球运动的向心力),在下述几种情况下,大小有什么不同:使橡皮塞的角速度增大或减小,向心力是变大,还是变小;改变半径r尽量使角速度保持不变,向心力怎样变化;换个橡皮塞,即改变橡皮塞的质量m,而保持半径r和角速度不变,向心力又怎样变化.
做这个实验的时候,要注意不要让做圆周运动的橡皮塞甩出去,碰到人或其他物体.
学习目标:
(1)理解向心力的概念,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大小与哪些因素有关系,能运用向心力公式进行计算。
(3)知道向心加速度及其公式,能运用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力和向心加速度。
实验探究:向心力的大小与哪些因素有关?
猜想:_____________________________________________。
实验方法:控制变量法
实验器材:向心力演示器
实验步骤:
1.探究向心力f与质量m的关系
r、ω相同,长短槽上小球质量比为1比2。
在r、ω一定时,f向与m成_______比。
长槽端标尺露出
格数(向心力)
短槽端标尺露出
格数(向心力)
1
2
3
向心力之比为
2.探究向心力f与半径r的关系
m、ω相同,长短槽上小球半径比为2比1。
在m、ω一定时,f向与r成_______比。
长槽端标尺露出
格数(向心力)
短槽端标尺露出
格数(向心力)
2
4
6
向心力之比为
3.探究向心力f与角速度ω的关系
m、r相同,长短槽上小球角速度比为1比2。
在m、r一定时,f向与ω____________比。
长槽端标尺露出
格数(向心力)
短槽端标尺露出
格数(向心力)
1
2
向心力之比为
巩固1:
对物体受力分析,说明向心力的来源。
物体随转盘一起匀速圆周运动物体随滚筒一起匀速圆周运动
巩固2:
长度为0.5m的轻绳一端系一质量为2kg的小球,另一端固定,小球绕固定点在光滑水平面上以4m/s的速度做匀速圆周运动,请计算小球做匀速圆周运动的向心力和向心加速度的大小?
当堂检测:
1、下列关于向心力的说法正确的是()
a、向心力是物体做匀速圆周运动时产生的一个特殊性质的力
b、做匀速圆周运动的物体的向心力是不变的
c、向心力不改变物体的速度
d、做匀速圆周运动的物体,合外力提供向心力
2、关于向心加速度说法正确的是()
a、它是描述物体运动快慢的物理量
b、它是描述向心力变化快慢的物理量
c、它是描述速度方向变化快慢的物理量
d、它是描述速度大小变化快慢的物理量
3、向心力、向心加速度和半径的关系说法正确的有()
a、由公式f=mω2r可知在m和ω一定的情况下,向心力和半径成正比
b、由公式f=mv2/r可知向心力和半径成反比
c、由公式a=ω2r可知向心加速度和半径成正比
d、由公式a=v2/r可知向心加速度和半径成反比
教学目标
知识目标
1、知道什么是向心力,什么是向心加速度,理解匀速圆周运动的向心力和向心加速度大小不变,方向总是指向圆心.
2、知道匀速圆周运动的向心力和向心加速度的公式,会解答有关问题.
能力目标
培养学生探究物理问题的习惯,训练学生观察实验的能力和分析综合能力.
情感目标
培养学生对现象的观察、分析能力,会将所学知识应用到实际中去.
教学建议
教材分析
教材先讲向心力,后讲向心加速度,回避了用矢量推导向心加速度这个难点,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,之后直接应用牛顿第二定律得出向心加速度的表达式,顺理成章,便于学生接受.
教法建议
1、要通过对物体做圆周运动的实例进行分析入手,从中引导启发学生认识到:做圆周运动的物体都必须受到指向圆心的力的作用,由此引入向心力的概念.
2、对于向心力概念的认识和理解,应注意以下三点:
第一点是向心力只是根据力的方向指向圆心这一特点而命名的,或者说是根据力的作用效果来命名的,并不是根据力的性质命名的,所以不能把向心力看做是一种特殊性质的力.
第二点是物体做匀速圆周运动时,所需的向心力就是物体受到的合外力.
第三点是向心力的作用效果只是改变线速度的方向.
3、让学生充分讨论向心力大小,可能与哪些因素有关?并设计实验进行探究活动.
4、讲述向心加速度公式时,不仅要使学生认识到匀速圆周运动是向心加速度大小不变,向心加速度方向始终与线速度垂直并指向圆心的变速运动,在这里还应把“向心力改变速度方向”与在直线运动中“合外力改变速度大小”联系起来,使学生全面理解“力是改变物体运动状态的原因”的含义,再结合无论速度大小或方向改变,物体都具有加速度,使学生对“力是物体产生加速度的原因”有更进一步的理解.
