高中物理_6 向心力教学设计学情分析教材分析课后反思

教学设计

一、教学目标分析

【三维目标分析】

知识与技能

1．理解向心力的概念及其表达式的确切含义。

2．知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算。

3．知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度。

过程与方法

1．通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并具体“做一做”来理解公式的含义。

2．进一步体会力是产生加速度的原因，并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动、变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点。

情感、态度与价值观

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。

调动学生学习积极性，激发学生学习兴趣，培养学生关心周围事物的习惯。

【重点难点】

1．体会牛顿第二定律在向心力上的应用。

2．明确向心力的意义、作用、公式及其变形。

3．圆锥摆实验及有关物理量的测量。

4．如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。

二、教学策略选择与设计

1.情景创设策略：运用生活中与教学内容相关的情景，设计问题，设计物理实验，组织

教学内容，提出有启发性的引申问题，激发学生的学习兴趣，积极地参与到实验验证、实验猜想、探究规律的学习当中

2.探究引导策略：探讨式学习；教师启发引导

3.自主合作探究式学习策略：建立小组讨论、交流、合作的课堂氛围

三、教学资源与工具设计

1.教科版新课标教材高中物理必修2

2.相关实验器材，单摆小球、向心力演示器、钢球、铝球。

3.专门为本课设计的多媒体课件

4.多媒体教室

四、教学过程

复习导入：

1．匀速圆周运动的运动性质

2．向心加速度的定义、方向、大小及物理意义

3．牛顿第二定律的内容及表达式

㈠向心力

[实验并模拟]

利用桌上的单摆小球，手执绳的一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。

观察小球运动情况、分析小球受力特点，完成感受性实验一。

利用课件模拟各种做匀速圆周运动的实例，请学生对其进行受力分析。

观看3段视频材料,通过对研究对象的受力分析,从理论上总结向心力的定义、方向、特点、作用效果和向心力大小的表达式.

【案例分析一】小球在光滑平面内做匀速圆周运动

教师引导学生完成学案相关内容，从而初步掌握向心力分析方法。

【案例分析二】橡皮随圆盘做匀速圆周运动

教师板书指引学生完成分析，使学生学会建立物理模型。

【案例分析三】人在转椅中做匀速圆周运动

学生独立完成分析，教师对不完善的地方做出指正。

完成以上三个环节后，学生分组合作，总结归纳向心力的定义、方向、特点和作用效果。

本过程贯穿阅读、归纳总结、动手能力的训练，通过学生亲自经历研究过程，体验成功的乐趣是新课程的重要理念，让学生自己探究问题，可以激发学生的学习兴趣和学习动机，同时也可以使他们养成善于运用知识的习惯。

学生完成例题1和针对训练后，动手感悟向心力与线速度、角速度及半径的关系。

学生：学生手拉着细绳的一端，使带细绳的钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动。

教师：钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动，什么力使钢球做圆周运动？

学生：对钢球进行受力分析，发现拉力使钢球做圆周运动。

（设计意图：利用常见的小实验，让学生亲身体验，增强学生对向心力的感性认识。）教师：也就是说，钢球受到的拉力充当圆周运动的向心力。大家动手实验并猜想：拉力的大小与什么因素有关？

学生：动手体验并猜想：拉力的大小可能与钢球的质量m、线速度的v、角速度、周期T，半径r有关。

教师：那么我们如何研究向心力与m、v、、T、r之间的关系呢？

学生：思考、讨论并回答：采用控制变量法，保持m、v、、T、r中的四个量不变，研究与剩下的一个量之间的关系。

教师：如果保持钢球的质量m、线速度的v、角速度、周期T不变，半径r可以变化吗？

学生：在教师引导下根据各个物理量之间的关系思考并回答：半径r不能变化。

教师：那么我们怎样研究这几个物理量之间的关系呢？

学生：思考、讨论并回答：由于做匀速圆周运动的物体，v、、T，r这四个物理量中，只要有两个量确定了，其他两个量也就跟着确定了。所以只需要研究向心力与m，v、、T、r这四个物理量中两个物理量的关系。

