向心加速度教學(xué)設(shè)計(jì)（楊平）

1、向心加速度教學(xué)設(shè)計(jì)長(zhǎng)沙縣三中：楊平教材分析：本課是人教版高中物理必修2第5章曲線運(yùn)動(dòng)的第5節(jié)。是在學(xué)習(xí)了描述圓周運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)物理量后，進(jìn)一步從運(yùn)動(dòng)的角度深入分析物體做圓周運(yùn)動(dòng)的特征。是力和運(yùn)動(dòng)知識(shí)在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，是為解決圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析問題所學(xué)的準(zhǔn)備知識(shí)，也是學(xué)習(xí)萬有引力定律及其應(yīng)用的知識(shí)基礎(chǔ)。本節(jié)具有承前啟后的重要作用。學(xué)情分析：（1）高一學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的特點(diǎn)是：開始從具體的形象思維向抽象邏輯思維過渡，但思維還常常與感性經(jīng)驗(yàn)直接相聯(lián)系，仍需具體形象的圖片、動(dòng)畫來支持。（2）學(xué)生在初中時(shí)沒有接觸過向心加速度的概念。（3）學(xué)生已學(xué)習(xí)過矢量知識(shí)，但將其應(yīng)用到物理中來，理解上會(huì)感到一定的困難，在教學(xué)

2、中應(yīng)注重講解思想方法，對(duì)定量計(jì)算不應(yīng)做具體要求。教學(xué)目標(biāo)1.通過實(shí)驗(yàn)引入和理論引導(dǎo)探究,搞清勻速圓周運(yùn)動(dòng)加速度的特點(diǎn),掌握向心加速度的公式。2.在實(shí)驗(yàn)引入和理論引導(dǎo)探究的過程中,讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)研究的思想方法。3.通過對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)加速度的研究,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的精神，嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的治學(xué)態(tài)度。德育目標(biāo) 1.領(lǐng)略圓周運(yùn)動(dòng)的神奇和諧，發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與學(xué)習(xí)物理知識(shí)的求知欲。 2.樂于探究日常生活中的圓周運(yùn)動(dòng)所隱藏的物理規(guī)律，有將物理知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的意識(shí)。 3.滲透共性與個(gè)性的辯證統(tǒng)一規(guī)律。教學(xué)重點(diǎn) 1.通過實(shí)驗(yàn)感知向心加速度的方向。 2.利用極限思想科學(xué)的探究出向心加速度的方向和大小a=r2=

3、2/r。教學(xué)難點(diǎn) 向心加速度方向的確定和大小的求解表達(dá)式教學(xué)資源多媒體、FLASH課件、幾何畫板、視頻【教學(xué)流程】開始視頻導(dǎo)入：展示生活中的圓周運(yùn)動(dòng)。（調(diào)動(dòng)好奇心，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣）討論分析：物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)受力方向如何？加速度方向應(yīng)該指向什么方向？得出結(jié)論：任何做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度都指向圓心向心加速度復(fù)習(xí)回顧：直線運(yùn)動(dòng)中加速度的定義式。討論分析：速度的變化量探究：根據(jù)定義，探究向心加速度大小的表達(dá)式拓展推導(dǎo)：根據(jù)線速度與角速度、周期、頻率的關(guān)系推導(dǎo)變形公式課堂練習(xí)：設(shè)計(jì)相關(guān)的練習(xí)，當(dāng)堂檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況結(jié) 束教學(xué)過程（一）激起探究愿望引出向心加速度衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)觀看視頻： 1提醒學(xué)

