高中物理速度教案第1篇一、高、初中物理的差異首先要明確高中物理和初中物理的差異,之后才能有針對性地采取措施,改進(jìn)學(xué)習方法。初中物理定性結論多,定量計算少;純理論多,聯(lián)系實(shí)際少;機械記憶多,理解較少;死下面是小編為大家整理的高中物理速度教案必備9篇,供大家參考。
一、高、初中物理的差異
首先要明確高中物理和初中物理的差異,之后才能有針對性地采取措施,改進(jìn)學(xué)習方法。初中物理定性結論多,定量計算少;純理論多,聯(lián)系實(shí)際少;機械記憶多,理解較少;死搬硬套多,靈活運用少;只要把公式背住,考試就能得高分。而高中物理則不然,它要求理解的成分更多,在理解的基礎上進(jìn)行靈活運用知識去解決實(shí)際的物理問(wèn)題較多,特別是高中物理中規律、定理公式等比較多,單純地死記硬背是不行的,因為我們必須首先理解清楚這些公式、結論的適用條件或范圍,才能有效地進(jìn)行運用。在初中,要求學(xué)生具備形象思維的能力,而在高中要求更多的則是抽象思維。有不少學(xué)生不理解這些,到了高中仍然靠單純地死記硬背,當然不會(huì )取得理想的成績(jì)。
二、如何學(xué)好高中物理
進(jìn)入高中以后,有不少同學(xué)問(wèn)“怎樣學(xué)習高中物理?學(xué)習物理有沒(méi)有捷徑呢?”答案是否定的,學(xué)習物理是掌握科學(xué)文化知識,我們來(lái)不得半點(diǎn)虛假。雖然沒(méi)有捷徑,但科學(xué)的學(xué)習方法確是有的。那就是在學(xué)習過(guò)程中嚴格按照“預習→上課→復習→作業(yè)→質(zhì)疑→小結”六個(gè)環(huán)節,另外對于每一章或一單元在學(xué)習完之后還應該“系統總結”。
1、預習
高中物理與初中有差異較大,無(wú)論是從知識要求的深度和廣度,還是課堂的容量上,都需要我們在上課之前對所學(xué)內容有所了解。因此,在每次上課前,花一定時(shí)間(時(shí)間長(cháng)度沒(méi)有限制)將課堂上所學(xué)的知識預先瀏覽一下,熟悉課堂上所要學(xué)習的知識,明確課堂的重點(diǎn),找出自己理解上的難點(diǎn),從而做到有的放矢地去聽(tīng)課;另外,也能培養自學(xué)能力和獨立思考能力。
2、上課
上課是獲取知識的重要環(huán)節,也是學(xué)習的中心環(huán)節。上課時(shí)應該注意三個(gè)問(wèn)題:
(1)主動(dòng)聽(tīng)課
在教學(xué)活動(dòng)中,應以教師為主導學(xué)生為主體,學(xué)生才是學(xué)習的“主人”,如果學(xué)生能夠根據老師講課的程序積極主動(dòng)地思考,在理解基礎知識的基礎上,對難點(diǎn)和重點(diǎn)進(jìn)行推理性的思維和接受,以主動(dòng)的態(tài)度去聽(tīng)課,積極地進(jìn)行思考,努力參與到老師的課堂教學(xué)中去,那么,學(xué)習效率一定會(huì )很高。
(2)注意課堂要點(diǎn)
要聽(tīng)好課,我們應善于抓課堂的要點(diǎn),上課時(shí),我們應有意識地去注意老師講課的重點(diǎn)內容。有經(jīng)驗的老師,總是將主要精力放在突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)上,進(jìn)行到重要的地方,或放慢速度,重點(diǎn)強調;或板書(shū)綱目,仔細講解等;對于難點(diǎn),就需要我們在預習時(shí)做到心中有數,到時(shí)候注意專(zhuān)心聽(tīng)講??傊?,我們要做到“會(huì )聽(tīng)課”。
(3)做到聽(tīng)課和做筆記兩不誤
有的同學(xué)一上課就不停的記不停的寫(xiě),結果一節課下來(lái)一點(diǎn)都沒(méi)有聽(tīng)到,不知道這節課老師講了些什么?那么,應該如何處理好聽(tīng)課和做筆記的關(guān)系呢?我認為,上課時(shí),應該把主要精力放在聽(tīng)課上,而不是做筆記上,筆記中要記的內容應該是:課堂重點(diǎn)、課堂難點(diǎn)、課堂疑點(diǎn)、補充結論或例題等課本上沒(méi)有的內容,并不是教師的所有板書(shū)內容??傊?,我們應該有摘要、有重點(diǎn)地記。有的同學(xué)從來(lái)就不做筆記,這也不好,特別是對于高中物理學(xué)習是不利的。因為我們的記憶是有限的,老師講的內容轉瞬即逝,我們對知識的記憶隨時(shí)間延長(cháng)會(huì )逐漸遺忘,沒(méi)有做筆記我們以后復習有些內容就找不到。
3、復習
有的同學(xué)只要老師一布置了作業(yè)就會(huì )馬上去做,覺(jué)得完成了作業(yè),就完成了學(xué)習任務(wù),就掌握了知識,結果是一邊做作業(yè),一邊翻課本、筆記,到頭來(lái)知識沒(méi)有掌握。如果能夠靜下心來(lái)將每課堂課所學(xué)的內容進(jìn)行認真思考、回顧,在此基礎上再去完成作業(yè)就會(huì )起到事半功倍的效果。心理學(xué)研究表明:知識在學(xué)習最初的兩三天內遺忘是最快的,也是最多的,所以,我們只有對知識進(jìn)行及時(shí)的復習才能減少遺忘達到鞏固知識的目的。
4、作業(yè)
在復習的基礎上,我們再做作業(yè)。做作業(yè)的目的有兩個(gè):一是鞏固課堂所學(xué)的內容;二是運用課上所學(xué)來(lái)知識解決一些具體的實(shí)際問(wèn)題。因此,做作業(yè)時(shí),應該認真對待,獨立完成,積極思考,注意總結。應該明確“做題的目的是提高對知識的掌握水平”,切忌“為了做題而做題”。
(一)教材的地位
本節課在學(xué)生掌握了圓周運動(dòng)物理量的描述,(線(xiàn)速度,角速度,周期,頻率,轉速)以及直線(xiàn)運動(dòng)加速度,平拋運動(dòng)加速度的基礎上學(xué)習,讓學(xué)生知道向心加速度能夠表示勻速圓周運動(dòng)物體速度變化的快慢究竟是怎么一回事?!断蛐募铀俣取芬还澥潜菊鲁猩蠁⑾碌闹匾R,學(xué)好這節內容,一方面可以深化前面所學(xué)的勻速圓周運動(dòng)知識,另一方面又為第六章萬(wàn)有引力與航天的學(xué)習打好必要的基礎。
教材從了解運動(dòng)的規律過(guò)渡到了解力跟運動(dòng)關(guān)系的規律;把向心加速度放在向心力之前,從運動(dòng)學(xué)的角度來(lái)學(xué)習向心加速度。教材為了培養學(xué)生科學(xué)探究合作能力,改變了過(guò)去從向心力推導向心加速度的 教學(xué) 方式。
(二)【學(xué)情分析】
高一學(xué)生對物體的受力分析和運動(dòng)情況分析已經(jīng)有了一定的基礎,也學(xué)習了牛頓三大定律,初步具備了以加速度為橋梁的運動(dòng)與力的關(guān)系的知識體系。他們的好奇心強,具有較強的探究欲望且有多次小組合作經(jīng)驗。但他們的邏輯推理能力和抽象思維能力不是很好,不注重對知識內涵的研究,對物理的學(xué)習還缺乏方法,習慣于硬套公式。而向心力向心加速度概念比較抽象,會(huì )給學(xué)生的學(xué)習帶來(lái)較大的困難。針對學(xué)生的實(shí)際情況,在教學(xué)中我利用實(shí)例來(lái)分析勻速圓周運動(dòng)的物體所受的合力,再由實(shí)驗來(lái)探究向心力的大小與物體的質(zhì)量、圓周半徑、線(xiàn)速度的關(guān)系,而后用牛頓第二定律引出向心加速度方向和大小,這樣符合教材編寫(xiě)的意圖,突出概念教學(xué)的物理過(guò)程,真正讓學(xué)生體驗到了學(xué)習過(guò)程。
(三)【教法和學(xué)法】
破教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn),為了體現了教師的主導作用和學(xué)生的主體地位,我主要采用“引導探究式”教學(xué)法,創(chuàng )設情景,引導探究,讓學(xué)生自覺(jué)提問(wèn),大膽猜想,動(dòng)手操作,合作交流。
(四)【教學(xué)用具】:
為了強調了物理實(shí)驗的真實(shí)性,為了突出媒體創(chuàng )設情景的有效性,我準備了多媒體器材、課件、投影等作為本節課的教具。?
