2022年高一物理向心力与向心加速度教案 必修2

2022年高一物理向心力与向心加速度教案 必修2设计理念本节设计理念是以学生自主发展为本，构建互动课堂。以解决问题为中心从动力学角度来研究匀速圆周运动，将其细化为许多小问题贯穿整个教学之中；师生、生生之间围绕着问题而互动。以实验为主线趣味实验，让学生感到学习目标是“应需而生”；通过演示实验、分组实验等探究向心力，并在探究中渗透控制变量法、比较分析法等研究方法。以学生自主发展为本观察分析、自主推导、讨论交流、反馈评价等都着眼于学生亲身体验，注重学生的自主学习，小组合作与交流，充分发挥学生的主观能动性。教学内容普通高中课程标准物理教科书物理2（必修）（司南版）第4章 匀速圆周运动，第2节 向心力与向心加速度。教学目标依据课标要求和新课程教学理念：“使学生经历获得知识与技能的过程，同时成为学会学习和形成正确价值观的过程”。因此，本节教学目标确定为：理解向心力和向心加速度的概念，也是教学难点；通过实验探究，知道向心力的大小与哪些因素有关，推导出向心加速度的公式，也是教学重点。学生亲历向心力大小的探究过程，学会控制变量法、比较法及分析论证等研究方法；同时，养成将自己的见解与他人交流的习惯，敢于坚持正确观点，勇于修正错误；发展对科学的好奇心与求知欲，并将物理知识运用于实践的意识。学情与教材分析先前，学生已经学习了描述匀速圆周运动快慢的物理量；本节内容是本章重点也是难点，有承上启下的作用，是学好圆周运动实例分析的前提；也为学好万有引力定律和带电粒子在磁场中运动作准备。由于高一学生，对物理学习还缺乏方法，习惯于硬套公式，而向心力概念比较抽象，会给学生带来较大的理解困难，为了遵循高一学生的心智发展水平，采用实验观察，感受向心力；分组实验探究，得出向心力大小；再由理论探究（牛顿第二定律）推出向心加速度表达式；最后，经实践运用，巩固理解概念。这也是新课程的编写意图，突出概念教学的物理过程，降低数学推理要求；这样，将知识难点的信息传递过程延长，有利于学生的接受。若先用矢量法推导向心加速度，再求向心力，学生就会存在数学思维障碍， 教学准备乒乓球（带小网兜）与水壶、笔芯管、尼龙细线，向心力演示仪；玻璃板，带细线的小铁球，视频与图片媒体，DISLAB一套（视教学条件而定）等教学过程一、趣味实验，激发悬念（一）出示器材，提出问题：“如何用很轻的乒乓球提起较重的水壶？”学生简短讨论，教师演示（如右图）（二）追问：轻小的乒乓球为什么能够提着较重的水壶呢？设计意图通过趣味实验，使学生主动思考，对新内容产生迫切求知的欲望。通过追问，理解解匀速圆周运动的合外力不能为零；引出本节课的学习目标，给学生以足够的心理准备和期待。二、实验探究，构建向心力概念（一）探究什么是向心力？1观察分析，感受向心力：教师演示实验，再视频慢放；学生观察：光滑水平面上，小球在细绳拉力作用下做圆周运动过程。问题：牵绳的手有什么感觉？小球为什么做圆周运动？如果松手将发生什么现象？2深入探讨，感知向心力：引导学生进行运动特征与受力分析，得出向心力的概念。3创设情景，理解向心力：多媒体展示实际物理情景，通过师生互动交流，理解向心力的方向、作用效果、来源及实质。设计意图将教材实验做改进，增强可操作性，视频慢速呈现“松手瞬间”的过程，实验、视频突出问题的主要因素，将复杂的物理问题从简单入手；让学生体会物理研究的一般方法。学情预设学生初次接触向心力概念，不宜让学生独自举例和讨论，以免过于复杂或偏离教学目标；采用师生互动交流来理解向心力概念，更能突出概念的系统性与层次性。知识链接教师用视频或图片展示：双人滑冰、魔盘游戏、链球运动、水流星、过山车、赛车转弯、骑车转弯、跑步转弯等，据教学实际适当取舍，让学生体会向心力来源以及现实意义，从而使抽象的概念得到了形象的展示。(二)探究向心力大小1回顾情景，提出问题：回忆趣味实验，若增加水壶的重力（加水），怎么做仍能使乒乓球“拉住”水壶？学生小组讨论、交流师生互动总结：将问题归结于物体做匀速圆周运动时需要的向心力大小与什么因素有关？设计意图 将学生的思维从问题的表象引到问题的深层次，感到解决此问题的必要性。