向心加速度教学设计(杨平).doc

(完整word)向心加速度教学设计(杨平)
向心加速度教学设计
长沙县三中：杨平
教材分析:
本课是人教版高中物理必修2第5章曲线运动的第5节.是在学习了描述圆周运动的几个物理量后，进一步从运动的角度深入分析物体做圆周运动的特征。是力和运动知识在圆周运动中的应用，是为解决圆周运动实例分析问题所学的准备知识，也是学习万有引力定律及其应用的知识基础。本节具有承前启后的重要作用。
学情分析:
(1）高一学生认识事物的特点是:开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的图片、动画来支持。
（2）学生在初中时没有接触过向心加速度的概念。
（3）学生已学习过矢量知识,但将其应用到物理中来，理解上会感到一定的困难，在教学中应注重讲解思想方法，对定量计算不应做具体要求.
教学目标
1.通过实验引入和理论引导探究，搞清匀速圆周运动加速度的特点，掌握向心加速度的公式.
2.在实验引入和理论引导探究的过程中,让学生学习科学研究的思想方法。
　　3.通过对匀速圆周运动加速度的研究,培养学生科学探究的精神，严谨、踏实的治学态度。
　德育目标
　　 1.领略圆周运动的神奇和谐，发展对科学的好奇心与学习物理知识的求知欲。
　　 2。乐于探究日常生活中的圆周运动所隐藏的物理规律，有将物理知识应用于生产和生活的意识.
　　 3.渗透共性与个性的辩证统一规律。
　教学重点
　　 1.通过实验感知向心加速度的方向。
　　 2。利用极限思想科学的探究出向心加速度的方向和大小a=rω2=ν2/r。
　教学难点
　　 向心加速度方向的确定和大小的求解表达式
　　教学资源
　　多媒体、FLASH课件、几何画板、视频
【教学流程】
开始

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)

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？

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

复习回顾:直线运动中加速度的定义式.

讨论分析：速度的变化量

探究：根据定义，探究向心加速度大小的表达式

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

课堂练习:设计相关的练习,当堂检验学生对知识的掌握情况

结 束

教学过程
(一）激起探究愿望—-引出向心加速度
卫星绕地球转动
观看视频: 1．提醒学生注意卫星轨迹.2．提示学生卫星的运动可类比于什么运动？建立模型：轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动.
3．引导学生用所学过的描述匀速度圆周运动的物理量去说明小球的运动。并考虑线速度、角速度、转速、周期是否变化？
4．匀速圆周运动是变速运动还是匀速运动? （引出加速度）
(二）启发探究思考与实践—-探究向心加速度
1．怎么研究加速度呢？（提示加速度是联系运动和力的桥梁)
2．从力的角度来探究匀速圆周运动的加速度。
（1）匀速圆周运动的加速度方向。
①怎么探究加速度方向？（提示物体加速度方向与受到合外力方向一致）
②分析做匀速圆周运动小球受力。卫星受力方向?
③做匀速圆周运动的物体加速度方向？(引出向心加速度）
④让学生体验向心加速度。(甩臂子,体会肩部的力）
⑤引导学生建立模型认识运动。
小结：做匀速圆周运动的物体加速度指向圆心，这个加速度称为向心加速度。符号:。
（三）引导学生进行理论探究——深入探究向心加速度
1．加速度的定义式是怎么表达的?
(，其中为速度的变化量，由这个表达式可知加速度的方向与速度变化量 的方向相同。由此可见,若要确定加速度我们可以转换为确定速度变化量。）
2．理论探究圆周运动的加速度方向
圆周运动的加速度方向
设质点沿半径为r 的圆做匀速圆周运动,某时刻位于A点,速度为，经过时间△t 后位于B点，速度为,我们应该按什么样的思路讨论质点运动的加速度的方向呢?
（1)在A、B两点画速度矢量和时，要注意什么？
分别做出质点在A、B两点的速度矢量和,
由于是匀速圆周运动,和的长度是一样的。
（2)如何求出速度的变化量？
为便于对和做比较,将的起点移到B点，同时保持的长度和方向不变。
(3）如何画出质点由A点运动到B点时速度的变化量Δv？
以的箭头端为起点、的箭头端为终点做矢量，就是质点由A点运动到B点的速度变化量。
（4）表示的意义是什么?
是质点从A点运动到B点的平均加速度。由于与的方向相同，它代表了加速度的方向.
(5）怎么确定瞬时加速度？（提示学生用极限法）
但当△t很小很小时,A和B两点非常接近，和也非常接近。由于和的长度相等，它们与组成等腰三角形,当△t很小很小时，也就与或（）垂直，即与半径平行,或说指向圆心了.
4．理论探究圆周运动的加速度大小
设做匀速圆周运动的物体的线速度的大小为v ，轨迹半径为r。经过时间△t，物体从A点运动到B点.尝试用v 、r 写出向心加速度的表达式。（学生推导，教师加以引导，提示利用相似三角形。并把学生推导过程投影出来)：
、、组成的三角形与三角形ABO相似，所以，即,当很小很小时，，有，即。
课堂练习：
例1。思考：1.从公式a=v2/r看，向心加速度与圆周运动的半径成反比；从公式a=rω2看，向心加速度与半径成正比,这两个结论是否矛盾？在y=kx这个关系式中，说y与x成正比，前提是什么？
2.自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样，它们的边缘上有三个点A、B、C。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”？ 做出解释。

例2. 关于北京和广州随地球自转的向心加速度，下列说法中正确的是
A、它们的方向都沿半径指向地心
B、它们的方向都平行于赤道平面指向地轴
C、北京的向心加速度比广州的向心加速度大
D、北京的向心加速度比广州的向心加速度小

例3。如图所示,O1为皮带传动的主动轮轴心，轮半径为r1，O2为从动轮轴心，轮半径为r2，r3为固定在从动轮上的小轮半径.已知r2＝2r1,r3＝1。5r1.A、B、C是3个轮边缘上的点,则质点A、B、C的向心加速度之比是（　　）
A．1∶2∶3　　　 B．2∶4∶3
C．8∶4∶3 D．3∶6∶2

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