【教學(xué)目標】
(一)知識與技能
1、理解速度變化量和向心加速度的概念
2、知道向心加速度和線(xiàn)速度、角速度的關(guān)系式。
3、能夠運用向心加速度公式求解有關(guān)問(wèn)題。
(二)過(guò)程與方法
體驗向心加速度的導出過(guò)程,領(lǐng)會(huì )推導過(guò)程中用到的數學(xué)方法。
(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
培養學(xué)生思維能力和分析問(wèn)題的能力,培養學(xué)生探究問(wèn)題的熱情、樂(lè )于學(xué)習的品質(zhì)。
【教學(xué)重點(diǎn)】
理解勻速圓周運動(dòng)中加速度的產(chǎn)生原因,掌握向心加速度的確定方法和計算公式。
【教學(xué)難點(diǎn)】
向心加速度方向的確定過(guò)程和向心加速度公式的應用
【教學(xué)課時(shí)】
1課時(shí)
【探究學(xué)習】
(一)引入新課:
教師活動(dòng):通過(guò)前面的學(xué)習,我們已經(jīng)知道,做曲線(xiàn)運動(dòng)的物體,速度一定是變化的,即作曲線(xiàn)運動(dòng)的物體,一定有加速度,且合外力不為零。我們還知道,對于一般的曲線(xiàn)運動(dòng),合外力和加速度總指向曲線(xiàn)的凹測,圓周運動(dòng)是曲線(xiàn)運動(dòng),那么做圓周運動(dòng)的物體,加速度的大小和方向如何來(lái)確定呢?這節課我們就來(lái)學(xué)習這個(gè)問(wèn)題。
(二)進(jìn)行新課
教師指導學(xué)生閱讀教材 “思考與討論”部分,投影圖和圖以及對應的例題,引導學(xué)生思考討論并回答。
學(xué)生認真閱讀教材,思考問(wèn)題,選出代表發(fā)表見(jiàn)解。
教師給予補充,必要時(shí)給學(xué)生啟發(fā),引導學(xué)生解決,回答學(xué)生提出的問(wèn)題。
設疑:我們這節課要研究勻速圓周運動(dòng)的加速度,可是以上兩個(gè)例題卻在研究物體所受的力,為什么呢?
點(diǎn)評:?jiǎn)酒饘W(xué)生進(jìn)一步探究新知的欲望。為下一步的研究確定思路。
學(xué)生由牛頓第二定律知,合外力方向與加速度方向相同。
教師啟發(fā)和引導學(xué)生解決疑難,總結。
●規律總結:
勻速圓周運動(dòng)的物體所受到的合外力沿著(zhù)半徑指向圓心.
勻速圓周運動(dòng)的加速度的方向沿著(zhù)半徑指向圓心,與圓周相切,叫做向心加速度.
我們知道了勻速圓周運動(dòng)加速度的方向,我們知道加速度是矢量,方向如何呢?由直線(xiàn)運動(dòng)的加速度定義a= 引入。
1、速度變化量
教師指導學(xué)生閱讀教材 “速度變化量”部分,引導學(xué)生在練習本上畫(huà)出物體加速運動(dòng)和減速運動(dòng)時(shí)速度變化量Δv的圖示,投影展示:
如果初速度v1和末速度v2不在同一直線(xiàn)上,如何表示速度的變化量Δv?
教師引導,投影展示:
速度的變化量△v與初速度v1和末速度v2的關(guān)系:從同一點(diǎn)作出物體在一段時(shí)間的始末兩個(gè)速度的矢量v1和v 2,從初速度矢量v1的末端作一個(gè)矢量△v至末速度矢量v2的末端,矢量△v就等于速度的變化量。
探究:設質(zhì)點(diǎn)沿半徑為r的圓周運動(dòng),某時(shí)刻位于A(yíng)點(diǎn),速度為VA,經(jīng)過(guò)時(shí)間后位于B點(diǎn),速度為VB,質(zhì)點(diǎn)速度的變化量沿什么方向?
2、向心加速度
閱讀教材 “向心加速度”部分,投影圖,思考:
(1)在A(yíng)、B兩點(diǎn)畫(huà)速度矢量vA和vB時(shí),要注意什么?
(2)將vA的起點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)要注意什么?
(3)如何畫(huà)出質(zhì)點(diǎn)由A點(diǎn)運動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度的變化量Δv?
(4)Δv/Δt表示的意義是什么?
(5)Δv與圓的半徑平行嗎?在什么條件下,Δv與圓的半徑平行?
