1、.彭春發(fā)布時(shí)間：2011-1-29 11:38:02向心力教學(xué)設(shè)計(jì)與反思【設(shè)計(jì)思想 】建構(gòu)主義教學(xué)理論啟示我們要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，創(chuàng)造以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)環(huán)境，使學(xué)生在真實(shí)的情景中完成任務(wù)，改變我們長期存在的教師在臺上講，學(xué)生在臺下聽的灌輸式教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題，主動(dòng)建構(gòu)良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。【教材分析 】教材先通過實(shí)例讓學(xué)生從運(yùn)動(dòng)和力的角度進(jìn)行分析，分析物體的受力特點(diǎn)，從而得出向心力的概念，有助于學(xué)生體會(huì)和理解。教材接著從理論的角度，根據(jù)牛頓第二定律，推導(dǎo)出向心力的數(shù)學(xué)表達(dá)式。之后，為了讓學(xué)生對向心力公式有一定的認(rèn)識和理解

2、，教材中設(shè)計(jì)了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式。通過圓錐擺實(shí)驗(yàn)，拉近科學(xué)與生活的距離，使學(xué)生感到科學(xué)就在身邊，對科學(xué)產(chǎn)生親切感。本節(jié)還有一點(diǎn)與過去不同，那就是在討論完勻速圓周運(yùn)動(dòng)后討論了變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)。這塊內(nèi)容的補(bǔ)充，不僅為分析物體在曲線最高點(diǎn)、最低點(diǎn)的受力分析和運(yùn)動(dòng)情況提供了理論依據(jù)，而且為學(xué)生提供了處理問題的一種思維方法：從特殊到一般。這部分知識的學(xué)習(xí)，可以為萬有引力和帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)等內(nèi)容做好必要的準(zhǔn)備。當(dāng)然，學(xué)習(xí)完這一節(jié)之后，中學(xué)里所有的運(yùn)動(dòng)形式都學(xué)習(xí)完畢了，從而可以讓學(xué)生在更廣闊的角度理解運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系?！緦W(xué)情分析 】通過前幾節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道

3、了曲線運(yùn)動(dòng)的條件，學(xué)習(xí)了處理曲線運(yùn)動(dòng)的重要方法運(yùn)動(dòng)的合成和分解，還利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識研究了平拋運(yùn)動(dòng)。接著引入角速度、線速度、周期、轉(zhuǎn)速等物理量描述了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。這些知識的學(xué)習(xí)，為學(xué)生學(xué)習(xí)向心力做好了知識上的準(zhǔn)備。由于向心力是一種學(xué)生感到陌生的力，而高一學(xué)生的抽象思維能力和邏輯推理還不是很強(qiáng)，所以需要在教學(xué)中通過實(shí)例、實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對向心力的認(rèn)識從感性認(rèn)識升華到理性認(rèn)識?！窘虒W(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(dòng)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

4、（ 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(huì)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(dòng)到變速圓周運(yùn)動(dòng)再到一般曲線運(yùn)動(dòng)的研究過程，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)解決問題從特殊到一般的思維方法。并學(xué)會(huì)用運(yùn)動(dòng)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。（ 2）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(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?！局攸c(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。

5、（ 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）理解向心力的概念和公式的建立。（ 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 】向心力是高中物理的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)也是一個(gè)難點(diǎn)內(nèi)容，在對物體進(jìn)行受力分析時(shí)，往往不清楚運(yùn)動(dòng)過程中什么力提供向心力，這說明學(xué)生對向心力的認(rèn)識和理解不夠深刻、全面。為了突破難點(diǎn)，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(dòng)參與到探究的過程，成為學(xué)習(xí)的主體，積極主動(dòng)地獲取知識和能力。本節(jié)課的教學(xué)流程設(shè)計(jì)為：創(chuàng)設(shè)情境發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行猜想理論推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論指導(dǎo)

