2023-12-03 09:44:07 来源：1569下载站 作者：小何
教案课件是每位教师在工作中备课和上课所需的必备工具，每天，教师都要承担起撰写精良教案课件的责任。出色的教案能够帮助教师更加高效地完成教学任务。现在，我向大家推荐一篇网络文章，主题是“向心力教案”，这篇文章具有很强的启发性，请您详细了解该文的要点！
本节课主要是学习物体做圆周运动的动力学特征——向心力，因此本节课的教学主要是从动力学的角度研究学习向心力的知识。
物理问题的研究总是从最简单、最基本的着手，所以本节课的教学首先从圆周运动中最简单的运动——匀速圆周运动入手，得出向心力的表达式;然后进一步推广到变速圆周运动和一般曲线运动的动力学规律;符合“从特殊到一般”的认知规律和教学规律。
在向心力的表达式的教学中，本节课采用先用牛顿第二定律理论推导公式再实验验证的科学研究方法。这样既可以使学生加深对向心力公式的理解，又能使学生知道科学研究的严谨性;而且通过理论分析和实验探究还能让学生体会向心力的来源和向心力的性质，知道求向心力的两种方法：根据受力分析求解和根据公式求解。另外实验探究部分采用随堂实验和播放录制的实验视频相结合的方法，既能让所有学生现场读数，参与到实验中来，又能有效节约课堂时间。
在变速圆周运动的教学中，本节课采用“质疑(猜想)——讨论分析——得出正确规律”的教学方式，使学生真正参与到课堂中，从“争论”中得出结论，获得知识。体现“以学生为本”的新课标理念。
考虑到课堂时间较紧张以及安全问题(学生手抡沙袋时容易发生碰撞)，教材“做一做”部分本节课安排给学生课后完成(发给每位学生实验器材)，要求学生亲身体验 与v、ω的关系，体会“控制变量法”的思想。
本节教材选自人民教育出版社全日制普通高中课程标准实验教科书(物理2·必修)第五章《曲线运动》第六节《向心力》。
教材的内容方面来看，本章节主要讲解了向心力的定义、定义式、方向及验证向心力的表达式，变速圆周运动和一般曲线运动。前面几节已经学习了曲线运动、圆周运动、向心加速度，这节讲的是描述使物体做圆周运动的合外力，是对物体运动认识上的升华，为接下来万有引力的的学习奠定了基础。所以在整个教材体系中起了承上启下的作用，并且这样的安排由简单到复杂，符合学生的认知规律。
从教材的地位和作用方面来看，本章节是运动学中的重要概念，也是高一年级物理课程中比较重要的概念之一，是对物体运动认识上的升华，它把运动学和动力学联系在了一起，具有承上启下的桥梁作用，也是学生知识系统中不可或缺的重要组成部分。
【知识基础方面】在学习本节课前学生已经学习了曲线运动、圆周运动、向心加速度，具备了探究向心力的基本知识和基本技能，这为本节课的探究性学习起到了铺垫作用。
【思维基础方面】高一的学生通过初中科学和第一学期的学习，具有了一定的物理思维方法和较强的计算能力，但接受能力尚欠缺，需要教师正确的引导和启发。
【情感态度方面】在学生的生活经验中，与向心力有关的现象有，但是有一些是错误的这就给学生理解向心力的概念带来困难。
理解向心力的定义;
理解向心力的作用效果;
通过对向心力，向心加速度，圆周运动，牛顿第二定律的理解与学习，相互联系，体验对物理概念的学习方法
通过用概念前后联系的方法得出加速度的概念，感悟到探索问题解决问题的兴趣和学无止境的观点;
通过向心力的教学引导学生从现实的生活经历与体验出发，激发学生的学习兴趣;
通过一些有趣的实验实验，加深学生的印象，容易让学生理解，引起学生兴趣;
重点：向心力表达式验证，向心力来源与作用效果。设定一定运动情景，来验证向心力表达式。来源进行举例说明，进行受力分析。(重点如何落实)
难点：向心力表达式的验证。通过用圆锥摆粗滤验证表达式，通过圆锥摆做匀速圆周运动解释原理，分析其在运动角度和手里角度的合外力，测量数据与测量器材，一步步得出表达式的正确。(难点咋么突破)
回顾本章内容，复习向心加速度，放一个有关视屏，向同学提问物体为甚么做圆周运动?
一、做小球做圆周运动的实验，多问题进行思考，得出向心力特点进行总结
二、教授有关向心力的有关知识并进行一定补充。
列出知识的联系曲线运动——匀速圆周运动--受到力--向心加速度，提问向心加速度定义、方向、表达式 学生活动
利用课件视频资源，在大屏幕上播放笼中摩托车的视频，引导学生分析摩托车为什么做匀速圆周运动?
