2.2 探究向心力和向心加速度的大小 课件 -2024-2025学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册

探究向心力和向心加速度的大小 高中物理 01. 教材与学情分析 02. 实验教学目标 03. 实验设计思路 04. 实验创新要点 05. 实验教学过程 06. 教学反思与评价 教材与学情分析 01 教材分析 学情分析 学生可以运用牛顿第二定律推导相关公式，在之前已经会利用控制变量法来进行实验探究， 能进行实验数据分析和处理，初步具备探究实验的能力。 授课对象：高中一年级学生 实验教学目标 02 核心素养 物理观念 理解向心力及向心加速度的概念、公式的含义；深化运动与相互作用观念。 科学思维 感受影响向心力大小的因素，领会控制变量法进行实验研究问题的科学思维。 实验探究 合理设计实验，通过传统实验和创新实验相结合，完成从定性到定量的科学探究过程。 科学态度与责任 在实验中培养学生严谨、认真、实事求是的科学态度，培养学生严谨求实的科学态度与责任。 实验设计思路 03 实验思路设计 1.引入实验: 巧搬乒乓球，引入向心力 2.定性实验：感受向心力，猜想其影响因素 3.半定量关系实验:教材学生分组实验 （向心力演示仪）4.定量关系实验：自制创新实验仪器 （定量探究向心加速度演示仪） 4、定量关系实验：自制创新实验仪器 （探究向心加速度演示仪） 控制变量法 图像法 验证法 实验方法 实验创新要点 04 自制实验创新点 （1）现在手机的功能日益强大，特别是其中的传感器测量功能，我们可以在日常教学中加以利用，特别是实验条件一般的一些学校。 自制实验创新点 （2）教师自制的实验仪器器材来源于生活，简单直观，在本实验中主要就是利用手机的传感器来达到能定量地探究向心加速度和向心力的实验目的。 （3）本实验装置通过实验探究从运动观念角度形成“向心加速度”概念,弥补了课本上没有相关定量探究实验的不足。 ① ① 电机:创设匀速圆周运动 ② ② 调速器:改变转速 （角速度） 圆盘：标出半径（圆孔）的大小 ④ ⑤ ③ 手机：下载物理实验专用app：phyphox ⑤ 支架:固定手机与圆盘一起做圆周运动 ④ ③ 自制创新实验装置（定量探究向心加速度演示仪） 实验教学过程 05 (一) 教材活动：巧搬乒乓球--引入新课 将乒乓球置于一个倒立的红酒杯中，让学生动手将乒乓球从桌子的一端搬运到另一端，激发学生的挑战欲，通过“移动乒乓球”的活动，引出向心力的概念。 提出问题： 向心力与哪些因素有关？ （二）感受向心力--猜想向心力与哪些因素有关 改装 教材小实验 自制教具—向心力笔 学生猜想： 学生通过改变悬挂物质量、绳长以及角速度来感受向心力的大小，根据定性感知，猜想： 向心力可能与质量、半径、角速度有关 （三）教材传统学生分组实验——探究向心力大小 [实验器材]向心力演示仪 学生分组实验： 控制变量法： (1)控制m､r不变,探究F､ω关系。 (2)控制m､ω不变,探究F､r关系。 (3)控制ω､r不变,探究F､m关系。 （半定量探究向心力的大小） 学生分组实验 公式的得出 分组实验结论：向心力F 与m､r、ω2成正比 （四）自制创新实验——定量探究向心加速度及向心力 教师引导学生用定量探究向心加速度演示仪，学生通过观察讨论，设计分组探究实验方案。 实验方法: 控制变量法、图像法、验证法 定量探究 1. 在半径不变的情况下，定量探究向心加速度与角速度之间的关系 1. 在半径不变的情况下，定量探究向心加速度与角速度之间的关系 线性拟合 2. 在角速度不变的情况下，定量探究向心加速度与半径之间的关系 2. 在角速度不变的情况下，定量探究向心加速度与半径之间的关系 2. 在角速度不变的情况下，定量探究向心加速度与半径之间的关系 两次分组实验结论：向心加速度 与ω2､r 成正比 实验结论的验证 与角速度的平方（数值为141.59）相比较，相对误差为 公式的得出 再根据牛顿第二定律推导出向心力的表达式: 得出向心加速度表达式： 教学反思与评价 06 教学反思与评价 1.从教材的小活动引入新课，充分发挥教材的作用，体现出教材的重要性，又根据教材自制创新实验教具激发他们对物理探究的兴趣。 2.自制的实验仪器器材来源于生活，特别是利用手机传感器的强大功能，使学生更容易把物理理论知识和生活联系在一起。由于该实验中半径取值并不连续，后续可将圆盘稍作改动实现半径的连续可调、可读。该装置还可以探究变速圆周运动的向心加速度，但由于课堂时间关系，未做探究。 3.教材传统实验半定量地探究出向心力的表达式，根据牛顿第二定律推导出向心加速度的表达式，自制创新实验是先定量地探究出向心加速度的表达式，再根据牛顿第二定律推导出向心力的表达式，实现两条探究线索的整合与对比。 谢谢! Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 $$