【教案】向心加速度+教学设计高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

--PAGE18-《向心加速度》教学设计教学目标（一）物理观念：1.理解掌握向心加速度的概念；2.了解向心加速度大小的推导过程，熟练掌握匀速圆周运动向心加速度的公式，并且会应用解答有关问题；（二）科学思维：1.在已经学过向心力的基础上，从牛顿运动定律的角度上推导向心加速度的方向以及大小的计算公式；2.从运动学的角度上推导向心加速度的方向以及大小计算公式；3.探讨向心加速度的物理意义及影响其的有关因素。（三）科学探究：在运动学的角度上推导向心力时用到了数学中的几何三角形和矢量三角形的相似，以及极限的思想。科学态度与责任：领略到物理来源于生活，激发学生们好奇心和求知欲。物理应用于生活，引导学生们对物理这门课产生浓厚的兴趣，3.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。教学内容教学重点：1.从牛顿运动定律和运动学的两种思路掌握向心加速度的方向以及大小。2.应用学到的向心加速度分析解答问题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。教学过程教师活动学生活动设计意图【导入新课】播放天宫二号在轨飞行的照片思考讨论：匀速圆周运动的特点是什么？有加速度吗？天宫二号在轨受力情况如何？加速度方向如何？回顾：上一节课《向心力》的公式，根据牛顿运动定律推导向心加速度的计算公式。讨论总结：思考与讨论：自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，如图所示。其中哪两点向心加速度的关系适用于“向心加速度与半径成正比”，哪两点适用于“向心加速度与半径成反比”？给出解释。例题分析，加强对向心加速度的理解及应用。拓展学习：从运动学的角度去分析向心加速度的方向以及大小先以直线运动为例，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。1.向心加速度的方向①直线运动中的速度变化量如果速度是增加的，它的变化量与初速度方向相同（甲）；如果速度是减小的，其速度变化量就与初速度的方向相反（乙）。②曲线运动中的速度变化量物体沿曲线运动时，初末速度v1和v2不在同一直线上，速度的变化量Δv同样可以用上述方法求得。例如，物体沿曲线由A向B运动，在A、B两点的速度分别为v1、v2。在此过程中速度的变化量如图所示。可以这样理解：物体由A运动到B时，速度获得一个增量Δv，因此，v1与Δv的矢量和即为v2。3.向心加速度大小课件展示图，并给出以下问题，引导学生阅读教材拓展学习：公式推导：（2）对公式的理解4.向心加速度的物理意义因为向心加速度方向始终指向圆心，与线速度方向垂直，只改变线速度的方向，不改变其大小，所以向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量。学生观看视频，思考回答问题。匀速圆周运动是变速运动，存在加速度；天宫二号在轨飞行时受到地球对其的吸引力，方向始终指向圆心；由此可知天宫二号的加速度方向时刻指向圆心。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。学生总结叙述向心加速度的定义。A和B的线速度相等，适用于向心加速度与半径成反比；B和C的角速度相等，适用向心加速度与半径成正比。回顾：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。曲线运动的方向与初末速度的方向不在同一直线上。1、观察实验现象思考速度变化量。2、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。在练习本上推导向心加速度大小的表达式：an=an=rω2当△t很小时，△v的方向与半径方向平行，指向圆心。在公式an=中，当v为定值时，an与r成反比；在公式an=rω2中，当ω为定值时，an与r成正比。了解物体的受力情况有助于加速度问题的解决。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。在向心力的基础上，推导向心加速度，在牛顿运动定律的基础上推导，学生更容易接受新的概念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。让学生亲身经历从运动学的角度再次推导向心加速度的方向和大小，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。板书设计6.3向心加速度1