2024-2025學(xué)年高中物理 第五章 曲線運(yùn)動 6 向心力（1）教案 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年高中物理第五章曲線運(yùn)動6向心力（1）教案新人教版必修2授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間課程基本信息1.課程名稱：高中物理第五章曲線運(yùn)動6向心力（1）

2.教學(xué)年級和班級：高中二年級

3.授課時(shí)間：2024年11月20日

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：45分鐘

教學(xué)內(nèi)容：

1.向心力的概念與特點(diǎn)

a.定義向心力

b.向心力的方向與作用

c.向心力的大小與速度、半徑的關(guān)系

2.圓周運(yùn)動的向心力來源

a.圓周運(yùn)動中向心力的來源分析

b.實(shí)例分析：不同圓周運(yùn)動中的向心力

3.向心力與牛頓運(yùn)動定律

a.向心力與牛頓第一定律

b.向心力與牛頓第二定律

c.向心力與牛頓第三定律

4.向心力在實(shí)際應(yīng)用中的例子

a.汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力

b.競速自行車過彎道的向心力

c.宇宙飛船的向心力問題

教學(xué)目標(biāo)：

1.理解向心力的概念、特點(diǎn)及來源

2.掌握向心力與牛頓運(yùn)動定律的關(guān)系

3.能夠分析實(shí)際生活中的向心力問題

教學(xué)方法：

1.講授法：講解向心力的基本概念、特點(diǎn)及來源

2.案例分析法：通過實(shí)例分析，引導(dǎo)學(xué)生理解向心力在實(shí)際應(yīng)用中的作用

3.互動討論法：組織學(xué)生討論向心力與牛頓運(yùn)動定律的關(guān)系，加深理解

教學(xué)評價(jià)：

1.課后作業(yè)：布置與向心力相關(guān)的習(xí)題，檢驗(yàn)學(xué)生對知識的掌握程度

2.課堂問答：提問方式檢查學(xué)生對向心力概念、特點(diǎn)及來源的理解

3.課堂討論：觀察學(xué)生在討論中的表現(xiàn)，評估對知識的應(yīng)用能力教學(xué)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的全面發(fā)展。通過學(xué)習(xí)向心力，使學(xué)生能夠形成以下核心素養(yǎng)：

1.物理觀念：讓學(xué)生理解并掌握向心力的概念、特點(diǎn)及來源，形成對曲線運(yùn)動中向心力的科學(xué)認(rèn)識，建立完整的物理觀念。

2.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律分析向心力問題，學(xué)會運(yùn)用科學(xué)思維方法探討物理現(xiàn)象，提高分析問題和解決問題的能力。

3.科學(xué)探究：通過實(shí)例分析、課堂討論等方式，引導(dǎo)學(xué)生主動探究向心力在實(shí)際應(yīng)用中的規(guī)律，培養(yǎng)科學(xué)探究精神。

4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的興趣，培養(yǎng)他們積極、主動、合作的學(xué)習(xí)態(tài)度，以及關(guān)注科技發(fā)展、具有社會責(zé)任感的心態(tài)。

本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)緊密聯(lián)系新教程要求，以培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，使學(xué)生在掌握知識的同時(shí)，提高綜合運(yùn)用物理知識解決實(shí)際問題的能力。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了以下相關(guān)知識：學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過牛頓運(yùn)動定律、圓周運(yùn)動的基本概念，了解速度、加速度等物理量的定義及其在直線運(yùn)動中的應(yīng)用。此外，學(xué)生對力的作用效果、力的合成與分解等力學(xué)基礎(chǔ)知識有所了解。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對物理學(xué)科的興趣較為濃厚，對新知識具有較強(qiáng)的探索欲望。他們在邏輯思維、分析問題和解決問題的能力方面有一定的基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)風(fēng)格方面，學(xué)生具有較強(qiáng)的合作意識，喜歡通過討論、實(shí)踐等方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在理解向心力概念時(shí)，學(xué)生可能會對向心力的方向、大小及其與速度、半徑的關(guān)系感到困惑。此外，將牛頓運(yùn)動定律應(yīng)用于圓周運(yùn)動中的向心力問題，學(xué)生可能會在運(yùn)用方面遇到困難。在解決實(shí)際問題時(shí)，學(xué)生可能難以將理論知識與實(shí)際情況有效結(jié)合，需要教師引導(dǎo)和幫助。

