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視頻標簽：向心力大小
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：滬科版高一物理必修二第二章探究影響向心力大小的因素-上海
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探究影響向心力大小的因素
一、教學任務分析
本設計依據的教材是上海市高級中學課本拓展型課程（試用本）《第三章 勻速圓周運動 A向心加速度向心力》。 本單元由基礎型課程關于圓周運動的運動學知識拓展到動力學知識，建立向心力、向心加速度概念，深入理解物體做圓周運動的原因，加深對力和運動變化關系的理解，鞏固復習之前學習的牛頓定律，也為之后學習振動、功和能知識奠定基礎。這節課是本單元拓展型課程的第一課時，在理解圓周運動規律的基礎上通過實驗、分析、推理等過程，進一步理解向心力、向心加速度的概念，是本單元學習的核心內容。
物體做圓周運動需要有向心力以及向心力的方向、作用、來源等相關知識在基礎型課程中已經學習過。本課在此基礎上將重點放在用實驗探究“向心力與哪些因素有關”的問題上，得到向心力的計算公式，將為學生進一步完善動力學知識,形成完整的運動和相互作用觀念打下堅實的基礎。
本設計的教學對象是上海市實驗性示范性高中選學物理的學生，通過之前的學習，已經了解向心力的概念，知道描述圓周運動的各個物理量及其關系，并經歷了多次小組相互協作、相互討論、相互交流的學習過程，具備了處理問題的一般思路方法：提出問題—分析問題—解決問題。但由于走班教學，學生來自于不同班級，合作學習方面沒有高一時那么積極、和諧，DIS實驗基礎也稍顯薄弱，所以，本課通過實驗設計，引導學生進行分析、思考，鞏固實驗探究能力。
本設計通過一個實驗現象提出問題“向心力大小與哪些因素有關”，引導學生根據目標分步驟去解決這個復雜問題，通過運用控制變量法，借助DIS向心力實驗器進行研究。在探究過程中，如何控制變量、如何處理圖像數據得到結論是本節課的難點。本設計采用的方法是先根據視頻游戲現象進行大膽猜測，然后介紹器材的結構原理，結合上述猜測內容討論設計最便捷高效的實驗方案，最后學生自主完成實驗和數據處理與圖像的分析。在此過程中，學生將經歷完整的科學探究過程，逐步培養發現問題，提出問題，分析問題，解決問題的能力。同時，學生在“做、想、講”三個方面進行了體驗，豐富了學習經歷。本節課的重點放在科學探究過程的實踐、科學方法的運用和相關知識的應用上，對改變學生學習方式來說具有重要意義。
本課例還運用信息技術通過網絡平臺推送預習視頻并進行問題投票，落實了課前預習與反饋的學習環節，反饋信息成為課堂教學設計的重要依據，進行了翻轉課堂的嘗試。
二、教學目標
物理觀念 理解向心力大小與哪些因素有關，初步學會使用探究“向心力與哪些因素有關”的實驗儀器、實驗方法及數據處理和分析的方法，學會用向心力公式處理一些實際問題，進一步形成運動和相互作用觀念。
科學思維 感受分析、比較、歸納、控制變量等科學方法，感受物理規律的實際應用。 科學探究 通過實驗，經歷完整的科學探究過程；感受控制變量的方法；在小組同學代表交流實驗過程及實驗結論的過程中，運用交流與傾聽的學習方法。
科學態度與責任 通過觀察、實驗等探究過程，激發好奇心和求知欲，養成樂于研究事物的習慣，在實驗探究的過程中，體驗交流、合作的團隊精神。
三、教學重點與難點
教學重點：用DIS向心力實驗儀探究向心力公式。
教學難點：實驗過程中控制變量法的應用和對圖像數據的分析。
四、教學資源
實驗器材： DIS向心力演示儀，英知網在線學習平臺等。
五、教學設計思路
本課的教學設計是首先利用網絡平臺推送一個實驗現象視頻，并提出一些問題落實預習環節，通過網絡預習的結果統計引出問題：“向心力的大小與哪些因素有關？”；然后是根據DIS器材的特點分析、討論，確定驗證向心力公式的實驗設計；接下來體驗向心力與多個物理量關系的實驗和數據處理，感受控制變量法的實際過程；最后進行知識運用與課堂小結。
本設計要突出的重點是：探究向心力公式，實驗方案的設計。為突出重點，本設計在提出問題后，經過分析、推理，讓學生體驗、交流、討論后說出自己的意見設計出合理的方案，之后才進入核心環節進行動手實驗。通過這樣的設計，試圖激發學生的探究意識，逐步培養學生的探究能力，形成良好的科學素養。
本設計要突破的難點是：學生實驗過程中控制變量法的應用和對圖像數據的分析和處理，采用的是先教師示范，引導學生分步驟解決復雜問題，然后由學生合作共同完成圖像的分析，進而得到實驗結論。
六、教學流程
情景I
網絡推送 視頻問題
影響向心力因素 與公式
活動I 觀察器材 討論方案
實施控制變量法的實驗方案
活動IV
小結
向心力公式
活動II 實驗 探究
情景II 應用 解決問題
活動III 數據處理 歸納
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1. 教學流程圖 2. 流程圖說明
情景I 預習反饋
利用網絡平臺推送一個實驗現象視頻，并提出一些問題落實預習環節，通過網絡預習的結果統計引出問題：“向心力的大小與哪些因素有關？”
活動I 觀察、分析、討論
根據DIS器材的特點分析、討論，確定控制變量法的實施方案，完成驗證向心力公式的實驗設計。
活動II 學生實驗探究
分組實驗，通過DIS向心力實驗儀用控制變量法探究向心力F與m、ω、r的關系。
活動III 學生數據處理、交流
利用軟件分析數據圖像，各組交流數據與實驗結論合作完成驗證向心力公式任務。 備注：此活動是為了落實教學目標（初步學會使用探究“向心力與哪些因素有關”的實驗儀器、實驗方法及數據處理和分析的方法）而設計，同時給予學生交流實驗過程及實驗結論的機會，培養學生交流與傾聽的學習能力。
情景 II 應用
知識運用，進行簡單的計算，并解釋實驗視頻中的現象。 活動IV 小結
總結思維方法、實驗與數據處理過程，能力提升。 3. 教學主要環節 本設計主要可分為四個主要的教學環節：
第一環節：網絡平臺推送預習，反饋預習情況并提出問題；
第二環節：根據DIS器材的特點分析、討論，確定驗證向心力公式的實驗設計； 第三環節：體驗向心力與多個物理量關系的實驗和數據處理，感受控制變量法的實際過程；
第四環節：知識運用，進行簡單的計算，并解釋實驗視頻中的現象。 4. 板書設計
一、向心力公式 二、控制變量法 三、數據處理 四、小結 5、作業布置
完成實驗報告課后思考題，觀看在線課堂視頻并完成習題。
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