6.2向心力 教学设计-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

教学设计 课题 向心力 课型 新授课☑ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 教学内容分析 从教材的内容方面来看，这节课是从相互作用的角度来研究圆周运动，是对力与运动关系认识上的进一步发展，为接下来向心加速度、万有引力定律等学习奠定了基础。所以在整个教材体系中起了承上启下的作用，并且这样的安排由简单到复杂，符合学生的认知规律。 从教材的地位和作用方面来看，向心力是相互作用观念中的重要概念，也是高一年级物理课程中比较重要的概念之一，对向心力的研究使学生对相互作用观的认识又向前推进了一大步，在动力学的研究中要从大小和方向两个方面来考虑力与运动的关系，是学生知识系统中不可或缺的重要组成部分，再一次体现了合成与分解的物理思想，提供了解决复杂问题的科学而巧妙的方法。本节内容为研究天体的圆周运动、带电粒子在磁场中运动做了很好的铺垫。 学情分析 在学习本节课前学生已经形成了一定的相互作用与运动观，认识到了受力和初始状态决定了物体的运动形式，对于复杂的曲线运动的研究也掌握了运用不同于直线运动的研究方法，为研究圆周运动提供了一定的知识和方法储备。但是，抛体运动是匀变速曲线运动，受力是恒定的，一般情况不需要刻意去分解，只分解运动即可，而圆周运动是变加速的曲线运动，研究时受力和运动都要进行分解，对学生运动与相互作用观认识的扩展及思维能力的要求都很高。另外，向心力是一个全新的概念，学生之前没有遇到过，向心力又是从效果上命名的力，从性质上分析出做圆周运动的向心力的来源，对学生来说也是十分困难的，需要学生有知难而进、不怕困难的精神。教师要设计由易到难、由简单到复杂的教学过程，逐步克服学生的心理和思维障碍。 学习目标 1物理观念.通过对不同情境中做圆周运动物体的分析，总结归纳出向心力的定义和向心力的特点，知道向心力为效果力，会分析向心力的来源，提升归纳总结和语言表达能力。 2 科学思维.通过体验活动，感知向心力的存在并能猜想出影响向心力大小的因素。 3 科学探究 .通过阅读向心力演示器说明书，了解其构造和原理。用向心力演示器粗略得出向心力大小的表达式，能够依据客观事实推理得出正确的结论，提升科学探究能力。能计算简单情境中的向心力。 4科学态度与责任.通过真实情境问题，引发学生思考，从力的分解角度了解圆周运动速度大小与方向改变的原因。体会极限方法在物理学中的应用。 教学重点难点 重点：理解向心力的概念，掌握向心力计算公式。 难点：能分析出具体情境中向心力的来源。 教学辅助支持 向心力演示器、系有细绳的沙袋、多媒体课件 教学活动设计 过程 学习内容与教师活动 学生任务或学习活动设计 设计意图或评价目标 环节一 导入 1.你能测量自行车在标准跑道转弯处向心力的大小吗？ 2.给出生活中做匀速圆周运动物体图片。做匀速圆周运动的物体受到哪些力的作用？分析合力的方向如何 ？有什么特点？ 1.学生思考问题，需要测量哪些物理量，带着任务学习。 2.对物体受力分析，找出合力的方向，学生讨论总结合力的特点，试着给出向心力的定义。 通过问题引领。激发学生的学习兴趣。学生通过对做圆周运动物体分析，感知力是改变物体运动的原因。感受向心力的特点，体现从生活走向物理的课程设计理念。 检测学习目标1 环节二 新课 一、认识、感受向心力　 引导学生总结： 1.向心力的定义： 2.向心力的特点 ：　 3.向心力的来源： 4.向心力的大小可能和哪些因素有关？ 1.学生通过受力分析，并思考新课引入时提出的问题。总结归纳出向心力的特点。 2.在绳子的一端拴一个小沙袋，另一端我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，改变沙袋的质量以及沙袋转动的速度和绳的长度，感受向心力的变化。猜想可能的影响向心力的因素。 通过体验活动感知向心力的存在，同时猜想向心力的大小可能与速度、质量、和绳长有关。训练学生的科学思维，培养其归纳总结和语言表达能力。 