思考并閱讀教材,在練習本上獨立完成上面的推導過(guò)程。
知識與技能:
知道勻速圓周運動(dòng)是變速運動(dòng)及具有向心加速度。
知道向心加速度的公式及向心加速度的 方向。
過(guò)程與方法:
通過(guò)探究與討論,體會(huì )推導過(guò)程中用到的數學(xué)方法。
情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān):
通過(guò)討論與交流,培養學(xué)生思維能力和分析能力,培養學(xué)生探究問(wèn)題的熱情。
重點(diǎn) 向心加速度的計算方法和應用 難點(diǎn) 向心加速度方向的確定及其應用 教具 多媒體、學(xué)案 教學(xué)要點(diǎn):向心加速度大小、方向及其應用
特別關(guān)注:向心加速度的方向及應用
知識鏈接:加速度、牛頓第二定律、線(xiàn)速度、角速度
教學(xué)流程:
環(huán)節 教 學(xué) 內 容 師 生 互 動(dòng) 設 計 意 圖 課前
匯報 加速度物理意義 加速度的決定因素
代表發(fā)言進(jìn)行匯報,大家認真聆聽(tīng),評價(jià)及進(jìn)行補充 為新課打基礎 定向
導學(xué)
自主
學(xué)習
合作
探究 曲線(xiàn)運動(dòng)是變速的,一種特殊的曲線(xiàn)運動(dòng),即平拋運動(dòng)是加速度不變的勻變速度曲線(xiàn)運動(dòng),那么另一種特殊的曲線(xiàn)運動(dòng),即圓周運動(dòng)是什么性質(zhì)的運動(dòng)?本節課我們就來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。
定義:任何做 運動(dòng)物體都有指向 的加速度,這個(gè)加速度叫做向心加速度。
大?。?1) ;(2) 。
方向:沿半徑方向指向 ,與線(xiàn)速度方向 。
實(shí)例分析:
(1)地球繞太陽(yáng)做近似的勻速圓周運動(dòng),地球受到太陽(yáng)的 ,方向由地球球心指向太陽(yáng)中心。
(2)光滑桌面上一個(gè)小球由于細線(xiàn)的牽引,繞桌面上的圖釘做勻速圓周運動(dòng),小球受到的力有 、桌面的 、細線(xiàn)的 ,其中 和 在豎直方向上平衡, 總指向圓心。
教師提出問(wèn)題
學(xué)生認真聆聽(tīng)、思考,準備進(jìn)入新課的學(xué)習。
閱讀教材,完成學(xué)案。
聯(lián)系線(xiàn)速度與角速度,推導出表達式。
結合牛頓第二定律及受力分析,明確加速度的方向。
閱讀教材思考與討論的實(shí)例,完成學(xué)案。
交代本節主要研究方向,提醒學(xué)生進(jìn)入狀態(tài)。
閱讀教材,提取精華。
通過(guò)實(shí)例分析,激發(fā)興趣,聯(lián)系生活,變枯燥為生動(dòng)。
精講
點(diǎn)撥
有效
訓練
展示
一、教案背景
面向學(xué)生:
eq oac(□,√) 高中 課時(shí):共1課時(shí)
教材分析:本課是人教版高中物理必修2第5章曲線(xiàn)運動(dòng)的第5節。是在學(xué)習了描述圓周運動(dòng)的幾個(gè)物理量后,進(jìn)一步從運動(dòng)的角度深入分析物體做圓周運動(dòng)的特征。是力和運動(dòng)知識在圓周運動(dòng)中的應用,是為解決圓周運動(dòng)實(shí)例分析問(wèn)題所學(xué)的準備知識,也是學(xué)習萬(wàn)有引力定律及其應用的知識基礎。本節具有承前啟后的重要作用。
學(xué)生分析:
(1)高一學(xué)生認識事物的特點(diǎn)是:開(kāi)始從具體的形象思維向抽象邏輯思維過(guò)渡,但思維還常常與感性經(jīng)驗直接相聯(lián)系,仍需具體形象的圖片、動(dòng)畫(huà)來(lái)支持。
(2)學(xué)生在初中時(shí)沒(méi)有接觸過(guò)向心加速度的概念。
(3)學(xué)生已學(xué)習過(guò)矢量知識,但將其應用到物理中來(lái),理解上會(huì )感到一定的困難,在教學(xué)中應注重講解思想方法,對定量計算不應做具體要求。
二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):理解勻速圓周運動(dòng)中存在向心加速度,掌握向心加速度的確定方法和計算公式。
教學(xué)難點(diǎn):向心加速度的方向的確定過(guò)程和其公式的推導過(guò)程。
三、教學(xué)準備
教師準備:通過(guò)百度及其它網(wǎng)絡(luò )搜索相關(guān)圖片、視頻、課件等,并對其進(jìn)行選擇、整理,制作成PPT課件、資源庫(專(zhuān)題文件夾)等用于課堂教學(xué)。
學(xué)生課前準備:
(1)預習本節導學(xué)案,初步了解勻速圓周運動(dòng)中存在向心加速度;
(2)百度輸入關(guān)鍵詞“向心加速度”、“圓周運動(dòng)”等進(jìn)行搜索,瀏覽相關(guān)知識; 四、教學(xué)方法
課前首先要求學(xué)生對導學(xué)案進(jìn)行預習,并且通過(guò)百度搜索“圓周運動(dòng)”、“向心加速度”,瀏覽相關(guān)知識,使學(xué)生在頭腦建立感性認識、并形成本節課的初步概念。
本課采用“引導探究”式教學(xué)法,該教學(xué)法以解決問(wèn)題為中心,注重學(xué)生的獨立鉆研,著(zhù)眼于創(chuàng )造思維的培養,充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性。其主要程序是:激起探究愿望→啟發(fā)探究思考與實(shí)踐→引導學(xué)生進(jìn)行理論探究→得出探究結論→實(shí)例探究→探究評價(jià)。它不僅重視知識的獲得,而且更重視學(xué)生獲取知識的過(guò)程及方法,更加突出了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習。
五、教學(xué)過(guò)程
(一)激起探究愿望——引出向心加速度
【教師搜索視頻】衛星繞地球轉動(dòng)
觀(guān)看視頻:
提醒學(xué)生注意衛星軌跡。
提示學(xué)生衛星的運動(dòng)可類(lèi)比于什么運動(dòng)?
建立模型:輕繩栓一小球,在光滑水平面做勻速圓周運動(dòng)。
【學(xué)生搜索視頻】小球做勻速圓周運動(dòng)
引導學(xué)生用所學(xué)過(guò)的描述勻速度圓周運動(dòng)的物理量去說(shuō)明小球的運動(dòng)。并考慮線(xiàn)速度、角速度、轉速、周期是否變化?
勻速圓周運動(dòng)是變速運動(dòng)還是勻速運動(dòng)? (引出加速度)
(二)啟發(fā)探究思考與實(shí)踐——探究向心加速度
怎么研究加速度呢?(提示加速度是聯(lián)系運動(dòng)和力的橋梁)
從力的角度來(lái)探究勻速圓周運動(dòng)的加速度。
(1)勻速圓周運動(dòng)的加速度方向。
①怎么探究加速度方向?(提示物體加速度方向與受到合外力方向一致)
②分析做勻速圓周運動(dòng)小球受力。衛星受力方向?
③做勻速圓周運動(dòng)的物體加速度方向?(引出向心加速度)
④讓學(xué)生體驗向心加速度。(甩臂子,體會(huì )肩部的力)
【學(xué)生搜索視頻】石擔石鎖沙袋功
⑤引導學(xué)生建立模型認識運動(dòng)。
小結:做勻速圓周運動(dòng)的物體加速度指向圓心,這個(gè)加速度稱(chēng)為向心加速度。符號:
。
(2)探究向心加速度大小
①猜想勻速圓周運動(dòng)加速度的大小與哪些因素有關(guān)。(可能因素 、 、 )
②用什么方法進(jìn)行研究?(控制變量法)
引導學(xué)生活動(dòng),討論實(shí)驗步驟,列表如下。
控制變量
實(shí)驗目的
記錄的量
研究a與v的關(guān)系
a、v
研究a與r的關(guān)系
a、r
③數據分析
線(xiàn)速度不變:
半徑
向心加速度/m/s2
半徑不變:
速度/ m/s
向心加速度/ m/s2
【學(xué)生搜索網(wǎng)頁(yè)】 如何用圖象處理數據
結論:
不變時(shí), 與 成反比; 不變時(shí), 與 成正比,向心加速度的表達式為 。
討論:從公式 看,向心加速度與圓周運動(dòng)的半徑成反比?從公式 看,向心加速度與半徑成正比,這兩個(gè)結論是否矛盾?
結論:勻速圓周運動(dòng)加速度的大小不變,方向在時(shí)刻改變,所以勻速圓周運動(dòng)不是勻變速運動(dòng),是變加速運動(dòng)。
學(xué)生活動(dòng)
引入新課
播放視頻欣賞:20XX年2月22日進(jìn)行的大冬會(huì )花樣滑冰雙人滑比賽毫無(wú)懸念,我國名將張丹、張昊以分奪得冠軍,在家門(mén)口收獲了他們的大冬會(huì )三連冠。
提出問(wèn)題:視頻中張丹、張昊的運動(dòng)做什么運動(dòng)?
