高一物理向心力教案

　　在古典力學中，向心力是當物體沿著圓周或者曲線軌道運動時，指向圓心曲率中心的合外力作用力。向心力是高一物理常考的知識點之一，下面小編為你整理了，希望對你有幫助。

　　物理向心力教案【設計思想】

　　本節課主要是學習物體做圓周運動的動力學特徵­­——向心力，因此本節課的教學主要是從動力學的角度研究學習向心力的知識。

　　物理問題的研究總是從最簡單、最基本的著手，所以本節課的教學首先從圓周運動中最簡單的運動——勻速圓周運動入手，得出向心力的表示式;然後進一步推廣到變速圓周運動和一般曲線運動的動力學規律;符合“從特殊到一般”的認知規律和教學規律。

　　在向心力的表示式的教學中，本節課採用先用牛頓第二定律理論推導公式再實驗驗證的科學研究方法。這樣既可以使學生加深對向心力公式的理解，又能使學生知道科學研究的嚴謹性;而且通過理論分析和實驗探究還能讓學生體會向心力的來源和向心力的性質，知道求向心力的兩種方法：根據受力分析求解和根據公式求解。另外實驗探究部分採用隨堂實驗和播放錄製的實驗視訊相結合的方法，既能讓所有學生現場讀數，參與到實驗中來，又能有效節約課堂時間。

　　在變速圓周運動的教學中，本節課採用“質疑猜想——討論分析——得出正確規律”的教學方式，使學生真正參與到課堂中，從“爭論”中得出結論，獲得知識。體現“以學生為本”的新課標理念。

　　考慮到課堂時間較緊張以及安全問題學生手掄沙袋時容易發生碰撞，教材“做一做”部分本節課安排給學生課後完成發給每位學生實驗器材，要求學生親身體驗 與v、ω的關係，體會“控制變數法”的思想。

　　物理向心力教案【教材分析】

　　本課內容是在學生從運動學的角度學習了圓周運動的向心加速度後，從動力學的角度學習向心力和變速圓周運動和一般曲線運動知識;其內容在初中並未涉及。從教材地位和作用來看，本課內容是本章的重要內容，在教材上既承接上節向心加速度的知識又為下節的生活中的圓周運動學習作鋪墊，起著承上啟下的作用;同時本課內容也是會考和高考知識考查的重要內容。

　　本節內容主要要求學生了解向心力的概念，知道向心力是根據力的效果命名的，掌握向心力的表示式，會分析向心力的來源，能計算簡單情景中的向心力;要求學生能從牛頓第二定律角度理解向心力表示式，知道變速圓周運動的合力一般不指向圓心，可分解為切向分力和向心分力;知道向心力的公式也適用於變速圓周運動，對豎直平面內的變速圓周運動問題，能運用向心力公式對最高點和最低點作定量分析;不要求掌握用“等效圓”處理一般曲線運動;變速圓周運動和曲線運動的切向分力和切向加速度不作定量計算要求;不要求計算物體所受的外力不在同一直線上的向心力問題。

　　本節關於實驗的一個想法是，儘量使用通用器材而不是專用器材做實驗，如果能用生活中常見的物品做實驗更好。這樣思考的目的是，一方面可以減少由於器材問題引起的困難，使大家多做實驗;另一方面則是考慮到，非專用器材，特別是生活中物品的實驗會拉近科學和學生的距離，使學生感到科學就在身邊，對科學產生興趣[1]。因此本課沒有采用向心力演示器，而是用圓錐擺來驗證向心力表示式。這個實驗的優點除了器材容易得外，擺球受力的分析方法也是以後常用的，熟練掌握有利於後面的學習，同時還能讓學生了解向心力的來源問題，體驗向心力是效果力。

