勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力與向心加速度之實(shí)驗(yàn):探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系 說(shuō)課課件-2024-2025學(xué)年高一下學(xué)期物理教科版(2019)必修第二冊(cè)_第1頁(yè)
勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力與向心加速度之實(shí)驗(yàn):探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系 說(shuō)課課件-2024-2025學(xué)年高一下學(xué)期物理教科版(2019)必修第二冊(cè)_第2頁(yè)
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實(shí)驗(yàn)說(shuō)課探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系目錄CONTENTS01教學(xué)分析02實(shí)驗(yàn)器材03實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)04實(shí)驗(yàn)原理05實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)06實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容07實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程08實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)一教學(xué)分析教

材來(lái)源于教科版高中物理必修二、第二章第二節(jié)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度選題背景常規(guī)實(shí)驗(yàn)只能定性或者半定量探究向心力與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系,如何定量研究?教學(xué)分析二實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)器材數(shù)字一體化實(shí)驗(yàn)器材無(wú)線向心力實(shí)驗(yàn)器主體T型把手人字形底座光電門傳感器力傳感器三實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)1.裝置上的改進(jìn):2.技術(shù)上的改進(jìn):實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)3.數(shù)據(jù)處理上的創(chuàng)新:實(shí)驗(yàn)中采用了光電門傳感器、力傳感器、數(shù)據(jù)采集器等電子化儀器來(lái)收集大量數(shù)據(jù),提高測(cè)量精度通過(guò)計(jì)算機(jī)以及高中科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)V1.0軟件實(shí)時(shí)展示測(cè)量結(jié)果,定量探究向心力的公式F=mω2r。四實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理力傳感器:橫桿所受拉力大小通過(guò)力傳感器實(shí)時(shí)顯示。橫桿對(duì)重物的拉力F提供向心力原

圖?改變重物來(lái)改變質(zhì)量m;?改變重物重心到圓心O的距離來(lái)改變r(jià);?轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)角速度ω會(huì)從大到小減??;?力傳感器測(cè)得其向心力F的變化。五實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)?通過(guò)對(duì)向心力的研究,深化理解向心力知識(shí);?通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、設(shè)計(jì)方案、改進(jìn)裝置、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、合作交流,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究和創(chuàng)新意識(shí);?通過(guò)數(shù)字化實(shí)驗(yàn),了解現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)和手段,提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。(一)課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容要求通過(guò)實(shí)驗(yàn),探究并了解勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系。(二)核心素養(yǎng)目標(biāo)(三)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重難點(diǎn)?教學(xué)重點(diǎn):培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力,形成科學(xué)思維與探究能力。?教學(xué)難點(diǎn):引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)并改進(jìn)實(shí)驗(yàn),定量研究向心力與三者的關(guān)系。六實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容(一)趣味演示實(shí)驗(yàn):

利用小球提礦泉水瓶,引導(dǎo)學(xué)生感受向心力的魅力(二)學(xué)生體驗(yàn)教材第35頁(yè)上實(shí)驗(yàn)探究(控制變量法):

半定量研究向心力與三者之間的關(guān)系(三)數(shù)字化實(shí)驗(yàn):學(xué)生分組定量探究向心力F與三者之間的關(guān)系▲(1)實(shí)驗(yàn)器材及實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建(2)實(shí)驗(yàn)操作

(3)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(4)驗(yàn)證向心力公式七實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程(一)趣味演示實(shí)驗(yàn)(發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣)實(shí)驗(yàn):利用小球提礦泉水瓶長(zhǎng)1m的細(xì)繩,一端接球(鐵球/塑料球),中間穿過(guò)中性筆筆筒,另一端接一瓶礦泉水。實(shí)驗(yàn)效果:做圓周運(yùn)動(dòng)的小球,滿足一定條件時(shí),可以拉起比自己重幾十倍的水。

——感受向心力實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程(二)控制變量法:半定量研究向心力與三者關(guān)系實(shí)驗(yàn):學(xué)生按照教材第35頁(yè)上步驟,采用控制變量法進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)探究。該裝置缺點(diǎn):一是不易操作,讀數(shù)不穩(wěn)定;二是該實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)組數(shù)較少,且不能定量得出向心力公式。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程(三)數(shù)字化實(shí)驗(yàn):定量探究向心力與三者關(guān)系(1)實(shí)驗(yàn)器材及實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程(三)數(shù)字化實(shí)驗(yàn):定量探究向心力與三者關(guān)系(2)實(shí)驗(yàn)操作探究一:控制m、r不變,探究F的大小與ω的關(guān)系F-ω圖像F-ω2圖像結(jié)論:F的大小與ω2成正比實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程(三)數(shù)字化實(shí)驗(yàn):定量探究向心力與三者關(guān)系(2)實(shí)驗(yàn)操作探究二:控制m、ω不變,探究F的大小與r的關(guān)系

次數(shù)半徑r/m質(zhì)量m/kg力F/N10.060.051.5720.080.052.0130.100.052.4040.120.052.76實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)F-r圖像結(jié)論:F的大小與r成正比實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程(三)數(shù)字化實(shí)驗(yàn):定量探究向心力與三者關(guān)系(2)實(shí)驗(yàn)操作探究三:控制ω、r不變,探究F的大小與m的關(guān)系次數(shù)半徑r/m質(zhì)量m/kg力F/N10.100.052.2820.100.031.5430.100.021.14實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)F-m圖像結(jié)論:F的大小與m成正比實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程(三)數(shù)字化實(shí)驗(yàn):定量探究向心力與三者關(guān)系實(shí)驗(yàn)規(guī)律:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小,跟轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r成正比,跟角速度的平方成正比,跟物體的質(zhì)量m成正比,即F∝mω2r。(3)驗(yàn)證向心力公式取ω值及對(duì)應(yīng)實(shí)時(shí)測(cè)量的F的實(shí)驗(yàn)數(shù)值;將ω、r、m值帶入公式計(jì)算出理論值。誤差范圍內(nèi),實(shí)驗(yàn)值與理論值近似相等。即F=mω2r。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在誤差允許范圍內(nèi),向心力F=mω2r。八實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)

(1)無(wú)線向心力實(shí)驗(yàn)器測(cè)量精度高,操作方便,可以讓學(xué)生定量探究向心力的大小與物體的質(zhì)量、角速度和半徑的關(guān)系。

(2)數(shù)據(jù)處理借助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件,提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性的同時(shí),大幅度提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。

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