第第頁高中物理公開課教案:《向心力》教學(xué)設(shè)計

【教材分析】

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

教材的編排思路很清楚，先是從身邊的事例出發(fā)，讓同學(xué)體驗到做圓周運動的物體需要有一個指向圓心的力，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，利用矢量運算，在普遍狀況下得出做勻速圓周運動的物體的加速度方向指向圓心的結(jié)論，進一步得到了向心加速度的大小。于是依據(jù)牛頓第二定律，就可以得到做勻速圓周運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，教材為了讓同學(xué)對向心力有一個感性的認識，設(shè)計了“試驗”欄目──“用圓錐擺驗證向心力的表達式。事實上，這個試驗除了要驗證向心力表達式之外，另外一個目的就是可以讓同學(xué)體驗到“向心力不是一個新的力，而是一個效果力”，也即讓同學(xué)初步學(xué)會分析向心力的來源。

與過去不同的是，本節(jié)中又爭論了變速圓周運動和一般的曲線運動。這樣安排的目的是從生活實際出發(fā)，在更寬闊的背景下讓同學(xué)認識到什么狀況下物體將做勻速圓周運動，什么狀況下會做變速圓周運動。以及知道如何處理一般曲線運動的方法。

【學(xué)情分析】

〔1〕思維基礎(chǔ)

依據(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)過程中老師一貫重視“過程與方法”的教學(xué)，同學(xué)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)計中就通過創(chuàng)設(shè)問題情景，激勵同學(xué)自己提出想要討論的問題。

〔2〕心理特點

依據(jù)20世紀最聞名的進展心理學(xué)家皮亞杰的理論可知高一同學(xué)的認知進展過程是由詳細運算階段向形式運算階段過渡，也是由直觀認識向規(guī)律推理、試驗推理過渡階段，因此在教學(xué)中，要遵循從感性到理性的認識規(guī)律，本節(jié)課抓住同學(xué)的心理特點進行教學(xué)設(shè)計。

〔3〕已有知識

通過前一節(jié)《向心加速度》的學(xué)習(xí)，同學(xué)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改變的快慢。于是依據(jù)牛頓第二定律可知，這個加速度肯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式代入牛頓第二定律即可得到向心力的表達式。

但由于錯誤的閱歷或者說是思維定勢，同學(xué)往往認為向心力是一種新的力，因此“向心力不是一種新的力，而是依據(jù)作用效果命名的力”〔即向心力的來源〕對同學(xué)來說，將是個難點。

【教學(xué)目標】

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〕理解向心力公式的準確含義，并能用來進行簡約的計算。

〔3〕知道變速圓周運動中向心力是合外力的一個分力，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，讓同學(xué)理解其概念。并掌控處理問題的一般方法：提出問題，分析問題，解決問題。

〔2〕在驗證向心力的表達式的過程中，體會掌握變量法在解決問題中的作用。

〔3〕經(jīng)受從勻速圓周運動到變速圓周運動再到一般曲線運動的討論過程，讓同學(xué)領(lǐng)悟解決問題從非常到一般的思維方法。并學(xué)會用運動和力的觀點分析、解決問題。

3．情感立場與價值觀

〔1〕經(jīng)受從自己提出問題到自己解決問題的過程，培育同學(xué)的問題意識及思維技能。

〔2〕經(jīng)受從非常到一般的討論過程，培育同學(xué)分析問題、解決問題的技能。

〔3〕實例、試驗緊密聯(lián)系生活，拉近科學(xué)與同學(xué)的距離，使同學(xué)感到科學(xué)就在身邊，調(diào)動同學(xué)學(xué)習(xí)的積極性，培育同學(xué)的學(xué)習(xí)愛好。

【重點難點】

1．教學(xué)重點

〔1〕理解向心力的概念和公式的建立。

〔2〕理解向心力的公式，并能用來進行計算。

〔3〕理解向心力只轉(zhuǎn)變速度的方向，不轉(zhuǎn)變速度的大小。

2．教學(xué)難點

〔1〕向心力的來源。

〔2〕理解向心力只轉(zhuǎn)變速度的方向，不轉(zhuǎn)變速度的大小。

【教學(xué)策略與手段】

本節(jié)課設(shè)計成了探究性學(xué)習(xí)課，即在老師創(chuàng)設(shè)情景，讓同學(xué)自己提出想要知道的問題，在老師的引導(dǎo)下，通過全班同學(xué)的爭論，自評和互評來不斷完善。老師在教學(xué)中通過詳細的實例、試驗，激發(fā)同學(xué)的求知欲望，讓同學(xué)主動參加到探究的過程，成為學(xué)習(xí)的主體，積極主動地獵取知識和技能。

一、難點的突破

“向心力不是一種新的力，而是依據(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”對同學(xué)來說都將是難點。因此在勻速圓周運動的例子中，需要讓同學(xué)對物體進行受力分析，并讓同學(xué)判斷合力的作用效果是什么、產(chǎn)生了怎樣的加速度，目的是讓同學(xué)體驗向心力的來源。在變速圓周運動中，讓同學(xué)對物體進行受力分析，說明各個力產(chǎn)生怎樣的加速度，從而進一步得到向心力和切向力的作用效果。

二、對教材中兩個地方的處理

1．由于課本中用來粗略驗證向心力表達式的圓錐擺運動在課堂中很難實現(xiàn)讓同學(xué)測量，所以本設(shè)計中安排了先用向心力演示儀去驗證向心力的表達式，然后在讓同學(xué)分析游樂園中轉(zhuǎn)椅的運動和受力狀況后，通過讓同學(xué)體驗在試驗室里粗略測量圓錐擺模型運動中的向心力大小以落實它的向心力來源，并向同學(xué)說明我們可以用圓錐擺粗略驗證向心力表達式。

2．為說明做變速圓周運動的物體，它受到的力并不是通過圓心時，課本上是通過實例鏈球運動和同學(xué)自己讓小沙袋做變速圓周運動的體驗來說明。這里本人認為徑直這樣讓同學(xué)體驗并得到上述結(jié)論難度不小，所以本設(shè)計中先讓同學(xué)通過對游樂園中過山車做變速圓周運動進行受力分析，從而得到──物體在什么狀況下做變速圓周運動，然后讓同學(xué)觀測并分析鏈球運動和體驗讓小球做變速圓周運動時的受力狀況，從而降低了難度。

三、本節(jié)課的教學(xué)流程設(shè)計為

1．向心力概念的引出。

2．引導(dǎo)同學(xué)提出自己想要討論的問題。

3．鼓舞同學(xué)先共同解決自己提出的一部分問題。

4．用試驗驗證理論──用向心力演示儀驗證向心力表達式。

5．從游樂園里轉(zhuǎn)椅出發(fā)落實：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證向心力表達式。

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

7．讓同學(xué)知道討論一般曲線運動的方法。

8．課堂小結(jié)。

在教學(xué)手段上，充分運用ppt、視頻、演示試驗、身邊的圓周運動，以加強教學(xué)的生