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探究影响向心力大小的因素
上海市大同中学 李樑
一、教学任务分析
本设计依据的教材是上海市高级中学课本拓展型课程（试用本）《第三章 匀速圆周运动 A向心加速度向心力》。 本单元由基础型课程关于圆周运动的运动学知识拓展到动力学知识，建立向心力、向心加速度概念，深入理解物体做圆周运动的原因，加深对力和运动变化关系的理解，巩固复习之前学习的牛顿定律，也为之后学习振动、功和能知识奠定基础。这节课是本单元拓展型课程的第一课时，在理解圆周运动规律的基础上通过实验、分析、推理等过程，进一步理解向心力、向心加速度的概念，是本单元学习的核心内容。
物体做圆周运动需要有向心力以及向心力的方向、作用、来源等相关知识在基础型课程中已经学习过。本课在此基础上将重点放在用实验探究“向心力与哪些因素有关”的问题上，得到向心力的计算公式，将为学生进一步完善动力学知识,形成完整的运动和相互作用观念打下坚实的基础。
本设计的教学对象是上海市实验性示范性高中选学物理的学生，通过之前的学习，已经了解向心力的概念，知道描述圆周运动的各个物理量及其关系，并经历了多次小组相互协作、相互讨论、相互交流的学习过程，具备了处理问题的一般思路方法：提出问题—分析问题—解决问题。但由于走班教学，学生来自于不同班级，合作学习方面没有高一时那么积极、和谐，实验基础也稍显薄弱，所以，本课通过实验设计，引导学生进行分析、思考，巩固实验探究能力。
本设计通过一个实验现象提出问题“向心力大小与哪些因素有关”，引导学生根据目标分步骤去解决这个复杂问题，通过运用控制变量法，借助向心力实验器进行研究。在探究过程中，如何控制变量、如何处理图像数据得到结论是本节课的难点。本设计采用的方法是先根据视频游戏现象进行大胆猜测，然后介绍器材的结构原理，结合上述猜测内容讨论设计最便捷高效的实验方案，最后学生自主完成实验和数据处理与图像的分析。在此过程中，学生将经历完整的科学探究过程，逐步培养发现问题，提出问题，分析问题，解决问题的能力。同时，学生在“做、想、讲”三个方面进行了体验，丰富了学习经历。本节课的重点放在科学探究过程的实践、科学方法的运用和相关知识的应用上，对改变学生学习方式来说具有重要意义。
本课例还运用信息技术通过网络平台推送预习视频并进行问题投票，落实了课前预习与反馈的学习环节，反馈信息成为课堂教学设计的重要依据，进行了翻转课堂的尝试。
二、教学目标
物理观念 理解向心力大小与哪些因素有关，初步学会使用探究“向心力与哪些因素有关”的实验仪器、实验方法及数据处理和分析的方法，学会用向心力公式处理一些实际问题，进一步形成运动和相互作用观念。
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