《向心力》教学设计与反思

第一篇：《向心力》教学设计与反思

彭春 发布时间： 2011-1-29 11:38:02

《向心力》教学设计与反思

【设计思想】

建构主义教学理论启示我们要转变教学观念，创造以“学生为主体，教师为主导”的教学环境，使学生在真实的情景中完成任务，改变我们长期存在的教师在台上讲，学生在台下听的灌输式教学，充分发挥学生学习的自主性，引导学生主动发现问题，分析问题，解决问题，主动建构良好的认知结构，培养创新精神。

【教材分析】

教材先通过实例让学生从运动和力的角度进行分析，分析物体的受力特点，从而得出向心力的概念，有助于学生体会和理解。教材接着从理论的角度，根据牛顿第二定律，推导出向心力的数学表达式。之后，为了让学生对向心力公式有一定的认识和理解，教材中设计了验证性实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式。通过圆锥摆实验，拉近科学与生活的距离，使学生感到科学就在身边，对科学产生亲切感。

本节还有一点与过去不同，那就是在讨论完匀速圆周运动后讨论了变速圆周运动和一般曲线运动。这块内容的补充，不仅为分析物体在曲线最高点、最低点的受力分析和运动情况提供了理论依据，而且为学生提供了处理问题的一种思维方法：从特殊到一般。

这部分知识的学习，可以为万有引力和带电粒子在匀强磁场中的运动等内容做好必要的准备。当然，学习完这一节之后，中学里所有的运动形式都学习完毕了，从而可以让学生在更广阔的角度理解运动和力的关系。

【学情分析】

通过前几节内容的学习，学生已经知道了曲线运动的条件，学习了处理曲线运动的重要方法──运动的合成和分解，还利用运动的合成与分解知识研究了平抛运动。接着引入角速度、线速度、周期、转速等物理量描述了匀速圆周运动的规律。这些知识的学习，为学生学习向心力做好了知识上的准备。

由于向心力是一种学生感到陌生的力，而高一学生的抽象思维能力和逻辑推理还不是很强，所以需要在教学中通过实例、实验，使学生对向心力的认识从感性认识升华到理性认识。

【教学目标】

1．知识与技能

（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。

2．过程与方法

（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。

3．情感态度与价值观

（1）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。

（2）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。

【重点难点】

1．教学重点

（1）理解向心力的概念和公式的建立。

（2）理解向心力的公式，并能用来进行计算。

（3）理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。

2．教学难点

（1）理解向心力的概念和公式的建立。

（2）理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。

【教学策略与手段】

向心力是高中物理的一个重点内容，同时也是一个难点内容，在对物体进行受力分析时，往往不清楚运动过程中什么力提供向心力，这说明学生对向心力的认识和理解不够深刻、全面。为了突破难点，教师在教学中通过具体的实例、实验，激发学生的求知欲望，让学生主动参与到探究的过程，成为学习的主体，积极主动地获取知识和能力。

本节课的教学流程设计为：创设情境→发现问题→进行猜想→理论推导→实验验证→得出结论→指导实践。

在教学手段上，充分使用PPT、视频、演示实验、故事讲述，以增强教学的生动性和形象性，活跃课堂气氛，从而充分调动学生学习的积极性，落实教学目标。

【课前准备】

1．实验仪器：带细绳的钢球（两人一个），铁架台，钢球一个，细绳一条，刻度尺，圆形瓶盖，秒表，物块，圆形瓶盖。

2．视频：自行车转弯，公园的转椅。

3．制作PPT。

【教学过程】

一、引入新课

演示实验：让物块在旋转的平台上尽可能做匀速圆周运动。

教师：物块为什么可以做匀速圆周运动？这节课我们就来研究这个问题。

（设计意图：从实验引入，激发学生的好奇心，活跃课堂气氛。）

二、新课教学

（一）向心力

1．向心力的概念

学生：在教师引导下对物块进行受力分析：物块受到重力、摩擦力与支持力。

教师：物块所受到的合力是什么？

学生：重力与支持力相互抵消，合力就是摩擦力。

教师：这个合力具有怎样的特点？

学生：思考并回答：方向指向圆周运动的圆心。

教师：得出向心力的定义：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力。

（做好新旧知识的衔接，使概念的得出自然、流畅。）

2．感受向心力

学生：学生手拉着细绳的一端，使带细绳的钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动。

教师：钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动，什么力使钢球做圆周运动？

学生：对钢球进行受力分析，发现拉力使钢球做圆周运动。

（设计意图：利用常见的小实验，让学生亲身体验，增强学生对向心力的感性认识。）

教师：也就是说，钢球受到的拉力充当圆周运动的向心力。大家动手实验并猜想：拉力的大小与什么因素有关？

学生：动手体验并猜想：拉力的大小可能与钢球的质量m、线速度的v、角速度、周期T，半径r有关。

教师：那么我们如何研究向心力 与m、v、、T、r之间的关系呢？

学生：思考、讨论并回答：采用控制变量法，保持m、v、、T、r中的四个量不变，研究 与剩下的一个量之间的关系。

教师：如果保持钢球的质量m、线速度的v、角速度、周期T不变，半径r可以变化吗？

学生：在教师引导下根据各个物理量之间的关系思考并回答：半径r不能变化。

教师：那么我们怎样研究这几个物理量之间的关系呢？

学生：思考、讨论并回答：由于做匀速圆周运动的物体，v、、T，r这四个物理量中，只要有两个量确定了，其他两个量也就跟着确定了。所以只需要研究向心力 与m，v、、T、r这四个物理量中两个物理量的关系。

