向心力（說(shuō)課）【教材分析】1、教材的地位、作用和特點(diǎn)：《向心力》是司南版高一物理必修2中第4章第2節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)是本章的重點(diǎn)，學(xué)好這部分知識(shí)可以加深對(duì)牛頓第二定律的理解，并為學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力的應(yīng)用部分做好必要的準(zhǔn)備。2、三維目標(biāo)：通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生需理解向心力的概念，掌握向心力的特點(diǎn)及其表達(dá)式。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究培養(yǎng)學(xué)生觀察分析能力、實(shí)驗(yàn)探究能力與合作精神，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握控制變量法和科學(xué)猜想法。3、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：通過(guò)對(duì)教材的分析和處理，我確立的本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)：通過(guò)合作交流得出F與m、r、ω的定量關(guān)系是本節(jié)課的重點(diǎn)。理解向心力的概念、掌握向心力的特點(diǎn)是本節(jié)課的難點(diǎn)。請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)完成“水流星”實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自主參與，親身經(jīng)歷了教學(xué)過(guò)程，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)：小桶在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，當(dāng)小桶開口向下時(shí)，水不撒出。水為何不撒出呢？帶著這個(gè)問(wèn)題引入本節(jié)課需要研究的內(nèi)容――向心力。2、實(shí)驗(yàn)和動(dòng)畫結(jié)合，探究向心力的特點(diǎn)既然要研究向心力。向心力是什么，它具有什么特點(diǎn)呢？這是本節(jié)課需要突破的一個(gè)難點(diǎn)，我采用了課堂實(shí)驗(yàn)與動(dòng)畫相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。下面所播放的視頻中采用的圖示的這套自制的實(shí)驗(yàn)裝置，這部分使透明的玻璃管，在靠近紅色小球一端用橡皮膜封閉住。接通電源，玻璃管可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。下面我來(lái)播放一小段課堂實(shí)驗(yàn)視頻?！敬蜷_視頻】玻璃管轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，綠色小球未受到向心力的作用無(wú)法做圓周運(yùn)動(dòng)，飛出了玻璃管。而紅色的小球始終在向心力的作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，近處的學(xué)生可觀察到橡皮膜發(fā)生了形變。但由于實(shí)驗(yàn)的時(shí)間短，玻璃管轉(zhuǎn)動(dòng)速度太快，遠(yuǎn)處的學(xué)生難以觀察到部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。另外，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，學(xué)生也無(wú)法邊觀察邊分析。本環(huán)節(jié)采用動(dòng)畫模擬前面的實(shí)驗(yàn)?！敬蜷_實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫】該動(dòng)畫建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)了動(dòng)畫的可信度。該裝置與實(shí)驗(yàn)裝置想類似，黃色的是小球，紅色的是橡皮膜。該動(dòng)畫具有較強(qiáng)的可操作性，“上”、“下”、“左”、“右”四個(gè)方向鍵可移動(dòng)圖像的位置，“＋”“－”可調(diào)節(jié)圖像的大小，另外還可觀察到多方向上的視圖。現(xiàn)在我們所看到的是裝置的側(cè)視圖，為了便于學(xué)生觀察，我將它調(diào)整為俯視圖。⑵進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生思考：向心力具有什么特點(diǎn)呢？再一次重現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并加入小球的受力圖以及速度方向，學(xué)生可以歸納出向心力的特點(diǎn)。以此來(lái)突破本節(jié)課的難點(diǎn)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的分析和觀察能力。3、科學(xué)猜想向心力的大小與哪些因素有關(guān)通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生了解了做圓周運(yùn)動(dòng)的物體需要向心力這一基本概念。那么，向心力的大小可能與哪些因素有關(guān)呢？這是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，本環(huán)節(jié)采用了以學(xué)生為主體的實(shí)驗(yàn)探究。為了讓全體學(xué)生都能參與到實(shí)驗(yàn)中來(lái)，我們給每?jī)晌粚W(xué)生提供了一套自制的實(shí)驗(yàn)儀器首先要求學(xué)生對(duì)三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行觀察，通過(guò)比較學(xué)生發(fā)現(xiàn)三套實(shí)驗(yàn)裝置在小球的質(zhì)量與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑上存在著不同。開始實(shí)驗(yàn)之后，學(xué)生以極大的熱情投入到實(shí)驗(yàn)中來(lái)。由于該實(shí)驗(yàn)較為簡(jiǎn)單，通過(guò)合作交流，學(xué)生可得到向心力的大小與哪些因素有關(guān)。接著，學(xué)生匯報(bào)猜想結(jié)果，為了配合學(xué)生的匯報(bào)，將實(shí)驗(yàn)過(guò)程展示給全體同學(xué)。我再一次采用了動(dòng)畫來(lái)展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程?！