作為一位兢兢業業的人民班主任，經常要舉辦教學設計的打算工作，教學設計是教育技術的組成部份，它的功能在于運用系統方式設計教學過程，使之成為一種具有操作性的程序。教學設計要如何寫呢？下邊是小編搜集整理的高中數學《向心力和向心加速度》教學設計，希望還能幫助到你們。
新課程指出“將學習的重心從過于指出知識的弘揚和積累向獲取知識的探究過程轉化，從中學生被動接受知識向主動獲取知識轉化，進而培養中學生的探究能力、實事求是的科學心態和勇于創新的精神”。因此本教學設計和教學施行就是采用中學生實驗探究和班主任演示實驗相結合的實驗探究教學法。
教學內容
《普通中學課程標準實驗教科書·物理（2）》（司南版）
教學目標
1、知識與技能
（1）曉得向心力，通過實例認識向心力的作用及向心力的來源。
（2）通過實驗理解向心力的大小與什么誘因有關系，能運用向心力公式進行估算。
（3）曉得向心加速度及其公式，能運用牛頓第二定理剖析勻速圓周運動的向心力和向心加速度。
2、過程與技巧
（1）經歷產生向心力概念的過程，培養中學生觀察、分析、歸納能力。
（2）通過創設一定的問題情景，讓中學生經歷探求向心力F與什么誘因有關的過程，學習控制變量法，培養中學生剖析論證等能力。
3、情感心態與價值觀
學習科學研究方式和科學研究心態，發展中學生對科學的好奇心與求知欲，使中學生樂于探究自然界的奧秘，體驗探求自然規律的辛酸與喜悅，培養中學生主動參與活動的熱情和與別人合作的精神，有將自己的看法與別人交流的心愿，勇于堅持正確觀點，敢于修正錯誤，具有團隊精神。
教材剖析
《向心力和向心加速度》是司南版選修2第三章第二節。本節是本章承上啟下的重要知識，學好這一節可以為學好本章應用部份以及萬有引力的應用作必要打算。教材先講向心力，后講向心加速度，回避了用矢量推導向心加速度這個難點，通過實例給出向心力概念，再通過探究性實驗給出向心力公式F=mrω2或F=mv2/r，然后直接應用牛頓第二定理得出向心加速度的表達式a=rω2或a=v2/r，順理成章，以便中學生接受。
學情剖析
在后面的教學中，中學生早已學習了勻速圓周運動。曉得描述勻速圓周運動快慢的數學量有線速率、角速率、周期、轉速等，并理解它們之間的關系。曉得在傳動裝置中，共軸的輪子上各點的角速率相等；皮帶轉動（不抱死）中，凡和皮帶接觸的點，線速率的.大小相等。那些都為本節課的學習奠定了基礎。但中學生只是表面曉得勻速圓周運動是一種變速運動，由于它的線速率方向時刻在變，更深一步來剖析，為何線速率的方向時刻在變？是哪些力來改變物體的這些運動狀態，這個力有何特征？中學生將帶著這種疑惑來步入本節課的學習。
教學過程
一、引入新課
1、設置情境
班主任做“水流星”實驗，并設下疑惑：為何盛水的瓶子以一定的速率做圓周運動，水不從杯里灑出，甚至瓶子在豎直面內運動到最低點時，杯口早已朝下，水也不會從杯里灑下來？
[在課堂上創設真實可見的數學情境，通過演示實驗的現象，使中學生形成懸念，迸發好奇心和探求欲望，培養中學生把生活與化學聯系一起的習慣。]
2、復習提問
（1）哪些是勻速圓周運動？
（2）“勻速”的涵義是哪些？
在上節課的基礎上，中學生很快得出答案。班主任引導中學生剖析：因為勻速圓周運動的速率方向時刻在變，所以勻速圓周運動是變速曲線運動。而力是改變物體運動狀態的誘因。這么做勻速圓周運動的物體所受合外力一定不為零。這么物體所受的外力有何特征？加速度如何呢？強調：這兩個問題即是我們這節課要研究的問題，且通過這節課的學習你們即可自行解釋上面小實驗的因果。
[采用這樣的導出法是在備考舊知識的基礎上，提出即將進一步研究的問題，因而使中學生對講授的新內容形成急切求知的欲望，主動積極舉辦思維活動，步入新課的學習。同時能給中學生一種知識的整體感。]
二、向心力
1、實驗探究“小球在光滑水平面做圓周運動”。
（1）、步驟
①一個小球，拴在繩的一端，繩的另一端固定于桌上，原先細繩處于松弛狀態。
②用手輕敲小球，觀察繩繃直前后小球的運動情況。
（2）、借助講義引導中學生討論、分析：
①繩緊繃前，小球做勻速直線運動，小球遭到什么力的作用？
②繩緊繃后，小球做勻速圓周運動摩擦力實驗教學設計，小球遭到什么力的作用？合外力是那個力？這個力的方向有哪些特征？這個力起哪些作用？
（3）、通過討論得到：
①做圓周運動的物體仍然遭到一個指向圓心的力的作用，這個力叫向心力。
②向心力指向圓心，方向不斷變化。是變力。
③向心力的作用療效——只改變運動物體的速率方向，不改變速率大小。
[這實驗簡單易做，療效顯著，通過親身體會中學生獲得了成功的樂趣。討論時班主任應適時介入引導中學生得出正確的推論。]
2、課件展示動漫：
（1）圓柱擺。
（2）物體相對轉盤靜止，隨盤做勻速圓周運動。
（3）車輛拐彎。
（4）衛星繞月球運行。
3、向心力的來源：通過對以上四個圓周運動實例的剖析得出向心力的來源可以是某一個力（重力、彈力、摩擦力）或幾個力的合力，也可以是某個力的分力。
4、應用：中學生嘗試解釋“水流星”的實驗現象。