教师：引导学生采用控制变量法做实验，体验向心力的大小。

学生：采用控制变量法做实验，体验向心力的大小。

教师：大家体验后，感觉向心力 与哪些物理量有什么样的关系？

学生：根据自己的体验并回答：

质量m、半径r一定，线速度v越大，向心力 越大；

质量m、线速度v一定，半径r越大，向心力 越大；

质量m、半径r一定，周期T越大，向心力 越小……

（设计意图：积极引导学生猜想，并渗透实验方法：控制变量法的教学。）

3．推导向心力的表达式

教师：这是向心力与各个物理量之间可能存在的定性关系。那大家能不能根据所学的知识，从理论上推导向心力的表达式。

教师：在教师引导下根据向心加速度的表达式和牛顿第二定律推导：

因为 ,所以 =

教师：理论推导证明：

（设计意图：培养学生的数学推理能力，体验探究的过程。）

4．粗略验证

演示实验：细线下面悬挂一个钢球，细线上端固定在铁架台上。

将圆形瓶盖置于水平桌面上，使钢球静止于瓶盖的圆心。用手带动钢球，让钢球获得初速度，使它沿圆形瓶盖边缘做圆周运动。

教师：钢球在做匀速圆周运动，那是什么力提供向心力？

学生：动手画图，对钢球进行受力分析，并在教师引导下

找出提供向心力的合力。

教师：哪几个力提供向心力？向心力的大小如何？

学生：绳子的拉力和钢球的重力提供向心力。向心力的大小为。

教师：我们要验证向心力的表达式是否正确，那么需要测量向心力 的大小，如何测量呢？

学生：讨论并回答：

小球质量可以用天平测量，再乘以重力加速度，就是mg；

小球重力mg可以用弹簧秤测量；

可以用圆周运动的半径与小球距悬点的竖直高度的比值算出。

教师：我们已经求出了向心力的大小，那如何求 ？ 或 的大小？这三个关系式里，哪一条比较容易测量？

学生：思考并回答：。

教师：在这条表达式里，只需要测量周期T，我们有秒表，那么周期是测钢球圆周运动一圈的时间还是多圈的时间？

学生：测量多圈的时间，之后算出周期。

教师：为什么测量多圈的时间？

学生：测量多圈，时间较准确，误差较小。

（设计意图：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。同时，在实验中引导学生分析、解决问题，以提高学生的实验能力。）

5．向心力是效果力

教师：学以致用，请大家用刚才所学的知识解释塑料球为什么可以在旋转的圆柱形空瓶做匀速圆周运动？

学生：思考并解释。

教师：播放自行车转弯的视频，并提问：自行车的弯道为什么要修成斜坡？

学生：观看视频并在教师引导下进行受力分析后发现：重力和斜坡对自行车的支持力的合力充当向心力。

教师：播放公园的转椅的视频，并提问：转椅上的人做匀速圆周运动，什么力充当向心力？

学生：观看视频并思考、回答：人受到的重力和椅子对人的支持力的合力充当向心力。

教师：这些例子都说明向心力只是一种效果力。只要是产生向心加速度的力，不管是重力、弹力还是摩擦力，都可以是向心力。

（设计意图：通过具体实例让学生初步体验圆周运动的向心力的来源，加深学生对向心力概念的理解，并对圆周运动中力和运动的关系有更深入的认识。）

（二）变速圆周运动

教师：日常生活中比匀速圆周运动更常见的是变速圆周运动。接下来我们研究变速圆周运动中的向心力。

演示实验：释放单摆，让钢球来回摆动。

教师：小球从释放到最低点的运动过程中，小球的速度大小如何变化？

学生：速度逐渐变大。

教师：小球绕着悬点做圆周运动，由于速度大小发生了变化，这是变速圆周运动。那么什么力提供小球做圆周运动的向心力？

学生：在教师引导下对小球进行受力分析后得出：

教师：那么重力的另一分量 起着什么作用呢？

学生：思考、讨论并回答： 跟速度方向一致，起着改变速度大小的作用。

教师：在单摆这样的变速圆周运动中，可以把力分解为跟圆周相切的分力Ft和指向圆心的分力Fn。Ft产生圆周切线方向的加速度，叫做切线加速度。切线加速度与物体的运动方向在一条直线上，它改变了物体速度的大小。那么指向圆心的分力Fn改变的是什么呢？

学生：在教师引导下思考并回答：指向圆心的分力Fn始终与速度方向垂直，改变的是物体运动的速度方向。

教师：现在我们可以从向心加速度和切向加速度的角度来理解匀速圆周运动和变速圆周运动了。仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动，同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动是变速圆周运动。

（渗透从特殊到一般的思维方法，借鉴匀速圆周运动中的从力和运动的角度考虑的分析方法，培养学生思维迁移的能力。）

教师：到此为止，请大家分析归纳向心力有怎样的特点？

学生：在教师引导下分析、讨论并归纳向心力的特点：

（1）向心力的方向永远指向圆心；

（2）向心力的方向和速度方向垂直；

（3）向心力是个变力；

（4）向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。

（设计意图：通过匀速圆周运动和变速圆周运动的学习，使学生明白两者之间的相同点和不同点，使学生对向心力的理解，更深刻，更全面，从而突破向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小这一难点。）