教学设计方案
向心力、向心加速度
教学重点:向心力、向心加速度的概念及公式.
教学难点:向心力概念的引入
主要设计:
一、向心力:
(一)让学生讨论汽车急转弯时乘客的感觉.
(二)展示图片1.链球做圆周运动需要向心力.〔全日制普通高级中学教科书(试验修定本·必修)物理.第一册98页〕
(三)演示实验:做圆周运动的小球受到绳的拉力作用.
(四)让学生讨论,猜测向心力大小可能与哪些因素有关?如何探究?引导学生用“控制变量法”进行探索性实验.(用向心力演示器实验)
演示1:半径r和角速度一定时,向心力与质量m的关系.
演示2:质量m和角速度一定时,向心力与半径r的关系.
演示3:质量m和半径r一定时,向心力与角速度的关系.
给出进而得在.
(五)讨论向心力与半径的关系:
向心力究竟与半径成正比还是反比?提醒学生注意数学中的正比例函数中的k应为常数.因此,若m、为常数据知与r成正比;若m、v为常数,据可知与r成反比,若无特殊条件,不能说向心力与半径r成正比还是成反比.
二、向心加速度:
(一)根据牛顿第二定律
得:
(二)讨论匀速圆周运动中各个物理量是否为恒量:
vTf
探究活动
感受向心力
在一根结实的细绳的一端拴一个橡皮塞或其他小物体,抡动细绳,使小物体做圆周运动(如图).依次改变转动的角速度、半径和小物体的质量.
体验一下手拉细绳的力(使小球运动的向心力),在下述几种情况下,大小有什么不同:使橡皮塞的角速度增大或减小,向心力是变大,还是变小;改变半径r尽量使角速度保持不变,向心力怎样变化;换个橡皮塞,即改变橡皮塞的质量m,而保持半径r和角速度不变,向心力又怎样变化.
做这个实验的时候,要注意不要让做圆周运动的橡皮塞甩出去,碰到人或其他物体.
老师会对课本中的主要教学内容整理到教案课件中,所以老师写教案可不能随便对待。 精心制作的教学教案有助于激发学生的学习兴趣。以下是我们为您呈现的“苏教版识字7教案”相关内容,期望本文能够为您的事业和学习带来启示和帮助!
2、了解一些昆虫的名称,培养学生探索自然的兴趣。
教学重点:看图认识本课的生词。了解一些昆虫的名称,培养学生探索自然的兴趣。
1、小朋友,今天,老师给大家带来了许多新朋友,我们一起来认识他们吧!
1、(投影片出示各种昆虫图片)你认识谁?能给大家介绍一下吗?自己先准备一下。
2、学生看图介绍自己熟悉的昆虫(名字、习性、作用)。
(1)学生借助拼音自由认读,读准昆虫的名字。
(2)开火车认读生词,教师正音。
(3)齐读词语。
(4)这些可爱的小东西有一个共同的名字,叫——昆虫。它们爱生活在美丽的大自然,我们一起去找一找他们的踪迹吧!
1、(多媒体出示郊外图片)这里就是昆虫们的乐园,看,这里有什么?
(1) 指名拼读词语,学生齐读。
(2) 你能把这些风景说美吗?( )的田野、( )的树木、( )的花丛
(3) 连起来说一说郊外的风景。
3、瞧,一群小朋友来到郊外,他们在干什么呢?出示字卡:观察、采集、昆虫
(1)指名拼读,理解词语意思。
(2)学生自由练习认读,练习用词语说话。
4、对了,星期天,生物小组的同学们要举办一次昆虫知识竞赛,他们决定采集一些昆虫的标本。你们知道什么叫标本吗? 教师出示蝴蝶标本,这就是用蝴蝶做成的标本,蝴蝶的种类很多,各种各样,也非常漂亮。
4、同学们来到大自然中采集标本多开心呀!我们来找一找图上有哪些昆虫?
1、归类读韵文。
2、了解生活中常见的昆虫中哪些是益虫?哪些是害虫?
