6.2向心力 教学设计 （表格式）高一下学期物理人教版（2019）必修第二册
文档属性
| 名称 | 6.2向心力 教学设计 （表格式）高一下学期物理人教版（2019）必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-10-17 11:45:26 | ||
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文档简介
《向心力》教学设计
一、教材分析
《向心力》一节是普通高中新人教版教科书必修第二册第六章曲线运动的重点、难点，具有承前启后的作用。它既是本章知识的一个拐点，又是本章内容拓展的重要基础；通过学习，既能使学生从对圆周运动的表面认识上升到理论分析，又能让学生从生活中的圆周运动分析提高到对天体运动及带电粒子在电磁场中的运动的分析及推演。同时，《向心力》一节能够充分体现力和运动的在物理学中的重要性，是运动与力关系学习的好素材。
学情分析
学生通过前面的学习，了解了描述圆周运动的各个物理量及其关系，并且学生已经经历了同学之间相互协作、相互讨论、相互交流及最后的成果展示的学习过程，具备了处理问题的一般思路方法：提出问题—分析问题—解决问题。
教学目标
1、物理观念：：建立向心力的物理观念，掌握向心力的确切含义。
2、科学思维：在实验中，培养学生动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。
3、科学探究：通过对向心力大小与哪些因素有关的探究，熟悉科学探究的一般过程：提出问题——猜想与假设——实验验证——分析数据——得出结论。
4、科学态度与责任：通过观察、实验及探究、交流与讨论等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
四、教学重难点
理解向心力的概念、特点、会分析向心力的来源，感受向心力大小的影响因素，探究向心力大小的表达式。
五、教学过程
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 视频播放:空中飞椅 飞椅与人一起做匀速圆周运动。飞椅和人为什么没有被甩出去呢？做圆周运动的物体受力有什么特点呢？ 观看视频，思考物体能够做圆周运动的原因 通过学生熟悉的物理情景，便于引发学生从已有物理知识出发思考，引出新知
讲授新课 一、向心力 演示实验：小球在水平面内做圆周运动 研究小球所受合力的方向 FN与G相平衡，所以合力为F 小球受到重力，桌面支持力和细线的拉力作用。 松手，小球将沿切线方向飞出，做匀速直线运动。 结论：物体做匀速圆周运动，合外力指向圆心，且与线速度v垂直。 1、向心力 做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力就叫作向心力,用符号：Fn 方向：始终指向圆心(与v垂直)，是变力。 向心力的作用效果 思考：向心力有什么样的作用效果？ 结论：向心力的作用只改变线速度的方向。 4、向心力来源 思考：实验中的小球是另外受了一个力叫向心力吗？ 小球的向心力不是小球另外受了一个力，而是由绳子的拉力提供。 结论：向心力可以由某个力提供。 思考：那向心力的来源还有其他可能性吗？ 把飞椅简化成以下模型： 结论：飞椅与人一起做圆周运动的向心力Fn则是由绳子斜向上方的拉力F和所受重力G的合力提供的。也可以看成是拉力的一个分力提供。 二、向心力的大小 思考:研究向心力的大小与哪些因素有关？ 向心力的大小我们可以先通过实验感受向心力大小与圆周运动的一些运动学量之间的关系，再通过实验，进一步探究向心力的大小与这些量的定量关系。 小游戏：挑战用质量较小的小球把质量较大的砝码上提。（感受向心力） 器材：绳子、钩码、质量不同的小球、管子 实验图片： 结论：做圆周运动的物体所受向心力的大小与物体的质量、速度、轨道半径等因素有关系。 出示图片：向心力演示器 我们可以通过向心力演示器对此进行更深入的研究。 做一做：探究向心力大小 1、实验器材：向心力演示器、两个质量相同的钢球和一个质量小的铝球。 向心力演示器 2、向心力演示器的构造 匀速转动手柄1、变速塔轮2和3、长槽4和短槽5、横臂6、弹簧测力套筒7、标尺8。 3、原理 匀速转动手柄，使变速塔轮以及长槽和短槽和槽内的小球随之匀速转动，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺。根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 4、实验操作（教师用手机投屏展示） （1）向心力与质量关系 用钢球与铝球进行实验。将钢球和铝球分别放在相同半径处，皮带绕过半径大小相同的塔轮，摇动手柄。观察套桶露出标度的格数，比较向心力的大小。 其他条件相同的条件下，质量越大，套桶露出标度的格数越多，即向心力越大。 （2）向心力与角速度的关系 将两个质量相同的小钢球放在相同半径处。皮带套在半径不同的塔轮上，转动手柄观察套筒露出标度的格数，比较向心力的大小。 （3）向心力与半径的关系 将两个质量相同的钢球分别放在不同半径处，皮带绕在半径相同的塔轮上。摇动手柄观察套筒露出标度的格数，比较向心力的大小。 精确的实验表明，向心力的大小可以表示为：Fn＝mω2r由：v=ωr得：Fn=mv2/r。 