《用圆锥摆粗略验证向心力的表达式》说课稿（全国实验说课
大赛获奖案例）
《用圆锥摆粗略验证向心力的表达式》说课稿
尊敬的各位专家评委，你们好！
今天我说课的题目是“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”，本实验选自人教版高中物理必修二第五章第六节《向心力》，是一个课堂演示实验。
我将从以下几个方面进行我的说课。
一说教材情况。向心力在高中物理知识模块中具有承上启下的重要地位。它复习了高一上学期学的受力分析和牛顿第二定律，深化了上节课所学的向心加速度的知识。同时，学好它能够方便理解下一节内容《生活中的圆周运动》中的汽车火车转弯等难点。此外，在以后的天体运动、带电粒子在复合场中的运动经常涉及匀速圆周运动这种经典运动模型。因此很有必要认真设计实验来上好本节课。
本节课的教学目标及学科核心素养如下（见PPT）。本节的重点是培养学生科学探究、科学思维的物理学科核心素养，难点是理解“用圆锥摆验证向心力表达式”的实验原理。
二说学生情况。
三说教法手段。教学手段方面，我使用自制教具、课件辅助、excel协助相结合的方式。
四说实验改进。原实验（超链接1）教材给出的方法是这样的：在一张白纸上画若干个同心圆，用细绳系一个钢球，悬挂在铁架台上，使钢球静止时位于圆心上方。设法使钢球沿着纸上的某一个圆运动，记录小球运动周期T、圆周运动半径r，悬点到圆周运动圆心的高度差h，用天平测量小球质量m。一方面采用含周期T的向心力表达式，计算所需要的向心力；另一方面使用受力分析求出物体所受合外力。两者对比，计算相对误差。
以往课堂验证发现，教材上介绍的方法操作难度很大。实际上很不容易控制小球做圆锥摆运动，经常是非平面的椭圆。即便勉强让小
球沿某个圆运动，由于阻力作用，小球很快就会做半径变小的向心运动。为了让小球继续沿着该圆运动，必须用手使悬点也做一个小的圆周运动，这样大大增大了实验的误差！我们来看一看让学生按教材实验操作的效果（播放视频1）。
教材上的方法有以下缺点：1.需要测量的物理量太多，有质量m，半径r，周期T，悬点距圆周运动平面高度差h；2.不易做圆周运动，经常是椭圆；3.运动不稳定，不便于测量数据；4.偶然误差严重；5.数据手算，易错且慢。
针对教材方法的不足，我自制了一台器材来改进实验（超链接2），我自制的实验器材是这样的（播放视频2）。下面我们看看改进后的器材学生的实验操作，测量数据及效果（播放视频3）。
改进后的实验具有以下优点：1.只用测高度差h和周期T两个物理量；2.小球能够稳定做匀速圆周运动；3.数据测量容易，精度高；4.有效减小偶然误差；5.数据填入模板，自动计算误差，快速精准。
五说实验亮点。实验的亮点还有这些：
器材方面：结构简单，容易理解。材料易得，滑动变阻器可连续调电压，进而调节转速连续变化，增强实验说服力。
思维层面：各种零件网购即可，培养孩子“站在巨人肩膀上”的思维。工作电压低——“9-12V”，节能；配用的18650电池可反复充电使用环保。
器材还有：高低可调激光笔与固定标尺配合，更容易精确测量高度差。异色双钢球对称设计，旋转之后易区分，不易颠簸起伏更稳定。细长轻质竹签，不似细绳容易缠绕。可倾斜对称双指针设计，易于找出圆锥摆悬点位置。指针依旋点为支点，上下两段恰能平衡，消除力矩影响带来的系统误差。
数据处理方面：EXCEL函数模板，接轨科研前线数据处理办法。多组数据测量，减少偶然误差。利用趋势线求斜率，与理论值对比，体现数形结合在物理中的应用，映射高考能力要求——“使用数学方法解决物理问题”。
六说实验反思。1.自制器材过程中加工技术有限，导致摆动时小
球运动平面不水平。轻杆上的力可能不严格沿杆方向。2.现代化数据处理方式是一把双刃剑。精准便捷，但同时也让学生失去了一次亲自处理实验数据的锻炼机会。3.此外装备的电机固定部分还可以做的更好，例如加装弹簧扣。设备还可以改成折叠式。4.此实验装置也可以用来测量当地重力加速度，具体的方法见EXCEL模板sheet2 .如果以h作为纵坐标，以四派方分之T方作为横坐标，描点，使用线性回归趋势线，计算斜率，此斜率的意义就是重力加速度g。这样一个器材可以完成两个实验，装备的价值大幅提升。
我的说课内容到此结束。感谢您聆听，期待您指导！
《用圆锥摆粗略验证向心力的表达式》说课稿（全国实验说课 大赛获奖案例） 《用圆锥摆粗略验证向心力的表达式》说课稿 尊敬的各位专家评委，你们好！ 今天我说课的题目是“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”，本实验选自人教版高中物理必修二第五章第六节《向心力》，是一个课堂演示实验。 我将从以下几个方面进行我的说课。 一说教材情况。向心力在高中物理知识模块中具有承上启下的重要地位。它复习了高一上学期学的受力分析和牛顿第二定律，深化了上节课所学的向心加速度的知识。同时，学好它能够方便理解下一节内容《生活中的圆周运动》中的汽车火车转弯等难点。此外，在以后的天体运动、带电粒子在复合场中的运动经常涉及匀速圆周运动这种经典运动模型。因此很有必要认真设计实验来上好本节课。 本节课的教学目标及学科核心素养如下（见PPT）。本节的重点是培养学生科学探究、科学思维的物理学科核心素养，难点是理解“用圆锥摆验证向心力表达式”的实验原理。 二说学生情况。 三说教法手段。教学手段方面，我使用自制教具、课件辅助、excel协助相结合的方式。 四说实验改进。原实验（超链接1）教材给出的方法是这样的：在一张白纸上画若干个同心圆，用细绳系一个钢球，悬挂在铁架台上，使钢球静止时位于圆心上方。设法使钢球沿着纸上的某一个圆运动，记录小球运动周期T、圆周运动半径r，悬点到圆周运动圆心的高度差h，用天平测量小球质量m。一方面采用含周期T的向心力表达式，计算所需要的向心力；另一方面使用受力分析求出物体所受合外力。两者对比，计算相对误差。 以往课堂验证发现，教材上介绍的方法操作难度很大。实际上很不容易控制小球做圆锥摆运动，经常是非平面的椭圆。即便勉强让小