教学目标:
能正确、流利、有感情地朗读课文,背诵课文。掌握本课的生字,学习新的笔画。让学生懂得升国旗是一种庄重的仪式,激发学生尊敬国旗、热爱祖国的感情。
教学构想:
本课主要从“五个一”人手。“说一说”:让学生说一说在哪里见过五星红旗?五星红旗是什么样子?五颗星的含义是什么?升国旗的时候小朋友们怎么做?用以充分调动学生的感性认知。“看一看”:通过多媒体课件演示,引导学生观察五星红旗的特点。“读一读”:指导学生有感情地朗读课文,表达对国旗的尊敬、热爱。“做一做”:两人一组合作制作一面五星红旗,动口又动手,使学生对国旗的外形、颜色、含义有进一步的认识。“唱一唱”:学生挥舞亲手制作的五星红旗高歌《国旗国旗真美丽》,把学生对国旗的热爱之情自然地融入到歌声之中。“五个一”的有机结合,为学生创设了一个较宽松的学习空间,引导学生逐步掌握自主、合作的学习方法。
教学内容:
学习朗读课文并理解课文内容,指导书写部分生字。
(多媒体课件演示周一升旗仪式的场面。)说说你看到了什么?听到了什么?(学生结合平时的体验发言。)教师小结:这就是我们每个星期一都要举行的庄严的仪式。板书课题:升国旗。(指导读准字音:升。)你知道我国的国旗是怎样的吗?在升国旗的时候应该怎样做?请小朋友们自己轻轻读读课文吧。
二、自读课文。
1.学生自读课文。要求读准字音,读通句子,多读几遍难读的词语、句子。
2.检查读音。读词语卡片,进行正音练习。
3.结合句子中的生字再读课文。指名分读句子。
4.打乱生字卡片,抽认读。组成词语读。齐读。
三、细读课文。
1、学习第一句。
(1)我们的国旗是什么样子?
(2)指名读句子。
(3)揭示“五星红旗”。
2、学习第二句,
(1)升国旗的时候,我们还听到什么?
(3)指名读句子。
(2)问:“您”指什么?这儿用“您”,不用“你”表示对国旗的尊敬。
四、教学生字“升、我、们”。
1.(多媒体课件演示生字。)指名读。
3.识记生字字形。(多媒体课件分别演示“升、我、们”3字的书写过程。)和同桌说说你是怎么识记这些生字的?(讨论交流。)
4.学生依次观察生字在田字格里的位置,练习描红和仿影。
教学要求:
1、学会本课8个生字,两条绿线内地个字只识不写。认识1个偏旁。
2、通过看图,识字写字,诵读韵文,认识有关冬天的事物,理解由生字组成的词语。
3、初步了解冬天气候的一些特征,懂得冬天虽冷但仍充满着勃勃生机和生活情趣,培养学生不畏严寒的顽强意志。
精彩教材分析:
本课将有关冬天的特征词语用“词串”的形式集中在一起,组成韵语,结合课文插图帮助学生识字和认识事物。12个词语分为四组,第一组词语表现了冬天气候的特点;第2组词语介绍了不畏严冬的三种植物;第3组词语介绍了三种在洞中过冬的动物;第4组词语介绍了四种适合冬天进行锻炼的体育活动。这12个词语分开看,是排列整齐的几个“词串”,连起来读,押韵上口,意义上有联系,便于记忆,有利于学生增长知识,积累语言,发展思维能力。12个词语都配有相应的插图,学生图词结合,容易萌生主动识字的愿望。
教学目的:
1、通过看图,识字写字,诵读韵文认识有关冬天的事物,理解由生字组成的词语。
2、初步了解冬天气候的一些特征,懂得冬天虽冷但仍充满着勃勃生机和生活情趣,培养学生不畏严寒的顽强意志。
师:小朋友,冬天到了,你们谁不怕冷?请举手!啊,小朋友都不怕冷,真勇敢!好,现在老师就带你们到冰雪覆盖的野外去活动好不好?闭眼放音乐(出示挂图)小朋友,我们到了!请仔细看,野外是什么?/article/
二、看图说话学字词。
1、冬天到了,天气怎么样?
1)引导学生看图练习说话。
内容概括:这篇介绍了关于识字5,识字5-教学设计教案,希望对你有帮助!
第一册 识字1第二课时
教学内容:精读课文
课时目标:
通过诵读,大体了解诗歌的意思,体会山村的幽美和生活的快乐。教学进程:
一、检查复习
1.指名朗读课文,认读生字。
2.出示填空题。学生在田字格本上按顺序默写。
()去()里,烟村()()家,亭台()七座,八九十枝花。
二、朗读课文,理解词语
1.齐读课文。
2.你读懂了什么?想到了什么?
