向心力高中物理公開課教案設(shè)計(jì)

時(shí)間：2021-06-11 18:06:00 教案我要投稿

　　【教材分析】

向心力高中物理公開課教案設(shè)計(jì)

　　本節(jié)課是從動力學(xué)的角度研究勻速圓周運(yùn)動的，這部分知識是本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是學(xué)好圓周運(yùn)動的關(guān)鍵點(diǎn)，學(xué)好這部分知識，可以為后面的天體運(yùn)動和帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動打好基礎(chǔ)。

　　教材的編排思路很清晰，先是從身邊的事例出發(fā)，讓學(xué)生體驗(yàn)到做圓周運(yùn)動的物體需要有一個(gè)指向圓心的力，從而引出向心力的概念。由于上一節(jié)中，已經(jīng)從一般性的結(jié)論入手，利用矢量運(yùn)算，在普遍情況下得出做勻速圓周運(yùn)動的物體的加速度方向指向圓心的結(jié)論，進(jìn)一步得到了向心加速度的大小。于是根據(jù)牛頓第二定律，就可以得到做勻速圓周運(yùn)動的物體受到的合外力方向和大小，即向心力的大小和方向。

　　接著，教材為了讓學(xué)生對向心力有一個(gè)感性的認(rèn)識，設(shè)計(jì)了“實(shí)驗(yàn)”欄目──“用圓錐擺驗(yàn)證向心力的表達(dá)式。實(shí)際上，這個(gè)實(shí)驗(yàn)除了要驗(yàn)證向心力表達(dá)式之外，另外一個(gè)目的就是可以讓學(xué)生體驗(yàn)到“向心力不是一個(gè)新的力，而是一個(gè)效果力”，也即讓學(xué)生初步學(xué)會分析向心力的來源。

　　與過去不同的是，本節(jié)中又討論了變速圓周運(yùn)動和一般的曲線運(yùn)動。這樣安排的目的是從生活實(shí)際出發(fā)，在更廣闊的背景下讓學(xué)生認(rèn)識到什么情況下物體將做勻速圓周運(yùn)動，什么情況下會做變速圓周運(yùn)動。以及知道如何處理一般曲線運(yùn)動的方法。

　　【學(xué)情分析】

　　（1）思維基礎(chǔ)

　　根據(jù)新課程教學(xué)理念，從高一第一學(xué)期開始，在課堂教學(xué)過程中教師一直重視“過程與方法”的教學(xué)，學(xué)生已經(jīng)初步有了探究事物的一般方法，即“是什么？──怎么樣？──為什么？”的思維方法。因此，本設(shè)計(jì)中就通過創(chuàng)設(shè)問題情景，激勵(lì)學(xué)生自己提出想要研究的問題。

　　（2）心理特點(diǎn)

　　依據(jù)20世紀(jì)最著名的發(fā)展心理學(xué)家皮亞杰的理論可知高一學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展過程是由具體運(yùn)算階段向形式運(yùn)算階段過渡，也是由直觀認(rèn)識向邏輯推理、實(shí)驗(yàn)推理過渡階段，因此在教學(xué)中，要遵循從感性到理性的認(rèn)識規(guī)律，本節(jié)課抓住學(xué)生的心理特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

　　（3）已有知識

　　通過前一節(jié)《向心加速度》的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道了向心加速度的方向指向圓心，它描述了物體速度方向變化的快慢。于是根據(jù)牛頓第二定律可知，這個(gè)加速度一定是由于它受到了指向圓心的力。因此將向心加速度的表達(dá)式代入牛頓第二定律即可得到向心力的表達(dá)式。

　　但由于錯(cuò)誤的經(jīng)驗(yàn)或者說是思維定勢，學(xué)生往往認(rèn)為向心力是一種新的力，因此“向心力不是一種新的力，而是根據(jù)作用效果命名的力”（即向心力的來源）對學(xué)生來說，將是個(gè)難點(diǎn)。

　　【教學(xué)目標(biāo)】

　　1．知識與技能

　　（1）知道什么是向心力，理解它是一種效果力。

　　（2）理解向心力公式的確切含義，并能用來進(jìn)行簡單的計(jì)算。

　　（3）知道變速圓周運(yùn)動中向心力是合外力的一個(gè)分力，知道合外力的作用效果。

　　2．過程與方法

　　（1）通過對向心力概念的探究體驗(yàn)，讓學(xué)生理解其概念。并掌握處理問題的一般方法：提出問題，分析問題，解決問題。

　　（2）在驗(yàn)證向心力的表達(dá)式的過程中，體會控制變量法在解決問題中的作用。

　　（3）經(jīng)歷從勻速圓周運(yùn)動到變速圓周運(yùn)動再到一般曲線運(yùn)動的研究過程，讓學(xué)生領(lǐng)會解決問題從特殊到一般的思維方法。并學(xué)會用運(yùn)動和力的觀點(diǎn)分析、解決問題。