《探究向心力大小的表达式》说课稿 一、使用教材 本实验使用的教材是人教版普通高中物理必修2第六章第二节向心力。 二、实验器材 向心力演示仪、DisLab 向心力实验设备、力传感器、钩码、机械能实验背景板、数据采集器、笔记本电脑。 三、实验创新要求/改进要点 2004版旧教材，在此处设计的是“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”该实验：很难给小球施加合适的初速度，让其在水平面内做匀速圆周运动，小球运动过程中由于阻力，轨迹也会慢慢变成椭圆；小球在摆动过程对应半径r 和高度h 和周期T 不好测量计算麻烦，所以，本实验只能够粗略验证验证向心力的大小。 2019新版教材中，重新选择了传统实验“向心力演示器”来探究向心力的大小。这个实验的优点是：现象直观，操作方便。这也是新教材选择它的原因。但是，这个装置也有局限性：圆周运动的半径是设计好的固定值，不具有普遍意义。向心力的数值只能通过比值比较，无法准确测量。 不过，我们可以用更精密的设备，改进创新数字实验来弥补这个问题。在完成向心力公式F=m ω2r 的探究后，通过简单改制DIS 机械能守恒实验器，探究向心力的另一个公式 F =r v m 2。 我们把Dis 机械能守恒实验器的背景板安装在铁架台上，把力的传感器安装在铁架台的顶端，选择不同质量的钩码作为摆件，悬挂在力传感器的挂钩上，光电门传感 向心力研究实验装置 改进创新实验
器放置在背景板最低点D。 四、实验原理/实验设计思路 为了全面又精确的探究向心力的大小，我们计划分别应用传统的向心力演示器和自制改进的Dis数字实验设备，通过控制变量法，探究向心力与其决定因素之间的关系，确定向心力的大小表达式。 五、实验目标 挖掘本实验蕴含的物理学科核心素养，从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面制订了本实验课学生学习的目标。 1.通过活动体验和科学探究，进一步完善向心力的概念，深化运动与相互作用观念。 2.感受影响向心力大小的因素，并通过理解实验原理探究它们之间的关系，领会利用控制变量法研究问题的科学思维。 3.通过传统实验和创新数字化实验相结合，完成从定性到定量的科学探究过程。 4.通过科学探究过程，加强学生将物理知识与信息技术的融合，培养学生严谨求实的科学态度与责任。 六、实验教学内容 应用传统的向心力演示器和自制改进的Dis数字实验设备，通过控制变量法，探究向心力与其决定因素之间的关系，确定向心力的大小表达式。 七、实验过程 （一）向心力演示器 首先，让学生了解实验装置，并思考以下几个问题。 思考问题： 1.该演示仪中，向心力的大小如何测量？ 2.实验中如何改变物体的质量？如何设定轨道半径的关系？如何控制角速度的？ 3.左右两个塔轮用的皮带传动，皮带上各点的速度有什么关系？ 实验操作： 1.r、ω相等，m1:m2=2:1，F1:F2=? 将皮带套在第一层，两球的角速度相等，两球的半径也相同，左侧球的质量是右侧球的两倍。摇动手柄，观察两者向心力的大小。（视频）发现向心力大小之比为2:1。
圆锥摆测向心力实验的思考 摘要：教科书直接应用牛顿第二定律来定义向心力的概念，得到向心力的表达式，然后通过验证性实验，进一步增加了学生对向心力的感性认识。笔者通过讨论和粗略验证圆锥摆向心力表达式实验的可操作性，结合实验数据，对实验误差进行了分析，最后达到了预期的实验目标。 关键词：圆锥摆；向心力；高中物理；实验教学 在高中物理必修二教材中有“向心力”这一节内容，在本节内容中有一个“用圆锥摆粗略验证向心力表达式”实验，关于这个实验的具体叙述如下：细线下面悬挂一个钢球，细线上端固定在铁架台上。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时正好位于圆心,用手带动钢球，设法使它沿纸上的某个圆周运动，随即手与钢球分离。 1. 实验原理 一方面，由小球所受的重力与绳拉力的合力计算提供的向心力；另一方面，由小球运动的角速度及旋转半径计算需要的向心力；验证物体所受的合力是否等于向心力。因为，因此只要满足即可。构造一个圆锥摆如图1所示。 图1 圆锥摆示意图 对于的值，我们只需利用就可以求得， 又有，所以我们可以得到。由
此可得，最后化简可 得。 所以在实验中只需要将理论上算得的周期T与在实验中测得的时间进行对比，在此基础上来验证向心力是否合理。通过上述表达式也可以知道，在进行该实验时，需要测得的数据有圆锥摆的圆半径R、细绳摆长L、圆锥摆摆动时间t和圆锥摆摆动圈数n。 1. 实验步骤 显而易见的是书本上所描述的方法对于实验数据的获取是有很多不足的，不但难以操作，误差也很大，存在着以下几点不足： 2.1对于圆锥摆摆球运动半径的测量太粗略。 2.2用一个带有一系列同心圆的平板来寻找摆球的垂直高度点，摆角也很粗糙。此外，由于所需摆线长度约为0.5m，铁架平台高度不足，使球下降时，需要弯腰低头，不但动作不灵活，还要避免操作过程中对球误触产生干扰。 使钢球在纸上做沿圆周的运动是实验成败的关键。教科书中提到“用手推动钢球，试图使它在纸上沿一个圆移动，然后将手与钢球分开”在实践中很难做到，因为当圆的半径确定后，小球的圆周运动速度是一个固定值，用手驱动小球很难做到。通过反复实践，笔者得到了更可行的方法： (1)将同心圆换成带支架的金属盘，使细线的上端固定在铁架上，下端悬挂的钢球刚好接触盘的中心。 (2)不必用手握住球作圆周运动，而是用手握住绳子上端作圆周运动，以便绳子带动球作圆周运动，并通过手的控制不断增大球的运动半径，直到半径刚好等于金属圆盘的半径（可以直接判断球是否做圆周运动），然后手轻轻离开绳索。