（三）一般曲线运动

教师：比变速圆周运动更为常见的是运动是一般曲线运动。在物理学中，我们把运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动叫做一般曲线运动。那么如何对一般曲线运动进行研究呢？

学生：在教师引导下从极限思想的角度思考对一般曲线运动进行分析：

可以把曲线分割成很多小段圆弧。圆弧的弯曲程度不一样，说明它们具有不同的半径。然后分析某点的运动时，就可以按圆周运动处理了。

（设计意图：再次渗透从特殊到一般的思维方法，并引导学生用极限的思维方法分析一般曲线运动，培养学生的思维品质。）

三、课堂小结

教师：引导学生回顾所学知识和思想方法，一起小结：

1．一种力（向心力）

2．一组公式（）

3．一种实验方法（控制变量法）

4．两种思想方法（从特殊到一般、极限思想）

【教学反思】

该教学设计创建的物理情景、提供的实验方案，不仅使学生经历了建立概念、发现规律的过程，也很好地落实了过程目标和情感目标。具体的说，有以下几方面：

1．向心力是高中物理的一个难点内容，学生对于向心力一直很难理解，在对物体进行受力分析时，往往还外加一个向心力。为了突破重点，难点，第一、在学习顺序上先讲向心加速度，用矢量推导向心加速度这个难点，后讲向心力，通过实例给出向心力概念，再通过探究性实验给出向心力公式F=mrω或F=mv/r。

2．情景教学，让学生主动参与探究的全过程，成为学习的主体，激发了学生的求知欲望，加深了对知识的理解。在探究过程中，教师要给学生提供必要的实验器材和多媒体资源，引导学生去发现问题，使学生产生探究的动机，从而提出问题，解决问题，体验问题。整个教学过程中，教师是一个引导者和参与者，组织者和帮助者，学生是学习的主人，课堂上教师要组织引导学生交流讨论，充分重视学生在探究过程中的情感、态度与价值观的培养。学生能在愉快的教学环境中获得知识和培养思维能力。

3．本教学设计是探究性学习模式在物理教学的应用,真正体现了“以学生为中心”、“教师为主导、学生为主体”的教学原则。

4．按照教学手段是为教学目的服务的原则，恰当有效地将信息技术与物理课程相整合。

5．本节课中，还设计了不少巩固训练，有不少都来源于生活实际，理论联系实际。

第二篇：《向心力》教学反思

参加这次的深圳市青年教师教学技能比赛，能够顺利完成，首先要特别感谢吕文彬校长和李智组长的悉心指导，在准备过程中，他们给了我很大的帮助，提出了很多宝贵的意见，这些意见不仅对我这节课有很大帮助，还对我日后的教学起到了指引的作用。总结在这次比赛过程中我在教学方面的收获，可以归纳为以下四个方面。

1、细化每一个问题。

课堂上设问是一门艺术！太难的问题，给学生的门槛就太高了，有些体质较弱的学生很可能被难住了，跨步过去，最终被关在了物理的门外。其实，设问的目的在于给学生学习理解新知识铺路搭桥。所以，我们设的问题就应该是学生可以一步步踏着向前走动梯子。

在这次的准备过程中，关于这一点，我的体会很深。比如，在举生活中圆周运动的例子——地球公转时，本例子的目的在于加深学生对向心力的理解，知道任何做圆周运动的物体，都需要向心力，而这个向心力是由指向圆心的合外力提供的。我最初的设计是这样的，播放地球公转视频，提问：地球为什么能绕太阳做近似圆周运动？在第一次在15班上时，提出这样的问题，学生根本没有反应，他们还不明白我的这个问题的目的是什么，所以，在我后面解释的过程中，学生还是迷迷糊糊的，不怎么理解。在上了这节课后，在李老师的建议下，我将这一个问题分成了3个问题。

（1）地球在做什么运动？圆心在哪里？

（2）地球受什么力？

（3）合外力是哪个力？方向如何？

（4）向心力由哪个力提供？

在这样的修改之后，再在7班上，学生很快就可以理解这个问题。在探究向心力大小与哪些因素有关时也作了这样的修改，改后的效果好很多，学生理解很快，效果更明显。

其实，仔细回忆我在以前上课过程中，经常也是提出的问题，学生的回答与想要的答案差距较大，原因就在于我的问题跨度太大。对于我们的学生，应该根据学生实际，将问题细化，一步一步设问，逐步引导，让学生在回答问题过程中逐渐建立起学习物理的信心，培养学习物理的兴趣。

2、规范语言，精益求精。

教师在教学过程中不经意说错的一句话，可能会在学生的脑袋里从此留下一个错误的概念，想要再订正，就比较难了，因为认的第一次认知往往是比较深刻的。所以，在教学中，应尽可能的避免口误。而要如何避免呢？只有在备课时多读、多做、多看，看多了，做多了，自然就知道这个知识，或者意思，表达的方式有哪几种，在课堂上就不会出现口误了。