　　3．情感態(tài)度與價(jià)值觀

　　（1）經(jīng)歷從自己提出問題到自己解決問題的過程，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識及思維能力。

　　（2）經(jīng)歷從特殊到一般的研究過程，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

　　（3）實(shí)例、實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系生活，拉近科學(xué)與學(xué)生的距離，使學(xué)生感到科學(xué)就在身邊，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

　　【重點(diǎn)難點(diǎn)】

　　1．教學(xué)重點(diǎn)

　　（1）理解向心力的概念和公式的建立。

　　（2）理解向心力的公式，并能用來進(jìn)行計(jì)算。

　　（3）理解向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小。

　　2．教學(xué)難點(diǎn)

　　（1）向心力的來源。

　　（2）理解向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小。

　　【教學(xué)策略與手段】

　　本節(jié)課設(shè)計(jì)成了探究性學(xué)習(xí)課，即在教師創(chuàng)設(shè)情景，讓學(xué)生自己提出想要知道的問題，在教師的引導(dǎo)下，通過全班同學(xué)的討論，自評和互評來不斷完善。教師在教學(xué)中通過具體的實(shí)例、實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，讓學(xué)生主動參與到探究的過程，成為學(xué)習(xí)的主體，積極主動地獲取知識和能力。

　　一、難點(diǎn)的突破

　　“向心力不是一種新的力，而是根據(jù)作用效果命名的力”和“向心力和切向力的作用效果和特點(diǎn)”對學(xué)生來說都將是難點(diǎn)。因此在勻速圓周運(yùn)動的例子中，必須讓學(xué)生對物體進(jìn)行受力分析，并讓學(xué)生判斷合力的`作用效果是什么、產(chǎn)生了怎樣的加速度，目的是讓學(xué)生體驗(yàn)向心力的來源。在變速圓周運(yùn)動中，讓學(xué)生對物體進(jìn)行受力分析，說明各個(gè)力產(chǎn)生怎樣的加速度，從而進(jìn)一步得到向心力和切向力的作用效果。

　　二、對教材中兩個(gè)地方的處理

　　1．由于課本中用來粗略驗(yàn)證向心力表達(dá)式的圓錐擺運(yùn)動在課堂中很難實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生測量，所以本設(shè)計(jì)中安排了先用向心力演示儀去驗(yàn)證向心力的表達(dá)式，然后在讓學(xué)生分析游樂園中轉(zhuǎn)椅的運(yùn)動和受力情況后，通過讓學(xué)生體驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室里粗略測量圓錐擺模型運(yùn)動中的向心力大小以落實(shí)它的向心力來源，并向?qū)W生說明我們可以用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力表達(dá)式。

　　2．為說明做變速圓周運(yùn)動的物體，它受到的力并不是通過圓心時(shí)，課本上是通過實(shí)例鏈球運(yùn)動和學(xué)生自己讓小沙袋做變速圓周運(yùn)動的體驗(yàn)來說明。這里本人認(rèn)為直接這樣讓學(xué)生體驗(yàn)并得到上述結(jié)論難度不小，所以本設(shè)計(jì)中先讓學(xué)生通過對游樂園中過山車做變速圓周運(yùn)動進(jìn)行受力分析，從而得到──物體在什么情況下做變速圓周運(yùn)動，然后讓學(xué)生觀察并分析鏈球運(yùn)動和體驗(yàn)讓小球做變速圓周運(yùn)動時(shí)的受力情況，從而降低了難度。

　　三、本節(jié)課的教學(xué)流程設(shè)計(jì)為

　　1．向心力概念的引出。

　　2．引導(dǎo)學(xué)生提出自己想要研究的問題。

　　3．鼓勵(lì)學(xué)生先共同解決自己提出的一部分問題。

　　4．用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論──用向心力演示儀驗(yàn)證向心力表達(dá)式。

　　5．從游樂園里轉(zhuǎn)椅出發(fā)落實(shí)：①分析圓錐擺中向心力的來源；②用圓錐擺模型可以粗略去驗(yàn)證向心力表達(dá)式。

　　6．由游樂園中的過山車模型和運(yùn)動員的鏈球運(yùn)動落實(shí)：物體做勻速圓周運(yùn)動和變速圓周運(yùn)動的條件及向心力和切向力的作用效果和特點(diǎn)。

　　7．讓學(xué)生知道研究一般曲線運(yùn)動的方法。

　　8．課堂小結(jié)。

　　在教學(xué)手段上，充分使用ppt、視頻、演示實(shí)驗(yàn)、身邊的圓周運(yùn)動，以增強(qiáng)教學(xué)的生動性和形象性，活躍課堂氣氛，從而充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，落實(shí)教學(xué)目標(biāo)。

　　【課前準(zhǔn)備】

　　1．實(shí)驗(yàn)儀器：帶細(xì)繩的小鋼球（兩人一個(gè)）。