1、摩托车做什么运动?
为什么做匀速圆周运动?
模拟小球在光滑桌面上做匀速圆周运动，提问：
1、小球为什么做匀速圆周运动?
2、小球受到哪些力作用?
3、合外力是哪个力?这个力的方向有什么特点?这个力起什么作用?
重力，支持力，绳子的拉力。
绳子的拉力，方向指向圆心。使物体做匀速圆周运动。
【教材】 人教版普通高中物理课程标准实验教科书·物理必修1第三章第二节
《普通高中物理课程标准(实验)》要求，知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性，知道胡克定律，并列举了两个例子加以说明，例1是调查日常生活和生产中所用弹簧的形变及使用目的(如获得弹力或减缓震动等)，例2是制作一个简易弹簧，用胡克定律解释其工作原理。新课标加强了实践活动和探究活动，注重培养学生知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的综合素养。
《弹力》是高中物理新课程(必修1)第三章第二节的内容，是力学的核心内容之一，在整个高中物理中占有相当重要的地位，是以后正确进行受力分析的基础。教材从物体的明显形变引入，继而通过放大的思想演示“微小形变”的过程，用实例引出了形变、弹性形变和弹力的概念。并通过研究形变来探究弹力产生的原因、弹力的方向和作用点，探究支持力、压力和绳子的拉力这几种弹力产生的原因和方向。对于胡克定律的教学，要先让学生亲身经历体验，然后引导学生设计实验“探索弹力的大小与形变量大小之间的关系”，这种先从感性认识出发，上升到理性认识，再通过实验检验并进行具体运用的研究办法十分重要。
通过前面的对“重力及相互作用”的学习，学生已经对力的三要素及作用效果等有了一定的了解。而且在初中阶段的学习过程中，也对弹力有了初步感性的认识和一定的理念基础。在高中教学中要进一步帮助学生深化对弹力的理解。弹力产生的原因及其方向的判定，是学生普遍感到难以把握的问题。为此，在这节课的教学中要精心设计实验，通过形象直观的实验教学帮助学生突破难点，并让学生在亲历探究的过程中，体验到探究未知世界的乐趣，领悟科学探究的真谛。
1.知道形变和弹性形变，能识别常见的形变。知道任何物体在外力的作用下都能发生形变;
2. 知道弹力以及弹力产生的条件，会判断弹力的有无;
3.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的示意图中画出它们的方向;
4.知道形变越大弹力越大，知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比，即胡克定律.会用胡克定律解决有关问题;
5. 知道胡克定律的图像的意义，掌握利用图像法计算劲度系数的方法。
1.培养学生根据弹力产生的条件分析弹力方向的能力;
2.通过分组“探究弹簧的弹力与形变量之间的关系”的实验，培养学生自己动手设计实验和操作实验的能力，提高学生自主、探究和合作学习的能力;
3.知道实验数据处理常用的方法，尝试使用图象法处理数据。
1.真实准确地记录实验数据，体会科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用.在体验用简单的工具和方法探究物理规律的过程中，感受学习物理的乐趣，培养学生善于把物理学习与生活实践结合起来的习惯;
2.从任何物体都能发生形变人手，培养学生实事求是的世界观.认识事物本来面目，不被表面现象所迷惑;
3.通过学习弹力在生产和生活中的应用，发展将知识服务于人类的愿望。
1.弹力有无的判断和弹力方向的判断;
2.弹力大小的计算;
弹力有无的判断和弹力方向的判断。
【实验器材】 橡皮筋、纸、橡皮、面包、钢条、小车、弹簧、刻度尺、小球、铁尺、橡皮泥、演示胡克定律用的带刻度的木板、铁架台、物理小车、弹簧、钩码等等.
1.通过运用生活中的小物品做有关形变的小实验，引导学生总结形变的定义
2.通过实验对比，让学生讨论分析弹力产生的条件，知道弹力的作用过程
5.通过实验，让学生知道压力和支持力都是弹力，并且知道他们的方向.
提问：在拉皮筋的同时，有没有感觉到你的手受到一个力的作用?
提问：回顾老师前面做的小实验，大家思考一下，皮筋被拉长和纸张被揉皱这两种形变有什么区别呢?
提问：那之前老师做的实验、举得例子中物体的形变都很明显、很容易观察的，那老师有一个疑问，当老师用手压桌面的时候桌面有没有发生形变呢?
提问：通过上面的实验，我们观察到什么样的实验现象?