3、注重细节，准备充分。

教学中，有很多事是无法预料的，比如，可能这个班的背投有问题，无法用课间，或者由于系统版本问题，无法显示公式等等问题。那么，要防止这些事情的发生，只有在上课前我们就要先去班上检查一遍。物理课经常需要做实验，实验仪器是否正常，在使用仪器时可能存在什么安全隐患，这些问题我们也应该在课前做好准备，先在办公室演示，假设出现什么情况，该如何解决，这些都是必须要考虑到的。在这次准备过程中，当我在10班做演示实验时，就发生实验现象与所要的得到的结果完全相反的情况。当时在出现这种情况时，我就慌了，不知该怎么解释，最后硬是将结论直接告诉学生。分析出现这种情况的原因，还是在于我在准备时没有自己动手实验。教师备课，要备的方面其实很多，在这次比赛中，我在这方面的感触及深。

4、以学生直观感受替代老师讲授，培养学生学习物理的兴趣

兴趣是一个人力求接触、认识、掌握某种事物和参与某种活动的心理倾向。爱因斯坦说：“兴趣是最好的老师”，兴趣对人的实践活动起着积极的作用，特别是对学生的学习起着推动作用，是学生学习积极性中一个最积极、最活跃的心理因素。而直观教学手段是培养学生学习兴趣的有效方法，在学习过程中，是促进学生思维发展的必要条件。学生以直观感受形式获取知识，比如：观看视频资料、自己动手实验等，与由老师传授知识相比，直观感受的效果要好很多。这一点，在这次准备的过程中，感触也很深。

在我原来的教学设计里，在给出向心力的定义之后，我只是加了一句文字说明，说明任何作圆周运动的物体都需要向心力，这个向心力是由指向圆心的合外力提供的。只是这样的一句说明，而没有相应的实例分析。在我将教学设计拿给科组老师讨论时，他们都一致认为要加上几个实例的分析。后来，我在此处加上了实例，包括演示地球公转、用塑料杯罩住钢球让钢球做圆周运动、圆锥摆等。在学生有了这些圆周运动的体验之后，紧接着让学生用刚学过的知识来解释为什么物体会做圆周运动，通过分析，加深对向心力的理解。在作了这样的修改之后，再在上课时，学生就能更好的理解向心力了。而且，这样的设计还降低了老师上课负担，不必费尽口舌去解释。

教师在课堂上怎样解放自己，其实还是在于我们对课堂的设计上，有没有找到简便、灵活、适用的方法。有些地方学生能完成的，老师不要代替学生完成。特别是我们的学生，如果课堂上一味地接收，必然失去学习兴趣，而如果课堂上学生自己动手动脑的部分多了，课堂气氛自然就好了，学生学习积极性就高了。

以上是我在这次比赛课准备过程中的一点体会。经过这次的比赛，使我对一些问题认识更深了。这对我今后的教学是一个很好的指导。

第三篇：《向心力与向心加速度》教学设计

设计：许勇莆田六中

《向心力与向心加速度》教学设计 点评: 林细华 诏安边城中学

一、概述

本节课是高一鲁科版物理必修2第四章的内容，课时是二节课，本教案是关于第一课时向心力的内容。学生在前面学习了物体做曲线运动的条件，学习了对圆周运动的描述，而且在必修1中也学习了牛顿运动定律。这节课作为这些知识的综合应用的具体例子，通过分析理解向心力的概念，掌握向心力的来源，通过实验得出向心力大小的公式。点评：

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，也是学生学好圆周运动的关键点，学好这部分知识，可以为天体运动和带电粒子在匀强磁场中的运动等内容的学习打好基础。

许老师在概述部分对教材版本、学科、年级、课时安排等都做了完整的说明，对学习内容、教学思路、本节课的价值及重要性介绍。通过概述部分的介绍，我们对本节课有一初步的了解。

二、教学目标分析

（一）知识与技能

1、知道什么是向心力，理解匀速圆周运动的向心力大小不变，方向总是指向圆心；

2、知道向心力的来源；

3、知道匀速圆周运动的向心力的公式，会解答有关问题；

4、养成探究物理问题的习惯，养成观察实验的能力和分析综合能力。

（二）过程与方法

1、要通过对物体做圆周运动的实例进行分析入手，从而认识到：做圆周运动的物体都必须受到指向圆心的力的作用，由此理解向心力的概念；

2、通过充分讨论向心力来源、向心力大小可能与哪些因素有关，并设计实验进行探究活动；

3、能通过思考交流，体验探究与合作学习。

（三）情感态度与价值观

1、领略到物理就在自己的身边，体验自然界的奇妙与和谐，发展好奇心与求知欲；

2、在探究合作过程中，增强探究意识与合作意识，增强与人交流的意识；

3、养成敢于发表自己观点，既坚持原则又尊重他人的良好习惯；

4、意识到物理规律在现实生活中的重要作用，增强对物理学习的兴趣；

5、在用实验得出结论的过程中，逐步树立严谨科学的实验态度和正确的认识观。点评：

教学目标分析是教学设计中的一个至为重要的环节，也是教学设计面临的首要任务。它决定着教学的总方向，学习内容的选择、教与学的活动设计、教学策略和教学模式的选择与设计、学习环境的设计、学习评价的设计都要以教学目标为依据来展开。