[向心力的來源是中學生在本章學習中的一個難點，用多媒體呈現直觀剌激材料，易造成中學生注意，提升學習興趣。圓柱擺等現象中，物體都做圓周運動，具有運動方面的共性，由此啟發中學生對那些物體的受力進行剖析，找尋受力方面的共性，使中學生經歷了剖析、比較、歸納等思維過程，也體驗到了成功的喜悅。中學生在未來的學習中可能將向心力當作獨立的一個力，班主任此時應非常強調：受力剖析時，不能多出一個向心力。且①物體做勻速圓周運動時，向心力就是物體所遭到的合外力。②物體做非勻速圓周運動時，向心力物體并非是所遭到的合外力。]
三、向心力的大小
1、實驗探究：體會向心的大小
讓中學生借助身邊的材料如鎖匙串、橡皮擦、筆、細繩等動手實驗并體會向心的大小。
（1）讓中學生用細線連結鎖匙串、橡皮擦、筆等，之后拉住繩的一端，讓鎖匙串、橡皮擦、筆等盡量做勻速圓周運動，改變轉動的快慢、細線的長短多做幾次。
（2）引導中學生推測：向心力的大小可能與物體的質量、角速率、半徑有關。因而在探究向心力大小實驗中應采用控制變量法來研究這一問題。
[該小實驗在此做了改動，與課本上的不盡相同。做該實驗時中學生的體會更直接，更易操作。提醒中學生實驗時應使物體盡可能在水平面內做圓周運動，這樣繩的拉力近似等于向心力。]
講義展示：
2、實驗探究向心力大小
（1）實驗方式：控制變量法。
（2）介紹向心力演示器的構造和使用方式。
（3）實驗過程：
①質量不同的鋼球和鋁球，當它們運動的直徑r和角速率ω相同時，比較向心力的大小。
②兩個質量相同的小球，保持運動直徑相同，觀察向心力與角速率之間的關系。
③兩個質量相同的小球，保持小球運動的角速率相同，觀察向心力的大小與運動直徑之間的關系。
（4）實驗記錄表格
實驗質量比值（m1：m2）直徑比值（r1：r2）角速率比值（ω1：ω2）向心力近似比值（F1：F2）123
（5）實驗推論：
①實驗表明物體做圓周運動所需向心力大小為：
F=mω2r（式中F表示向心力，m表示物體的質量，ω是物體做圓周運動的角速率，r是所做圓周運動的圓周直徑。）
②應用線速率和角速率的關系，上述公式可變形為：
F=mv2/r（式中v是做勻速圓周運動的線速率）
[對于控制變量法學生已有一定程度的認知，因而在中學生的自主探究并提出推測后通過演示實驗師生一起探究最后得出向心力大小的關系式。在介紹向心力演示器的構造和使用方式時班主任可結合傳動裝置中，共軸的輪子上各點的角速率相等，皮帶傳動（不抱死）中，凡和皮帶接觸的點，線速度的大小相等這一知識點讓中學生思索如何控制角速率不變。當中學生明白這一問題后，班主任的演示也可換成中學生的演示。不然，臺上的忙得不亦樂乎，臺下的卻不知所以然，純看熱鬧。]
四、向心加速度：
1、定義：由向心力形成的加速度叫向心加速度。
2、物理意義：它是表示速率方向變化快慢的數學量。
3、向心加速度的大小與方向
（1）引導中學生借助牛頓第二定理推導入向心加速的表達式：a=ω2r。
向心力的大小還可以用F=mν2/r來抒發，同樣向心加速度也可表示為：a=ν2/。
（2）方向：與向心力的的方向一致。沿直徑指向圓心，方向不斷變化，所以勻速圓周運動是變加速運動。
4、動動腦：a=ω2r、a=ν2/r，a與r到底是成反比呢，還是成正比？
強調：當w一定時，a∝r
當v一定時，a∝1/r
5、課本例題：在民航大賽場里，由一系列路標塔指示客機的飛行路徑。在客機拐彎時，飛行員能承受的最大向心加速度大小約為6g（g為重力加速度）。設一客機以150m/s的速率飛行，當加速度為6g時，其路標塔拐彎直徑應當為多少？
六、小結[在小結中需給中學生強調，向心力和向心加速度的公式其實是從勻速圓周運動中推論下來的，但這種公式對變速圓周運動中求某點的向心力和向心加速度也適用。]
七、作業：P723、4、5小題
設計思路
向心力和向心加速度是小學數學的一個難點內容，中學生對于向心力仍然很難理解。為了突破重點，難點，本節課本節首先通過創設真實可見的數學情境，迸發她們的求知欲，造成學習的興趣。然后學生親身進行實驗探究來體會向心力。當中學生對向心力的概念有了一定的認識后，就進一步提出向心力的大小與什么誘因有關呢？再讓中學生動手完成體會向心力大小的小實驗后作出推測，之后利用了向心力演示器進行實驗，因而得出了向心力公式。接著運用牛頓第二定理，給出向心加速度的公式，讓中學生明白勻速圓周運動的向心力和向心加速度的大小不變，但方向時刻在改變。
本教學設計和教學施行都落實了中學數學新課程的目標要求，彰顯了新課程的精神，采取“學生自主探究，班主任啟發學案”的新教法，充分調動中學生自主學習，讓中學生自主探究，親身感受到科學探究的過程。通過實驗探究摩擦力實驗教學設計，讓中學生人人參與，親身體驗探究過程，活躍中學生思維，并在探究中突破教學難點。班主任結合演示實驗，同時充分借助多媒體課輔助教學，使課堂的教學療效大大增強。這是一節科學的、操作性很強的教學設計案例。
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