生：通过观察，我们发现原来不容易观察的瓶子和桌面也发生了形变.
演示实验：
伸长的弹簧将与之相连的小车拉过来.
2.压缩弹簧将与之相毗邻的小车推出.
3.伸长着的橡皮筋将与之相连的小车拉过来.
提问：力是一个矢量，弹力当然也是矢量，那么通过以上的实验，大家总结一下弹力的方向。
提问：当把课本放在桌面上，根据我们以前所学的知识，课本和桌面之间的相互作用力是什么呢?
提问：刚才我们演示了绳子拉物体的情形，绳子的拉力是不是弹力呢?它的方向又是如何规定的呢?
试分析图3—2—2中光滑小球受到的弹力的情况(小球放在水平面上静止)，并画出小球受到的重力和弹力(示意图).
提问：在这个例子中，倾斜的墙面对小球有没有弹力的作用呢?
1.请在图3—2—3中画出杆及球所受的弹力.
(1)杆靠在墙上.
(2)杆放在半球形的槽中.
(3)球用细线悬挂在竖直墙上.
(4)球放在两个等高的支座上.
2.在图3—2—5中，A、B两小球相互间一定有弹力作用的图是……………( )
提问：下面我们大家设计一个实验，实验的目的是寻找与弹簧的弹力有关的因素.
“向心力”编排在曲线运动倒数第二节，这部份知识是本章的重点，学好这部份知识，可以为学习下一章万有引力应用部份的内容做好必要的准备。
圆周运动是生活中一种典型的曲线运动，匀速圆周运动更是一种特殊运动，匀速圆周运动的运动规律在实际生活中有着广泛的具体应用。而匀速圆周运动的向心力与向心加速度的关系其实又是牛顿第二定律的具体应用。因此，本节课采用理论与实际相结合的教学方式，既能使教学过程变得生动有趣又能有效激发学生学习物理的兴趣。
教材在处理这部份知识时，改变原有教材的方法：新教材在前面一节已经利用矢量推导的方式得出向心加速度的公式，这节课利用牛顿第二定律由向心加速度的公式得出向心力公式，再通过实验验证做匀速圆周运动的物体受到的向心力公式，然后再简单介绍向心力公式也适用于非匀速圆周运动。这样的编排通过引导学生观察生活发现问题，通过实验探究规律，利用规律解决生活实际问题，让学生充分参与模型的形成、概念的建立和规律的探究，这种教学方式非常有利于学生科学思维的形成，并可以有效地激发学生学习匀速圆周运动的学习动机。
向心力的学习是在学生已经掌握了匀速圆周运动的向心加速度公式和牛顿运动的基础之上进行的。
学生已经学习了牛顿运动定律，初步掌握了牛顿第二定律的数学表达式 ，并且学习了匀速圆周运动的向心加速度公式 ，所以，学生具有了理论推导匀速圆周运动的向心力公式的知识储备和方法储备。
匀速圆周运动是生活中一种典型的运动形式，在实际生活中有很多实际应用，在本节的学习过程中，学生通过观察生活实例发现问题，初步认识圆周运动的向心力，通过理论探究，学生分组实验验证来探究规律，利用规律解决生活实际问题，通过这个过程，激发学生学习物理的热情和兴趣，培养科学的思维方式和良好的实验动手能力。
在本节教学中，体验性实验与分组实验相结合，理论与实际生活相结合，采用科学灵活的授课方式和方法，为学生思维的形成和能力的培养提供了有力保障。
1.知识与技?
(1)知道什么是向心力，理解它是一种效果力。
(2)理解向心力公式的确切含义，并能用来进行简单的计算。
(3)知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力，知道合外力的作用效果。
(1)通过对向心力概念的探究体验，让学生理解其概念。并掌握处理问题的一般方法：提出问题，分析问题，解决问题。
(2)在验证向心力的表达式的过程中，体会控制变量法在解决问题中的作用。
(3)经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程，让学生领会解决问题从特殊到一般的思维方法。并学会用运动和力的观点分析、解决问题。
(1)经历从自己提出问题到自己解决问题的过程，培养学生的问题意识及思维能力。
(2)经历从特殊到一般的研究过程，培养学生分析问题、解决问题的能力。
(3)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，培养学生的学习兴趣。
(1)理解向心力的概念和公式的建立。
(2)理解向心力的公式。
(3)理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。
(1)向心力的来源。
(2)理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。
通过简单的实验，创设情景，引出向心力的概念。
鼓励学生大胆猜测，提出自己想要研究的问题，鼓励学生共同解决自己提出的一部分问题。
(1)用圆锥摆粗略验证向心力公式;
(2)用向心力演示仪验证向心力表达式。
4.变速圆周运动和研究一般曲线运动的方法。
通过多媒体课件展示几个圆周运动是实例，让先生思考：这些做圆周运动的物体为什么不会飞出去，而是老老实实地绕着一个中心点做圆周运动?