课程标准涉及本节内容的要求是“能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力”，许老师能较好的根据课程标准、教学要求及教学内容的特点来确定教学目标。在对本节课的教学目标从知识与技能、过程与方法和情感态度与价值观三个维度来描述，符合新课程的基本理念与要求。对具体目标的阐述基本做到了正确定位学习目标、具体目标设计尽可能明确、目标描述要有层次性的要求；不足之处是在“情感态度与价值观”教学目标的确定上，目标动词使用也许可以更准确一些，避免过于空泛。

三、学习者特征分析

1、学生是本校的高一学生；

2、学生为高一的孩子，好奇心强，具有较强的探究欲望；

3、学生有过多次的小组合作经验；

4、学生已经学过牛顿运动定律和物体做曲线运动的条件及描述圆周运动的物理量；

5、学生能够进行牛顿运动定律的简单应用；

6、学生在平常的学习和生活中已经接触到过一些零碎的关于物体做圆周运动的例子；

7、学生有一些摩擦力与运动方向相反的错误观念。

8、学生会从向心力三个字的字面先入为主认为这是某个新的力。点评：

了解学习者的原有知识基础和认知能力是为了确定当前所学新概念、新知识的教学起点。对学习者特征进行认真分析是实现个别化教学和因材施教的重要前提。在学习者特征的分析上，许老师对自己的学生情况认识全面，对学生的知识基础和能力基础分析很细致。对学习者知识基础和认知特征分析较到位，从而为选用的合适的教学方式、激发学生的兴趣，保持学生学习积极性、提供了保证。

四、教学策略选择与设计

·情景创设策略：运用生活中与教学内容相关的情景，设计问题，设计物理实验，组织教学内容，提出有启发性的引申问题，激发学生的学习兴趣，积极地参与到实验验证、实验猜想、探究规律的学习当中。

·探究引导策略：探讨式学习；教师启发引导

·自主合作探究式学习策略：建立小组讨论、交流、合作的课堂氛围

点评：在教学策略的选择与设计上，许老师能够根据本节教学内容的特点，选择情景创设策略、探究引导策略、自主合作探究式学习策略。通过情境设置激发学生学习兴趣，调动学生的学习积极性；再通过任务驱动使学生能自主学习，体现了教师的主导作用和学生的主体地位，从而有效完成教学目标。教学设计教学策略的选择充分考虑了学习者特征，体现出较多的新课程教学理念，运用了较多的新教育教学理论

五、教学资源与工具设计

·鲁科版新课标教材高中物理必修2 ·相关实验器材，单摆小球、向心力演示器、钢球、木球。·专门为本课设计的多媒体课件 ·多媒体教室 点评：

许老师在本节课教学资源与工具设计上，充分体现了能用实验的就不用课件，能用动画的就不用图片的媒体运用思想。既强调了物理实验的真实性，突出了媒体创设情景的有效性。

六、教学过程

课前：播放课件中有关圆周运动的视频。导入新课 复习提问

物体做曲线运动的条件？ 匀速圆周运动的性质、特点？

为了描述匀速圆周运动，我们引入了哪些物理量？ 描述匀速圆周运动的物理量之间的关系？ 导入

我们刚才通过视频观看了多种圆周运动，圆周运动是曲线运动，运动的物体肯定有一个不为0的合外力，它的合外力会不会有什么特点呢？本节我们就从动力学角度来进一步研究圆周运动中较简单的匀速圆周运动。

点评：建构主义学习理论认为：学习不是知识由教师向学生的传递，而是学生建构自己的知识的过程。学生不是被动的信息吸收者，而是意义的主动建构者，这种建构不可能由其他人代替。学习过程并不简单是信息的输入、存储和提取，而是新旧经验之间的双向的相互作用过程。许老师在本节课的教学中能较好的应用建构主义学习理论来进行教学设计。通过播放有关圆周运动的视频、复习提问的方式来导入新课，来激发学生的学习积极性和兴趣，产生疑问，进行引导，进而达到激情导入新课的目的。二．新课教学 ㈠向心力 [实验并模拟] 利用桌上的单摆小球，手执绳的一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。观察小球运动情况、分析小球受力特点（请同学单独回答）。[设疑引申] 如绳子突然断开，小球还能维持圆周运动吗？绳子的拉力有什么特点？这个力的方向跟速度方向有何关系？ [学生互相讨论] 从方向上看，这个力的方向时刻在变，且始终指向圆心，始终跟速度方向垂直（半径与切线垂直）。

向心力：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合外力。师：向心力的作用是什么？

生：改变速度的方向，不改变速度的大小。师：向心力是不是一个方向不变的力？ 生：不是。

利用课件模拟各种做匀速圆周运动的实例，请学生对其进行受力分析。从而理解各种情况下物体做匀速圆周运动的向心力。[过渡] 向心力的方向时刻在变，那大小呢？向心力的大小会与哪些因素有关？先让我们通过亲身体验来猜想一下。[学生活动设计]

1、分组用细线拉小钢球、小木球让其在桌面上做匀速圆周运动，改变小球的转速，细线的长度多做几次。由自己的感觉猜测向心力的大小与哪些因素有关。

2、让学生做课本图4－17的实验，体验向心力。[猜测结论归纳] 向心力的大小可能与物体的质量、角速度、线速度、半径有关。[过渡] 那么猜想是否正确呢？它们之间定量的关系又会怎样？下面通过实验进行检验（控制变量法）。[演示] 逐一介绍向心力演示器的构造和使用方法（所需的向心力由挡板来提供）。