实验与探究：请同学们阅读教材“实验”部分，思考下面的问题： （1）实验器材有哪些？ （2）简述实验原理，怎样达到验证的目的？ （3）实验过程中要注意什么？如何保证小球在水平面内做稳定的圆周运动， 测量哪些物理量，记录哪些数据？ （4）实验过程中产生误差的原因主要有哪些？ 认真阅读教材，思考问题，找学生代表发言，听取学生的见解，点评、总结。交流与讨论：实验的过程中，多项测量都是粗略的，存在较大的误差，用两个方法得到的力并不严格相等。通过实验还体会到，向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样具有某种性质的力来命名的，它是效果力，是按力的效果名的，在圆锥摆实验中，向心力是小球重力和细线拉力的合力，还可以理解为是细线拉力在水平面内的一个分力。 我有一个改进的实验，其装置如图6.7—1所示，让小球在刚好要离开锥面的情况下做匀速圆周运动，我认为利用该装置可以使测量值减少误差。 课堂训练 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？ 参考答案 （1）解析：小球受重力、支持力、绳的拉力而做匀速圆周运动，由于竖直演示实验，现象直观明了。提高学生的观察能力和学习的兴趣。
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。 3、变速圆周运动和一般曲线运动 在刚才“做一做”的实验中，我们可以通过抡绳子来调节沙袋速度的大小，这就给我们带来一个疑问：难道向心力能改变速度的大小吗？为什么？（不能。因为我刚才做实验时发现，当我的手保持不动时，沙袋的速度并不能改变，只有当我的手在动时，沙袋的速度才能改变，所以不能。但具体细节我还没有搞清） 对于做一般曲线运动的物体，我们可以用怎样的分析方法进行简化处理？请同学们阅读教材并结合课本图6.7—4的提示发表自己的见解，同时再与刚才研究的变速圆周运动去进行对比。 课堂训练 （1）如图6.7—2所示，在光滑的水平面上钉两个钉子A和B，相距20cm 用一根长1 m的细绳，一端系一个质量为0.5 kg的小球，另一端固定在钉子A上．开始时球与钉子A、B在一条直线上，然后使小球以2 m／s的速率开始在水平面内做匀速圆周运动，若绳子能承受的最大拉力为4 N，那么从开始到绳断所经历的时间是多少？教师只有在教学过程中想方设法地为学生创造一个具体、生动、形象的情境，并通过适当的方式把学 生完全带入这个情境， 才能使学生在具体的情境的启发下有 效地进行学习。
改进圆锥摆验证向心力实验 摘要：研究了教材中“用園锥摆粗略验证向心力的表达式”实验,发现实验方案缺乏操作性;于是对教材实验开展一点批判以及误差分析，以便之后教师们开展探究性学习,提高学生解决实际问题的能力.提升学生的物理核心素养。 关键词：向心力圆锥摆圆周运动 1引言 高中物理必修2(人教版)第5章第6节“向心力”一节中安排了实验:用圆锥摆粗略验证向心力的表达式.实验中我们发现,小球之所以很难做圆周运动,原因在于两点. (1)很难赋予小球合适的初速度;(2)空气阻力影响导致小球最终一-定会做椭圆运动.怎样才能克服以上的两个难点,让这个实验更具可执行性?笔者在实验室进行了一些尝试。 2实验装置 铁架台、实心小铁球、细绳，画有同心圆的铁圆盘、千分尺、托盘天平 3实验原理 如图1，细线下面悬挂小球，细线固定在铁架台上．轻推小球使之在水平面内做圆周运动。可知：小球圆周运动所需的向心力为Ｆ＝ｍｇｔａｎθ。即验证是否有等式ｍｇｔａｎθ＝ｍ( )2r成立．上述等式可变形为ｇｔａｎθ/ｒ＝( )2，再次变形为ｇ/ｈ＝( )2，式中的ｈ为悬点至圆平面的高度。利用秒表和刻度尺分别测出ｎ圈运动的总时间ｔ及圆锥摆的高度ｈ，即可进行验证。
图1 4实验方法 用铁架台上的铁夹将连有小铁球的细线夹紧，调节铁夹的高度，让小球自然 垂下时与实验桌相距2~3cm。如图1所示。 在一张纸上画一个直径约为30~40cm的圆，将圆心标出，把纸压在实验桌上，且使摆球的重力作用线在静止时通过圆心。 用两只手指捏住摆线上端，策动摆球在水平面内做圆周运动，细心调节手的 摆幅，使摆球尽可能与地面上面的圆重合。待满意后将手松开，并用秒表测出摆 球转动约5,10,15圈的时间t（所计转动的圈数以小球运动半径不发生明显衰减 为宜），然后求出圆锥摆的摆动周期T。 用刻度尺测量出圆锥摆的摆长和小球做圆周运动的半径r。 改变摆长和半径r，进行多次实验，记录数据，并完成表格。 由于小球运动距纸面有一定高度，所以它距悬点的竖直高度h并不等于纸面 距悬点的高度.这点差别可以通过估算解决.此外,测量小球距悬点的竖直高度时, 要以小球的球心为准.比较上述向心力和合力,得出实验结论[1]。 5实验不足和改进 这个实验的设计、原理方法非常好,但是当试做后就发现此实验有如下不 妥:“设法"使小球沿纸上的某个圆周运动,具体操作中很难做到。但经过探索,发 现改进几处地方,这个实验可以很好地验证向心力的表达式。 1.向心力Ｆ′＝ｍ( )2r而合力F合= mgtan θ= mgr/h ,我们不需要测 出m和r,只要测出h、n和t就可以比较两个方法得到的向心力. 2.将画有几个同心圆的钢盆置于水平桌面上,使钢球静止时正好位于圆心,钢 球距纸面约2mm.再用手带动钢球,使它沿纸上的一-个圆周轨道运动几圈再分离, 运动轨迹效果更好。