演示实验：用利用传感器改良的向心力演示仪结合信息技术探究向心力与转速（角速度）的关系 实验操作： 保持质量和半径不变，改变转速，记录多组转速和向心力的数据。利用excel作出向心力与转速的平方的图象，得出，利用，得出。 学生代表协作老师进行实验，对实验进行投屏。 学生思考讨论 学生代表发表自己的见解。 学生分析物体受力，说出什么力提供物体做圆周运动的向心力 学生代表上台挑战。 思考向心力的影响因素。 学生观察向心力演示器，掌握向心力演示器的构造与工作原理。 学生动手实验 并总结实验结论。 学生协作老师进行实验，完成读数。 激发学生的思维，充分调动学习的积极性。通过学生发表见解，培养学生语言表达能力和分析问题的能力。 学生掌握向心力的来源 让学生感受向心力大小的影响因素。培养动手能力和团结协作的团队精神。 为下面的实验顺利进行打下基础 锻炼学生的动手总结能力 培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度
课堂小结 1、做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力就叫作向心力,用符号：Fn 2、向心力来源 向心力是根据力的作用效果命名的，它不是具有确定性质的某种力，它可以是某一个力或者几个力的合力提供的。 3、向心力的大小可以表示为：Fn＝mω2r Fn=mv2/r 梳理自己本节所学知识进行交流 根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。
六、板书设计
一、向心力
1、定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力就叫作向心力,用符号：Fn
2、方向：始终指向圆心(与v垂直或与半径垂直)，是变力。
3、作用：只改变线速度的方向。
4、来源：
二、向心力的大小
Fn＝mω2r=mv2/r
七、课后反思
本节课在“和谐高效、思维对话”的理念下展开，由生活实际情境出发，以问题引领，启发学生思维，培养由生活情境转化到物理模型的建模能力。在探究向心的大小时，由学生感受向心力的大小影响因素，再利用传统的向心力演示仪进行探究，最后再引导学生思考如何利用传感器对向心力演示仪进行创新改良，用改良的仪器对向心力与转速的关系进行定量的分析，既培养了学生的科学创新能力，也培养了学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
在实际操作中有以下几个方面的问题需要注意：
一、问题提出的必要性
提出的问题应该是学生学习中普遍存在的困惑，能激发学生更深入地思考或理解，为解决下一问题做好铺垫，而不是学生已有知识的简单反应。
二、问题设定的指向性
设定的问题应该有明确的指向，并能够被学生理解，以便学生在思考或讨论中有明确的目的。
八、课后作业
1、关于向心力的下列说法正确的是( )
A．物体由于做圆周运动而产生了一个向心力
B．向心力只能改变做圆周运动的物体的速度方向，不能够改变速度的大小
C．做匀速圆周运动的物体其向心力指向圆心，所以是恒力
D．做匀速圆周运动的物体其向心力可以改变线速度的大小
2、(对向心力的理解)(多选)关于向心力，以下说法中不正确的是( )
A．向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新力
B．向心力就是由匀速圆周运动的物体所受的合外力提供的
C．向心力是做匀速圆周运动的物体速度方向变化的原因
D．只要物体受到向心力的作用，物体就做匀速圆周运动
3、(向心力的提供)如图所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为r处的P点不动．关于小强的受力，下列说法正确的是( )
A．小强在P点不动，因此不受摩擦力作用
B．小强随圆盘做匀速圆周运动，其重力和支持力充当向心力
C．小强随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力
D．若使圆盘以较小的转速转动时，小强在P点受到的摩擦力不变
4、如下图所示，一只老鹰在水平面内盘旋做匀速圆周运动，则关于老鹰受力的说法正确的是( )
A．老鹰受重力、空气对它的作用力和向心力的作用
B．老鹰受重力和空气对它的作用力
C．老鹰受重力和向心力的作用
D．老鹰受空气对它的作用力和向心力的作用
5、某同学为感受向心力的大小与哪些因素有关，做了一个小实验：绳的一端拴一小球，手牵着在空中甩动，使小球在水平面内做圆周运动(如图所示)，则下列说法中正确的是( )
A．保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将不变
B．保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将增大
C．保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变
D．保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将减小
6、地球质量为6.0×1024kg，地球与太阳的距离为1.5×1011m。地球绕太阳的运动可以看作匀速圆周运动。太阳对地球的引力是多少？