首先对照图片和实物来认识实验仪器，①转动手柄，用手摇动就带动②、③变速塔轮转动，塔轮有3层，第一层塔轮左右半径相等，第二层塔轮半径之比为2：1，地三层塔轮半径之比为4：1，塔轮上面有一个长槽和一个短槽，长槽的上面有两个小档片，第一个档片到圆心的长度为第二个档片到圆心长度的一半，等于短槽上的档片到圆心的长度，我们对小档片施加一个力可以看到，通过⑥横臂的杠杆作用使弹簧测力筒⑦下降，从而露出标尺⑧，标尺上露出的红白相间等分格子数可以显示力的大小，现在我们把小球放在槽上，然后匀速转动手柄，使小球做匀速圆周运动，如果没有档板，小球会飞出，所以小球的向心力有档板对小球的弹力提供，而同时小球会给档板一个同样大小的力，这个力的大小又通过红白格子表现出来，所以两球向心力的大小的比值就能得出。操作方法：

用质量不同的钢球和铝球，使它们的运动半径和角速度相同，观察并分析向心力与物体质量之间的关系。

用两个质量相同的小球，保持小球转动的半径相同，观察并分析向心力与角速度之间的关系。用两个质量相同的小球，保持小球运动的角速度相同，观察并分析向心力与运动半径之间的关系。[总结归纳] 大家的猜想正确 具体关系

r、ω相同，m1：m2=F1：F2=1：2 m、r相同，ω1：ω2=1：2

F1：F2=1：4 m、ω相同，r1： r2= F1：F2=1：2 当m、r、ω都采用国际单位制时，我们能得到向心力的定量计算公式F=mrω2，将公式ω=v/r代入可以得到向心力的另一表达式F=mv2/r。

三、小结

本节从力的角度研究了匀速圆周运动，知道了向心力的概念、特点、作用效果，以及各种情况向心力的来源，并通过实验研究了向心力的大小。

四、作业

复习本节、预习下节 教材72页第3、5题。

观察日常生活所见的匀速圆周运动并用今天所学的知识去解释。点评：

本节课为探究性学习课，即在教师创设情景，让学生自己提出想要知道的问题，在教师的引导下，通过全班同学的讨论、实验、演示来不断完善。教师在教学中通过具体的实例、实验，激发学生的求知欲望，让学生主动参与到探究的过程，成为学习的主体，积极主动地获取知识和提高能力。在本节课的教学中，教师充当了课堂教学中的指导者，对话的“提问者”，学生是课堂学习的主角，是知识建构的主体。学生对知识的建构是在生生互动、师生互动中进行的，能够充分调动学生的学习积极性，进行自主学习，建构新的知识体系。教师在整个教学过程十分重视对学生思维过程的引导和启发，问题串的设置富有启发性，教学过程中即时对学生进行形成性的评价，能激励学生学习的主动性，对重点内容布置书面作业，有利于知识目标的巩固。

在整节课的实施过程中，充分发挥了物理实验和课件辅助的功能，突出了知识的形成过程，有利于学生对所学知识的理解和把握。流程图：

七、教学评价设计

本节课体现新课程教学要求，把评价的侧重点放在学生的学习活动上，围绕学生主动学习来评价；充分利用现代教育技术，使评价具有客观性和可操作性，便于掌握和应用。课堂学习成果评价量表

班别______ 姓名：________ 得分:___________ 评价项目

评 价 标 准

等级（权重）分

自评

小组评

教师评

优秀

良好

一般

较差

知识与技能

了解向心力的概念 8 5 3

知道向心力的来源 8 5 3

知道向心力的特点 8 5 3

掌握向心力大小的公式 6 4 2

情感态度

课堂上积极参与，积极思维，积极动动脑，发言次数多 6 4 2

对本内容兴趣浓厚，提出了有深度的问题。6 4 2

课堂调查：书面写出你在学习本节课时所遇到的困难，向教师提出较合理的教学建议。8 6 4 2

我这样评价我自己：

伙伴眼里的我：

注：1.得分为自评、互评、教师评总分之均值；2.“我这样评价我自己”、“伙伴眼里的我”以及“老师的话”都是针对课堂学习情况的概括性评判和描述。点评：

在本节教学的评价上，许老师突出了过程性，关注从三个维度的教学目标展开评价，注意通过评价促进学生参与课堂教学。对难于操作的过程与方法、情感态度价值观方面的评价，他是渗透在学生反复的探究过程中，以教师对学生的评价为主，通过观察、语言、手势、表情等途径进行随堂评价。而许老师对于知识与技能方面的评价，是融合在学生的探究过程，以及小组讨论中，还包含在课后作业及后续的考试测验中。

八、帮助和总结 教师在学生做课本图4－17的实验时要及时提醒学生要注意安全。

教师要组织好学生实验，要把握好时间，不能太长，否则会完不成教学任务。

第四篇：向心力教学设计

第五章 曲线运动

5.6 向心力 教学设计

一、内容及其解析

本节内容“向心力”：物体做匀速圆周运动的条件是它所受的合外力总跟速度的方向垂直，沿半径指向圆心，其作用效果是产生向心力，所以，向心力并不是一个额外的力，它是做匀速圆周运动的物体所受各个力的合力，是由作用效果而命名的力。