向心力 一、教学目标 （一）知识与技能 1、学习向心力概念,知道向心力是根据力的效果命名的。 2、熟悉影响向心力大小的各个因素,并能用来进行简单的情景计算。 3、初步了解变速圆周运动切向力和法向力的作用效果。 4、知道处理一般曲线运动的思想方法。 （二）过程与方法 1、学会用运动和力的关系分析分题。 2、理解向心力和向心加速度公式的确切含义，并能用来进行计算。 （三）情感态度与价值观 通过a与r及 、v之间的关系，使学生明确任何一个结论都有其成立的条件。 二、教学重点 1、理解向心力和向心加速的概念。 2、知道向心力大小，并能用来进行计算。 三、教学难点 匀速圆周运动的向心力是大小不变，方向在时刻改变。 四、课时安排 1课时 五、教学准备 多媒体课件、粉笔、图片。 六、教学过程 新课导入： 前面两节课，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.知道了什么是向心加速度和向心加速度的计算公式，这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征。 新课讲解：
一、认识向心力 师：由于做匀速圆周运动的物体受到的合外力始终指向圆心，所以我们把匀速圆周运动物体所受的合外力又称作向心力。 做匀速圆周运动的物体所受的合外力由于指向圆心，所以该合外力又叫做向心力。 师：做匀速圆周运动的物体所受的合外力真的指向圆心吗？下面我们结合几个实例体会验证一下这个结论。毕竟理论只有结合实际才能被更透彻地理解。 地球绕太阳的运动可以近似看成匀速圆周运动，试分析做匀速圆周运动的物体（地球）所有受的合外力的特点。 解析：地球只受到太阳对它的吸引力，合力即为吸引力。该吸引力指向地球做圆周运动的圆心即日心。 光滑桌面上一个小球，由于细绳的牵引，绕桌面上的图钉做匀速圆周运动。 解析：小球受重力、支持力、绳子的拉力。合力是绳子的拉力，方向沿绳子指向圆心（图钉） 使转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速圆周运动，转台与物体间没有相对滑动 解析：物体受重力、支持力、静摩擦力。合外力为静摩擦力，方向指向圆心。 师：大家结合生活实验仔细体会向心力的定义，回答下面的问题。 问题：向心力是不是像重力、弹力、摩擦力那样按性质来命名的？如果是，那么它 N G F N G f
向心力 【教学目标】 （一）知识与技能 1、理解向心力的概念。 2、知道向心力大小与哪些因素有关。理解公式的确切含义，并能用来进行计算。 3、知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度。 （二）过程与方法 通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心 力的大小与哪些因素有关，并理解公式的含义。 （三）情感、态度与价值观 1、在实验中，培养动手的习惯并提高分析问题、解 决问题的能力。 2、感受成功的快乐，体会实验的意义，激发学习物 理的兴趣。 【教学重点】 明确向心力的意义、作用、公式及其变形。 【教学难点】 如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。 【教学课时】
1课时 【教学过程】 （一）引入新课 教师活动：前面两节课，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。 （二）进行新课 1、向心力 教师活动：指导学生阅读教材“向心力”部分，思考并回答以下问题： 1、举出几个物体做圆周运动的实例，说明这些 物体为什么不沿直线飞去。 2、用牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式。 学生活动：认真阅读教材，列举并分析实例，体会向心力的作用效果，并根据牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式。学生代表发表自己的见解。 教师活动：倾听学生回答，帮助学生分析实例，引导学生解决疑难，回答学生可能提出的问题。 投影向心力表达式：或 点评：激发学生的思维，充分调动学习的积极性。通过学生
发表见解，培养学生语言表达能力和分析问题的能力。 2、实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式 教师活动：指导学生阅读教材“实验”部分，引导学生思考下面的问题： 1、实验器材有哪些 2、简述实验原理（怎样达到验证的目的） 3、实验过程中要注意什么测量那些物理量（记 录哪些数据） 4、实验过程中差生误差的原因主要有哪些 学生活动：认真阅读教材，思考问题，学生代表发言。 教师活动：听取学生见解，点评、总结。 教师活动：指导学生完成实验，及时发现并记录学生实验过程中存在的问题。 学生活动：分成小组，进行实验，独立验证。 点评：让学生亲历实验验证的过程，体验成功的乐趣。培养动手能力和团结协作的团队精神。 教师活动：听取学生汇报验证的结果，引导学生对实验的可靠性作出评估。 师生互动，得出结论： 1、实验的过程中，多项测量都是粗略的，存在 较大的误差，用两个方法得到的力并不严格相等。
高中物理教案（通用16篇） 高中物理教案第1篇 一、教学目标 【知识与技能】 1、知道常见的形变，了解物体的弹性； 2、知道弹力产生的条件； 3、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的示意图中画出它们的方向。 【过程与方法】 通过探究弹力的存在，能提高在实际问题中确定弹力方向的能力，体会假设推理法解决问题的巧妙。 【情感态度与价值观】 观察和了解形变的有趣现象，感受自然界的奥秘，感受学习物理的乐趣，建立把物理学习与生活实践结合起来的习惯。 二、教学重难点 【重点】 弹力产生的条件及弹力方向的判定 【难点】 接触的物体是否发生形变及弹力方向的确定