7、如图所示，半径为r的圆筒，绕竖直中心轴OO′旋转，小物块a靠在圆筒的内壁上，它与圆筒内壁间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，要使a不下落，则圆筒转动的角速度ω至少为多少？
一、教材分析
《向心力》一节是普通高中新人教版教科书必修第二册第六章曲线运动的重点、难点，具有承前启后的作用。它既是本章知识的一个拐点，又是本章内容拓展的重要基础；通过学习，既能使学生从对圆周运动的表面认识上升到理论分析，又能让学生从生活中的圆周运动分析提高到对天体运动及带电粒子在电磁场中的运动的分析及推演。同时，《向心力》一节能够充分体现力和运动的在物理学中的重要性，是运动与力关系学习的好素材。
学情分析
学生通过前面的学习，了解了描述圆周运动的各个物理量及其关系，并且学生已经经历了同学之间相互协作、相互讨论、相互交流及最后的成果展示的学习过程，具备了处理问题的一般思路方法：提出问题—分析问题—解决问题。
教学目标
1、物理观念：：建立向心力的物理观念，掌握向心力的确切含义。
2、科学思维：在实验中，培养学生动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。
3、科学探究：通过对向心力大小与哪些因素有关的探究，熟悉科学探究的一般过程：提出问题——猜想与假设——实验验证——分析数据——得出结论。
4、科学态度与责任：通过观察、实验及探究、交流与讨论等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
四、教学重难点
理解向心力的概念、特点、会分析向心力的来源，感受向心力大小的影响因素，探究向心力大小的表达式。
五、教学过程
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 视频播放:空中飞椅 飞椅与人一起做匀速圆周运动。飞椅和人为什么没有被甩出去呢？做圆周运动的物体受力有什么特点呢？ 观看视频，思考物体能够做圆周运动的原因 通过学生熟悉的物理情景，便于引发学生从已有物理知识出发思考，引出新知
讲授新课 一、向心力 演示实验：小球在水平面内做圆周运动 研究小球所受合力的方向 FN与G相平衡，所以合力为F 小球受到重力，桌面支持力和细线的拉力作用。 松手，小球将沿切线方向飞出，做匀速直线运动。 结论：物体做匀速圆周运动，合外力指向圆心，且与线速度v垂直。 1、向心力 做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力就叫作向心力,用符号：Fn 方向：始终指向圆心(与v垂直)，是变力。 向心力的作用效果 思考：向心力有什么样的作用效果？ 结论：向心力的作用只改变线速度的方向。 4、向心力来源 思考：实验中的小球是另外受了一个力叫向心力吗？ 小球的向心力不是小球另外受了一个力，而是由绳子的拉力提供。 结论：向心力可以由某个力提供。 思考：那向心力的来源还有其他可能性吗？ 把飞椅简化成以下模型： 结论：飞椅与人一起做圆周运动的向心力Fn则是由绳子斜向上方的拉力F和所受重力G的合力提供的。也可以看成是拉力的一个分力提供。 二、向心力的大小 思考:研究向心力的大小与哪些因素有关？ 向心力的大小我们可以先通过实验感受向心力大小与圆周运动的一些运动学量之间的关系，再通过实验，进一步探究向心力的大小与这些量的定量关系。 小游戏：挑战用质量较小的小球把质量较大的砝码上提。（感受向心力） 器材：绳子、钩码、质量不同的小球、管子 实验图片： 结论：做圆周运动的物体所受向心力的大小与物体的质量、速度、轨道半径等因素有关系。 出示图片：向心力演示器 我们可以通过向心力演示器对此进行更深入的研究。 做一做：探究向心力大小 1、实验器材：向心力演示器、两个质量相同的钢球和一个质量小的铝球。 向心力演示器 2、向心力演示器的构造 匀速转动手柄1、变速塔轮2和3、长槽4和短槽5、横臂6、弹簧测力套筒7、标尺8。 3、原理 匀速转动手柄，使变速塔轮以及长槽和短槽和槽内的小球随之匀速转动，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺。根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 4、实验操作（教师用手机投屏展示） （1）向心力与质量关系 用钢球与铝球进行实验。将钢球和铝球分别放在相同半径处，皮带绕过半径大小相同的塔轮，摇动手柄。观察套桶露出标度的格数，比较向心力的大小。 其他条件相同的条件下，质量越大，套桶露出标度的格数越多，即向心力越大。 （2）向心力与角速度的关系 将两个质量相同的小钢球放在相同半径处。皮带套在半径不同的塔轮上，转动手柄观察套筒露出标度的格数，比较向心力的大小。 （3）向心力与半径的关系 将两个质量相同的钢球分别放在不同半径处，皮带绕在半径相同的塔轮上。摇动手柄观察套筒露出标度的格数，比较向心力的大小。 精确的实验表明，向心力的大小可以表示为：Fn＝mω2r由：v=ωr得：Fn=mv2/r。 演示实验：用利用传感器改良的向心力演示仪结合信息技术探究向心力与转速（角速度）的关系 实验操作： 保持质量和半径不变，改变转速，记录多组转速和向心力的数据。利用excel作出向心力与转速的平方的图象，得出，利用，得出。 学生代表协作老师进行实验，对实验进行投屏。 学生思考讨论 学生代表发表自己的见解。 学生分析物体受力，说出什么力提供物体做圆周运动的向心力 学生代表上台挑战。 思考向心力的影响因素。 学生观察向心力演示器，掌握向心力演示器的构造与工作原理。 学生动手实验 并总结实验结论。 学生协作老师进行实验，完成读数。 激发学生的思维，充分调动学习的积极性。通过学生发表见解，培养学生语言表达能力和分析问题的能力。 学生掌握向心力的来源 让学生感受向心力大小的影响因素。培养动手能力和团结协作的团队精神。 为下面的实验顺利进行打下基础 锻炼学生的动手总结能力 培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度