展示視頻1──鏈球的運動(dòng);視頻2──播放一段汽車(chē)拐彎的視頻。
根據學(xué)生已有的背景知識,提出下列問(wèn)題:
①為什么鏈球離手后會(huì )沿直線(xiàn)(切線(xiàn))飛出,運動(dòng)員如何控制它飛出的方向?
②離手后球不受任何力的作用嗎?
③汽車(chē)轉彎處路面要做成傾斜的?路面傾斜直接影響到什么力?轉彎則表明了什么樣的運動(dòng)狀態(tài)?
教師在每個(gè)問(wèn)題提出后及時(shí)組織同學(xué)們做簡(jiǎn)要的分析和討論。
總結歸納:其實(shí)這些問(wèn)題歸根到底都是做圓周運動(dòng)的物體的受力問(wèn)題!我們知道圓周運動(dòng)也是曲線(xiàn)運動(dòng),曲線(xiàn)運動(dòng)的條件?──力與速度不在一條直線(xiàn)上,這樣力才能改變物體運動(dòng)的方向。但鏈球出手后在重力作用下,做的是拋物線(xiàn)運動(dòng),而離手前就能做圓周運動(dòng),可見(jiàn)圓周運動(dòng)物體的受力與拋體受力還有不同的地方。本節課要研究的是物體做勻速圓周運動(dòng)時(shí)的加速度,了解物體的受力情況有助于加速度問(wèn)題的解決。
我們已經(jīng)知道,作曲線(xiàn)運動(dòng)的物體,速度一定是變化的,一定有加速度。圓周運動(dòng)是曲線(xiàn)運動(dòng),那么做圓周運動(dòng)的物體,加速度的大小和方向如何來(lái)確定呢?下面我們共同來(lái)探討這個(gè)問(wèn)題。
仔細觀(guān)察后回答:張丹、張昊的運動(dòng)做圓周運動(dòng)。
認真聽(tīng)老師講解,并聯(lián)系實(shí)際積極思考。
認真思考,討論、交流后,積極發(fā)表見(jiàn)解。
①由于慣性,球離手后失去手的拉力,將保持原有運動(dòng)狀態(tài)不變。所以飛出時(shí)沿切線(xiàn)。
②球離手后靠重力做拋體運動(dòng)。球離手后也受力,做的是斜拋運動(dòng),離手前則做圓周運動(dòng)??梢?jiàn)手的拉力與圓周運動(dòng)之間有關(guān)聯(lián)。鏈球轉得越快,人就越站立不穩??梢?jiàn)手的拉力大小與圓周運動(dòng)的快慢有關(guān)。
③轉彎是曲線(xiàn)運動(dòng)(其他學(xué)生補充:在這里就是圓周運動(dòng),不是平拋)使支持力的方向不再是豎直向上的,說(shuō)明支持力的方向與圓周運動(dòng)有關(guān);而且轉得越厲害,坡度就越大。
進(jìn)行新課
感知加速度的方向
投影圖和圖以及對應的問(wèn)題。圖2中地球受到什么力的作用?這個(gè)力可能沿什么方向?圖2中小球受到幾個(gè)力的作用?這幾個(gè)力的合力沿什么方向?
提出問(wèn)題:我們這節課要研究的是勻速圓周運動(dòng)的加速度,上面兩個(gè)例題卻在研究物體所受的力,為什么呢?
指導學(xué)生用細線(xiàn)和小球做實(shí)驗。分組用細線(xiàn)拉小鋼球、小木球讓其做勻速圓周運動(dòng),改變小球的轉速、細線(xiàn)的長(cháng)度多做幾次。
提出問(wèn)題:是不是由此可以得出結論:“任何物體做勻速圓周運動(dòng)的加速度都指向圓心”?
指出:暫時(shí)不能,因為上面只研究了有限的實(shí)例,還難以得出一般性的結論。然而這樣的研究十分有益,因為它強烈地向我們提示了問(wèn)題的答案,給我們指出了方向,但是我們具體研究時(shí)仍要從加速度的定義來(lái)進(jìn)行()。下面我們將對圓周運動(dòng)的加速度方向作一般性的討論。
認真觀(guān)看交流后回答:圖1中地球受到指向太陽(yáng)的引力作用。圖2中小球受到重力、支持力和繩子的拉力三個(gè)力的作用,其合力即為繩子的拉力,方向指向圓心。
根據牛頓第二定律可知,知道了物體所受的合外力,就可以知道物體的加速度,這樣就可以通過(guò)力來(lái)研究加速度吧。牛頓第二定律告訴我們,物體的加速度方向總是和它的受力方向一致,這個(gè)關(guān)系不僅對直線(xiàn)運動(dòng)正確,對曲線(xiàn)運動(dòng)也同樣正確。所以先通過(guò)研究力來(lái)感知加速度,特別是加速度的方向。
在教師的指導下做實(shí)驗。在實(shí)驗中,充分感知做勻速圓周運動(dòng)的物體所受的力或合外力指向圓心,所以物體的加速度也指向圓心。
速度的變化量
出示例題:向東做加速運動(dòng),初速度5m/s,末速度8m/s ,試畫(huà)出速度的改變量。某物體向東做減速運動(dòng),初速度8m/s,末速度5m/s,試畫(huà)出速度的改變量。
引導學(xué)生在練習本上畫(huà)出物體加速運動(dòng)和減速運動(dòng)時(shí)速度變化量δv的圖示。
第一步:分別在a點(diǎn)和b點(diǎn)作出速度矢量va和vb,由于是勻速圓周運動(dòng),va和vb的長(cháng)度是一樣的。
第二步:將va的起點(diǎn)移到vb 的起點(diǎn);末速度v2不在同一直線(xiàn)上的變化量δv。
第三步:在圖上畫(huà)出速度改變量△v。
問(wèn):速度的變化量是矢量還是標量?從以上兩例我們知道速度改變量可以怎樣畫(huà)法?如果初速度v1和末速度v2不在同一直線(xiàn)上,如何表示速度的變化量δv?
引導學(xué)生分析并在黑板上板演畫(huà)出初速度v1和末速度v2不在同一直線(xiàn)上的變化量δv。
投影學(xué)生所畫(huà)的圖示,點(diǎn)評、總結。
傾聽(tīng)學(xué)生回答,啟發(fā)和引導學(xué)生解決疑難,總結并點(diǎn)評。同時(shí)引出下一課題。
分組討論認真思考后在練習本上畫(huà)出物體加速運動(dòng)和減速運動(dòng)時(shí)速度變化量的圖示并回答問(wèn)題。
在老師的引導下畫(huà)出初速度v1和末速度v2不在同一直線(xiàn)上的變化量δv。
向心加速度
指導學(xué)生閱讀教材“向心加速度”部分,投影圖,引導學(xué)生思考:①在a、b兩點(diǎn)畫(huà)速度矢量va和vb時(shí),要注意什么?②va將的起點(diǎn)移到vb點(diǎn)時(shí)要注意什么?③如何畫(huà)出質(zhì)點(diǎn)由a點(diǎn)運動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度的變化量δv?④δv/δt表示的意義是什么?⑤δv與圓的半徑平行嗎?在什么條件下,δv與圓的半徑平行?
