向心加速度教学设计

向心加速度教学设计编制仅供参考审核批准生效日期地址：电话：传真:邮编:向心加速度教学设计设计：11级物理学7班朱晨【教材分析】向心加速度是人教版高中物理必修2第五章曲线运动第六节内容。在上一节学习了圆周运动的基础上，学生们了解到对于圆周运动可运用线速度(v)和角速度(ω)这两个物理量来描述。对于圆周运动，即使是匀速圆周运动，由于运动方向在不断改变，所以也是变速运动。既然是变速运动，就会有加速度。再联系到必修1中，描述直线运动的物理量有速度(v)与加速度(a)。结合圆周运动，不难得出，做圆周运动的物体也具有加速度，并且可通过生活中的实例确定：做匀速圆周运动的物体，所受合外力指向圆心，因此加速度方向也指向圆心。本节课主要是通过对匀速圆周运动的分析，进而推导出向心加速度大小的表达式。因此，如何得出向心加速度大小的表达式是本节课的重点与难点。【学情分析】知识基础通过必修1《速度变化快慢的描述—加速度》的学习，学生已经掌握加速度的概念是：加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值，通常用代表，若用表示速度在时间间隔内发生的变化，则有。同时，经过上节内容的学习，容易想到要研究匀速圆周运动的向心加速度，可以从匀速圆周运动的速度变化量入手来探索向心加速度。利用图示法画出做匀速圆周运动物体速度的变化量，类比直线运动，通过数形结合的思想，经过严谨的数学推导，从而得出向心加速度大小的表达式。思维特征学生为高一的孩子，好奇心强，具有较强的探究欲望；并且已经学过直线运动加速度的由来和物体做曲线运动的条件及描述圆周运动的物理量。同时学生也具备了一定的数学基础。因此，作为老师要善于发挥学生的主体作用，积极引导学生思考、分析问题情境，培养他们的类比思维和逻辑推理能力。经历一步一步推算的过程，最终得出结论。心理特征探索描述物理现象的物理量总是和生活实际紧密相联的，即物理来源于生活，而又不停留于生活中的事物的表象，物理研究的是事物的本质。通过现象看本质是学习物理的基本心理特征。在研究一个新的物理量时，我们总是从已知的物理量着手，结合原来已经掌握的规律和研究方法来探究未知物理量。针对这两个特征，可以在课堂上再现一些生活中的实验，运用已知探索未知。同时在课堂上进行实验可以充分调动学生的积极性，激发学生的好奇心，让学生由被动的接收知识转变为自己主动探求知识。【教学目标】一、知识与技能：1、理解向心加速度的概念。2、了解向心加速度大小的推导过程。知道匀速圆周运动向心加速度的公式，会解答有关问题；二、过程与方法：1、要通过对物体做圆周运动的实例进行分析入手，从而认识到：做匀速圆周运动的物体所受合力指向圆心，所以物体的加速度也指向圆心。2、通过充分讨论向心加速度来源、向心加速度大小可能与哪些因素有关，并演示实验进行探究活动。3、领会推导向心加速度时运用到的研究物理量类比的方法和数学上极限的思维。三、情感态度与价值观：1、领略到物理就在自己的身边，体验自然界的奇妙与和谐，发展好奇心与求知欲；2、意识到物理规律在现实生活中的重要作用，增强对物理学习的兴趣；3、在利用实验并结合数学方法推导得出结论的过程中，逐步树立严谨治学的态度和正确的认识观。【教学重点和难点】重点：1、体会直线运动加速度的定义，类比理解圆周运动向心加速度2、掌握向心加速度的计算公式。难点：1、向心加速度方向的确定过程和向心加速度公式的推导与应用。【教学设备】多媒体课件、小球、细线、图钉等。【教学流程】开始开始 结束课堂练习：设计相关简单的练习，当堂检验学生对知识的掌握情况拓展推导：根据线速度与角速度、周期、频率的关系推导变形公式实验探究：根据实验与定义，探究向心加速度大小的表达式讨论分析：速度的变化量复习回顾：直线运动中加速度的定义式。得出结论：任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心→向心加速度讨论分析：结束课堂练习：设计相关简单的练习，当堂检验学生对知识的掌握情况拓展推导：根据线速度与角速度、周期、频率的关系推导变形公式实验探究：根据实验与定义，探究向心加速度大小的表达式讨论分析：速度的变化量复习回顾：直线运动中加速度的定义式。得出结论：任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心→向心加速度讨论分析：物体做圆周运动时受力方向如何加速度方向应该指向什么方向视频导入：展示生活中的圆周运动。（调动好奇心，激发学习兴趣）

【教学内容与过程】教学环节教学内容教师活动学生活动设计意图导入新课思考：播放生活中圆周运动的视频与图片教师:大家看一看，这些都是生活中常见的圆周运动。注意观察，小球、地球受到什么力的作用这个力可能沿什么向

