向心力教学设计 教学竞赛

全国首届大学生中学物理教学技能大赛

教学设计

参赛课题：《向心力向心加速度》

推荐单位：泰山学院

参在选手：殷允帅

所学专业：物理学

学历层次：本科

山东·烟台

2009-8-16

《向心力向心加速度》教学设计

一、教材分析

本节课内容选自人民教育出版社出版的全日制普通高级中学教科书物理

第五章第五节《向心力向心加速度》。

本节课是从动力学的角度研究匀速圆周运动，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。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。教材通过实例分析给出向心力概念，再通过探究性实验给出向心力表达公式，然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。

本节是本章承上启下的重要知识，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。同时，向心运动在生活和生产中都有重要的意义，通过学习，可以科学的解释日常生活中的向心运动现象。二、学生分析

在前面的教学中，学生已经学习了匀速圆周运动，对匀速圆周运动有了一定的理解。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，并理解线速度、角速度、周期、半径之间的关系。学生知道在转动装置中，共轴的轮子上各点的角速度大小相等；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。

三、教学目标

1、知识与技能

（1）理解向心力和向心加速度的概念，知道向心力的大小与哪些因素有关。（2）理解向心力和向心加速度的表达式的含义，能运用公式解答有关问题。（3）掌握向心力与向心加速度之间的关系。

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）在验证向心力的表达式的过程中，体会控制变量法在解题中的作用。

3、情感态度与价值观

（1）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，培养学生团队意识和浓厚的学习兴趣。

（2）培养学生对科学的求知欲，乐于参与观察，敢于实验，体会实验在探索物理规律中的作用和方法。

（3）培养学生事实求是、尊重客观规律的科学态度，养成严谨、细致、耐心的实验修养。 四、教学重点与难点

1．重点：向心力大小与m 、r 、ω的关系 。 2．难点：理解向心力的概念。 五、实验仪器

向心力演示仪、细线、小球、钥匙若干（相同规格）、圆珠笔杆、弹簧秤、铁架台等 六、教学方法

新课程强调“要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”。为此本教学设计采用学生实验探究和教师演示实验相结合为主的实验探究教学法其他教法相辅教学方法。

本节课先通过对实验的理论分析，得出向心力的概念，再通过实验，探究其表达公式，用理论指导实践。理论推导严谨，能训练学生的推理能力，用实验方法讲向心力，降低了难度，便于学生理解接受。这样让学生真正认识到向心力的存在及意义。 七、教学程序设计

本节课的设计流程为：展示情景，提出问题→建立模型，共同探究→思维发散，科学猜想→分组实验，探索研究→定性分析，定量计算。 （一） 展示情景，提出问题

【播放链球运动，展示图片“翻滚过山车”】

师：在两个物理模型中球体和过山车近似作什么运动？为了描述此运动，我们引入了哪些物理量，它们的关系？

学生踊跃回答：球体在此模型中作匀速圆周运动。引入的物理量有v 、r 、ω、T ，它们的关系v = r ω，2/v r T π=, 2/T ωπ= 。

设疑：为什么当游客处在过山车翻滚的时候不会掉下来？

【通过播放视频和展示图片、用复习提问的方式来导入新课，激发了学生

的学习积极性和兴趣，使学生产生疑问，进行引导，进而达到激情导入新课的目的。】

（二）建立模型，共同探究

1.活动设计——感受向心力

利用单摆小球，手执绳的一端，使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。分析此模型下小球受力特点。

生：竖直方向小球受重力G和桌面的支持力N

，

水平方向还受到绳子的拉力F，N与G相抵消，所

以合力为F。

师：很好，绳子对小球的拉力有什么特点？力

的方向跟速度方向的关系？

学生讨论：力的方向时刻在变，且始终指向圆心，始终跟速度方向垂直。

师：讨论如果突然将绳子断开，将会发生什么现象？原因？

生：小球都将沿直线飞出，因为绳子的拉力提供了维持小球做匀速圆周运动的力。断开绳子这个力就会消失，所以小球由于惯性沿直线飞出。

得出向心力概念：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合外力那么这个力就称为向心力。常记为F向。

2. 分析向心力特点

分析向心力概念：力的方向、效果，力的来源。

展示圆锥摆模型，结合单摆小球水平方向运动模型，分析小球运动状况，从以上三方面探讨向心力特点，并小组讨论。

结论：向心力方向始终与v 垂直，指向圆心；力的作用效果改变了速度的方向，不改变速度的大小，因此向心力是根据力的作用效果命名的，它可以是重力、弹力、摩擦力或几个力的合力，不是独立的一个力。

（三）思维发散，科学猜想

首先同学们猜测一下向心力与哪些因素有关，如过你是当年的科学家，你应该从那些因素入手？

【通过积极引导，鼓励学生思考,让学生最大限度的参与到探究活动中】学生活动设计（一）——初步探究影响向心力大小的因素

1、根据提供的实验器材，各小组讨论实验方案，全班共同讨论各个实验方案的可操作性，并确定最佳方案进行实验。