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《向心力》说课设计

作者:信阳高中 陈庆威    发布时间:2019-01-22 06:53:38   点击数:

一、教材分析

1、该节课在本章的地位:承上启下

2、新旧教材的对比

将旧教材中的向心力演示仪换成了圆锥摆,贴近实际,巧妙地将演示实验转化成了学生能动手感知的实验,体现了以学生为中心的设计思想。

二、核心素养

1、物理观念:

从视频展示到动手感知,从实例分析到实验验证,从向心力的来源到探究影响其大小的因素等,让物理概念和规律在学生在头脑中的提炼和升华。

2、科学思维:

从向心力的生活实例过渡到对向心力来源和大小的探究,通过对数据的对比分析,再加上小组讨论中的对不同观点和结论的质疑和批判,进而促使学生提出创造性见解。

3、实验探究:

通过简单直观的自制教具,直接显示向心力大小,并且读数方便准确,有很强的说服力。该实验装置还能满足多次控制变量的要求,让学生充分体验“过程学习”的乐趣,并且通过科学探究过程,树立科学探究意识,掌握科学探究方法。

4、科学态度与责任:

通过具体的实验操作培养学生的动手习惯,提高理解、分析、解决问题的能力; 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。在认识、理解科学的基础上逐渐形成的对科学应有的正确态度以及责任感。

三、教学重难点

重点:

1.圆周运动中向心力的来源;

2.向心力的确定方法与公式。

难点:

1.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、教法与学法

1)教师主导:

问题启发演示实验科学探究实验验证

学生主体:

观察思考分析实验合作讨论归纳总结

五、教学设计

1、引趣:“神功表演——空手取水”

我的手在既不碰线也不碰绳子和水的情况下,通过我几十年练就的神功但就可以把水打上来?同学们信不信?要不要我表演一下?

用大一点的水槽装上水,在细长绳的一端栓一个质量较轻的球,另一端系一个小水桶,细绳穿在一个透明的硬塑料管或玻璃管中。

在同学们正疑问和兴奋时,接下来展示两个简短的视频:铁笼子里骑摩托车和链球运动员旋转抛球的过程。

刚才视频展示的摩托车和链球在做什么样的运动呢?同学们根据前面学过的知识很容易答出圆周运动。小球为什么这么运动呢?你能不能用你手中的小球和细线也演示出这样的运动呢?

从而激发学生学习兴趣和强烈的求知欲。

3、感知:让学生亲自动手拉小球的转动、放手。

紧接着教师问:做圆周运动的物体为什么不沿直线飞出,而是沿着一个圆周运动?根据同学们事先的预习情况,同学们很容易答出,是物体受到向心力的缘故。那么什么是向心力呢?从而引出本节课的主题——向心力。

定义:做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力,这个力叫做向心力(Fn)。

4.实例:分析向心力来源

从上面四个实例的受力分析我们可以得到,向心力可能由某个力来充当 ,也可能由某些力的合力或某个力的分力来充当

追问:向心力是一种新的力吗?它有何特点呢?

从以上实例的受力分析可知,物体受的力中没有多出来一个向心力,它只是起到了一个让物体绕圆心转动的效果,所以我们说向心力是效果力,不是一种新的力。因为该力的方向始终与物体运动的方向垂直且指向圆心,所以向心力是变力。

5.求证:探究向心力大小

1感知:用身边的实物粗略感知影响向心力大小的因素

问题1:笔帽(或者是小球)做圆周运动时,向心力的大小?若忽略笔管摩擦,此时钥匙的重力提供笔帽做圆周运动的向心力。

问题2:多挂一个钥匙后,你有什么办法再将钥匙串稳定提起?注意与只挂一个钥匙时对比。

实验方法:控制变量

法一:半径不变,加快转速

法二:转速不变,减小半径

法三:半径转速都不变,增大笔帽的质量(如图,多夹一个笔帽等)

结论:转速、半径、质量等都是影响向心力大小的因素。

2理论推导:向心力公式

已知

由牛顿第二定律

拓展:牛顿运动定律不仅适用于直线运动, 曲线运动中也同样适用。

3实验验证:向心力公式

实验:用圆锥摆粗略验证向心力的表达式

实验器材:带线钢球、铁架台、刻度尺、秒表

实验原理:

动力学:

运动学:

待测数据:悬点高度、转动圈数 、转动总时间

实验中的问题:不易保持摆球的圆周运动

课外拓展:直流电动机带动小球,滑动变阻器调节转速,量角器读出摆角

 

6.拓展:变速圆周运动及一般曲线运动

1)变速圆周运动

观看水流星及超级秋千视频。

提问:向心力能改变速度的大小吗?

带领学生进行受力分析。引导学生对水流星进行受力分析,并通过与超级秋千受力分析进行对比,归纳总结变速圆周运动定义,即:

做圆周运动的物体的速度的大小、方向都在改变。

2)一般曲线运动

可以把一般曲线运动分割为许多很短的小段,质点在每小段的运动都可看做圆周运动的一部分。

培养学生学会使用类比的方法,通过与已有知识的类比,学习新知识。拓展学生思路,开阔视野。

六、课后思考

根据本节课的知识分析为什么图片中运动员在弯道处向内倾斜,并寻找生活中向心力的应用。预想找到答案请预习课本第七节《生活中的圆周运动》。