針對學(xué)生的以上特點(diǎn)，本節(jié)課將通過講解、實(shí)例分析、課堂討論等多種教學(xué)方法，幫助學(xué)生鞏固已有知識，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)科學(xué)思維能力，并針對可能出現(xiàn)的問題提供針對性的指導(dǎo)。教學(xué)資源1.硬件資源：

-投影儀

-電子白板

-物理實(shí)驗(yàn)器材（如小車、圓軌道、滑輪等）

2.軟件資源：

-多媒體教學(xué)軟件（PPT、動畫等）

-物理教學(xué)輔助軟件（模擬實(shí)驗(yàn)、圖形計(jì)算器等）

3.課程平臺：

-學(xué)校課程管理系統(tǒng)（發(fā)布作業(yè)、學(xué)習(xí)資料等）

4.信息化資源：

-電子教材

-網(wǎng)絡(luò)物理教育資源（教學(xué)視頻、習(xí)題庫等）

5.教學(xué)手段：

-講授法

-演示法

-互動討論法

-實(shí)驗(yàn)探究法

-小組合作學(xué)習(xí)教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生興趣，引入向心力的概念。

過程：通過展示汽車轉(zhuǎn)彎、自行車過彎道等生活實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生思考這些現(xiàn)象背后的物理原理，從而引出向心力的概念。

2.知識講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生理解向心力的定義、方向和特點(diǎn)。

過程：講解向心力的定義，闡述向心力的方向始終指向圓心，并與速度垂直。通過動畫演示，讓學(xué)生直觀地了解向心力在圓周運(yùn)動中的作用。

3.實(shí)驗(yàn)探究（20分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生動手能力，加深對向心力的理解。

過程：組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察在不同半徑、速度下向心力的大小變化，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)探討向心力與速度、半徑的關(guān)系。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生合作精神，提高分析問題的能力。

過程：學(xué)生分小組討論向心力在實(shí)際生活中的應(yīng)用，如汽車轉(zhuǎn)彎、過山車等，分析這些實(shí)例中向心力的來源和作用。

5.課堂展示與點(diǎn)評（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生表達(dá)能力，鞏固所學(xué)知識。

過程：各小組展示討論成果，其他同學(xué)和老師進(jìn)行點(diǎn)評。針對學(xué)生的展示，教師進(jìn)行總結(jié)和補(bǔ)充，強(qiáng)化重點(diǎn)知識點(diǎn)。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：梳理本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，鞏固知識點(diǎn)。

過程：教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，總結(jié)向心力的概念、特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果以及實(shí)際應(yīng)用。同時(shí)，提醒學(xué)生注意向心力與牛頓運(yùn)動定律的關(guān)系。知識點(diǎn)梳理1.向心力的概念

向心力是指物體在圓周運(yùn)動中，由于始終指向圓心的力的作用而產(chǎn)生的力。向心力是一種非接觸力，其方向始終指向圓心，與速度垂直。

2.向心力的特點(diǎn)