学生观看视频，思考回答问题。小球收到绳子的拉力，指向圆心。地球收到太阳的吸引力，指向太阳。本节研究的是物体做匀速圆周运动时的加速度。了解物体的受力情况有助于加速度问题的解决。引入概念讨论：如果连着小球的绳子突然断了，小球将怎样运动，是怎样的一个力使得物体做圆周运动。任何做匀速圆周运动的物体受到的合外力指向圆心，因此加速度也指向圆心，这个加速度叫做向心加速度。牛顿第二定律告诉我们物体的加速度方向总与它受力的方向一致。这个关系不仅对直线运动正确，对曲线运动同样正确。教师再次播放视频与图片，并引导学生再分析几个类似的匀速圆周运动实例。3、教师提问：“经过上面的分析，那么做匀速圆周运动物体的加速度的方向是怎样的呢？”学生思考、讨论、回答问题。物体受到的合外力是指向圆心的，那么根据牛顿第二定律，物体运动的加速度也是指向圆心的。学生总结叙述。通过观看学生比较熟悉和感兴趣的实例，给学生大量的感性认识，激发学生的学习兴趣。培养学生类比分析、归纳总结的能力。复习回顾回顾：在学习必修1，研究直线运动时，为了描述物体运动速度变化的快慢，引入了加速度的概念：加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。引导学生回忆并简述加速度的概念。2、教师提问：“类比直线运动中加速度的定义，向心加速度的定义是什么呢？”学生回忆必修1直线运动中加速度的概念。经过思考，并根据牛顿第二定律得出向心加速度的定义也是。从直线运动加速度的定义过渡到匀速圆周运动向心加速度的定义，让学生更容易接受新的概念讨论分析讨论：为了得到加速度的大小，我们要重点对速度的变化量进行定量分析。先以直线运动为例，利用多媒体动画演示，直观的体现出速度的变化量，再用相同的方法表示出曲线运动速度的变化量。速度是矢量，既有大小，又有方向。2、教师提问：“请同学们思考，直线运动中的方向与曲线运动中的方向有什么差异。”学生看了多媒体课件的演示，对曲线运动的有了直观的认识。曲线运动的方向与初末速度的方向不在同一直线上。利用直线曲线运动的对比，让学生深入认识理解速度的矢量性。实验探究探究：通过演示小球在水平面上做匀速圆周运动的实验，引导学生思考一段时间内速度的变化量。把实验模型抽象成一个具体的数学模型，根据定义式，并且利用极限的数学思想，经过严密的数学推导，得出向心加速度大小的表达式。让学生上讲台，利用细线、小球等工具演示实验，让小球在水平面上做匀速圆周运动。通过演示多媒体展示将实验模型转化为数学模型，引导学生分析模型思考速度在一段时间内速度的变化量。给出推导向心加速度大小的表达式所需要的条件，提问：“请同学们花点时间，动动笔推导一下呢，向心加速度的表达式究竟是什么？”4、让学生发表自己的结果，总结学生的发言，给出正确的推导过程与结论。1、观察实验现象思考速度变化量。看老师演示的实验模型，结合给出的已知量，根据定义，动手推导向心加速度大小的表达式。3、举手发言，给出自己推导的结论。让学生亲身经历公式的推导，有助于对物理概念的深入理解；对公式的记忆以及提高分析、解决问题的能力。让学生体会数学极限思想在物理研究领域的妙用。拓展推导回顾：学习圆周运动时，我们知道在圆周运动中，线速度的大小等于角速度的大小与半径的乘积。角速度与周期，频率，转速等均有相应数学关系。可将线速度的不同表达式带入中，得到向心加速度大小表达式的多重形式。提问学生在上一节的学习中，线速度与角速度之间有怎样的关系？2、回顾角速度与周期、频率、转速的关系，引导学生推导出向心加速度大小的不同表达式。1、回顾上节内容，回答老师提出的问题。2、动笔推导向心加速度大小的不同表达式。体会从理论的角度分析推导得出公式的不同表示形式，培养学生发散性思维。课堂练习即时练习，检验知识掌握情况教师提出问题：甲、乙两物体都在做匀速圆周运动，以下各种情况下哪个物体的向心加速度比较大？V相等，乙的半径小T相等，甲的半径大ω相等，乙线速度小他们的线速度相等，在相同时间内甲与圆心连线扫过的角度比乙大2、月球绕地球公转的轨道接近圆，半径为R，公转周期是T，月球绕地球公转的向心加速度是多大？学生回顾知识并思考然后回答问题。A根据乙半径小向心加速度大B甲半径大向心加速度大C乙线速度小向心加速度小D，v相等，甲的向心加速度大即时用简单典型例题巩固所学知识，加深对向心加速度的理解总结简要回