傾聽(tīng)學(xué)生回答,必要時(shí)給學(xué)是以有益的啟發(fā)和幫助,引導學(xué)生解決疑難,回答學(xué)生可能提出的問(wèn)題。
指導學(xué)生閱讀教材“做一做”欄目,要求學(xué)生分小組討論后在練習本上推導向心加速度的公式。
教學(xué)用具 透明小桶一個(gè),茶水一杯,細線(xiàn)三條,一輛電動(dòng)小車(chē),兩個(gè)質(zhì)量相同的橡皮塞,一個(gè)橡皮球,兩個(gè)質(zhì)量相同的金屬螺母,兩根相同的筆管,向心力演示儀七臺,教學(xué)課件
教材分析 本節課是魯科版物理必修2第四章第二節的內容,課時(shí)是二節課,本教案設計的是關(guān)于第一課時(shí)向心力的內容。教材在本節課之前已經(jīng)安排學(xué)生學(xué)習了物體做曲線(xiàn)運動(dòng)的條件和對圓周運動(dòng)的描述,而且在必修1中也學(xué)習了牛頓運動(dòng)定律。本節課作為上述知識的綜合應用,通過(guò)分析理解向心力的概念,掌握向心力的來(lái)源,通過(guò)實(shí)驗得出向心力大小的計算公式。從物理教學(xué)的整個(gè)課程分析,本節課從動(dòng)力學(xué)的角度研究勻速圓周運動(dòng),這部分知識是本章的重點(diǎn)和難點(diǎn),也是學(xué)生學(xué)好圓周運動(dòng)的關(guān)鍵,學(xué)好這部分知識,可以為天體運動(dòng)和帶電粒子在勻強磁場(chǎng)中的運動(dòng)等內容的學(xué)習打好基礎。
學(xué)情分析 學(xué)生為高一的孩子,好奇心強,具有較強的探究欲望,并且在之前的學(xué)習中有多次的小組合作探究的經(jīng)驗。學(xué)生已經(jīng)掌握的知識包括牛頓運動(dòng)定律和物體做曲線(xiàn)運動(dòng)的條件以及描述圓周運動(dòng)的物理量。學(xué)生在平常的生活中已經(jīng)接觸到過(guò)一些關(guān)于物體做圓周運動(dòng)的例子,對圓周運動(dòng)已經(jīng)有了一些感性的認識。學(xué)生會(huì )從向心力三個(gè)字的字面先入為主地認為向心力是某個(gè)新的性質(zhì)力。
教學(xué)目標 知識與技能 1、理解向心力的概念,知道向心力是根據力的作用效果命名的一種力。
2、理解勻速圓周運動(dòng)的向心力大小不變,方向總是指向圓心。
3、知道向心力大小與那些因素有關(guān)。理解公式的確切含義,并能用來(lái)計算。
過(guò)程與方法 1、通過(guò)設計實(shí)驗探究向心力表達式的過(guò)程中,體會(huì )物理實(shí)驗在處理問(wèn)題中的作用。
2、經(jīng)歷從自己提出問(wèn)題到自己解決問(wèn)題的過(guò)程,培養學(xué)生的問(wèn)題意識及思維能力。
3、經(jīng)歷從特殊到一般的研究過(guò)程,培養學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān) 養成合作交流的習慣,能主動(dòng)與他人討論交流,勇于發(fā)表自己的觀(guān)點(diǎn)。
2、實(shí)例、實(shí)驗緊密聯(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,培養學(xué)生的學(xué)習興趣。
3、在探究的過(guò)程中,讓學(xué)生經(jīng)歷類(lèi)似科學(xué)家探索物理世界的過(guò)程,體會(huì )科學(xué)探究的喜悅,領(lǐng)悟一定的科學(xué)精神。
教學(xué)重難點(diǎn) 重點(diǎn) 理解向心力的概念。
掌握計算向心力大小的表達式。
難點(diǎn)
理解向心力是根據力的作用效果命名的力
教學(xué)思路 通過(guò)“水流星”實(shí)驗引出本節課學(xué)習的對象——向心力。讓學(xué)生觀(guān)察電動(dòng)小車(chē)在水平面內做圓周運動(dòng)的實(shí)驗,了解向心力的方向始終指向圓心,同時(shí)指出,向心力是以力的作用效果來(lái)命名的。接下來(lái),讓學(xué)生自己動(dòng)手探究,切身體會(huì )向心力的大小與哪些因素有關(guān),以及向心力大小的表達式。
教學(xué)方法 體現新課程的理念,以學(xué)生的好奇心和求知欲為基礎,讓學(xué)生在參與科學(xué)探究的過(guò)程中,學(xué)習科學(xué)探究方法,發(fā)展自主學(xué)習與合作學(xué)習的能力。
設計思想 重視科學(xué)探究和科學(xué)方法教育
物理學(xué)是科學(xué)知識科學(xué)探究與科學(xué)方法相結合的自然科學(xué),在物理教學(xué)中應重視科學(xué)探究與科學(xué)方法。
滲透情感,態(tài)度與價(jià)值觀(guān)的教育
在探究的過(guò)程中,讓學(xué)生經(jīng)歷類(lèi)似科學(xué)家探索物理世界的過(guò)程,體會(huì )科學(xué)探究的喜悅,領(lǐng)悟一定的科學(xué)精神。
重視學(xué)生自主學(xué)習與合作學(xué)習的新理念
體現新課程的理念,讓學(xué)生在參與科學(xué)探究的過(guò)程中,發(fā)展自主學(xué)習與合作學(xué)習的能力。
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)過(guò)程 環(huán)節 教學(xué)內容 教法與學(xué)法 設計意圖
新課引入 “水流星”實(shí)驗
實(shí)踐過(guò)程:向學(xué)生展示裝有茶水的透明小桶,提問(wèn),采用什么方法能夠使開(kāi)口的小桶翻轉過(guò)來(lái)時(shí),桶內的水不會(huì )灑出來(lái)?鼓勵學(xué)生大膽上臺嘗試,在實(shí)驗過(guò)程中不難發(fā)現小桶在豎直面內做圓周運動(dòng)的過(guò)程中,當小桶開(kāi)口向下時(shí),水不灑出。由此激發(fā)出學(xué)生的興趣,引出本節課研究的內容“向心力”。
運用演示實(shí)驗的方法向學(xué)生展示“水流星”的實(shí)驗發(fā)現開(kāi)口的小桶在豎直面內做圓周運動(dòng)過(guò)程中,小桶雖然翻轉過(guò)來(lái)水卻沒(méi)有灑出來(lái),從而引出新課的知識——“向心力”。
通過(guò)演示實(shí)驗引入課題,可以激發(fā)學(xué)生的探究欲望,使學(xué)生主動(dòng)地參加到課堂的探究中,并且對概念的理解提供感性素材,幫助學(xué)生更好地建立概念和認識規律。
新課教學(xué)
一,掌握向心力的性質(zhì)和方向
演示實(shí)驗1:用一根細繩,一端系一電動(dòng)小車(chē),另一端用手固定在水平桌面上。打開(kāi)小車(chē)的開(kāi)關(guān),在繩子拉直前小車(chē)做直線(xiàn)運動(dòng),繩子拉直后小車(chē)繞著(zhù)固定點(diǎn)做圓周運動(dòng)。
演示實(shí)驗2:小車(chē)繞固定點(diǎn)做圓周運動(dòng),突然放開(kāi)細繩,小車(chē)沿切線(xiàn)方向做直線(xiàn)運動(dòng)。
通過(guò)以下問(wèn)題的引導,讓學(xué)生理解向心力的概念,掌握向心力的方向
繩子的拉力對小車(chē)有什么樣的作用效果?
繩子的拉力的方向有什么特點(diǎn)?