6、實(shí)踐。在教學(xué)手段上，充分使用 ppt、視頻、演示實(shí)驗(yàn)、故事講述，以增強(qiáng)教學(xué)的生動(dòng)性和形象性，活躍課堂氣氛，從而充分調(diào)動(dòng)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)繩的鋼球（兩人一個(gè)），鐵架臺，鋼球一個(gè)，細(xì)繩一條，刻度尺，圓形瓶蓋，秒表，物塊，圓形瓶蓋。2視頻：自行車轉(zhuǎn)彎，公園的轉(zhuǎn)椅。3制作 ppt?！窘虒W(xué)過程 】一、引入新課演示實(shí)驗(yàn)：讓物塊在旋轉(zhuǎn)的平臺上盡可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。教師： 物塊為什么可以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)？這節(jié)課我們就來研究這個(gè)問題。（設(shè)計(jì)意圖：從實(shí)驗(yàn)引入，激發(fā)學(xué)生的好奇心，活躍課堂氣氛。）二、新課教學(xué)（一）向心力1向心力的概念學(xué)生： 在教師引導(dǎo)下對物塊進(jìn)行受力分析：物

7、塊受到重力、摩擦力與支持力。教師： 物塊所受到的合力是什么？學(xué)生： 重力與支持力相互抵消，合力就是摩擦力。教師： 這個(gè)合力具有怎樣的特點(diǎn)？學(xué)生： 思考并回答：方向指向圓周運(yùn)動(dòng)的圓心。教師： 得出向心力的定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的指向圓心的合力。（做好新舊知識的銜接，使概念的得出自然、流暢。）2感受向心力學(xué)生： 學(xué)生手拉著細(xì)繩的一端，使帶細(xì)繩的鋼球在水平面內(nèi)盡可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。教師： 鋼球在水平面內(nèi)盡可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，什么力使鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)？學(xué)生： 對鋼球進(jìn)行受力分析，發(fā)現(xiàn)拉力使鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)。（設(shè)計(jì)意圖：利用常見的小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生對向心力的感性認(rèn)識。）教師： 也就是說

8、，鋼球受到的拉力充當(dāng)圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。大家動(dòng)手實(shí)驗(yàn)并猜想：拉力的大小與什么因素有關(guān)？學(xué)生： 動(dòng)手體驗(yàn)并猜想：拉力的大小可能與鋼球的質(zhì)量m、線速度的v、角速度、周期 t，半徑 r 有關(guān)。教師： 那么我們?nèi)绾窝芯肯蛐牧εc m、 v、 、 t、 r 之間的關(guān)系呢？學(xué)生： 思考、討論并回答：采用控制變量法，保持m、 v、 、 t、 r 中的四個(gè)量不變，研究與剩下的一個(gè)量之間的關(guān)系。;.教 ： 如果保持 球的 量m、 速度的 v、角速度、周期t 不 ，半徑 r 可以 化 ？學(xué)生： 在教 引 下根據(jù)各個(gè)物理量之 的關(guān)系思考并回答：半徑r 不能 化。教 ： 那么我 怎 研究 幾個(gè)物理量之 的關(guān)系呢？學(xué)生：

9、思考、 并回答：由于做勻速 周運(yùn) 的物體，v、 、t，r 四個(gè)物理量中，只要有兩個(gè)量確定了，其他兩個(gè)量也就跟著確定了。所以只需要研究向心力與 m，v、 、 t、 r 四個(gè)物理量中兩個(gè)物理量的關(guān)系。教 ： 引 學(xué)生采用控制 量法做 ，體 向心力的大小。學(xué)生： 采用控制 量法做 ，體 向心力的大小。教 ： 大家體 后，感 向心力與哪些物理量有什么 的關(guān)系？學(xué)生： 根據(jù)自己的體 并回答： 量 m、半徑 r 一定， 速度v 越大，向心力越大； 量 m、 速度 v 一定，半徑r 越大，向心力越大； 量 m、半徑 r 一定，周期 t 越大，向心力越?。?意 ： 極引 學(xué)生猜想，并滲透 方法：控制 量法的教