本节先根据牛顿第二定律和向心加速度表达式得到向心力的表达式，定义向心力概念，讨论向心力性质和特点。对推出的向心力表达式用圆锥摆实验来验证，最后分析变速圆周运动和一般的曲线运动中的物体的受力情况和处理方法。

二、教学目标

（一）目标定位

1、了解向心力概念，知道向心力是根据力的效果命名的。

2、初步了解“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的原理。

3、掌握向心力的表达式，计算简单情景中的向心力。

（二）目标解析

1、使物体产生向心加速度的这个合力叫做向心力。

2、通过讨论a与v与ω、v之间的关系，能使学生明确每一个结论都有其

成立的条件，渗透科学严谨的思维方式。

3、匀速圆周运动向心力的表达式——FN = mv/r , FN= m rω

2三、问题诊断分析

学生在本节知识的过程中存在不知道

1、分析和确定向心力。

2、如何运用向心力的知识解释有关现象。面对学生存在的这些问题教师应当在分析做匀速圆周运动的物体的受力情况时，把物体所受的各个力找出并画在受力图上，然后画出圆轨道，确定圆心的位置，这样才能定下这几个力的合力即向心力的方向，再用牛顿第二定律建立方程。只有提高学生的观察和分析能力，才能根据向心力知识解释有关现象，求解有关问题。

五、教学过程设

引入：展示卫星在绕地球做匀速圆周运动的图片。

问题1：前面我们学习、研究了圆周运动的运动学特征，知道了如何描述圆周运动。这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征——向心力。什么叫向心力？

设计意图：利用图片吸引学生的兴趣，激发学生学习的兴趣。师生活动：让学生通带着问题阅读教材P23，再进行小组讨论回答。我思考我收获： 1.向心力的概念：做匀速圆周运动的物体具有向心加速度。根据牛顿第二定律，使物体产生向心加速度的这个合力叫做向心力。

2.向心力的表达式：。

：。

例题

1．说明以下几个圆周运动的实例中向心力是由哪些力提供的？

1．绳的一端拴一小球，手执另一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动． 2．火星绕太阳运转的向心力是什么力提供的? 3．在圆盘上放一个小物块，使小物块随圆盘一起做匀速圆周运动，分析小物块受几个力，向心力由谁提供．

1．解析：小球受重力、支持力、绳的拉力而做匀速圆周运动．由于竖直方向小球不运动，故重力、支持力合力为零，那么水平方向上的匀速圆周运动由水平面上的绳的拉力来提供．

2．解析：火星和太阳间的万有引力提供火星运转的向心力．

3．解析：小物块受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力提供向心力． 变式训练 下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，正确的是（B）

A.物体除其他的力外还要受到一个向心力的作用 B.物体所受的合外力等于向心力 C.向心力是一个恒力 D.向心力的大小一直在变化

引入：演示使用圆锥摆。

问题2：如何使用“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的原理？ 设计意图：利用实验加深学生对知识的掌握。

师生活动：让学生通带着问题阅读教材P23-24，再进行小组讨论回答。我思考我收获： 研究圆周运动要点:



1、方向指向圆心

2、作用：改变v的方向

1、向心力 

3、由物体所受的合力提供 2v2

4、Fmrw;Fmr

2、从“供”“需”两个方面来进行研究：

“供”——提供物体做圆周运动的力；

求法：分析物体受力，求沿半径方向的合外力。

“需”——物体做匀速圆周运动所需的力；

例题

2．如图6.7—5所示，一圆盘可以绕一个通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放置一木块，当圆盘匀速转动时，木块随圆盘一起运动，那么„(B)A.木块受到圆盘对它的摩擦力，方向背离圆盘中心 B.木块受到圆盘对它的摩擦力．方向指向圆盘中心

C.因为木块与圆盘一起做匀速转动，所以它们之间没有摩擦力

D.因为摩擦力总是阻碍物体运动的，所以木块受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块运 动方向相反

引入：绳子的一端拴一个小沙袋，使沙袋在水平方向做圆周运动。问题3：如何利用向心力的表达式，计算简单情景中的向心力？ 设计意图：利用计算及时对知识点进行巩固。师生活动：让学生利所学知识解决相关问题。我思考我收获：

求法：公式 F = mv/r = m rω= mvω= 4π m r /t

确定物体轨道，定圆心、找半径、用公式，求出所需向心力。

例题

3．一个2.0kg的物体在半径是1.6 m的圆周上以4 m／s的速率运动，向心加速度为多大?所需向心力为多大?（10m／s2 20 N）

四．变速圆周运动和一般曲线运动 ．变速圆周运动和一般曲线运动

1.同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动就是变速圆周运动。

2、一般曲线运动处理一般的曲线运动可以把曲线分割成许多小段，每一小段看成一小段圆弧，然后当作许多半径不同的圆处理，再应用圆周运动的分析方法处理。

板书设计

一、向心力

1．向心力的概念 2．向心力的表达式

3．向心力的特点（方向、效果）

二、变速圆周运动和一般曲线运动 1．变速圆周运动特点

2．一般曲线运动的处理方法

巩固训练

1．在匀速圆周运动中，下列物理量不变的是（）

A．向心加速度 B．线速度 C．向心力 D．角速度

2、关于匀速圆周运动的向心力，下列说法正确的是（）A、向心力是根据力的作用效果命名的 B、向心力是恒力

C、向心力改变质点的线速度的大小 D、物体所受向心力的大小可能变化

3．下列关于向心力的说法中正确的是（）A．物体由于做圆周运动而产生了一个向心力

B．向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果来命名的，但受力分析时应该画出 C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某一种力或某几种力的合力