通過(guò)以上兩個(gè)問(wèn)題的思考和討論總結出:做圓周運動(dòng)的物體必須受到一個(gè)始終指向圓心的等效的力的作用,這個(gè)力叫做向心力。在小車(chē)實(shí)驗中,拉力就是向心力。
通過(guò)對小車(chē)進(jìn)行受力分析,明確向心力是一個(gè)按效果命名的力,使學(xué)生會(huì )分析向心力的來(lái)源,理解勻速圓周運動(dòng)中的供需關(guān)系。
通過(guò)探究以下兩個(gè)問(wèn)題:
向心力方向與速度方向有何關(guān)系?
向心力對速度產(chǎn)生了怎樣的作用效果?
得出結論:向心力只改變物體運動(dòng)線(xiàn)速度的方向,不改變物體運動(dòng)線(xiàn)速度的大小。
總結:向心力不是特殊的力,只是按作用效果命名的,它可以由某個(gè)力或某幾個(gè)力的合力來(lái)提供。受力分析時(shí)不能把向心力當作一個(gè)獨立的力。
教學(xué)目標
知識目標
1、知道什么是向心力,什么是向心加速度,理解勻速圓周運動(dòng)的向心力和向心加速度大小不變,方向總是指向圓心.
2、知道勻速圓周運動(dòng)的向心力和向心加速度的公式,會(huì )解答有關(guān)問(wèn)題.
能力目標
培養學(xué)生探究物理問(wèn)題的習慣,訓練學(xué)生觀(guān)察實(shí)驗的能力和分析綜合能力.
情感目標
培養學(xué)生對現象的觀(guān)察、分析能力,會(huì )將所學(xué)知識應用到實(shí)際中去.
教學(xué)建議
教材分析
教材先講向心力,后講向心加速度,回避了用矢量推導向心加速度這個(gè)難點(diǎn),通過(guò)實(shí)例給出向心力概念,再通過(guò)探究性實(shí)驗給出向心力公式,之后直接應用牛頓第二定律得出向心加速度的表達式,順理成章,便于學(xué)生接受.
教法建議
1、要通過(guò)對物體做圓周運動(dòng)的實(shí)例進(jìn)行分析入手,從中引導啟發(fā)學(xué)生認識到:做圓周運動(dòng)的物體都必須受到指向圓心的力的作用,由此引入向心力的概念.
2、對于向心力概念的認識和理解,應注意以下三點(diǎn):
第一點(diǎn)是向心力只是根據力的方向指向圓心這一特點(diǎn)而命名的,或者說(shuō)是根據力的作用效果來(lái)命名的,并不是根據力的性質(zhì)命名的,所以不能把向心力看做是一種特殊性質(zhì)的力.
第二點(diǎn)是物體做勻速圓周運動(dòng)時(shí),所需的向心力就是物體受到的合外力.
第三點(diǎn)是向心力的作用效果只是改變線(xiàn)速度的方向.
3、讓學(xué)生充分討論向心力大小,可能與哪些因素有關(guān)?并設計實(shí)驗進(jìn)行探究活動(dòng).
4、講述向心加速度公式時(shí),不僅要使學(xué)生認識到勻速圓周運動(dòng)是向心加速度大小不變,向心加速度方向始終與線(xiàn)速度垂直并指向圓心的變速運動(dòng),在這里還應把“向心力改變速度方向”與在直線(xiàn)運動(dòng)中“合外力改變速度大小”聯(lián)系起來(lái),使學(xué)生全面理解“力是改變物體運動(dòng)狀態(tài)的原因”的含義,再結合無(wú)論速度大小或方向改變,物體都具有加速度,使學(xué)生對“力是物體產(chǎn)生加速度的原因”有更進(jìn)一步的理解.
教學(xué)設計方案
向心力、向心加速度
教學(xué)重點(diǎn):向心力、向心加速度的概念及公式.
教學(xué)難點(diǎn):向心力概念的引入
主要設計:
一、向心力:
(一)讓學(xué)生討論汽車(chē)急轉彎時(shí)乘客的感覺(jué).
(二)展示圖片鏈球做圓周運動(dòng)需要向心力.〔全日制普通高級中學(xué)教科書(shū)(試驗修定本·必修)物理.第一冊98頁(yè)〕
(三)演示實(shí)驗:做圓周運動(dòng)的小球受到繩的拉力作用.
(四)讓學(xué)生討論,猜測向心力大小可能與哪些因素有關(guān)?如何探究?引導學(xué)生用“控制變量法”進(jìn)行探索性實(shí)驗.(用向心力演示器實(shí)驗)
演示1:半徑r和角速度 一定時(shí),向心力 與質(zhì)量m的關(guān)系.
演示2:質(zhì)量m和角速度 一定時(shí),向心力 與半徑r的關(guān)系.
演示3:質(zhì)量m和半徑r一定時(shí),向心力 與角速度 的關(guān)系.
給出 進(jìn)而得在 .
(五)討論向心力與半徑的關(guān)系:
向心力究竟與半徑成正比還是反比?提醒學(xué)生注意數學(xué)中的正比例函數 中的k應為常數.因此,若m、 為常數 據 知 與r成正比;若m、v為常數,據 可知 與r成反比,若無(wú)特殊條件,不能說(shuō)向心力 與半徑r成正比還是成反比.
二、向心加速度:
(一)根據牛頓第二定律
得:
(二)討論勻速圓周運動(dòng)中各個(gè)物理量是否為恒量:
v T f
探究活動(dòng)
感受向心力
在一根結實(shí)的細繩的一端拴一個(gè)橡皮塞或其他小物體,掄動(dòng)細繩,使小物體做圓周運動(dòng)(如圖).依次改變轉動(dòng)的角速度、半徑和小物體的質(zhì)量.
體驗一下手拉細繩的力(使小球運動(dòng)的向心力),在下述幾種情況下,大小有什么不同:使橡皮塞的角速度 增大或減小,向心力是變大,還是變小;改變半徑r盡量使角速度保持不變,向心力怎樣變化;換個(gè)橡皮塞,即改變橡皮塞的質(zhì)量m,而保持半徑r和角速度 不變,向心力又怎樣變化.
做這個(gè)實(shí)驗的時(shí)候,要注意不要讓做圓周運動(dòng)的橡皮塞甩出去,碰到人或其他物體.
教學(xué)準備
教學(xué)目標
1、知識與技能
(1)理解速度變化量和向心加速度的概念;
(2)知道向心加速度和線(xiàn)速度、角速度的關(guān)系式;
(3)能夠運用向心加速度公式求解有關(guān)問(wèn)題。
2、過(guò)程與方法:體會(huì )速度變化量的處理特點(diǎn),體驗向心加速度的導出過(guò)程,領(lǐng)會(huì )推導過(guò)程中用到的數學(xué)方法,教師啟發(fā)、引導,學(xué)生自主閱讀、思考、討論、交流學(xué)習成果。
3、情感、與價(jià)值觀(guān):培養學(xué)生思維能力和分析問(wèn)題的能力,培養學(xué)生探究問(wèn)題的熱情,樂(lè )于學(xué)習的品質(zhì)。特別是“做一做”的實(shí)施,要通過(guò)教師的引導讓學(xué)生體會(huì )成功的喜悅。
教學(xué)重點(diǎn)/難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):理解勻速圓周運動(dòng)中加速度的產(chǎn)生原因,掌握向心加速度的確定方法和計算公式。
教學(xué)難點(diǎn):向心加速度方向的確定過(guò)程和向心加速度公式的推導與應用。
教學(xué)用具
多媒體、板書(shū)
標簽
教學(xué)過(guò)程
新課導入建議
通過(guò)前面的學(xué)習我們知道在現實(shí)生活中,物體都要在一定的外力作用下才能做曲線(xiàn)運動(dòng),如圖教所示(課件展示).