(物理就在我们的身边。匀速圆周运动是生活中一种典型的运动。匀速圆周运动在实际生活中有很多实际应用，因此，通过引导学生观察生活实例，可以有效地激发学生学习匀速圆周运动的学习动机，并为学生学习匀速圆周运动创设了良好学习情境。)
让学生分析这些力的指向有什么特点，并进一步归纳得出向心力的概念。
本课内容是在学生从运动学的角度学习了圆周运动的向心加速度后，从动力学的角度学习向心力和变速圆周运动和一般曲线运动知识;其内容在初中并未涉及。从教材地位和作用来看，本课内容是本章的重要内容，在教材上既承接上节向心加速度的知识又为下节的生活中的圆周运动学习作铺垫，起着承上启下的作用;同时本课内容也是会考和高考知识考查的重要内容。
本节内容主要要求学生了解向心力的概念，知道向心力是根据力的效果命名的，掌握向心力的表达式，会分析向心力的来源，能计算简单情景中的向心力;要求学生能从牛顿第二定律角度理解向心力表达式，知道变速圆周运动的合力一般不指向圆心，可分解为切向分力和向心分力;知道向心力的公式也适用于变速圆周运动，对竖直平面内的变速圆周运动问题，能运用向心力公式对最高点和最低点作定量分析;不要求掌握用“等效圆”处理一般曲线运动;变速圆周运动和曲线运动的切向分力和切向加速度不作定量计算要求;不要求计算物体所受的外力不在同一直线上的向心力问题。
本节关于实验的一个想法是，尽量使用通用器材而不是专用器材做实验，如果能用生活中常见的物品做实验更好。这样思考的目的是，一方面可以减少由于器材问题引起的困难，使大家多做实验;另一方面则是考虑到，非专用器材，特别是生活中物品的实验会拉近科学和学生的距离，使学生感到科学就在身边，对科学产生兴趣[1]。因此本课没有采用向心力演示器，而是用圆锥摆来验证向心力表达式。这个实验的优点除了器材容易得外，摆球受力的分析方法也是以后常用的，熟练掌握有利于后面的学习，同时还能让学生了解向心力的来源问题，体验向心力是效果力。
本课还有一点与过去不同，就是讨论了变速圆周运动和一般曲线运动。这部分内容的目的主要是要学生在更一般、更广阔的背景下认识抛体运动和匀速圆周运动。这个思想与我们讨论非匀变速的直线运动、讨论匀变速直线运动的位移——时间图象时的出发点是一脉相承的。
关于教材中“做一做”的安排主要是让学生亲身体验向心力与线速度和角速度的关系，体会“控制变量法”的思想，与旧教材中的向心力演示器实验有同样的效果。
一、设计思路
以高中物理新课改的基本理念为指导，基于高一学生的实际和与向心力相关的学习任务，注重在教学中体现科学探究精神，使学生尽可能完整地经历科学探究的过程。通过学生探究式的大胆的假设和猜想以及科学的分析，不仅仅获取科学知识，同时能将物理理论应用生活实际之中。
鉴于教材根据牛顿第二定律直接推导出向心力的表达式的教学方法，本节课突破该教学方法，采用“引导探究”式教学法，该教学法以解决问题为中心，注重学生的独立钻研，着眼于创新思维的培养，充分发挥学生主动性。其主要程序是：
不仅重视知识的获得，而且更重视学生获得知识的过程及方法，更加突出了学生的主动学习。学生活动约占课时的一半，力求体现“以教师为主导，以学生为主体”的教学思想。
二、前期分析
1.学习任务
向心力是高中物理新课程必修2的内容，本节课是从动力学的角度研究匀速圆周运动的，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，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。教材的编排思路很清晰，先是从身边的事例出发，让学生体验到做圆周运动的物体需要有一个指向圆心的力，从而引出向心力的概念。由于上一节中，已经从一般性的结论入手，利用矢量运算，在普遍情况下得出匀速圆周运动的物体的加速度方向指向圆心的结论，进一步得到了向心加速度的大小。于是根据牛顿第二定律，就可以得到做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向和大小，即向心力的大小和方向。
接着，教材为了让学生对向心力有一个感性的认识，设计了“实验”栏目——“用圆锥摆验证向心力的表达式”。实际上，这个实验除了要验证向心力表达式以外，另外一个目的就是可以让学生体验到“向心力不是一个新的性质力，而是一个效果力”，也即让学生初步学会分析向心力的来源。
本节中又讨论了变速圆周运动和一般的曲线运动。这样安排的目的是从生活实际出发，在更广阔的背景下让学生认识到什么情况下物体将做匀速圆周运动，什么情况下会做变速圆周运动，以及知道如何处理一般曲线运动的方法。
2.学习者