教师：引导学生采用控制变量法做实验，体验向心力的大小。

学生：采用控制变量法做实验，体验向心力的大小。

教师：大家体验后，感觉向心力与哪些物理量有什么样的关系？

学生：根据自己的体验并回答：

质量m、半径r一定，线速度v越大，向心力越大；

质量m、线速度v一定，半径r越大，向心力越大；

质量m、半径r一定，周期T越大，向心力越小……

（设计意图：积极引导学生猜想，并渗透实验方法：控制变量法的教学。）学生利用牛顿第二运动定律表达式及向心加速度的表达式写出向心力的表达式，教师加以补充。

学生掌握公式后完成例题2和针对训练，教师展示学生成果，并加以评价。

㈡变速圆周运动和一般的曲线运动

实验探究：用细绳系一小球在竖直平面内做圆周运动。

学生分组实验并回答以下问题：

1.小球在最高点和最低点哪个位置的速度大？

2.小球在运动过程中受哪些力，有何特点？

根据学生回答，过渡到处理一般曲线运动的方法：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半径。在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进行处理。

五、课堂小结

六、课后作业

七、效果分析

学情分析

了解学习者的原有知识基础和认知能力是为了确定当前所学新概念、新知识的教学起点。对学习者特征进行认真分析是实现个别化教学和因材施教的重要前提。在学习者特征的分析上，老师对自己的学生情况认识全面，对学习者知识基础和认知特征分析到位，可以为选用合适的教学方式、激发学生的兴趣和保持学生学习积极性等提供保证。因此，针对本校学生分析如下：

1、本节课针对的学生是本校高一的学生，在前面学习了物体做曲线运动的条件，学习了对圆周运动的描述，而且在必修1中也学习了牛顿运动定律。这节课是这些知识的综合应用的具体例子。学生通过分析理解向心力的概念，掌握向心力的来源，通过实验得出向心力大小的公式。

2、本校学生已经进行来一学期的小组合作探究式学习，学生有过多次的小组合作经验，有利于本节课小组合作定性的探究向心力的大小

3、学生好奇心强，具有较强的探究欲望

4、学生已经学过牛顿运动定律和物体做曲线运动的条件及描述圆周运动的物理量；

5、学生能够进行牛顿运动定律的简单应用；

6、学生在平常的学习和生活中已经接触到过一些零碎的关于物体做圆周运动的例子；

7、学生有一些摩擦力与运动方向相反的错误观念。

8、学生会从向心力三个字的字面先入为主认为这是某个新的力。

效果分析

班级______ 姓名：________ 得分:___________

注：

1.得分为自评、互评、教师评总分之均值；

2.“我这样评价我自己”、“伙伴眼里的我”以及“老师的话”都是针对课堂学习情况的概括性评判和描述。

教材分析

《向心力》一节是普通高中课程标准试验教科书必修2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。对向心力概念的理解以及对公式确切含义的理解是本课的难点。由圆周运动特点分析得出向心力的方向、向心力的概念。演示实验、课后“感受向心力”小实验的讨论，这些都有助于学生对公式的含义有明确地认识。

评测练习

【训练案】---当堂训练·巩固落实

1.在匀速圆周运动中,下列物理量不变的是()

A.向心加速度

B.线速度

C.向心力

D.角速度

2.关于向心力，以下说法中不正确的是

A．是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力

B．向心力就是做圆周运动的物体所受的合力

C．向心力是线速度变化的原因

D．只要物体受到向心力的作用，物体就做匀速圆周运动

3.如图所示,在匀速转动的水平转盘上,有一个相对于盘静止的物体,随盘一起转动,关于它的受力情况,下列说法中正确的是()

A.只受到重力和盘面的支持力的作用

B.只受到重力、支持力和静摩擦力的作用

C.除受到重力和支持力外,还受到向心力的作用

D.受到重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用

4.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动。若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说法正确的是（）

A．物体所受弹力增大，摩擦力也增大

B．物体所受弹力增大，摩擦力减小

C．物体所受弹力减小，摩擦力减小

D．物体所受弹力增大，摩擦力不变

【提升案】---学以致用·提高能力

5.如图所示,小球A质量为m,固定在长为L的轻细直杆一端,并随杆一起绕杆的另一端O 点在竖直平面内做圆周运动.如果小球经过最高位置时,杆对球的作用力为拉力,拉力大小等于球的重力.求:

(1)小球在最高位置时的速度大小

(2)若小球经过最低点时速度为v,求杆对球的作用力的大小和球的向心加速度大小.