地球繞太陽(yáng)做(近似的)勻速圓周運動(dòng)小球繞桌面上的圖釘做勻速圓周運動(dòng)
對于圖中的地球和小球,它們受到了什么樣的外力作用?它們的加速度大小和方向如何確定?
一、感受圓周運動(dòng)的向心加速度
探究交流
如圖所示,地球在不停地公轉和自轉,關(guān)于地球的自轉,思考以下問(wèn)題:
(1)地球上各地的角速度大小、線(xiàn)速度大小是否相同?
(2)地球上各地的向心加速度大小是否相同?
基本知識
(1)實(shí)例分析
①地球繞太陽(yáng)做近似的勻速圓周運動(dòng),地球受太陽(yáng)的力是萬(wàn)有引力,方向由地球中心指向太陽(yáng)中心.
②光滑桌面上一個(gè)小球由于細線(xiàn)的牽引,繞桌面上的圖釘做勻速圓周運動(dòng).小球受到的力有重力、桌面的支持力、細線(xiàn)的拉力.其中重力和支持力在豎直方向上平衡,合力總是指向圓心.
(2)結論猜測
一切做勻速圓周運動(dòng)的物體的合力和加速度方向均指向圓心.
思考判斷
(1)勻速圓周運動(dòng)的物體所受的合力總指向圓心.(√)
(2)勻速圓周運動(dòng)的加速度總指向圓心.(√)
(3)勻速圓周運動(dòng)是加速度不變的運動(dòng).(×)
二、向心加速度
基本知識
(1)定義:任何做勻速圓周運動(dòng)的物體的加速度都指向圓心,這個(gè)加速度叫做向心加速度.
(2)公式:①an=r(v2);②an=ω
(3)方向:沿半徑方向指向圓心,時(shí)刻與線(xiàn)速度方向垂直.
思考判斷
(1)圓周運動(dòng)的加速度一定指向圓心.(×)
(2)曲線(xiàn)運動(dòng)中,v1、v2和Δv=v2-v1的方向一般不在一條直線(xiàn)上.(√)
(3)勻速圓周運動(dòng)的向心加速度大小不變.(√)
探究交流
甲同學(xué)認為由公式an=r(v2)知向心加速度an與運動(dòng)半徑r成反比;而乙同學(xué)認為由公式an=ω2r知向心加速度an與運動(dòng)半徑r成正比,他們兩人誰(shuí)的觀(guān)點(diǎn)正確?說(shuō)一說(shuō)你的觀(guān)點(diǎn).
【提示】他們兩人的觀(guān)點(diǎn)都不準確,當v一定時(shí),an與r成反比,當ω一定時(shí),an與r成正比.
三、向心加速度的方向及意義
【問(wèn)題導思】
向心加速度是描述什么的物理量?
勻速圓周運動(dòng)和非勻速圓周運動(dòng)的加速度有什么不同?
物理意義
描述線(xiàn)速度改變的快慢,只表示線(xiàn)速度的方向變化的快慢,不表示其大小變化的快慢.
《向心加速度》教學(xué)設計
(一)指導思想與理論依據
概念是構成物理知識的基礎,正確地理解、掌握物理概念是學(xué)好物理的保證。在教學(xué)中如果能根據物理概念的特點(diǎn)以及學(xué)生的認知規律,運用認知心理學(xué)理論設計概念教學(xué)過(guò)程,必將有利于學(xué)生對概念的習得。根據現代認知理論,知識的習得可分為三個(gè)階段:知識的領(lǐng)會(huì )、知識的鞏固、知識的應用。結合物理概念的特點(diǎn),其教學(xué)的過(guò)程也可分為三個(gè)階段:概念的領(lǐng)會(huì )、概念的理解和概念的應用。
本課時(shí)的教學(xué)將遵從現代認知理論設計教學(xué)過(guò)程。
(二)學(xué)習內容分析
本節在教材中的地位
向心加速度是加速度概念的延續,同時(shí)是圓周運動(dòng)與向心力之間的紐帶。理解向心加速度將為理解向心力與圓周運動(dòng)的關(guān)系奠定良好的基礎。利用向心加速度分析圓周運動(dòng)速度變化的問(wèn)題繼承了運動(dòng)學(xué)分析問(wèn)題的一般方法。這部分內容既可以復習直線(xiàn)運動(dòng)的知識,更為今后圓周運動(dòng)的解決提供方法。
本節在課程標準中的內容
知道向心加速度的概念,及其應用
(三)學(xué)生情況分析
學(xué)生通過(guò)必修1的學(xué)習,已經(jīng)了解了直線(xiàn)運動(dòng)的解決方法。通過(guò)牛頓運動(dòng)定律的學(xué)習已經(jīng)體會(huì )了力與運動(dòng)的關(guān)系。對曲線(xiàn)運動(dòng)條件的學(xué)習,讓學(xué)生已經(jīng)認識到曲線(xiàn)運動(dòng)都是變速運動(dòng),一定會(huì )產(chǎn)生加速度。對于圓周運動(dòng)中加速度的問(wèn)題,學(xué)生應該不會(huì )覺(jué)得陌生。
(四)創(chuàng )新之處
創(chuàng )設情景的全程性
本節整體設計的提出是基于學(xué)生對向心加速度的認識和理解。首先通過(guò)花樣滑冰、鏈球比賽這兩個(gè)視頻觀(guān)察做圓周運動(dòng)的物體需要怎樣的力。而后通過(guò)學(xué)生實(shí)驗:朔料杯中的小球做圓周運動(dòng)和細線(xiàn)拉著(zhù)的小球在水平桌面上做圓周運動(dòng),讓學(xué)生親自體會(huì )做圓周運動(dòng)的物體受到的力是如何提供的。得出做圓周運動(dòng)的物體受到指向圓心的力,由這個(gè)力產(chǎn)生的加速度稱(chēng)為向心加速度。
在推導向心加速度大小時(shí),利用做好的泡沫板大圓和毛衣針、磁帖、磁條動(dòng)態(tài)的演示△t 趨于零時(shí)△v的極限過(guò)程。同時(shí)要求學(xué)生做圖,體會(huì )△v的方向和大小,進(jìn)而推導出向心加速度的表達式。
在應用向心加速度的表達式時(shí),展示拆卸好的自行車(chē)輪盤(pán)和制做好的皮帶輪,讓學(xué)生感受從實(shí)際應用到構建模型,體會(huì )物理的研究方法。
在教學(xué)中體現認知規律
從觀(guān)察圓周運動(dòng)的實(shí)例,到動(dòng)手體驗圓周運動(dòng),再到理論推導向心加速度表達式,最后應用向心加速度表達式。這個(gè)過(guò)程遵從了對知識學(xué)習的認知規律,領(lǐng)會(huì )、鞏固、應用。在應用階段又是先從實(shí)際運動(dòng)情景展開(kāi),向學(xué)生展示熟悉的自行車(chē)輪盤(pán),而后再抽象為物理模型--教學(xué)用的皮帶輪。
3、自制教具提升教學(xué)效果
在教學(xué)中幾項自制實(shí)驗教具,給本課時(shí)的教學(xué)帶來(lái)了較好的效果。推導向心加速度表達式時(shí)用到的,泡沫板大圓、毛衣針、磁帖、磁條為動(dòng)態(tài)展示極限思想起到了很好的作用。教學(xué)用皮帶輪為學(xué)生從實(shí)際運動(dòng)過(guò)度到物理模型起到了不可替帶的作用。
學(xué)生學(xué)習的自主性
本節課創(chuàng )設的情景生動(dòng)自然豐富,設問(wèn)有層次。問(wèn)題中既運用了原有知識,又提供新信息做參考,有助于學(xué)生溫故知新,在思考、討論和交流中自主構建知識體系。