-向心力的方向始終指向圓心，與速度垂直。

-向心力的大小與速度的平方成正比，與半徑的倒數(shù)成反比。

-向心力是一種非接觸力，作用在物體上時(shí)，不會改變物體的速度大小，只改變速度方向。

3.向心力與牛頓運(yùn)動定律的關(guān)系

-牛頓第一定律：圓周運(yùn)動中的物體只有在受到向心力的作用下，才能保持圓周運(yùn)動狀態(tài)。

-牛頓第二定律：向心力與物體的質(zhì)量、速度和半徑有關(guān)，可以表示為F_c=m*v^2/r。

-牛頓第三定律：向心力與其他物體之間的相互作用力相等、方向相反。

4.向心力在實(shí)際應(yīng)用中的例子

-汽車轉(zhuǎn)彎：在轉(zhuǎn)彎過程中，汽車受到向心力的作用，使車沿著彎道行駛。

-過山車：在過山車行駛過程中，向心力使乘客在彎道處產(chǎn)生向外的離心感覺。

-宇宙飛船：在繞地球飛行時(shí)，向心力使飛船保持圓軌道運(yùn)動。

5.向心力的計(jì)算

向心力的大小可以通過以下公式計(jì)算：

F_c=m*v^2/r

其中，F(xiàn)_c表示向心力，m表示物體的質(zhì)量，v表示物體的速度，r表示圓周運(yùn)動的半徑。

6.向心加速度

向心加速度是指物體在圓周運(yùn)動中的加速度，其大小可以通過以下公式計(jì)算：

a_c=v^2/r

其中，a_c表示向心加速度，v表示物體的速度，r表示圓周運(yùn)動的半徑。

7.向心力與圓周運(yùn)動的關(guān)系

-向心力是圓周運(yùn)動中物體受到的力，其作用是使物體始終沿圓周運(yùn)動。

-向心力的方向與速度方向垂直，只改變速度方向，不改變速度大小。

-向心力的大小與圓周運(yùn)動的速度、半徑有關(guān)。

8.向心力的來源

-重力：在地球表面附近的圓周運(yùn)動中，重力可以提供向心力，如地球繞太陽的公轉(zhuǎn)。

-摩擦力：在某些情況下，摩擦力可以充當(dāng)向心力，如汽車在彎道上行駛。

-彈力：在彈簧振子的振動過程中，彈簧的彈力可以提供向心力。

9.向心力與離心力的區(qū)別

-向心力：指向圓心的力，使物體沿圓周運(yùn)動。

-離心力：指向圓外的力，當(dāng)物體受到的向心力不足以維持圓周運(yùn)動時(shí)，會產(chǎn)生離心力。板書設(shè)計(jì)①重點(diǎn)知識點(diǎn)：

1.向心力的概念

2.向心力的特點(diǎn)

-方向：始終指向圓心

-大?。号c速度平方成正比，與半徑倒數(shù)成反比

3.向心力與牛頓運(yùn)動定律的關(guān)系

4.向心力的計(jì)算公式：F_c=m*v^2/r

5.向心加速度的計(jì)算公式：a_c=v^2/r

6.向心力的來源

7.向心力與離心力的區(qū)別

②重點(diǎn)詞句：

1."向心力使物體沿圓周運(yùn)動"

2."向心力方向始終指向圓心，與速度垂直"

3."向心力大小與速度平方、半徑倒數(shù)有關(guān)"

4."牛頓運(yùn)動定律在圓周運(yùn)動中的應(yīng)用"

5."摩擦力、彈力等可以充當(dāng)向心力"

6."離心力：向外的力，當(dāng)向心力不足時(shí)產(chǎn)生"

③藝術(shù)性與趣味性：

1.使用不同顏色的粉筆，突出重點(diǎn)知識點(diǎn)和公式。

2.通過圖示和箭頭，形象地展示向心力的方向和作用。

3.在黑板上繪制圓周運(yùn)動示意圖，標(biāo)注向心力、速度、半徑等關(guān)鍵要素。

4.設(shè)計(jì)有趣的例子，如過山車、賽車轉(zhuǎn)彎等，以激發(fā)學(xué)生興趣。

5.使用簡筆畫或漫畫形式展示向心力與離心力的區(qū)別，增加趣味性。

6.結(jié)合實(shí)際生活中的例子，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注物理現(xiàn)象，提高學(xué)習(xí)主動性。教學(xué)反思與總結(jié)在本節(jié)課中，我采取了多種教學(xué)方法，如講解、實(shí)驗(yàn)、討論等，以引導(dǎo)學(xué)生探索向心力的奧秘?；仡櫿麄€教學(xué)過程，我發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)值得反思：

首先，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)表現(xiàn)出較高的積極性，通過親自動手操作，他們更好地理解了向心力的概念和特點(diǎn)。然而，在實(shí)驗(yàn)過程中，我也發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析不夠深入，今后在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方面需要更加細(xì)致。

其次，在課堂討論環(huán)節(jié)，學(xué)生們的思維非常活躍，能夠?qū)⑾蛐牧Φ闹R應(yīng)用到實(shí)際生活中。但在時(shí)間安排上，我意識到討論環(huán)節(jié)的時(shí)間有些緊張，今后應(yīng)適當(dāng)延長這一環(huán)節(jié)，以便學(xué)生充分發(fā)表觀點(diǎn)。

在教學(xué)管理方面，我注意到部分學(xué)生在課堂上的注意力不夠集中，可能是因?yàn)檎n程內(nèi)容較為抽象，導(dǎo)致他們的學(xué)習(xí)興趣有所減弱。為此，我計(jì)劃在今后的教學(xué)中，更多地運(yùn)用生動有趣的例子和實(shí)驗(yàn)，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

至于教學(xué)總結(jié)，本節(jié)課學(xué)生在知識、技能和情感態(tài)度方面取得了以下收獲：

1.學(xué)生掌握了向心力的概念、特點(diǎn)及計(jì)算方法，能夠?qū)⑴ｎD運(yùn)動定律應(yīng)用于圓周運(yùn)動中。

2.學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究，提高了動手能力和數(shù)據(jù)分析能力，對向心力的理解更加深入。