三、教学过程 环节一：导入新课 教学一开始前，给每个学生小组分发弹簧和尺子，让每个小组试着把玩这些物件，如用力拉或压弹簧，用力弯动尺子等。在操作过程中思考被拉或压的弹簧，弯动的尺子的有什么共同点是什么？大家可否试着举出生活中其他的一些诸如这个弹簧和尺子的例子？ 物体的形状都发生了改变。由此引入物体的形态发生了变化是源于物体都受到了力的作用，这种力就是今天要学习的弹力。 环节二：新课讲授 （一）弹性形变和弹力 概念：物体在力的作用下形状或体积的改变叫做形变。 提问：刚才举的那些例子都很容易观察到，如果一本书放在桌面上，书和桌面发生形变了没有？ 学生会产生疑惑分歧，但教师此时可以不用详解，而是做现场演示实验1，让学生观察用手挤压时XX形变（双手握住注满红墨水的烧瓶，用力挤压底部。上插玻璃管中的红墨水液面上升。） 为了让学生有更直观深刻的印象，也会用视频播放演示实验2：桌面微小形变的激光演示（在一个大桌上放两个平面镜M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射在刻度尺上形成一个光点。用力压桌面，观察刻度尺上光点位置的变化。）
学生实验报告 学科班级姓名小组成员 实验名称用圆锥摆粗略验证向心力表达式实验编号 粗略验证向心力表达式 实验目的 铁架台、实心小铁球、细绳 画有同心圆的白纸、刻度尺、托盘天平 实验器材 V" 利用向心力公式F［：tl = m —测量向心力的大小，利用圆锥摆的合力计算公式 Fez 〃求岀尸存，比较两者的大小。 由匀速圆周运动合力提供向心力可知，向心力大小应该等于物体的合力，在 试验允许误差范I羽内，发现所测量的这两个力总是近似相等，从而验证了向 心力公式的正确性。 实验原理
mg 1. 先用天平测疑小球的质量，做好记录。 2. 将细绳连接的小球一端固定铁架台上。 3. 将画有同心圆的白纸平铺在桌而上，调节铁架台的支架，使小球竖直悬挂静 止 时刚好位于同心圆的圆心。 4. 带动小球，让小球在水平而上做圆周运动。当运动相对稳左时用秒表测量钢 球 运动若干圈所用时间（一般测量5圈左右）。同时从铁架台的上方竖直向下观 察小 球的圆周运动与哪个同心圆重合，标记下这个圆。 5. 用直尺测量标记圆的半径r,利用测量的时间求岀圆周运动的周期T = -t n 带 入 公 式： （2岔 R V 2 k 為=m — = m 一7 6. 根据由重力与绳子拉力的合力提供向心力的原理，由受力分析计算拉力与重 力的 合力。 如图：F^mgtan 0，质量已经测量，重力加速度取萨9. 8m/f 。73” 〃可以测量 小球距离悬挂的的长度和圆周运动的半径，利用hfX , Tan 0 O 代入公式: 实 验 步 骤 F 合=mg yll3 -R 2 L 7•重复上述实验过程，比较F 合与F 向的大小
用圆锥摆验证向心力的表达式 作者：朱玉兰令闰强 来源：《物理教学探讨》2020年第05期 摘 ; 要：文章分析了高中物理课堂“实验”栏目的教学现状，研究了基于核心素养下“实验”栏目的教学实践过程。以“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”为例，提出了基于核心素养导向的问题，并给予教学建议，结合实验数据得出了预期的实验目标，最后分析了实验误差。
关键词：核心素养;“实验”栏目;向心力 中图分类号：G633.7 文献标识码：A ; ;文章编号：1003-6148（2020）5-0054-2 高中物理课堂“实验”栏目的教学实践是根据实验内容，结合物理核心素养的目标提出问题，通过问题引领学生的实验活动。 本文以“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”为例，探究课堂实验的教学实践过程。 1 ; ;提出问题和核心素养目标 根据下面提供的思考问题，分小组进行讨论和交流，阐述自己的观点，建构科学的实验方案。 思考问题1 “用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的实验中如何选择恰当的实验器材？ 核心素养目标是注意培养学生的科学态度与责任。 思考问题2 做圆锥摆的钢球受几个力的作用？合力的大小和方向有什么特点？什么力提供向心力？钢球做匀速圆周运动时所需向心力的大小由哪些因素决定？实验原理是什么？ 核心素养目标是引导学生科学思维。 思考问题3 ;实验需要测量哪些物理量？实验探究过程中需要注意哪些事项？ 核心素养目标是培养学生的科学态度与责任。 思考问题4 造成实验误差的因素有哪些？如何减小实验误差？ 核心素养目标是培养学生的科学思维方法。 2 ; ;教学建议 （1）思维引导建议 根据图1，引导学生受力分析，知道“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”实验中，向心力是由小球受到的重力和拉力的合力提供，还可认为是拉力的一个分力。在受力分析的基础上，引导学生明确实验原理，建构科学的实验方案。实验结束后，引导学生积极思考误差的来源，这与知识的思维建构相吻合。 （2）实验操作建议
