一位系统化规划教学系统的过程，我们应该怎么写教学设计？(2)

②用手轻轻敲击球，观察拉绳前后球的运动。

（2），借助课件引导学生讨论分析：

①绳子收紧前，球以匀速直线运动。球受到什么力？

②绳子拉紧后，球做匀速圆周运动。球受到什么力？哪个力是合外力？这个力的方向有什么特点？这股力量起什么作用？

（3），通过讨论：

① 做圆周运动的物体总是受到一个指向圆心的力。这种力称为向心力。

②向心力指向圆心，方向不断变化。它是可变力。

③向心力的作用——只改变运动物体速度的方向，不改变速度的大小。

【本实验简单易做，效果明显。通过学生的亲身体验，他们获得了成功的喜悦。在讨论过程中，教师要及时介入，引导学生得出正确的结论。]

2、课件展示动画：（1）圆锥摆（2）物体相对转盘静止，随圆盘做匀速圆周运动（3）小车转弯（4）卫星绕地球运动

3、 向心力的来源：通过以上四个圆周运动例子的分析，向心力的来源可以是某个力（重力、弹性、摩擦力）或几种力的合力，或者可以是某个力的力的组成部分。

4、 应用：学生尝试解释“水流星”的实验现象。

【向心力的来源是本章学生学习的难点。利用多媒体呈现直观的刺激材料，很容易吸引学生的注意力，增加他们的学习兴趣。在圆锥摆等现象中，物体都作圆周运动，在运动中具有共同的特点，启发学生分析这些物体的受力，发现受力的共性，让学生体验分析、比较、和感应。，也体验到了成功的喜悦。学生在未来的学习中可能会将向心力视为一种独立的力量。教师此时应指出：在力分析中，不应再有向心力。①当物体作匀速圆周运动时，向心力是物体受到的合外力。②物体作非匀速圆周运动时，向心力不是合外力。]

三、 向心力的大小

1、 实验探索：感受向心的大小

让学生利用身边的材料，如钥匙扣、橡皮、钢笔、绳子等，进行实验，感受向心大小。

（1）让学生用细线连接钥匙扣、橡皮、笔等，然后拉绳子的一端，让钥匙扣、橡皮、笔等做匀速圆周运动尽可能改变旋转速度和细线 做几次为时间的长短。

（2）引导学生猜测：向心力可能与物体的质量、角速度、半径有关。因此，在实验中应采用控制变量法研究这个问题，探索向心力力量。

【这里修改了这个小实验，和教科书不一样。在做这个实验时，学生感觉更直接，更容易操作。提醒学生实验时应尽量使物体在水平面上做圆周运动，使绳索的拉力近似等于向心力。]

课件展示：

2、 探索向心力的实验

(1）实验方法：控制变量法

（2）介绍兴欣力示范器的搭建和使用。

(3）实验过程

① 对于不同质量的钢球和铝球，当它们的移动半径r和角速度ω相同时，比较向心力

②质量相同的两个小球保持相同的运动半径，观察向心力与角速度的关系

③两个质量相同的小球，保持小球运动的角速度相同，观察向心力与运动半径的关系

(4）实验记录表

实验质量比（m1：m2）半径比（r1：r2）角速度比（ω1：ω2）向心力近似比（F1：F2）123）

（5）实验结论：

①实验表明，物体做圆周运动所需的向心力为：

F=mω2r（其中F是向心力，m是物体的质量，ω是物体做圆周运动的角速度，r是圆周运动的半径。）

②应用线速度与角速度的关系，上式可转化为：

F=mv2/r（其中v为匀速圆周运动的线速度）

【学生对控制变量法有一定的认知，因此在学生自主探索并提出自己的猜测后，通过示范实验，师生共同探索，最终得到向心力之间的关系。在介绍向心力演示器的结构和用途时，教师可以结合传动装置。同轴轮上各点的角速度相等。在皮带传动（不打滑）中，与皮带接触的点的线速度是相等的。一个知识点让学生思考如何控制角速度常数。学生理解这个问题后，老师的演示也可以换成学生的演示。除此以外，台上的人很忙，台下的人不知道为什么，只是看着热闹。]

四、 向心加速度：

⒈定义：由向心力产生的加速度称为向心加速度。

2、物理意义：是一个物理量，表示速度方向变化的快慢。

3、向心加速度的大小和方向

（1）引导学生用牛顿第二定律推导出向心加速度的表达式——a=ω2r。

向心力也可以表示为F=mν2/r，向心加速度也可以表示为-a=ν2/r。

（2）方向：与向心力方向一致。沿半径指向圆心，方向不断变化，所以匀速圆周运动是变加速度运动。

4、动动脑筋：a=ω2r，a=ν2/r，a和r是成正比还是反比？

指出：当 w 为常数时，a∝r

当 v 为常数时，a∝1/r

5、教科书示例：在航空竞赛舞台上，一连串的塔指示着飞机的飞行路径。飞机转弯时，飞行员所能承受的最大向心加速度约为6g（g为重力加速度）。假设一架飞机以 150 m/s 的速度飞行。当加速度为6g时，路标塔的转弯半径是多少？

六、总结【总结中，同学们需要指出的是，虽然向心力和向心加速度的公式是从匀速圆周运动推导出来的，但是这些公式是用来求在某一点的向心力和向心加速度的。变速圆周运动也适用。]

七、 作业：P72 3、4、5个小问题

设计理念

向心力和向心加速度是高中物理的难点内容，学生们一直很难理解向心力。为了突破重点难点，这部分教材首先通过创造真实可见的物理场景，激发学生的求知欲，激发他们的学习兴趣。然后学生亲自进行实验探索，感受向心力。学生对向心力的概念有了一定的了解后，进一步提出与向心力大小有关的因素有哪些？然后让学生完成一个小实验，感受向心力并进行猜想，然后用向心力演示器进行实验，得到向心力公式。

本次教学设计和教学实施贯彻了高中物理新课程的目标和要求，体现了新课程的精神。采用“学生自主探究，教师启发引导”的新型教学方式，充分调动学生自主学习，让学生自主探索，亲身体验科学探究的过程。通过实验探究，让全员参与，亲身体验探究过程，激活学生的思维，在探究中突破教学难点。教师结合示范实验，充分利用多媒体课件辅助教学，大大提高课堂教学效果。这是一个科学的、可操作性强的教学设计案例。

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