10、學(xué)。）3推 向心力的表達(dá)式教 ： 是向心力與各個(gè)物理量之 可能存在的定性關(guān)系。那大家能不能根據(jù)所學(xué)的知 ，從理 上推 向心力的表達(dá)式。教 ： 在教 引 下根據(jù)向心加速度的表達(dá)式和牛 第二定律推 ：因 , 所以 =教 ： 理 推 明：（ 意 ：培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)推理能力，體 探究的 程。）4粗略 演示 ： 下面 掛一個(gè) 球， 上端固定在 架臺上。將 形瓶蓋置于水平桌面上，使 球靜止于瓶蓋的 心。用手 球， 球 得初速度，使它沿 形瓶蓋 做 周運(yùn) 。教 ： 球在做勻速 周運(yùn) ，那是什么力提供向心力？學(xué)生： 手畫 ， 球 行受力分析，并在教 引 下找出提供向心力的合力。教 ： 哪幾個(gè)力提供向心力？向心力

11、的大小如何？學(xué)生： 子的拉力和 球的重力提供向心力。向心力的大小 。教 ： 我 要 向心力的表達(dá)式是否正確，那么需要 量向心力的大小，如何 量呢？學(xué)生： 并回答：小球 量可以用天平 量，再乘以重力加速度，就是mg；小球重力mg可以用 簧秤 量；可以用 周運(yùn) 的半徑與小球距 點(diǎn)的 直高度的比 算出。教 ： 我 已 求出了向心力的大小，那如何求？ 或 的大小？ 三個(gè)關(guān)系式里，哪一條比 容易 量？學(xué)生： 思考并回答：。教 ： 在 條表達(dá)式里，只需要 量周期t，我 有秒表，那么周期是 球 周運(yùn) 一圈的 是多圈的 ？學(xué)生： 量多圈的 ，之后算出周期。教 ： 什么 量多圈的 ？學(xué)生： 量多圈， 準(zhǔn)確， 差

12、 小。;.（設(shè)計(jì)意圖：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。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生分析、解決問題，以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?向心力是效果力教師： 學(xué)以致用，請大家用剛才所學(xué)的知識解釋塑料球?yàn)槭裁纯梢栽谛D(zhuǎn)的圓柱形空瓶做勻速圓周運(yùn)動(dòng)？學(xué)生： 思考并解釋。教師： 播放自行車轉(zhuǎn)彎的視頻，并提問：自行車的彎道為什么要修成斜坡？學(xué)生：觀看視頻并在教師引導(dǎo)下進(jìn)行受力分析后發(fā)現(xiàn)：重力和斜坡對自行車的支持力的合力充當(dāng)向心力。教師： 播放公園的轉(zhuǎn)椅的視頻，并提問：轉(zhuǎn)椅上的人做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，什么力充當(dāng)向心力？學(xué)生： 觀看視頻并思考、回答：人受到的重力和椅子對人的支持力的合力充當(dāng)向心力。教

13、師： 這些例子都說明向心力只是一種效果力。只要是產(chǎn)生向心加速度的力，不管是重力、彈力還是摩擦力，都可以是向心力。（設(shè)計(jì)意圖：通過具體實(shí)例讓學(xué)生初步體驗(yàn)圓周運(yùn)動(dòng)的向心力的來源，加深學(xué)生對向心力概念的理解，并對圓周運(yùn)動(dòng)中力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系有更深入的認(rèn)識。）（二）變速圓周運(yùn)動(dòng)教師：日常生活中比勻速圓周運(yùn)動(dòng)更常見的是變速圓周運(yùn)動(dòng)。接下來我們研究變速圓周運(yùn)動(dòng)中的向心力。演示實(shí)驗(yàn)：釋放單擺，讓鋼球來回?cái)[動(dòng)。教師： 小球從釋放到最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，小球的速度大小如何變化？學(xué)生： 速度逐漸變大。教師： 小球繞著懸點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，由于速度大小發(fā)生了變化，這是變速圓周運(yùn)動(dòng)。那么什么力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力？學(xué)生：