启发学生讲述:“二三里”是说路途不远;“烟村”是有人居住的山村;“四五家”是指这个山村人家不多;“六七座”,有几座亭台;“八九十枝花”,有许多枝花。
三、启发想像,指导背诵
1.听配乐朗读。请小朋友们边听边想像:你仿佛看到了什么?你觉得这个小山村怎样?
2.指导学生练习背诵,一边背诵一边想像山村的画面。
四、指导写字:七、八、九、十
1.认识笔画,借助范写指导写法:竖弯钩、撇、捺、横折弯钩、竖。
2.说说笔画数:都是两画。
3.学生描红,教师巡视辅导。
4.展示学生写得好的字。
板书设计:
一年级语文备课 主备人:孙大从 课时编号:049
识字1
()去()()里,烟村()()家,亭台()()座,()()()枝花。
本课属于形近偏旁的比较识字。教材中的两组图画有助于感知古今文字的发展演变,也有助于学生比较“木禾”、“竹艹”两组容易混淆的偏旁。课文将两组容易混淆偏旁的生词集中在一起让学生学习。第一组词语介绍了—些树的名称和木制品;第二组词语介绍了一些与庄稼有关的事物;第三组词语介绍了三种竹制品;第四组词语介绍了一些植物。四组连起来读,押韵上口,便于记诵。学生在学习汉字的同时也增长了知识。
认知目标:
1.学会本课9个一类生字,两条绿线内的1个二类生字只识不写。
2.借助书上的两组图画感知古今文字的发展演变,比较“木禾”、“竹艹”两组容易混淆的偏旁。
3.认真观察图画,能把图上描绘的事物与所学的字、词联系起来,凭借图画和学生的生活经验理解字、词。了解偏旁与字、词之间的联系。进一步认识形声字的特点。提高学生识记汉字的能力和书写汉字的水平。
情感目标:
进一步激发和培养学生学习汉字的兴趣。
1. 区别形近偏旁“木禾”、“竹艹”。
2. 引导学生在观察、思考和勾连旧知的过程中巩固对形声字特点的认识。
3. 准确认读生字,并能按笔顺正确地书写田字格中的9个生字,能按字的结构把字写端正、匀称。
1.抽读生字、新词(用卡片)。
1.观察书上第9页右侧的图,看看图上画了哪些事物,边看边说说。
2.组织学生交流看到的事物,老师随学生的交流出示相应的词语卡片贴在黑板上。
(“竹篮 箩筐 筷子 茶叶 菠萝 兰花”,词语出现的先后顺序随学生的交流 )
1.让学生借助语文书上词语上面的音节各自认真拼读,要求同第一课时:
(1)拼读准确;
(2)用红笔在书上标出容易读错的声母、韵母、声调,准备做小老师给大家指点。
2.老师逐张出示5个生字的卡片,请小老师领读。再请小老师指出这5个生字中容易读错的音节,老师及时肯定,并特别指点:“茶(chá)”是翘舌音,不能读成“cá”,“箩”、“筐”、“筷”都是三拼音节,让学生再读,读中巩固。
3.请学生开火车领读刚才贴在黑板上的6个词语,发现读错,及时请学生点出并纠正,老师引领学生关注“筷”这个字是本课的二类字,它是个形声字,“筷子”的“子”读轻声,并让学生及时巩固读。
1. 布置思考:如果请你把黑板上的6个词分成两组,你认为该怎么分?为什么?
2. 让学生上前将黑板上的6个词语调整重贴成两组,并让学生说明原因(第一行词都与竹子有关;第二行词都与花草有关),接着让学生读读调整后的两组词,读中检测合理性。老师再次及时肯定学生积极动脑,善于发现。
1. 组织学生看书上第9页上的一组图:
(1)布置各自观察、思考:从这组图你又知道了什么?你有好办法教小朋友区分清楚“竹 艹”这两个偏旁吗?
(2)组织学生交流,老师及时肯定、鼓励,并因势利导,从而让学生明白:
☆ 这组图通过“实物图 → 古文字(象形文字) → 偏旁”告诉了我们“竹 艹”这两个偏旁的由来。
☆ 要区分清楚这两个偏旁,可以想想实物图,“竹”字头,像两组竹叶;“艹”字头,像平地上长了两棵草。
2. 组织学生读书上的两行词,看看:这两行词语中带偏旁“竹”或“艹”的字,偏旁是否用对?(组织交流,及时肯定)追问:由此你们是否发现了什么规律?
