资源简介

教学设计（1课时）
课题 向心力
课型 新授课
1.教学内容分析 根据物理课程标准要求：能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。“向心力”是圆周运动中很重要的一个概念，是学习《生活中圆周运动》、《万有引力》、《带电粒子在匀强磁场的运动》的基础，其重要性不言而喻。本节课是在上一节内容“向心加速度”的基础上展开的，符合认知规律，主要解决向心力的来源、向心力的大小、向心力的方向，向心力的应用这几个问题。教材先让学生获得向心力的感性认识，从而给出向心力的定义，再由向心加速度表达式和牛顿第二定律得出向心力的表达式；接着利用圆锥摆粗略验证向心力表达式；最后分析变速圆周运动和一般曲线运动中的向心力，并探究分析过程中使用的方法。
2.学习者分析 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，并理解线速度、角速度、周期、半径之间的关系。知道在转动装置中，共轴的轮子上各点的角速度相等，凡和皮带接触的点，线速度的大小相等。学会了处理曲线运动的重要方法——运动的合成和分解。而且已经掌握应用运动的合成与分解知识研究了平抛运动。学生知道匀速圆周运动是一种变速运动，因为它的线速度方向时刻在变。需要进行更深一步的分析为什么线速度的方向时刻在变，是什么力在改变物体的这种运动状态，这个力有何特点。由于向心力是一种学生感到陌生的力，而高一学生的抽象思维能力和逻辑推理还不是很强，所以需要在教学中通过实例、实验，使学生对向心力的认识从感性认识升华到理性认识。
3.学习目标确定 物理观念：理解向心力的概念，知道向心力是根据力的效果命名的；体验向心力的存在，会分析向心力的来源；掌握向心力的表达式，计算简单情景中的向心力。 科学思维：用变速圆周运动的方法研究一般的曲线运动，渗透物理学中“微元”的思想。 科学探究：通过对实验的观察、思考和探究，理解向心力；通过同学间的讨论与交流，培养学生合作学习与相互交流的能力。 科学态度与责任：通过实验体验向心力的存在，激发学习兴趣，增强求知的欲望；培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、实事求是的科学态度。
4.学习重点难点 教学重点：向心力的来源，大小和方向应用向心力解决一些实际问题。 教学难点：向心力的来源，应用向心力解决一些实际问题。
5.学习评价设计
6.学习活动设计 教师活动学生活动环节一：教师活动1 播放“花样滑冰”视频。 播放“花样滑冰”视频：两名运动员在冰面上做圆周运动。 做匀速圆周运动的物体具有一个指向圆心的向心加速度，而力是产生加速度的原因。产生向心加速度的力是什么？这个力又有怎样的特点？学生活动1 学生观察，并尝试理解其运动情况。 思考：产生向心加速度的力是什么？这个力又有怎样的特点？ 活动意图说明： 创设学习圆周运动的情境，激发学生学习兴趣，这是引入新课的指导思想。举例生活中的圆周运动案例，引导学生归纳出圆周运动的特征，让学生思考圆周运动的的条件，使学生思维快速进入新课。环节二：教师活动2 复习回顾圆周运动的相关概念，牛顿第二定律的内容，引出向心力的概念。匀速圆周运动的合外力与向心加速度有什么关系？向心力概念：做匀速圆周运动的物体受到的合外力总是指向圆心，我们把这个力叫做向心力。 动态图呈现向心力与向心加速度的方向 通过动态图引导学生分析向心力的方向、特征。 例1：光滑桌面上有一个小球，由于细绳的牵引， 绕桌面上的图钉做匀速圆周运动 分析小球受到的力。 合力是绳子的拉力，方向沿绳子指向圆心。 例2：观看视频——物块在水平圆盘上做匀速圆周运动 分析物块受到的力 小球在绳子的牵引下在空中做匀速圆周运动。 向心力可以是某一个力，可以是某几个力的合力，也可以是某个力的分力。向心力并不是具有特定性质的力，它是按力的作用效果命名的，任何一个性质力都可以充当向心力。学生活动2 力与加速度满足牛顿第二定律 作用效果：只改变线速度方向，不改变线速度大小。 特点：向心力是变力，方向时刻变化 小球受： 重力、支持力、 绳子的拉力 绳子的拉力可以提供向心力 物块受：重力、支持力、静摩擦力。 摩擦力可以提供向心力 小球受：重力、拉力。 活动意图说明： 结合所学向心加速度，引导学生定义向心力的概念，明确向心力的方向和大小。为后面的向心力来源判断，导出向心力的表达式奠定知识基础。向心力的方向和特点是解决向心力来源的关键。动态图形象生动的呈现出了力的方向和特点。采用层层递进的引导方法，让学生进一步辨析向心力的来源。环节三：教师活动3 理论推导、定量分析：通过公式和数学手段推导向心力的计算式。 圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验中要用什么器材？做圆锥摆的钢球受几个力的作用？什么力提供向心力？钢球做匀速圆周运动时所需的向心力的大小由什么因素决定？实验原理是什么？实验需要测量哪些物理量？? 观看视频——链球运动。分析小球在平面内顺时针做加速圆周运动。小球的线速度有什么变化？为什么会有这样的变化？两个力的合力有什么特点？ 处理变速圆周运动的方法：将合外力沿该点切线方向分解，它的作用是产生切向加速度，改变速度的大小。将合外力沿该点半径方向分解，它的作用是产生向心加速度，改变速度方向。 分析质点经过曲线上某位置的运动时，可以采用圆周运动的分析方法对一般曲线运动进行处理学生活动3 小球在空中做匀速圆周运动，从力的角度求出，从运动的角度求出，将与进行比较。 需要测量r、h、m、转n圈数所用时间t。 做变速圆周运动的物体所受的合外力并不指向圆心。 把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作一小段圆弧。这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它们具有不同的曲率半径(内切圆的半径)。活动意图说明： 从常见的体育运动出发，引导学生利用新学的知识分析变速圆周运动，将理论与实践相结合。体现了物理源于生活服务生活的特点。通过特殊的曲线运动，培养学生掌握解决一般曲线运动的方法，落实科学思维素养的培养。
7.板书设计 向心力 一、向心力
　　1、概念：Fn=F合
　　2、方向：指向圆心 作用：改变线速度的方向，向心力是效果力 大小：或者Fn=mv2/r
　　二 做变速圆周运动的物体所受的力：
　　Ft ：切向分力，改变速度的大小。
　　Fn： 向心分力，改变速度的方向。
8.作业与拓展学习设计
9.特色学习资源分析、技术手段应用说明
10.教学反思与改进

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