D．向心力只改变物体运动的方向，不改变物体运动的快慢

4、关于圆周运动，下列说法正确的是()A．做圆周运动的物体所受到的合力一定指向圆心

B．做匀速圆周运动的物体所受到的合力一定指向圆心 C．做圆周运动的物体受到的向心力不一定指向圆心 D．做非匀速圆周运动的物体受到的合力一定不指向圆心

6．一个做匀速圆周运动的物体若其半径不变，角速度增加为原来的2倍时，所需的向心力比原来增加了60 N，物体原来所需的向心力是

N．

8、如图所示、有一质量为m的小球在光滑的半球碗内做匀速圆周运动，轨道平在水平面内，已知小球与半球形碗的球心Ｏ的连线跟竖直方向的夹角为θ，半球形碗的半径为Ｒ，求小球做匀速圆周运动的速度及碗壁对小球的弹力。

第五篇：向心力教学设计免费

向心力教案

一、教材分析

《向心力》一节具有承前启后的作用；通过学习向心力的知识，既能使学生学会解决生活中的圆周运动等问题，又能让学生从生活中的圆周运动分析提高到对天体运动及带电粒子在电磁场中的运动的分析及推演。同时，《向心力》又是动力学的体现，通过对向心力的学习，可以提高同学们分析问题、解决问题的能力，是曲线运动一章的重点。

二、学情分析

学生通过前面的学习，理解了质量、力与加速度的关系，了解了描述圆周运动的各个物理量及其关系，认识了匀速圆周运动指向圆心的向心加速度，并且学生已经经历了同学之间相互协作、相互讨论、相互交流及最后的成果展示的学习过程，具备了处理问题的一般思路方法：提出问题—分析问题—解决问题。

三、学习目标

（一）知识与技能

1．了解向心力概念，知道向心力是根据力的效果命名的一种力。

2．知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行简单的情景计算。

3．知道在变速圆周运动中，合外力的法向分力提供了向心力，切向分力用于加速。

4．知道一般曲线运动的处理方法。

（二）过程与方法

1．通过对向心力概念的探究体验，让学生理解其概念的内涵。并熟悉处理问题的一般方法：提出问题、分析问题、解决问题

2．在验证向心力表达式的过程中，体会物理实验在处理问题中的作用。

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。并学会用力和运动的观点来分析、解决问题。

（三）情感态度价值观

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。

四、教学重点、难点

1．教学重点

理解向心力的概念、公式，并能用来进行简单的判断计算。会分析向心力的来源。

2．教学难点

理解向心力是一个效果力，会分析向心力的来源及简单的计算。

五、教学过程

知识回顾

同学们，咱们开始上课；在学习新课之前，老师先带着大家对向心加速度的知识做一下简单的回忆，同学们先思考一下（留出一段时间），接着用提问——ppt展示的方法对知识进行回顾。新课引入

对向心加速度简单回忆之后，大家可能就会想了，既然做匀速圆周运动的物体具有指向圆心的向心加速度，就必然有一个力产生这个加速度，接下来我们就研究一下这个力——向心力。新课学习

向心力

定义：引入一个新概念后，我们首先给向心力下个定义，通过牛顿第二定律我们已经知道这个向心力产生向心加速度，我们完全可以通过向心加速度的定义引入向心力的定义，我们知道相信加速度的定义是：做匀速圆周运动时刻指向圆心的加速度就是向心加速度，那向心力的定义就是：做匀速圆周运动时刻指向圆心的力就是向心力。

方向；通过研究向心加速度与向心力的关系，我们就知道向心力的方向与相信加速度相同：时刻指向圆心。

大小；向心力方向我们已经知道了，那它的大小又如何呢？再回到牛顿第二定律

我们就可以得到

感受向心力大小：

通过控制m、r来改变

来感受向心力大小的有关因素，同学们要有兴趣的话课后可以通过实验深入研究。

探究向心力特点：通过ppt受力分析说明向心力是效果力，而不像重力、拉力等是某种性质的力，受力分析时不可以特意加上向心力。变速圆周运动

到这里，我们已经对向心力有了很详细的了解，但同学们可能会问了：“老师，我们一直在研究匀速圆周运动，但生活中的圆周运动更多的是变速圆周运动，那我们怎么分析啊？”嗯，确实，我们学习物理就是来解决生活中的问题，如果只能解决特定问题的话那学习物理就没有意义了，好，接下来老师就带着同学们来研究一下变速圆周运动——ppt受力分析，指出合力不指向圆心，而是向心圆心的向心力和与圆相切的力的合力。

一般曲线

同学们可能又会问了，那无规则曲线呢？同学们有什么想法（让同学讨论1分钟），接下来同学们发表意见，引导同学们分成很多小段画圆的方法分析。

习题

同步学案1.3.7（简单感受向心力的基本性质、如何受力分析和变速圆周运动的特点）