　　本課還有一點與過去不同，就是討論了變速圓周運動和一般曲線運動。這部分內容的目的主要是要學生在更一般、更廣闊的背景下認識拋體運動和勻速圓周運動。這個思想與我們討論非勻變速的直線運動、討論勻變速直線運動的位移——時間圖象時的出發點是一脈相承的。

　　關於教材中“做一做”的安排主要是讓學生親身體驗向心力與線速度和角速度的關係，體會“控制變數法”的思想，與舊教材中的向心力演示器實驗有同樣的效果。

　　物理向心力教案【學情分析】

　　由於初中教材並未涉及圓周運動，所以學生對圓周運動比較陌生。不過通過本章前幾節的學習，學生已經知道了物體做曲線運動的條件，瞭解了圓周運動的線速度和向心加速度的相關知識;另外通過必修1的學習，在動力學知識方面學生已經能夠對物體進行正確的受力分析，且已熟練掌握了牛頓運動定律。因此可以讓學生根據牛頓運動定律和向心加速度公式，獨立推導向心力的表示式;也可以讓學生在教師的引導下分析圓周運動的向心力來源以及變速圓周運動問題。另外在物理方法方面學生已經能夠利用“等效法”、“控制變數法”、“微元法”等思想方法研究物理問題，在本課的學習中可以引導學生採用“等效法”探究實驗;採用“控制變數法”體驗向心力公式;採用“微元法”處理一般曲線運動。

　　在本課的學習中學生可能對於“圓錐擺實驗”的分析與理解以及變速圓周運動的切向加速度的理解存在困難。因此在教學過程中應該留給學生足夠的時間討論探究、相互交流、得出結論、獲得知識;當然教師還可以通過多媒體手段幫助學生突破空間障礙，建立模型，加深理解。

　　物理向心力教案【教學目標】

　　知識與技能

　　1.理解向心力的概念及其表示式的確切含義

　　2.知道向心力是根據力的效果來命名的

　　3.體驗向心力的存在，會分析向心力的來源

　　4.知道向心力大小與哪些因素有關，並能計算簡單情景中的向心力

　　5.知道變速圓周運動的向心加速度和切向加速度的作用

　　6.知道在一般曲線運動中，可用向心力公式求質點在某一點的向心力和向心加速度

　　物理向心力教案【過程與方法】

　　1.通過利用動力學知識來親自推導向心力的表示式

　　2.通過用圓錐擺粗略驗證向心力的表示式的實驗來了解向心力的大小與哪些因素有關，分析向心力的來源，體驗向心力是效果力，並通過課後具體“做一做”來理解公式的含義

　　3.進一步體會力是產生加速度的原因，並通過牛頓第二定律來理解勻速圓周運動、變速圓周運動及一般曲線運動的各自特點

　　情感、態度與價值觀[2]

　　1.在實驗中，培養學生動手的習慣並提高分析問題、解決問題的能力

　　2.體驗成功的快樂，體會實驗的意義，激發學習物理的興趣

　　3.體會“從特殊到一般”的物理研究方法

　　4.領略“理論推導到實驗驗證”的科學思想，養成嚴謹的科學態度

　　物理向心力教案【重點難點】

　　教學重點

　　1.圓錐擺實驗及有關物理量的測量，體會牛頓第二定律在向心力上的應用.

　　2.明確向心力的意義、作用、公式及其來源

　　教學難點

　　1.圓錐擺實驗及有關物理量的測量

　　2.變速圓周運動的切向分力和向心分力

　　物理向心力教案【教學過程 】

　　新課匯入

　　師：前面兩節課，我們學習、研究了圓周運動的運動學特徵，知道了如何用線速度和向心加速度描述圓周運動.這節課我們再來學習物體做圓周運動的動力學特徵——向心力.

　　活動2【講授】新課教學

　　[新課教學]

　　一、向心力

　　師：我們研究問題總是要從最簡單、最基本的著手，而圓周運動中最簡單的是勻速圓周運動，因此我們先來研究勻速圓周運動。我們來觀看一段視訊。

　　播放視訊：細繩拉著小球在光滑水平面上做勻速圓周運動

　　師：小球受到哪些力?