1. 出示接下来要写的生字“篮 茶 菠 萝”,让学生认读。
2.让学生观察这4个生字,看看他们的共同点与不同点,并交流。
不同点:“篮”是“竹”字头,其余3个是都“艹”字头;
3. 让学生再观察这5各字,看看有什么好记法,并交流。
4. 让学生观察4个字每个字的书写注意点,准备做小老师给同学指点。
5. 组织交流,老师随学生的指点给予肯定、强调或补充,并顺势及时在写字小卡片上(带有田字格)范写,学生跟着书空,接着再书空(巩固)1遍,紧接着马上让学生在《习字册》上描红、仿影、临写(老师巡视,适当个别辅导,并选择展评的作业),然后选择有代表性的字(好、中、差各一两本),通过实物投影投出,让学生一起评点,继而让学生对照上面的评点各自改进(老师巡视,个别辅导),然后组内互评,及时肯定成功之处,指出存在的不足。最后让学生再根据上述两次评点各自再改进。
(☆说明:在学生交流书写注意点的过程中,老师注意仔细倾听,及时给予肯定、强调或补充,特别要强调:“篮”的中间右边是半个“竹字头”,不能写成“又”;“茶”的下面部分在写时不能画蛇添足写成“余”,要去掉上面的短横;生字“萝”是“菠萝”的“萝”,不能写成“箩筐”的“箩”。)
七、回顾“识字3”
禾字旁,表庄稼;
竹字头,表竹子;
草字头,表花草。
(1)微风吹拂着美丽的松花江,江水泛起了( )浪。
(2)( )菜含有丰富的营养成分,你爱吃吗?
(1)打( )球真是既能强身健体,又能培养合作意识。
(2)( )天上飘着几朵白云,让人心情格外舒畅。
(做这题,相机引导学生说说怎样准确选用“蓝”、“篮”,老师适当指点)
2. 在三线田字格本子上抄写“篮 茶 菠 萝”各两遍。
3. 做《补充习题》第一至四题,当堂交流。
1.再找找带有下列偏旁的字,写下来。
2. 用“篮”、“茶”、“菠”、“萝”这4个字扩词,并与同桌交流,看看谁扩得又对又多。
3. 任意选文中的词语,连起来写两三句话。
1.能流利地用普通话朗读课文,并分角色朗读。
2.会认“心、到、井”等11个字,会写“下、井、心、来、你”五个字。
3.理解课文,养成遇到困难时乐观、动脑的好习惯。
教学重点:
1.能流利地用普通话朗读课文,并分角色朗读。
2.会认“心、到、井”等11个字,会写“下、井、心、来、你”五个字。
教学难点:
理解课文,养成遇到困难时乐观、动脑的好习惯。
教学过程:
一、激趣导入
1.教师演奏《小青蛙找家》,一个学生戴着小青蛙头饰,伴随音乐跳出来,全班同学也跟着唱。
2.戴着青蛙头饰的同学说:“我怎么掉进枯井里了?怎么办呢?”
3.教师在黑板上画出小青蛙。引导说:“现在小青蛙掉进井里了,谁来给他想个办法?”找几个学生说。
二、初读课文,在读中识字
1.教师范读,让学生整体感知课文。
2.学生自由读课文,划出生字。
3.学习小组合作识字。学生相互出示生字卡片(生字卡片可以是学生自己写的,也可以是爸爸妈妈写的。)
4.教师采取多种形式检查生字学习情况。教师出示生字、词语、短句卡片,开火车读,抢读,学习小组齐读。
5.引导学生说出是怎样记住生字的。
三、自主朗读,感知课文。
1.学生用自己喜欢的方式读自己喜欢的段落。
2.把自己喜欢的段落有感情地朗读给别人听,可以是同桌,也可以是教师,还可以是他的朋友们……
3.有感情地朗读自己喜欢的段落,读给全班同学听,让同学们评一评,比一比,看谁读得,读出了恰当的语气。
四、分角色表演读。
1.学习小组分角色表演读。
2.抽一二组在全班表演读。
五、结合情境图,想想说说
1.教师出示情境图(幻灯片)。
2.想一想
①小青蛙掉到井里为什么还要唱歌?
②如果小青蛙不唱歌,还可以怎么做?
③你喜欢这只小青蛙吗?为什么?
3.讨论、交流。
4.教师总结:这只小青蛙是只快乐的小青蛙,聪明的小青蛙,勇敢的小青蛙。教师板书“快乐的”“聪明的”“勇敢的”。
六、在愉悦中下课。
教师弹奏《小青蛙找家》,让每一个学生都变成一只快乐的小青蛙,聪明的小青蛙,勇敢的小青蛙边唱边跳出教室外。
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