向心力 三维教学目标 1、知识与技能 （1）理解向心力的概念及其表达式的确切含义； （2）知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算； （3）知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度。 2、过程与方法 （1）通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并具体“做一做”来理解公式的含义。 （2）进一步体会力是产生加速度的原因，并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动、变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点。 3、情感、态度与价值观 （1）在实验中，培养学生动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。 （2）感受成功的快乐，体会实验的意义，激发学习物理的兴趣。 教学重点：体会牛顿第二定律在向心力上的应用；明确向心力的意义、作用、公式及其变形。教学难点：圆锥摆实验及有关物理量的测量；如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。 教学方法：探究、讲授、讨论、练习 教具准备：多媒体课件、圆锥摆等实验设备 教学课时：2课时 教学过程： （一）新课导入 前面两节课，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。 （二）新课教学 一、向心力 请同学们阅读教材“向心力”部分，思考并回答以下问题： （1）举出几个物体做圆周运动的实例，说明这些物体为什么不沿直线飞去。 （2）用牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式。 认真阅读教材，列举并分析实例，体会向心力的作用效果，并根据牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式。 交流与讨论 请同学们交流各自的阅读心得并进行相互间的讨论。 圆周运动是变速运动，有加速度，故做圆周运动的物体一定受到力的作用，而我们知道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，这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的合力的作用，这个合力叫做向心力，下面请同学们把刚才由牛顿第二定律推出的向心力的表达式展示出来。 向心力表达式：F N=mv2/r , F N=mrω2 二、实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式 实验与探究：请同学们阅读教材“实验”部分，思考下面的问题： （1）实验器材有哪些？ （2）简述实验原理，怎样达到验证的目的？ （3）实验过程中要注意什么？如何保证小球在水平面内做稳定的圆周运动，测量哪些物理
图 5 有效开发课本实验资源，提高课堂效率 ——“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”实验再开发 无锡市第一中学 张为宏 214000 1、前言：人教版高中《物理》必修二的第五章第七节“向心力”中，安排了“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的实验(见教材第2O 页，图5.7-1)，该实验在操作过程中遇到下列三个问题：（1）实验中很难保证小球做稳定的圆周运动。（2）由于受到空气阻力作用，小球转动半径减小很快，摆角很难测量。（3）小球转动周期测量也是本实验的难点。所以课本上的实验只能定性的演示一下，如能把它开发成可以定量研究的学生实验，就可加深学生对向心力概念和来源的感性认识和领悟。 2、三个改进措施 （1）如图1，受到公园里“飞椅”的启发，采用一个小直流电动机（6VDC （2400）CCW ），在转轴上用AB 胶水固定一根烧烤用的细竹棒，用一根棉线系住一个小砝码（1g ），系在细竹棒的一端，如图 2 。把直流电动机用铁夹固定在铁架台合适高度，如图3，给直流电动机通电，电动机转动起来后带动小砝码稳定的做匀速圆周运动。采用一节干电池，发现直流电动机转速很快，不便于测量转动周期，利用实验室现有设备如何使转速慢下来，采用一个滑动变阻器接成分压电路可解决这个问题，如图4。 （2）关于摆角的测量 本实验设计不需要测量物体作圆周运动的高度，只需要测出细线摆的长度l 和做圆周运动的半径r ，系线处到转轴距离x ，从而间接的求出摆角θ 。如图3，有：sin r x l θ -= ，arcsin( )r x l θ-=。 转动半径测量方案:可采用双侧无限逼近法，如图5，当物体稳定转动后，调节水平刻度尺的高度，使它尽量靠近转动平面，注意不要碰到转动物体，拿一根牙签紧贴在尺面，反复调整牙签位置，直到转动物体经过尺面时，牙签正指向物体正下方，读出此时刻度尺的读数，同样的方法找出另一侧物体经过尺面的位置读数，两次读数之差就是物体做匀速圆周运动的半径。 （3）小球转动时周期的测量 由于采用了上述的分压电路控制电动机两端的电压，可以比较方便的调节物体转动的转速，为了使周期尽量测的准确，尽可能使物体转动的慢一点，可用常规的秒表测量，考虑到人计数时的反应时间，尽可能测出20 圈以上的 图 1 图 2 图 3
新人教版高中物理必修二《向心力》精品教案