检测学习目标2 二、探究向心力的表达式 1.阅读说明书了解向心力演示器演示的结构、原理。 2.利用向心力演示器向心力的表达式。 阅读向心力演示器说明书，设计实验，进行实验，收集数据，归纳总结向心力大小与那些因素有关。推导出向心力的表达式。 通过阅读说明书知道演示器的构造及其工作原理，设计实验，验证猜想。体会控制变量法在物理实验中的应用。经历实验探究过程。体会科学探究的重要性。 检测学习目标3 三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点： 汽车在水平弯曲的道路上行驶时，它的运动是匀速圆周运动吗？如果从速度计读出了汽车运动的速度，为计算汽车的向心力，还需要知道什么物理量？如何获得？ 引导学生通过受力、运动分析确定的模型。 回答问题，寻找解决方案，分析出所需的物理量。 通过真实情境问题，引发学生思考，通过分割曲线，从极限的角度了解一般曲线运动的方法。从力的分解角度了解圆周运动速度大小与方向改变的原因。 检测学习目标4 课堂小结 从本节知识与应用方法两个方面对本节内容进行总结与反思 学生独立完成任务。 课堂小结是教学内容的再现，帮助学生理清知识结构，掌握内在联系。同时总结重要的物理学习方法，为下一步学习架设桥梁。 板书设计 6.2向心力 1.向心力的定义： 2.向心力的特点：（1） 方向：始终指向圆心 ( 与 v 垂直 )，是变力 （2）效果：只改变 v 的方向，不改变 v 的大小 3.向心力来源：向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某个力，或某个力的分力，或几个力的合力所提供。 4.向心力大小的表达式：F=mω2r F=m 5.变速圆周运动和一般的曲线运动的受力特点: （1）切向力Ft:垂直半径方向的分力，产生切向加速度，改变速度大小 （2）向心力Fn ：指向圆心的分力产生向心加速度，改变速度方向 课程流程： ( 探究向心力 ) ( 感受向心力 ) ( 认识向心力 ) 方法总结：类比法、微元法 作业与拓展学习设计 1.如图所示，某物体沿光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点过程中，物体的速率逐渐增大，则（ ） A.物体的合力为零 B.物体的合力大小不变，方向始终指向圆心O C.物体的合力就是向心力 D.物体的合力方向始终不与其运动方向垂直(最低点除外) 2.一个质量为0.1 kg的小球，用一长0.45 m的细绳拴着，绳的另一端系在O点，让小球从图所示位置从静止开始释放，运动到最低点时小球的速度为3 m/s.(小球视为质点，绳不可伸长，取g＝10 m/s2) (1)分析小球运动到最低点时向心力的来源，画出小球受力示意图； (2)小球到达最低点时绳对小球的拉力的大小. ( O ′ O )3.小球做圆锥摆时，细绳长 L与竖直方向成θ角，求小球做匀速圆周运动的角速度 ω 。 4.如图，半径为 r 的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为 μ，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？ 特色学习资源分析、技术手段应用说明 超级实验视频、系绳的沙袋、向心力演示器 教学反思与改进 上完这节课后，从整个课堂活动中看，学生很喜欢老师多举一些生活的实例，能大胆发言。学生分享猜想时，他们都很活跃，各抒己见。在课堂中，学生的实验探究活动比较多，但他们的积极性很高，每个学生都在“玩”那个带绳子的小球。就这样，这节课就在学生的探究性活动中结束了，学生通过亲自动手，亲身感受，在这“玩”当中获得了成功的愉悦， 本节课的难点是如何建立向心力的概念，特别是让学生理解向心力并不是物体真正受到的力，这一点比较抽象，教师应注意把握语言的简练，深入浅出的加以说明。由于整堂课探究实验较多，要注意控制好时间，如果时间确实不够，可以课堂练习一些题目，把最后的探究实验留在课后“做一做”。 学科网（北京）股份有限公司 $$