　　生：小球受到重力、支援力、繩的拉力。

　　師：對，那麼這些力的合力方向和向心加速度方向有什麼關係?

　　生：相同。

　　教師活動：學生回答的同時教師板演受力示意圖

　　師：說得對，這點我們可以由牛頓第二定律得知。上節課我們已經知道做勻速圓周運動的物體具有向心加速度，根據牛頓第二定律，這個加速度一定是由於它受到了指向圓心的合力的作用.這個合力叫做向心力.正是向心力不斷改變小球線速度的方向，使得小球做圓周運動，不會沿著直線飛去。

　　板書：一、向心力

　　1、定義：圓周運動物體受到的指向圓心的合力

　　師：知道了向心力的方向，我們還得了解它的大小。請同學們根據向心加速

　　度的公式結合牛頓第二定律推導的向心力的表示式。

　　學生活動：推導向心力表示式。

　　教師活動：和學生一起推導向心力表示式板演

　　∵ Fn=m =v2/r =rω2

　　∴聯立兩式可得： Fn=m v2/r =mrω2

　　板書：2、表示式：Fn=mv2/r , Fn=mrω2

　　點評：學生的思維在於老師的激發，學習的積極性在於老師的調動.通過設計問題，讓學生髮表見解，提出疑問，培養學生的語言表達能力和分析問題的能力。

　　活動3【活動】實驗探究

　　二、實驗：用圓錐擺粗略驗證向心力的表示式

　　[實驗與探究]

　　師：上面我們從理論上推導得出了向心力的表示式，而任何理論都得經得起實驗的驗證。下面我們設計一個實驗來驗證向心力的表示式。

　　師：展示實驗器材，演示實驗：讓小球在紙面上的某一圓軌道上做圓周運動。

　　師：小球受到哪些力?

　　生：小球受到重力、繩的拉力

　　師：小球做圓周運動的向心力由誰來提供?是重力嗎?是繩子的拉力嗎?

　　生：都不是，應該是重力和拉力的合力。

　　教師活動：學生回答的同時教師板演受力示意圖

　　師：非常正確。我們知道向心力產生向心加速度，而向心加速度指向圓心，所以合力的方向也指向圓心。那麼如何計算這個合力呢?假設繩子與豎直方向成θ角。

　　學生分組討論得出：F合 =Fn =mgtanθ=mgr/h教師板演

　　師：可見要計算得到合力，需要測量小球的質量m，圓周半徑r和懸點到圓心的距離h。

　　師：我們通過受力分析得到了 ，接下來該如何驗證向心力的表示式呢?

　　學生活動：分組討論

　　生：根據向心力公式Fn=m v2/r =mrω2計算Fn，比較兩者得出的結果是否相等。

　　師：那麼根據公式計算還需測量哪些物理量?v和ω能直接測量嗎?

　　學生活動：分組討論

　　生：不能直接測量v和ω，但是可以通過測量小球運動N圈的時間t，間接得到ω。

　　教師板演：Fn=m v2/r =mrω2=mr2ΠNt 2

　　點評：可讓學生思考能否測得θ滲透試驗的簡易性和可操作性原則，讓學生體會“等效變換”思想

　　師：說得很好，下面我們就來一起完成實驗測量，請同學們記錄實驗資料。

　　播放視訊：教師在實驗室錄製的實驗過程

　　學生活動：讀數並記錄資料

　　師在學生讀得h值後：我們測得的h是公式mgr/h中的h嗎?

　　學生活動：小組討論

　　生：不是，還應該減去小球的半徑。

　　師：對。另外事實上小球做圓周運動時會離開紙面，其重心會上升一很小的高度，但這個高度很小，我們可以忽略。所以懸點到小球重心的距離可以認為就是公式中的h，請同學們做好記錄。