六、教学过程
(一)向心力概念:
复习上节内容,播放几个匀速圆周运动实例的录象短片,引导学生逐一进行受力分析,让学生发现,做匀速圆周运动的物体受到的合力总是指向轨迹圆心,从而得出向心力的概念,理解向心力是做匀速圆周运动物体所受的合力,是按效果命名的,并理解它的方向和作用。
(二)向心力大小与哪些因素有关
1.展示情景,提出问题
首先播放“小孩拿着带绳子的玩具抡圈圈”的画面和“赛车因速度过大而脱离轨道”的片段,创设情景,让学生感受到物体做匀速圆周运动需要一定的向心力,否则物体将脱离圆轨道。然后设问:质量为 m的物体以角速度ω做半径为r的匀速周运动时,究竟需要多大的向心力?引出“探究向心力大小”这一研究课题。
2.思维发散,科学猜想
鼓励学生大胆猜测:假如你是历史上第一个研究向心力大小的人,猜猜看“向心力可能与哪些因素有关?”并指出科学猜想是研究自然科学的一种广泛应用的思想方法。
在这环节中,学生分组讨论,根据日常生活经验加以猜想,总结出:向心力 F可能与m、ω、r有关系。
3.设疑集思,设计实验
展示思考题:①用什么方法研究向心力 F与m、r、ω的关系?②实验的研究对象是什么?需观察、记录什么?③列出实验原理、所用的器材和具体步骤。
在这环节中,学生分组讨论,然后请个别学生回答。
4.分组实验,探索研究
经过讨论,决定利用弹簧秤、细绳、圆珠笔杆套、不同质量的带孔小球若干,按照如图所示的装置进行实验探究。
在此环节中,学生以四个人为一个小组,像科学家那样兴趣盎然地开始按拟定的方案实验,边做边想边记。教师巡视,注意他们设计是否合理,仪器使用是否得当,数据记录是否正确,做个别辅导。
5.综合分析,得出结论
学生根据自己的实验结果,分析、归纳,得出结论,以组为单位,推举代表发言。
教师引导学生发现: 向心力F确实与m、ω、r有关,并说明精确的实验可以得出
F=mrω 2 .
6.应用练习,指导实践
用投影仪展示分层练习题:
⑴。 要使一个3千克的物体,在半径为2米的周圆上以4m/s的速度运动,需要多大的向心力。
⑵。 线的一端拴一重物,手执线的另一端,使重物做匀速圆周运动。当每分钟转数相等时,线长易断还是线短易断?
⑶。为什么赛车速度过大会脱离轨道?
此环节,教师可因材施教,点不同层次的学生来解答不同的问题,然后根据情况有选择地进行讲解。
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