14、在教師引導(dǎo)下對小球進(jìn)行受力分析后得出：教師： 那么重力的另一分量起著什么作用呢？學(xué)生： 思考、討論并回答：跟速度方向一致，起著改變速度大小的作用。教師： 在單擺這樣的變速圓周運(yùn)動(dòng)中，可以把力分解為跟圓周相切的分力ft 和指向圓心的分力fn 。ft產(chǎn)生圓周切線方向的加速度，叫做切線加速度。切線加速度與物體的運(yùn)動(dòng)方向在一條直線上，它改變了物體速度的大小。那么指向圓心的分力fn 改變的是什么呢？學(xué)生： 在教師引導(dǎo)下思考并回答：指向圓心的分力fn 始終與速度方向垂直，改變的是物體運(yùn)動(dòng)的速度方向。教師： 現(xiàn)在我們可以從向心加速度和切向加速度的角度來理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)了。僅有向心加速度的運(yùn)動(dòng)是

15、勻速圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)具有向心加速度和切向加速度的圓周運(yùn)動(dòng)是變速圓周運(yùn)動(dòng)。（滲透從特殊到一般的思維方法，借鑒勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的從力和運(yùn)動(dòng)的角度考慮的分析方法，培養(yǎng)學(xué)生思維遷移的能力。）教師： 到此為止，請大家分析歸納向心力有怎樣的特點(diǎn)？學(xué)生： 在教師引導(dǎo)下分析、討論并歸納向心力的特點(diǎn)：（ 1）向心力的方向永遠(yuǎn)指向圓心；（ 2）向心力的方向和速度方向垂直；（ 3）向心力是個(gè)變力；（ 4）向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小。（設(shè)計(jì)意圖：通過勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生明白兩者之間的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，使學(xué)生對向心力的理解，更深刻，更全面，從而突破向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小這一

16、難點(diǎn)。）;.（三）一般曲線運(yùn)動(dòng)教師： 比變速圓周運(yùn)動(dòng)更為常見的是運(yùn)動(dòng)是一般曲線運(yùn)動(dòng)。在物理學(xué)中，我們把運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)叫做一般曲線運(yùn)動(dòng)。那么如何對一般曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究呢？學(xué)生： 在教師引導(dǎo)下從極限思想的角度思考對一般曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析：可以把曲線分割成很多小段圓弧。圓弧的彎曲程度不一樣，說明它們具有不同的半徑。然后分析某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以按圓周運(yùn)動(dòng)處理了。（設(shè)計(jì)意圖：再次滲透從特殊到一般的思維方法，并引導(dǎo)學(xué)生用極限的思維方法分析一般曲線運(yùn)動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)。）三、課堂小結(jié)教師： 引導(dǎo)學(xué)生回顧所學(xué)知識和思想方法，一起小結(jié)：1一種力（向心力）2一組公式（）3一種實(shí)驗(yàn)方法（控

17、制變量法）4兩種思想方法（從特殊到一般、極限思想）【教學(xué)反思 】該教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)建的物理情景、提供的實(shí)驗(yàn)方案，不僅使學(xué)生經(jīng)歷了建立概念、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程，也很好地落實(shí)了過程目標(biāo)和情感目標(biāo)。具體的說，有以下幾方面：1向心力是高中物理的一個(gè)難點(diǎn)內(nèi)容，學(xué)生對于向心力一直很難理解，在對物體進(jìn)行受力分析時(shí)，往往還外加一個(gè)向心力。為了突破重點(diǎn)，難點(diǎn)，第一、在學(xué)習(xí)順序上先講向心加速度，用矢量推導(dǎo)向心加速度這個(gè)難點(diǎn)，后講向心力，通過實(shí)例給出向心力概念，再通過探究性實(shí)驗(yàn)給出向心力公式f=mr2 或 f=mv2/r 。2情景教學(xué)，讓學(xué)生主動(dòng)參與探究的全過程，成為學(xué)習(xí)的主體，激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，加深了對知識的理解。在探究過程中，教師要給學(xué)生提供必要的實(shí)驗(yàn)器材和多媒體資源，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)