思维上探究也是让学生经历科学探究的一种重要的方式。2.动手体验，科学猜想学生分组实验做“轻球提重壶”实验，学生通过动手体验，结合已有知识和生活经验，加以猜想，总结出：向心力 F可能与m、V、r等因素有关。 3.介绍仪器，分组探究教师简洁、细致介绍如图“向心力演示仪”；学生分组讨论实验方案与动手实验。学情预设学生对“向心力演示仪”比较生疏，教师利用多媒体辅助，既简洁又到位地介绍仪器，否则会影响教学进程。若学生基础较弱，实验前，先进行小组相互交流、评价实验方案，设计好实验表格，以便更好完成实验。4.汇报交流，得出结论小组交流：以组为单位，将学生的实验记录投影，代表陈述实验方法、过程，并分析、归纳，得出结论。 教师评价总结：向心力Fm, Fr, F2，并说明大量精确的实验可以得出Fmr2进而推出F=mv2/r.学情预设 可能学生程度较低，容易成为教师唱独角戏。这时教师要发挥教学智慧，精心处理动态资源的生成，多引导、交流，但坚决不要替代学生总结。在学生讨论与交流基础上，通过评价、疏理学生认知结果来归纳结论，使学生感到成功的喜悦。在师生互动中，教师是学习者，而每位学生可能也是一位教师；无论是教师或学生越少意识到自己在那里施教或受教就越好。知识链接（1）有条件学校可以用DISLAB（如右图）精确定量研究演示，让学生体验科技带来的实验创新，也体现物理学科的严谨性。（2）给出课后思考题：在探究向心力大小实验中可能存在哪些误差，你有否好的实验方法或建议。将教学延伸到课外；教学中适当“留白”，是学生个体差异的需求，也是新课程的要求。三、理论探究向心加速度1学生自主推导：通过牛顿第二定律，推出公式ar或av2/r2提出问题，小组讨论：匀速圆周运动是匀变速曲线运动吗？为什么？设计意图 学生已经熟悉牛顿第二定律，所以，完全有能力自主推出向心加速度的表达式。通过问题讨论、交流、评价，理解向心加速度的物理意义和深化匀速圆周运动的运动特征。四、联系实际，应用反馈 题目背景：1.实验“轻球提重壶”定量计算； 2.播放视频,“转盘上的三个小娃娃”；3.教师演示圆锥摆。要求：从简单公式应用，到对比理解Fmr或Fmv2/r的意义，再受力分析向心力的来源和计算。(具体题目内容略) 设计意图 根据因材施教，保底拔尖的原则，设计反馈练习题力争层次化、系统化，保证量与质的适变性。根据实际情景来创设题目，培养学生的物理建模能力，体现了从生活走向物理，从物理回归社会的新课程理念。五、归纳总结 学法指导以“这节课我学到了什么？”为话题。学生自主总结，教师引导、评价。设计意图让学生自主构建知识结构，将向心力公式纳入牛顿第二定律；渗透物理学的研究方法；感悟物理思想与价值观：“世界是物质的，物质是运动的，运动是有规律的，规律是可以认识的，认识是为造福人类的。” 六、课外巩固（一）书面作业：教材P72 2、3、4、5题（二）研究性作业：（1）利用圆锥摆定量验证向心力公式。（2）查阅资料，在未知向心力表达式情况下，如何用矢量计算法，计算速度变化的方法直接推导出向心加速度表达式。设计思路设计主要思路为：发现问题探究问题得出结论指导实践。1.整堂课从趣味实验入手，精心设计学生活动通过观察实验，感受向心力；借助多媒体优势，分析生活中实际情景，通过讨论、交流，理解、感悟向心力的来源和实质；通过实验探究向心力大小，理论推导向心加速度的大小，让学生亲身经历科学探究过程，强调思维生成过程。由过去教师要学生学，变为学生自己“我要学、我想学、从中我学到了什么”的主动建构知识的自主学习；通过交流、合作的互动过程，更进一步培养了学生团结、协作的精神。2.教学过程中穿插着教师评价、生生评价以及学生自我评价，体现了新课程评价理念注重过程性与即时性评价。3知识结构处理上，先讲向心力，后讲向心加速度，回避了用矢量推导向心加速度这个难点，遵循从感性到理性的认知规律，便于学生接受；教学中暂时避开向心力概念在变速圆周运动中理解与应用，待后续习题课或应用课上深入。当然一堂出色的物理概念课，究竟是以知识巩固训练为重点，还是应该以物理概念生成过程、方法的展示为重点，当两者不可兼顾时，应该如何取舍。以上是我的一种取舍，也是通过教学实践检验逐步完善的设计结果。