2019-2020學(xué)年高中物理人教版（2019）必修第二冊(cè)教案：第六章 第三節(jié) 向心加速度 含解析

1、祝學(xué)子學(xué)業(yè)有成，取得好成績(jī)第六章 圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度教學(xué)設(shè)計(jì)科目物理課題向心加速度課時(shí)1課時(shí)教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)一知識(shí)與技能1。 理解向心加速度的大小和方向,并能用其處理簡(jiǎn)單的物理問(wèn)題；2. 會(huì)用矢量圖表示速度變化量與速度之間的關(guān)系，理解加速度與速度、速度變化量的區(qū)別；二過(guò)程與方法1。通過(guò)體驗(yàn)向心加速度導(dǎo)出過(guò)程，提高學(xué)生的分析和概括能力；2.經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，體驗(yàn)科學(xué)探究的思維方法，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析的能力.3 情感態(tài)度與價(jià)值觀1.通過(guò)計(jì)算向心加速度的大小，培養(yǎng)他們謙虛好學(xué)的思想和實(shí)事求是的態(tài)度。2。培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解決物理問(wèn)題的科學(xué)思維方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維過(guò)程以及初步的觀察、分析和

2、概括能力。教學(xué)重、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1. 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度的大小以及方向;2。 對(duì)于向心加速度的理解以及向心加速度與線速度、角速度、周期的關(guān)系.教學(xué)難點(diǎn):1。 區(qū)別加速度與速度、速度變化量； 2。 向心加速度公式的理解和應(yīng)用；探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度和向心加速度的關(guān)系。教學(xué)準(zhǔn)備課件教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖1 導(dǎo)入新課：天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室在軌飛行時(shí)，可認(rèn)為它繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。盡管線速度大小不變,但方向卻時(shí)刻變化，因此,它運(yùn)動(dòng)的加速度一定不為0。那么，該如何確定它在軌飛行時(shí)加速度的方向和大小呢?【教師提出問(wèn)題】對(duì)于上述的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該怎樣分析它的加速度呢?講授新課：（1）勻速圓周運(yùn)動(dòng)

3、的加速度方向【教師引導(dǎo)提問(wèn)】通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道,做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,速度一定是變化的，即作曲線運(yùn)動(dòng)的物體，一定有加速度，且合外力不為零。我們還知道,對(duì)于一般的曲線運(yùn)動(dòng)，合外力和加速度總指向曲線的凹測(cè)，圓周運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，那么做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，加速度的大小和方向如何來(lái)確定呢?1 向心加速度:物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受合力提供向心力，合力的方向總是指向圓心，根據(jù)牛頓第二定律，物體運(yùn)動(dòng)的加速度方向與它所受合力的方向相同。因此，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度總是指向圓心?！窘處熞龑?dǎo)】我們知道，加速度是速度的變化率.在研究直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們?cè)ㄟ^(guò)分析速度變化的情況，得出直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向。其實(shí)

4、,在研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，同樣可以通過(guò)這種辦法來(lái)確定加速度的方向.【教師總結(jié)】向心加速度與合加速度的關(guān)系（1）物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),向心加速度就是物體運(yùn)動(dòng)的合加速度.(2)物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，合加速度可分解為沿圓周切線方向的分量和指向圓心方向的分量，其指向圓心方向的分量就是向心加速度?！窘處熝a(bǔ)充】速度變化量：速度是矢量，速度的變化量v也是矢量,是矢量式,如圖所示，其運(yùn)算滿(mǎn)足平行四邊形定則或三角形定則?！窘處熞龑?dǎo)提問(wèn)】那么，不在同一條直線上的速度變的速度變化量？【學(xué)生討論】小組討論,舉例【教師總結(jié)】不在同一條直線上的速度的變化量遵循平行四邊形定則或三角形定則，即從同一點(diǎn)作出初速度矢量和末速度矢量

5、,初速度矢量的末端到末速度矢量的末端作出的矢量就是速度的變化量，如圖上所示。例如:平拋運(yùn)動(dòng)，物體以初速度平拋軌跡，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后(物體未落地)，末速度v方向延軌跡的切線方向，其速度的變化量v的方向豎直向下。（2)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度大小【教師提問(wèn)】那么，我們知道了向心加速度的方向，向心加速度的大小又要怎樣判斷?向心加速度的大?。河上蛐牧Υ笮〉谋磉_(dá)式與牛頓第二定律f=ma，可以得出向心加速度的大小.表達(dá)式：或【思考與討論】從公式看，線速度一定時(shí)，向心加速度與圓周運(yùn)動(dòng)的半徑成反比；從公式看,角速度一定時(shí),向心加速度與半徑成正比。自行車(chē)的大齒輪、小齒輪、后輪的半徑不一樣,它們的邊緣有三個(gè)點(diǎn)a、b、c