敬蜷_動(dòng)畫】該動(dòng)畫利用彈簧代替了橡皮繩，效果一樣。匯報(bào)時(shí)，教師應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生描述他的猜想依據(jù)。比如：學(xué)生認(rèn)為，F(xiàn)與m有關(guān)。他選取質(zhì)量不同的兩套實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)橡皮繩的形變程度得到猜想結(jié)果。教學(xué)的過(guò)程中還可根據(jù)需要點(diǎn)擊空格鍵顯示出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。如果學(xué)生認(rèn)為F與r有關(guān)，他可選擇半徑不同的兩套實(shí)驗(yàn)裝置，同樣可得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論。如果學(xué)生認(rèn)為F與ω有關(guān)，他只選擇一套實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)改變?chǔ)氐玫讲孪虢Y(jié)果。教學(xué)過(guò)程中，我們還可顯示出向心力的大小和方向。在本節(jié)課的實(shí)際教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)：大部分學(xué)生可以從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中體會(huì)出F與m、r、ω有關(guān)。從中，學(xué)生獲取了實(shí)驗(yàn)探究的重要方法－科學(xué)猜想法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)所提供的實(shí)驗(yàn)儀器存在著不足，當(dāng)我們掄動(dòng)裝置時(shí)，小球并不會(huì)在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。因此，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由重力與拉力的合力提供，而不由繩子的拉力提供。但在粗略研究的情況下，橡皮繩的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度可以反映出向心力的大小。4、實(shí)驗(yàn)探究F與m、r、ω之間的定量關(guān)系學(xué)生通過(guò)猜想得出F與m、r、ω有關(guān)。那么，如何驗(yàn)證他們的猜想結(jié)果是否正確乃至得出F與m、r、ω之間的定量關(guān)系呢。在此，我仍采用了實(shí)驗(yàn)探究的方式。目的在于使學(xué)生從思考、合作交流中獲取知識(shí)，從而重視獲取知識(shí)的過(guò)程與方法。先是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。首先，向?qū)W生提出問(wèn)題：如何研究F與m、r、ω這三個(gè)量的關(guān)系？由于學(xué)生在研究牛頓第二定律、重力勢(shì)能、動(dòng)能時(shí)都使用了控制變量法。因此，學(xué)生容易設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，從而加深了對(duì)控制變量法的理解，突出了本節(jié)的重點(diǎn)。在接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)中，我對(duì)教材進(jìn)行了處理，改傳統(tǒng)的教師演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。學(xué)生每六人為一組，我們給每組都提供了一臺(tái)向心力演示儀?！敬蜷_】，為了便于遠(yuǎn)處的學(xué)生觀察，我利用視頻加以介紹，在介紹的過(guò)程中可根據(jù)需要點(diǎn)擊暫停鍵加以說(shuō)明在介紹過(guò)向心力演示儀后，學(xué)生做起了探究實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，我們給每組提供了一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表?！敬蜷_實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表】，表格分為三個(gè)步驟，記錄下實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程。學(xué)生可在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中邊實(shí)驗(yàn)邊記錄數(shù)據(jù)，并填寫實(shí)驗(yàn)結(jié)論，實(shí)驗(yàn)完成后，點(diǎn)擊保存以備下一個(gè)環(huán)節(jié)使用。在學(xué)生的匯報(bào)環(huán)節(jié)中，我們要求學(xué)生以小組為單位推舉代表到講臺(tái)上進(jìn)行匯報(bào)。學(xué)生可以方便快捷地從計(jì)算機(jī)中讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這是學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)中記錄下的一組數(shù)據(jù)。學(xué)生利用記錄下的數(shù)據(jù)加以說(shuō)明，從而使實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)論更為清晰明了，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)據(jù)處理與分析的能力。在本環(huán)節(jié)中，學(xué)生積極參與，形成了一種良好的教學(xué)氛圍。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生得出了，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生尊重事實(shí)，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度?！拘〗Y(jié)】《向心力》是《勻速圓周運(yùn)動(dòng)》這章的重點(diǎn)內(nèi)容，學(xué)好這節(jié)課為后面的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。本節(jié)課采用引導(dǎo)探究的方式，通過(guò)提出問(wèn)題－科學(xué)猜想－實(shí)驗(yàn)探究－學(xué)生匯報(bào)－得出結(jié)論的方式進(jìn)行教學(xué)。教學(xué)過(guò)程中多次使用清華同方的多媒體課件輔助教學(xué)，從而使實(shí)驗(yàn)過(guò)