课外能力提升

如图所示,在光滑水平桌面上有一光滑小孔O,一根轻绳穿过小孔,一端连接质量为m=1kg的小球A,另一端连接质量为M=4kg的重物B.当小球A沿半径r=0.1m的圆周做匀速圆周运动时

(1)当小球A的角速度为ω=10rad/s时,物体B对地面的压力为多大?

(2)当A球的角速度为多大时,B物体对地面的压力刚好为零?(g取10m/s2)

课后反思

《向心力》一节上完公开课后，我感悟很多：高一物理是高中物理学习的基础，但高一物理难学，这是人们的共识。高一物理难，难在梯度大，难在学生能力与高中物理教学要求的差距大。高中物理教师必须认真研究教材和学生，掌握高中物理教学的梯度，把握住高中物理教学的衔接，才能教好高一物理，使学生较顺利的完成高一物理学习任务。具体地说，个人感悟如下：

1. 教学设计创建的物理情景、提供的实验方案，不仅要使学生经历建立概念、发现规律的过程，也要很好地落实过程目标和情感目标。情景教学，让学生主动参与探究的全过程，成为学习的主体，激发了学生的求知欲望，加深了对知识的理解。在探究过程中，教师要给学生提供必要的实验器材和多媒体资源，引导学生去发现问题，使学生产生探究的动机，从而提出问题，解决问题，体验问题。整个教学过程中，教师是一个引导者和参与者，组织者和帮助者，学生是学习的主人，课堂上教师要组织引导学生交流讨论，充分重视学生在探究过程中的情感、态度与价值观的培养。学生能在愉快的教学环境中获得知识和培养思维能力。

2. 细化每一个问题。课堂上设问是一门艺术！太难的问题，给学生的门槛就太高了，有些体质较弱的学生很可能被难住了，跨不过去，最终被关在了物理的门外。其实，设问的目的在于给学生学习理解新知识铺路搭桥。所以，我们设的问题就应该是学生可以一步步踏着向前走动的阶梯。例如，再设计案例分析的问题时，将问题细化：物体受哪些力？所受合力方向？哪些力提供向心力？这样提出三个问题，会比直接问：物体受到什么样的向心力效果要好。

3.规范语言，精益求精。教师在教学过程中不经意说错的一句话，可能会在学生的脑袋里从此留下一个错误的概念，想要再订正，就比较难了，因为人的第一次认知往往是比较深刻的。所以，在教学中，应尽可能的避免口误。而要如何避免呢？只有在备课时多读、多做、多看，看多了，做多了，自然就知道这个知识，或者意思，表达的方式有哪几种，在课堂上

就不会出现口误了。

4.以学生直观感受替代老师讲授，培养学生学习物理的兴趣。兴趣是一个人力求接触、认识、掌握某种事物和参与某种活动的心理倾向。爱因斯坦说：“兴趣是最好的老师”，兴趣对人的实践活动起着积极的作用，特别是对学生的学习起着推动作用，是学生学习积极性中一个最积极、最活跃的心理因素。而直观教学手段是培养学生学习兴趣的有效方法，在学习过程中，是促进学生思维发展的必要条件。学生以直观感受形式获取知识，比如：观看视频资料、自己动手实验等，与由老师传授知识相比，直观感受的效果要好很多。这一点，在这

次准备的过程中，感触也很深。例如在学生有了对圆周运动的体验之后，知道向心力与线速度、角速度和半径有关后，再进行公式推导，得出向心力公式，这样的效果要比直接告诉学生物理公式要好得多。

5.课后作业的布置。教学中，我们不仅要注重学生的课堂学习，还要通过课后学生作业获取教学反馈的信息。因此，分层次布置作业更有利于学生发展自我，提升自我。

以上是我对本节课教学点一点感悟和反思，这对我以后的教学将会有很大的帮助。

课标分析

课标分析：能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。

课程标准涉及本节内容的要求是“能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力”，这首先要求学生知道什么是向心力，向心力与向心加速度的关系，能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。

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