[课外训练] 1．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…( ) 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 2．一个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? 3．太阳的质量是1．98X1030kg，它离开银河系中心大约3万光年(1光年：9．46X1012km)，它以250km／s的速率绕着银河系中心转动．计算太阳绕银河系中心转动的向心力． 4．关于匀速圆周运动的周期大小，下列判断正确的是…………………( ) A．若线速度越大，则周期一定越小B．若角速度越大，则周期一定越小 C．若半径越大，则周期一定越大D．若向心加速度越大，则周期一定越大 5．线的一端系一个重物，手执线的另一端使重物在光滑水平面上做匀速圆周运动，当转速相同时．线长易断，还是线短易断?为什么?如果重物运动时系线被桌上的一个钉子挡住，随后重物以不变的速率在系线的牵引下绕钉子做圆周运动，系线碰钉子时钉子离重物越远线易断?还是离重物越近线易断?为什么? 6．如图6．7-6所示，线段OA＝2AB．A、B两球质量相等．当它们绕O点在光滑的水平桌面上以相同的角速度转动时，两线段的拉力之比为多少? 作业：新学案22页训练2，23页8题 学习札记
《探究向心力》说课 使用教材:人教版高中物理必修二､第五章第6节《向心力》 一､教材分析 (一)教材地位 向心力､向心加速度是本章教学的重点,具有承前启后在作用｡对前是牛顿运动定律的延伸,对后是圆周运动的应用,以及为万有引力做知识储备｡ (二)教材设计思路 课本用向心加速度公式结合牛顿第二定律从理论推导向心力表达式,再利用课本实验——用圆锥摆粗略验证向心力的表达式,这个实验虽简单直观,但是实际操作困难,物理量难测量｡ 二､物理核心素养 教师在教学过程中,应该培养学生的物理核心素养,设计探究实验,让学生从事实经验出发,推理猜想,再用实验验证,像科学家一样思考,得出结论｡ (一)物理观念:从物理学视角形成的关于物质､运动与相互作用､能量等的基本认识,是 物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华 (二)科学思维:基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑､批判,进而提出创 造性见解的能力与品质 (三)实验探究:提出物理问题,形成猜想和假设,获取和处理信息,基于证据得出结论并 做出解释,以及对实验探究过程和结果进行交流､评估､反思的能力 (四)科学态度与责任:在认识科学本质,理解科学·技术·社会·环境(STSE)的关系基 1
础上逐渐形成的对科学和技术应有的正确态度以及责任感 三､教学目标和实验内容 (一)教学重点 1.理解向心力的概念 2.学生感受向心力和实验探究向心力的表达式 (二)教学难点 学生实验探究向心力的表达式 (三)教学对象分析 1.学生知识层面:学生已经学过匀速圆周运动的概念以及描述匀速圆周运动的物理量,从理论上推出了向心加速度的表达式,对数学的一次函数､二次函数关系已经熟练掌握｡学生可以运用牛顿第二定律结合向心加速度公式,从理论上推导出向心力表达式 2.学生能力层面:学生理解向心力是效果力,是指向圆心的合力;已经掌握用EXECL软件处理数据,合理选择变量,拟合图像的方法,初步具备探究实验的能力 (四)实验方法 定性关系实验:感受向心力 定量关系实验:自制创新教具——无线向心力测量仪(图1) 2
教学设计
过程与方法目标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。 情感态度与价值观目标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。 教学重难点重点 明确向心力的意义、作用、公式及其变形，并经行计 算向心力，向心加速度的知识解决圆周运动问题 难点牛顿第二定律在向心力上的应用 教学策略与设计说明在以往的教学中，课堂教学实施往往过于注重知识传授倾向，老师满堂灌，学生被动的接受，很难从多方面培养学生的综合素质。而新课程强调“将学习的重心从过分强调知识的传承和积累向获取知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的精神”。为此本教学设计和教学实施就是采用学生实验探究和教师演示实验相结合的实验探究教学法。 本节首先通过日常生活经验和观察中的两个实例，提出问题，加上老师的即时演示实验，其现象更加深学生心中的疑惑，激发他们求知探索的欲望，更易引起学习的兴趣。然后学生亲身进行实验探究来感受向心力。当学生对向心力的概念有了一定的认识后，就进一步提出向心力的大小与哪些因素有关呢？可以先让学生根据前述实验做出猜想，然后再让学生设计实验对猜想进行验证，教师可以按照教材的设计指导学生完成，进一步强化学生对向心力的感性认识。 教学过程 教学环节 （注明每个环节预设的时间）教师活动 学生活动 设计意图 情景设疑 引入1、什么力来维持行星绕太阳的运动 呢？ 2、为学生创设感兴趣的游戏情景，拿 对于学生的知识水 平，对这个问题会 产生浓厚的兴趣， 但很难在短时间内 想出办法，学生会 感兴趣的思考讨 论。 从日常生 活情景中 构建物理 情景，以培 养学生把 生活与物 理联系一
高中物理向心力教案 作为一位辛劳耕耘的教育工作者，可能需要进行教案编写工作，教案是教学活动的总的组织纲领和行动方案。快来参考教案是怎么写的吧！下面是由作者给大家带来的高中物理向心力教案5篇，让我们一起来看看！ 高中物理向心力教案篇1 一、教学目标 1.物理知识方面： (1)知道匀速圆周运动是变速运动; (2)掌控匀速圆周运动的线速度、角速度、周期的物理意义及它们间的数量关系; (3)初步掌控向心力概念及运算公式。 2.通过匀速圆周运动、向心力概念的建立进程，培养学生视察能力、抽象概括和归纳推理能力。 3.渗透科学方法的教育。 二、重点、难点分析 向心力概念的建立及运算公式的得出是教学重点，也是难点。通过生活实例及实验加强感知，突破难点。 三、教具 1.转台、小伞; 2.细绳一端系一个小球(学生两人一组); 3.向心力演示器。 四、主要教学进程