(五)教學(xué)三維目標:
知識與技能:
知道勻速圓周運動(dòng)是變速運動(dòng),具有指向圓心的加速度----向心加速度。
會(huì )用矢量圖表示速度變化量與速度之間的關(guān)系,理解加速度與速度、速度變化量的區別。
知道向心加速度的表達式,能根據問(wèn)題情景選擇合適的向心加速度的表達式并會(huì )用來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計算。
過(guò)程與方法:
通過(guò)實(shí)例分析勻速圓周運動(dòng)向心加速度的方向,體會(huì )實(shí)例分析的方法。
通過(guò)推導向心加速度的表達式,體會(huì )矢量法則;
通過(guò)推導向心加速度的過(guò)程再次體會(huì )極限思想。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān):
加強學(xué)生的合作學(xué)習,自主學(xué)習。
體會(huì )圓周運動(dòng)與生活的關(guān)系。
教學(xué)重點(diǎn):
向心加速度方向的分析
勻速圓周運動(dòng)中速度變化量的矢量表達
向心加速度表達式的推導
教學(xué)難點(diǎn):
1、勻速圓周運動(dòng)中速度變化量的矢量表達
2、向心加速度的物理意義
媒體應用:
視頻2個(gè)、教學(xué)ppt、電腦多媒體
實(shí)驗器材:
教師實(shí)驗器材:玻璃大燒杯、乒乓球、泡沫朔料板制作的大圓、毛衣針6支、小磁鐵6塊、磁條4根,拆卸好的自行車(chē)、自制的皮帶輪
學(xué)生實(shí)驗器材:朔料燒杯、小鋼球、細線(xiàn)各20套
(六)教學(xué)環(huán)節設計:
流程圖
2、教學(xué)過(guò)程
教學(xué)過(guò)程
(一)新課導入 人物活 動(dòng) 具體過(guò)程 說(shuō)明
教師
上節課我們學(xué)習了勻速圓周運動(dòng),下面我們一同回顧一下描述勻速圓周運動(dòng)的物理量。
打開(kāi)ppt
(展示問(wèn)題內容,節約教學(xué)實(shí)間,提高教學(xué)密度) 學(xué)生 線(xiàn)速度、角速度、周期 教師
通過(guò)上節課的學(xué)習,我們對勻速圓周運動(dòng)有了一定的了解,請同學(xué)們思考是什么原因,使得做勻速圓周運動(dòng)的物體老老實(shí)實(shí)的在圓周上運動(dòng)而不能離開(kāi)圓周呢?
帶著(zhù)這個(gè)問(wèn)題我們來(lái)看一段視頻(播放視頻)
是什么原因,使得鏈球被拋出前,總是圍繞著(zhù)人做圓周運動(dòng)? 播放做勻速圓周運動(dòng)的視頻,讓學(xué)生觀(guān)察實(shí)際運動(dòng),體會(huì )物體受力關(guān)系。
視頻中的運動(dòng)在教室中無(wú)法演示,但它對于本節課知識的理解很有幫助,所以選擇視頻。視頻在學(xué)生面前展示出一個(gè)活生生的運動(dòng),讓學(xué)生能夠切實(shí)看到物體運動(dòng)的整個(gè)過(guò)程,從而提高對運動(dòng)中受力的認識。
觀(guān)看ppt(播放做好的圓周運動(dòng)示意圖以及圓周上某點(diǎn)的運動(dòng)方向,利用ppt既節約時(shí)間更能畫(huà)得準確)
板書(shū)(1) 學(xué)生 鐵鏈對鏈球有拉力。
教師 拉力的方向? 學(xué)生 指向運動(dòng)員,指向圓心。
教師 是什么原因,使得女滑冰運動(dòng)員能夠繞著(zhù)男運動(dòng)員旋轉? 學(xué)生 男運動(dòng)員對女運動(dòng)員通過(guò)手臂施加了拉力。
教師 力的方向? 學(xué)生 沿手臂指向男運動(dòng)員,指向圓心。
教師 這些都說(shuō)明,做圓周運動(dòng)的物體受到了指向圓心的力,由牛頓第二定律可知,力一定會(huì )產(chǎn)生加速度,我們把由指向圓心的力產(chǎn)生的加速度稱(chēng)為向心加速度。這節課我們共同來(lái)學(xué)習勻速圓周運動(dòng)中的向心加速度。
(板書(shū):第5節向心加速度) (二)新課教學(xué) 教師 加速度作為矢量有方向和大小,對于向心加速度的學(xué)習我們也將從它的方向和大小來(lái)研究。
首先來(lái)研究向心加速度的方向。
(板書(shū):一、向心加速度的方向:)
剛才的視頻啟示了我們可以通過(guò)研究做圓周運動(dòng)的物體的受力,來(lái)感受向心加速度的方向。
每位同學(xué)的書(shū)桌上有三樣器材:一個(gè)燒杯、2個(gè)鋼球,其中一個(gè)球上栓有細線(xiàn)。請同學(xué)們利用這些器材,讓小球做近似的勻速圓周運動(dòng),從而感受小球的受力方向,進(jìn)而得到它的向心加速度的方向。
板書(shū)(2)
觀(guān)看ppt(重要的知識點(diǎn)通過(guò)ppt再次落實(shí))
安排學(xué)生分組實(shí)驗
(學(xué)生自主實(shí)驗、自主學(xué)習,增強對運動(dòng)的體驗)
學(xué)生 自主實(shí)驗
實(shí)驗完畢 教師 同學(xué)們如何做的實(shí)驗?實(shí)驗中小球的受力方向和向心加速度的方向如何?
請學(xué)生描述實(shí)驗過(guò)程,訓練學(xué)生的物理表達。
板書(shū)(3)
觀(guān)看ppt(強調向心加速度的方向和字母表示,落實(shí)本節課的重點(diǎn)知識)
觀(guān)看ppt(展示問(wèn)題內容,避免花費大量時(shí)間去寫(xiě)板書(shū),此處投影片留得時(shí)間稍長(cháng)些,讓學(xué)生做筆記,并且給學(xué)生多一些思考時(shí)間。)
學(xué)生 用手牽引小球在水平面上做勻速圓周運動(dòng)
晃動(dòng)燒杯使小球在燒杯中做勻速圓周運動(dòng)
受力方向和向心加速度的方向都指向圓心 教師 根據以上實(shí)驗我們可以得出向心加速度的方向。
(板書(shū):做勻速圓周運動(dòng)的物體的向心加速度指向圓心)
下面我們來(lái)分析向心加速度的大小與哪些因素有關(guān)?
請看這個(gè)實(shí)例:物體A繞著(zhù)圓心O做勻速圓周運動(dòng),運動(dòng)半徑為r,線(xiàn)速度為v,角速度為ω ,請同學(xué)們用以上物理量表達向心加速度的大小。(投影片)
加速度的定義是什么? 學(xué)生 a=Δv/ Δt 教師 我們只要算出Δt時(shí)間內的Δv即可。請同學(xué)們互相討論,參照教材給出的方法,試著(zhù)推導Δv。
學(xué)生 討論(2-3分鐘) 教師 請一位學(xué)生說(shuō)說(shuō)討論結果。
學(xué)生合作學(xué)習,加強學(xué)習上的溝通交流,相互取長(cháng)補短。
訓練學(xué)生的物理表達和思維的嚴密性、嚴謹性。
學(xué)生 簡(jiǎn)述推導思想