6、，如圖所示。其中哪兩點(diǎn)向心加途度的關(guān)系適用于“向心加速度與半徑成正比”，哪兩點(diǎn)適用于“向心加速度與半徑成反比?給出解釋.【教師總結(jié)】對(duì)于多個(gè)變量的表達(dá)式的理解一定要學(xué)會(huì)利用控制變量法。b、c兩點(diǎn)是同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，由知兩點(diǎn)向心加速度與半徑成正比。a、 b兩點(diǎn)在同一條鏈條上，線速度相等,由知a、b兩點(diǎn)向心加速度與半徑成反比.(3）向心加速度的應(yīng)用【教師總結(jié)】（1） 公式a) 基本公式：，b) 拓展公式：（2） 確定傳動(dòng)裝置中線速度與角速度及向心加速度關(guān)系的關(guān)鍵有三點(diǎn)：其一是同一輪上各點(diǎn)的角速度相等;其二是皮帶不打滑時(shí)，皮帶傳動(dòng)的兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等;其三是靈活選擇向心加速度的表達(dá)式

7、.【教師引導(dǎo)補(bǔ)充】圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度理解的幾個(gè)誤區(qū)（1）勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度和向心加速度有什么關(guān)系、勻速圓周運(yùn)動(dòng)是否為勻變速運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度和向心加速度含義相同。由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度始終指向圓心，其大小不變，但方向時(shí)刻在改變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)不是勻變速運(yùn)動(dòng)。(2）向心加速度的表達(dá)式是否只適用于勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度的表達(dá)式不僅適用于勻速圓周運(yùn)動(dòng)，也適用于變速圓周運(yùn)動(dòng)；在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中向心加速度大小不變，方向時(shí)刻改變；在變速圓周運(yùn)動(dòng)中向心加速度大小、方向時(shí)刻改變；但無(wú)論哪一類(lèi)圓周運(yùn)動(dòng),向心加速度始終指向圓心。(3)在圓周運(yùn)動(dòng)中向心加速度大，速度變化是否快對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng),角速度表示了速

8、度方向變化的快慢，根據(jù)，對(duì)速率相同的質(zhì)點(diǎn),向心加速度大，表示線速度方向變化快。2 課堂練習(xí)：1、關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的向心加速度方向，下列說(shuō)法正確的是（ )a。與線速度方向始終相同 b。與線速度方向始終相反c.始終指向圓心 d。始終保持不變答案:c2、關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度的物理意義，下列說(shuō)法中正確的是( ）a它描述的是線速度大小變化的快慢 b它描述的是角速度大小變化的快慢c它描述的是線速度方向變化的快慢 d以上說(shuō)法均不正確答案：c3、如圖所示，自行車(chē)的大齒輪、小齒輪、后輪的半徑之比為4：1:16，在用力蹬腳踏板前進(jìn)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是（ )a。小齒輪和后輪的角速度大小之比為16：1

9、b。大齒輪和小齒輪的角速度大小之比為1：4c。大齒輪邊緣和后輪邊緣的線速度大小之比為1:4d。大齒輪和小齒輪邊緣的向心加速度大小之比為4:1答案：b4、如圖所示，為一皮帶傳動(dòng)裝置，右輪的半徑為r,a是它邊緣上的一點(diǎn),左側(cè)是一輪軸,左側(cè)大輪的半徑為4r,小輪的半徑為2r,b點(diǎn)在小輪上,到小輪中心的距離為r,c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動(dòng)過(guò)程中，皮帶不打滑，則( ）a.a點(diǎn)與b點(diǎn)的線速度大小相等b.a點(diǎn)與b點(diǎn)的角速度大小相等c.a點(diǎn)與c點(diǎn)的線速度大小相等d.a點(diǎn)與d點(diǎn)的向心加速度大小相等答案：cd5、共享單車(chē)是一種新型、便捷的公共交通方式。如圖是某共享單車(chē)采用的無(wú)鏈傳動(dòng)系統(tǒng)，杜絕了

10、傳統(tǒng)自行車(chē)“掉鏈子”問(wèn)題。利用圓錐齒輪90軸交，將動(dòng)力傳至后軸,驅(qū)動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)。在圓錐齒輪90軸交的示意圖中，a是圓錐齒輪轉(zhuǎn)軸上的點(diǎn),b、c分別是圓錐齒輪邊緣上的點(diǎn)，a、b、c三點(diǎn)到各自圓錐齒輪中心軸的距離分別記為和 ().下列說(shuō)法正確的是（ ）a。b與c點(diǎn)的角速度關(guān)系b.c與a點(diǎn)的線速度關(guān)系c。b與a點(diǎn)的角速度關(guān)系d.a與c點(diǎn)的向心加速度關(guān)系答案：b學(xué)生觀察圖片思考討論學(xué)生經(jīng)過(guò)老師引導(dǎo),思考勻速圓周運(yùn)動(dòng)加速度的方向需要學(xué)生理解分析小組間討論速度的變化量，并且舉出例子說(shuō)明通過(guò)思考與討論,正確的理解向心加速度的大小和方向理解圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度的定義、公式和物理意義學(xué)生練習(xí)學(xué)生練習(xí)通過(guò)聯(lián)系航空航天知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引出本節(jié)課題通過(guò)聯(lián)系之前已知的知識(shí)，引入“向心加速度鍛煉學(xué)生的獨(dú)立思考的能力學(xué)會(huì)用控制變量的思維思考各個(gè)物理量之間的數(shù)量關(guān)系引導(dǎo)學(xué)生自主總結(jié)了解圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度的公式應(yīng)用鍛煉學(xué)生的理解和解決實(shí)際的能力，掌握常見(jiàn)勻速圓周運(yùn)動(dòng)中向心加速度的理解誤區(qū)鞏固本節(jié)知識(shí)鞏固本節(jié)知