4、生注意衛(wèi)星軌跡。2提示學(xué)生衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)可類比于什么運(yùn)動(dòng)？建立模型：輕繩栓一小球,在光滑水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。3引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)過的描述勻速度圓周運(yùn)動(dòng)的物理量去說明小球的運(yùn)動(dòng)。并考慮線速度、角速度、轉(zhuǎn)速、周期是否變化？4勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)還是勻速運(yùn)動(dòng)？ （引出加速度）（二）啟發(fā)探究思考與實(shí)踐探究向心加速度1怎么研究加速度呢？（提示加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的橋梁） 2從力的角度來探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度。（1）勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度方向。怎么探究加速度方向？（提示物體加速度方向與受到合外力方向一致）分析做勻速圓周運(yùn)動(dòng)小球受力。衛(wèi)星受力方向？做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體加速度方向？（引出向心加速度）讓學(xué)生體驗(yàn)向心

5、加速度。（甩臂子，體會(huì)肩部的力）引導(dǎo)學(xué)生建立模型認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)。小結(jié)：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體加速度指向圓心，這個(gè)加速度稱為向心加速度。符號(hào)：。（三）引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理論探究深入探究向心加速度 1加速度的定義式是怎么表達(dá)的？（，其中為速度的變化量，由這個(gè)表達(dá)式可知加速度的方向與速度變化量 的方向相同。由此可見，若要確定加速度我們可以轉(zhuǎn)換為確定速度變化量。）2理論探究圓周運(yùn)動(dòng)的加速度方向 圓周運(yùn)動(dòng)的加速度方向設(shè)質(zhì)點(diǎn)沿半徑為r 的圓做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻位于A點(diǎn)，速度為，經(jīng)過時(shí)間t 后位于B點(diǎn)，速度為，我們應(yīng)該按什么樣的思路討論質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度的方向呢？（1）在A、B兩點(diǎn)畫速度矢量和時(shí)，要注意什么？分別做出質(zhì)點(diǎn)

6、在A、B兩點(diǎn)的速度矢量和，由于是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，和的長(zhǎng)度是一樣的。 （2）如何求出速度的變化量？為便于對(duì)和做比較，將的起點(diǎn)移到B點(diǎn)，同時(shí)保持的長(zhǎng)度和方向不變。（3）如何畫出質(zhì)點(diǎn)由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度的變化量v？以的箭頭端為起點(diǎn)、的箭頭端為終點(diǎn)做矢量，就是質(zhì)點(diǎn)由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度變化量。（4）表示的意義是什么？是質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的平均加速度。由于與的方向相同，它代表了加速度的方向。（5）怎么確定瞬時(shí)加速度？（提示學(xué)生用極限法）但當(dāng)t很小很小時(shí)，A和B兩點(diǎn)非常接近，和也非常接近。由于和的長(zhǎng)度相等，它們與組成等腰三角形，當(dāng)t很小很小時(shí)，也就與或（）垂直，即與半徑平行，或說指向圓心了。4理論探究圓

7、周運(yùn)動(dòng)的加速度大小設(shè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的線速度的大小為v ，軌跡半徑為r。經(jīng)過時(shí)間t，物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。嘗試用v 、r 寫出向心加速度的表達(dá)式。（學(xué)生推導(dǎo)，教師加以引導(dǎo)，提示利用相似三角形。并把學(xué)生推導(dǎo)過程投影出來）：、組成的三角形與三角形ABO相似，所以，即，當(dāng)很小很小時(shí)，有，即。課堂練習(xí)：例1.思考：1.從公式a=v2/r看,向心加速度與圓周運(yùn)動(dòng)的半徑成反比；從公式a=r2看，向心加速度與半徑成正比，這兩個(gè)結(jié)論是否矛盾？在y=kx這個(gè)關(guān)系式中，說y與x成正比，前提是什么？2.自行車的大齒輪、小齒輪、后輪三個(gè)輪子的半徑不一樣，它們的邊緣上有三個(gè)點(diǎn)A、B、C。其中哪兩點(diǎn)向心加速度的關(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”? 做出解釋。例2. 關(guān)于北京和廣州隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度，下列說法中正確的是 A、它們的方向都沿半徑指向地心B、它們的方向都平行于赤道平面指向地軸C、北京的向心加速度比廣州的向心加速度大D、北京的向心加速度比廣州的向心加速度小例3.如圖所示,O1為皮