课堂小结 1、做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力就叫作向心力,用符号：Fn 2、向心力来源 向心力是根据力的作用效果命名的，它不是具有确定性质的某种力，它可以是某一个力或者几个力的合力提供的。 3、向心力的大小可以表示为：Fn＝mω2r Fn=mv2/r 梳理自己本节所学知识进行交流 根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。
六、板书设计
一、向心力
1、定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力就叫作向心力,用符号：Fn
2、方向：始终指向圆心(与v垂直或与半径垂直)，是变力。
3、作用：只改变线速度的方向。
4、来源：
二、向心力的大小
Fn＝mω2r=mv2/r
七、课后反思
本节课在“和谐高效、思维对话”的理念下展开，由生活实际情境出发，以问题引领，启发学生思维，培养由生活情境转化到物理模型的建模能力。在探究向心的大小时，由学生感受向心力的大小影响因素，再利用传统的向心力演示仪进行探究，最后再引导学生思考如何利用传感器对向心力演示仪进行创新改良，用改良的仪器对向心力与转速的关系进行定量的分析，既培养了学生的科学创新能力，也培养了学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
在实际操作中有以下几个方面的问题需要注意：
一、问题提出的必要性
提出的问题应该是学生学习中普遍存在的困惑，能激发学生更深入地思考或理解，为解决下一问题做好铺垫，而不是学生已有知识的简单反应。
二、问题设定的指向性
设定的问题应该有明确的指向，并能够被学生理解，以便学生在思考或讨论中有明确的目的。
八、课后作业
1、关于向心力的下列说法正确的是( )
A．物体由于做圆周运动而产生了一个向心力
B．向心力只能改变做圆周运动的物体的速度方向，不能够改变速度的大小
C．做匀速圆周运动的物体其向心力指向圆心，所以是恒力
D．做匀速圆周运动的物体其向心力可以改变线速度的大小
2、(对向心力的理解)(多选)关于向心力，以下说法中不正确的是( )
A．向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新力
B．向心力就是由匀速圆周运动的物体所受的合外力提供的
C．向心力是做匀速圆周运动的物体速度方向变化的原因
D．只要物体受到向心力的作用，物体就做匀速圆周运动
3、(向心力的提供)如图所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为r处的P点不动．关于小强的受力，下列说法正确的是( )
A．小强在P点不动，因此不受摩擦力作用
B．小强随圆盘做匀速圆周运动，其重力和支持力充当向心力
C．小强随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力
D．若使圆盘以较小的转速转动时，小强在P点受到的摩擦力不变
4、如下图所示，一只老鹰在水平面内盘旋做匀速圆周运动，则关于老鹰受力的说法正确的是( )
A．老鹰受重力、空气对它的作用力和向心力的作用
B．老鹰受重力和空气对它的作用力
C．老鹰受重力和向心力的作用
D．老鹰受空气对它的作用力和向心力的作用
5、某同学为感受向心力的大小与哪些因素有关，做了一个小实验：绳的一端拴一小球，手牵着在空中甩动，使小球在水平面内做圆周运动(如图所示)，则下列说法中正确的是( )
A．保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将不变
B．保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将增大
C．保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变
D．保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将减小
6、地球质量为6.0×1024kg，地球与太阳的距离为1.5×1011m。地球绕太阳的运动可以看作匀速圆周运动。太阳对地球的引力是多少？
7、如图所示，半径为r的圆筒，绕竖直中心轴OO′旋转，小物块a靠在圆筒的内壁上，它与圆筒内壁间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，要使a不下落，则圆筒转动的角速度ω至少为多少？