3.學(xué)生在課堂討論中，鍛煉了表達(dá)能力和合作精神，對物理學(xué)科的興趣有所提高。

然而，教學(xué)中仍存在以下問題和不足：

1.部分學(xué)生對向心力與離心力的區(qū)別理解不夠清晰，需要在今后的教學(xué)中加強(qiáng)對比講解。

2.課堂時(shí)間分配不夠合理，今后應(yīng)適當(dāng)調(diào)整，確保每個環(huán)節(jié)都能順利進(jìn)行。

3.針對學(xué)生的注意力問題，我將在課堂上增加互動環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的參與度。

針對以上問題和不足，我提出以下改進(jìn)措施和建議：

1.在講解向心力與離心力時(shí)，運(yùn)用更多的生活實(shí)例和圖示，幫助學(xué)生形象地理解兩者的區(qū)別。

2.優(yōu)化課堂時(shí)間安排，保證討論、實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)的時(shí)間充足，提高教學(xué)效果。

3.加強(qiáng)課堂互動，關(guān)注學(xué)生的注意力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教學(xué)評價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：學(xué)生在本節(jié)課中的表現(xiàn)總體積極，大部分學(xué)生能夠認(rèn)真聽講、積極參與課堂討論和實(shí)驗(yàn)探究。但也存在一些學(xué)生在課堂上注意力不夠集中，需要加強(qiáng)課堂紀(jì)律管理。

2.小組討論成果展示：各小組在討論環(huán)節(jié)中表現(xiàn)出了較高的合作精神，通過討論能夠較好地理解和應(yīng)用向心力的知識。但在討論過程中，部分小組對向心力的概念和特點(diǎn)理解不夠深入，需要在今后的教學(xué)中加強(qiáng)引導(dǎo)。

3.隨堂測試：通過隨堂測試發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生對向心力的概念、特點(diǎn)和計(jì)算方法掌握較好，能夠?qū)⑴ｎD運(yùn)動定律應(yīng)用于圓周運(yùn)動中。但也有部分學(xué)生對向心力的方向和作用理解不夠準(zhǔn)確，需要在今后的教學(xué)中加強(qiáng)講解和練習(xí)。

4.實(shí)驗(yàn)探究：學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)中表現(xiàn)出較高的積極性，能夠通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和討論來探究向心力的規(guī)律。但也發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析方面存在一定困難，需要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。

5.教師評價(jià)與反饋：針對學(xué)生在課堂表現(xiàn)、小組討論、隨堂測試和實(shí)驗(yàn)探究方面的表現(xiàn)，我對他們的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行了評價(jià)。對于表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生，我給予了表揚(yáng)和鼓勵，希望他們繼續(xù)保持良好的學(xué)習(xí)態(tài)度；對于表現(xiàn)一般的學(xué)生，我提出了具體的學(xué)習(xí)建議和改進(jìn)措施，幫助他們提高學(xué)習(xí)效果；對于表現(xiàn)較差的學(xué)生，我進(jìn)行了個別輔導(dǎo)，關(guān)注他們的學(xué)習(xí)困難，并給予針對性的幫助。

在教學(xué)評價(jià)與反饋過程中，我注重與學(xué)生的溝通和交流，了解他們的學(xué)習(xí)需求和困惑，并根據(jù)評價(jià)結(jié)果調(diào)整教學(xué)策略和方法。同時(shí)，我也注重與家長的溝通，及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和進(jìn)步，形成家校共育的良好氛圍。課后作業(yè)1.計(jì)算題：一個物體在半徑為5m的圓周上做勻速圓周運(yùn)動，速度為10m/s。求該物體的向心加速度和向心力（已知質(zhì)量為2kg）。

2.分析題：一輛汽車在彎道上以30m/s的速度行駛，彎道半徑為50m。求汽車所需的向心力大小。

3.應(yīng)用題：一個質(zhì)量為0.5kg的小球懸掛在長度為1m的細(xì)繩上，在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，求小球的向心加速度和向心力。

4.計(jì)算題：一個物體在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，速度為20m/s，半徑為8m。求物體的向心加速度和向心力（已知質(zhì)量為3kg）。

5.分析題：一輛自行車在彎道上以15m/s的速度行駛，彎道半徑為30m。求自行車所需的向心力大小。

答案：

1.向心加速度a_c=v^2/r=10^2/5=2