(一)引入新课 演示：将一粉笔头分别沿竖直向下、水平方向、斜向上抛出，视 察运动轨迹。 复习提问：粉笔头做直线运动、曲线运动的条件是什么? 启示学生回答：速度方向与力的方向在同一条直线上，物体做直 线运动;不在同一直线上，做曲线运动。 进一步提问：在曲线运动中，有一种特别的运动情势，物体运动 的轨迹是一个圆周或一段圆弧(用单摆演示)，称为圆周运动。请同学们 罗列实例。 (学生举例教师补充) 电扇、风车等转动时，上面各个点运动的轨迹是圆大到宇宙天体 如月球绕地球的运动，小到微观世界电子绕原子核的运动，都可看做圆 周运动，它是一种常见的运动情势。 提出问题：你在跑400米过弯道时身体为何要向弯道内侧微微倾斜?铁路和高速公路的转弯处以及赛车场的环形车道，为何路面总是外 侧高内侧低?可见，圆周运动知识在实际中是很有用的。 引入：物理中，研究问题的基本方法是从最简单的情形开始。 板书：匀速圆周运动 (二)教学进程设计 摸索：什么样的圆周运动最简单? 引导学生回答：物体运动快慢不变。 板书：1.匀速圆周运动 物体在相等的时间里通过的圆弧长相等，如机械钟表针尖的运动。
《向心力》说课稿 第一篇：《向心力》说课稿 《向心力》说课稿 一、说教材： 1.新老教材比较 老教材是从日常现象观察、猜测向心力会与什么因素有关，然后运用控制变量法（利用向心力演示仪）得出向心力的表达式，再根据牛二定律推导出向心加速度表达式，对向心加速度表达式an没有进行理论推导，总体思路是由向心力这个本质到向心加速度这个现象。 新教材的设计思路正好相反，从现象到本质，从特殊到一般，教材先从生活，生产中很多圆周运动的现象得出速度方向变化必须要有加速度，在通过数学推导（体现极限思想）得出向心加速度的表达式，再根据牛顿第二运动定律推导出向心力的表达式。教材到这儿本可以结束，但是新教材，通过圆锥摆实验粗略验证了向心力表达式（以前是向心力演示仪），这个验证实验起到了一举三得的作用：①验证了向心力表达式的正确性②验证了向心加速度表达式的正确性③验证了匀速圆周运动是由合外力提供向心力。向心力不是具体的力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力，甚至是每个力的分力，是按效果命名的力。 从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般的曲线运动，体现了从特殊到一般的思想，在处理一般曲线运动时也采用微分思想 2.本课在教材中的地位 圆周运动与抛体运动都是很重要的曲线运动，为了学习《向心力》前面已有很多知识铺垫，如：曲线运动的方向、条件、描述圆周运动的概念及物理量，包括向心加速度。这是前，那么后呢？学好本节可以为本章应用部分及万有引力知识做必要准备，所以本节内容具有承上启下，承前启后的作用，是本章乃至本册的重要内容。二、三维目标： 1.知识与技能。1.了解向心力概念，知道向心力是效果力； 2.掌握向心力的表达式，会计算简单情景中的向心力。
高中物理教案模板范文(精选5篇) 篇一：高中物理教案模板范文精选教学目的： 1、知识与技能 (1)解释速度的概念，可以概括速度的定义、公式、符号、单位和物理意义。 (2)解释平均速度、瞬时速度的定义并学会辨析。 (3)可以说出速率的概念并识别速度与速率。 2、过程与方法 (1)在概念转变的教学过程中形成全面、正确的关于速度的概念。 (2)通过平均速度引出瞬时速度的过程，锻炼使用极限思维。 (3)通过对平均速度与瞬时速度、速度与速率的区别和分辨，学会运用辨析的方法。 3、情感态度与价值观 (1)对速度全面正确地解释来积极培育自身科学严谨的态度。 (2)积极将自己的观点及见解与老师、同学进展交流。
(3)通过本节课的学习尝试体会物理学中蕴含的对立统一。 课型： 新授课 课时： 第一课时 学情分析^p ： 一般而言，高一学生在经历了初中阶段的学习后，思维才能得到了较好的开展，抽象逻辑思维逐渐取代形象思维占据主要地位、学生的一般特征主要表现为以下几个方面： (1)学生可以按照探究性学习的过程利用假设思维进展学习; (2)学生在学习过程中自我调控才能得到了进一步加强，学习过程更加具有目的性; (3)在某种程度下学生思维不再是“抱残守缺”，而是较为容易承受新事物; (4)学生学习动机由兴趣支撑逐渐转变为由意志支撑，学习的目的性更加明确; (5)学生之间的交流对于学生学习具有一定的影响； 关于“速度”的学习，学生在初中阶段科学学科中所承受的定义是，单位时间内通过的路程、这与高中对于“速度”的
定义截然不同，学生虽然通过初中阶段的学习具备了一定的根底，但这个根底里大局部仍然是迷思概念、如何将初中阶段所承受到的关于“速度”的迷思概念转变为科学概念，到达一个新的认知平衡是本节课的一条主线、同时也应该认识到学生在初中阶段的学习以及前面关于“位移”、“路程”的学习为本节课奠定了一个很好的根底。 本节课可能存在的问题有两个，一是学生根据初中阶段的学习积累对于“速度”难以产生正确、客观的认识，其中所存在的迷思概念需要在教学过程中进展转变;二是学生对于“平均速度”、“瞬时速度”两个概念可能会有所混淆，老师应该利用课堂呈现的问题情境引导学生进展有效区分。 教学重点： 速度的概念，由平均速度通过极限的思维方法引出瞬时速度。 教学难点： 对瞬时速度的理解，怎样由平均速度引出瞬时速度。 教学方法： 问题情境引入、探测已有概念、产生认知冲突、解构迷思概念和建构科学概念、形成新的认知平衡。 教学过程：