学生通过前一节《向心加速度》的学习，已经知道了向心加速度的方向指向圆心，它描述了物体速度方向变化的快慢。于是根据牛顿第二定律可知，这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的力。因此将向心加速度的表达式代入牛顿第二定律即可得到向心力的表达式。
但由于错误的经验或者说是思维定势，学生往往认为向心力是一种新的力，因此“向心力不是一种新的力，而是根据作用效果命名的力”(即向心力的来源)对学生来说，将是个难点。
三、教学目标
1.知识与技能
(1)能结合实例分析，知道向心力是一种效果力以及方向;
(2)能够用自己的语言归纳向心力公式的确切含义，并能用来进行简单的计算;
(3)知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力，能够描述合外力的作用效果。
2.过程与方法
(1)通过对向心力概念的探究体验，能够用自己的语言说出其概念;
(2)在引导探究向心力的表达式的过程中，体会控制变量法在解决问题中的作用;
(3)经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程，领会解决问题从特殊到一般的思维方法。
3.情感、态度与价值观
实例、实验紧密联系生活，拉近与科学的距离，感受到科学就在身边，发展自己对学习的积极性和学习兴趣。
综上(前期分析及教学目标)，可见本节课的重点和难点：
四、教学准备
1.教具与学具
飞机拐弯视频、花样滑冰转圈视频、地球绕太阳公转动画、轻绳牵引小球在光滑面上的实验小装置、自制的探究向心力与哪些因素有关的仪器、自制的橡皮泥纱布袋等。
2.教学策略
本课基于建构主义学习理论，具体以引导探究式教学模式为主，结合问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。
五、教学过程设计
1.实验或视频激疑，导入新课——向心力
(1)引入：欣赏视频：飞机拐弯、花样滑冰转圈、地球绕太阳公转
通过以上视频和动画的观看，让学生体会并重温什么样的运动是匀速圆周运动。更为重要的是，圆周运动的概念也比较自然地在学生头脑中回忆起来。
(2)迷你小实验1：向心力与圆周运动
取一根细绳，一端系上一小球，另一端固定在一枚图钉上。将图钉定在
光滑的板上，如图所示：
a.用手指沿小球与图钉连线的垂直方向轻轻弹击小球，当绳子未伸直前，小 球做 运动
b.用手指沿小球与图钉连线的垂直方向加大力弹击小球，当绳子伸直后，
小球做 运动
引导：学生分析、讨论：
a：绳绷紧前，小球为什么做匀速直线运动?
b：绳绷紧后，小球为何做匀速圆周运动?小球此时受到哪些力的作用?合外力是哪个力?这个力的方向有什么特点?这个力起什么作用?
过程：实验模拟——受力分析——力与运动分析——结论
总结：向心力(效果力)
(1)概念：做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的等效力的作用，这个力叫向心力。
(2)方向：向心力总是指向圆心，方向不断变化。
(3)作用效果：不改变速度大小，只改变运动物体的速度方向。
对向心力实例分析：
a：让学生讨论汽车急转弯时，乘客向心力的来源(结合感觉)。
b：分析转盘上物体所做的圆周运动。(动画)
c：手抡动细绳，使小物体做圆周运动。(如图)
分析：向心力的来源(性质)
总结：
(1)向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质力。
(2)向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。
物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力F向= F合。
(3)向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用 ，只能说某个力或某几个力提供了向心力。
通过对以上视频、动画、迷你小实验，在物体做圆周运动基础上，引出本课主题——向心力。
2.亲身体验，感受向心力存在
迷你小实验2：感受向心力与什么因素有关
在一根结实的细绳的一端拴一个橡皮泥纱布袋或其他小物体，抡动细绳，使小物体做圆周运动(如图)，依次改变转动的角速度、半径和小物体的质量，拉力如何变化。
体验一下手拉细绳的力(使小球运动的向心力由物体受的拉力和重力的合力提供)，大小有什么不同：
猜想：向心力可能与m、w、r有关。
向心力概念建立之后，不急于进行向心力大小及其计算公式的推导，而是进一步强化学生对于向心力存在的真实体验。
