向心加速教學設(shè)計

1、向心加速度教學設(shè)計設(shè)計：11級物理學7班朱晨【教材分析】向心加速度是人教版高中物理必修2第五章曲線運動第六節(jié)內(nèi)容。在上一節(jié)學習了圓周運動的基礎(chǔ)上，學生們了解到對于圓周運動可運用線速度(v)和角速度()這兩個物理量來描述。對于圓周運動，即使是勻速圓周運動，由于運動方向在不斷改變，所以也是變速運動。既然是變速運動，就會有加速度。再聯(lián)系到必修1中，描述直線運動的物理量有速度(v)與加速度(a)。結(jié)合圓周運動，不難得出，做圓周運動的物體也具有加速度，并且可通過生活中的實例確定：做勻速圓周運動的物體，所受合外力指向圓心，因此加速度方向也指向圓心。本節(jié)課主要是通過對勻速圓周運動的分析，進而推導出向心加速度

2、大小的表達式。因此，如何得出向心加速度大小的表達式是本節(jié)課的重點與難點。【學情分析】（1） 知識基礎(chǔ)通過必修1速度變化快慢的描述加速度的學習，學生已經(jīng)掌握加速度的概念是：加速度是速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時間的比值，通常用代表，若用表示速度在時間間隔內(nèi)發(fā)生的變化，則有。同時，經(jīng)過上節(jié)內(nèi)容的學習，容易想到要研究勻速圓周運動的向心加速度，可以從勻速圓周運動的速度變化量入手來探索向心加速度。利用圖示法畫出做勻速圓周運動物體速度的變化量，類比直線運動，通過數(shù)形結(jié)合的思想，經(jīng)過嚴謹?shù)臄?shù)學推導，從而得出向心加速度大小的表達式。（2） 思維特征學生為高一的孩子，好奇心強，具有較強的探究欲望；并且已經(jīng)學過

3、直線運動加速度的由來和物體做曲線運動的條件及描述圓周運動的物理量。同時學生也具備了一定的數(shù)學基礎(chǔ)。因此，作為老師要善于發(fā)揮學生的主體作用，積極引導學生思考、分析問題情境，培養(yǎng)他們的類比思維和邏輯推理能力。經(jīng)歷一步一步推算的過程，最終得出結(jié)論。（3） 心理特征探索描述物理現(xiàn)象的物理量總是和生活實際緊密相聯(lián)的，即物理來源于生活，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質(zhì)。通過現(xiàn)象看本質(zhì)是學習物理的基本心理特征。在研究一個新的物理量時，我們總是從已知的物理量著手，結(jié)合原來已經(jīng)掌握的規(guī)律和研究方法來探究未知物理量。針對這兩個特征，可以在課堂上再現(xiàn)一些生活中的實驗，運用已知探索未知。同時在課

4、堂上進行實驗可以充分調(diào)動學生的積極性，激發(fā)學生的好奇心，讓學生由被動的接收知識轉(zhuǎn)變?yōu)樽约褐鲃犹角笾R?！窘虒W目標】一、知識與技能：1、理解向心加速度的概念。2、了解向心加速度大小的推導過程。知道勻速圓周運動向心加速度的公式，會解答有關(guān)問題；二、過程與方法：1、要通過對物體做圓周運動的實例進行分析入手，從而認識到：做勻速圓周運動的物體所受合力指向圓心，所以物體的加速度也指向圓心。2、通過充分討論向心加速度來源、向心加速度大小可能與哪些因素有關(guān)，并演示實驗進行探究活動。3、領(lǐng)會推導向心加速度時運用到的研究物理量類比的方法和數(shù)學上極限的思維。三、情感態(tài)度與價值觀：1、領(lǐng)略到物理就在自己的身邊，體驗自

5、然界的奇妙與和諧，發(fā)展好奇心與求知欲；2、意識到物理規(guī)律在現(xiàn)實生活中的重要作用，增強對物理學習的興趣；3、在利用實驗并結(jié)合數(shù)學方法推導得出結(jié)論的過程中，逐步樹立嚴謹治學的態(tài)度和正確的認識觀?！窘虒W重點和難點】重點：1、體會直線運動加速度的定義，類比理解圓周運動向心加速度 2、掌握向心加速度的計算公式。難點：1、向心加速度方向的確定過程和向心加速度公式的推導與應用?！窘虒W設(shè)備】多媒體課件、小球、細線、圖釘?shù)??！窘虒W流程】開始結(jié) 束課堂練習：設(shè)計相關(guān)簡單的練習，當堂檢驗學生對知識的掌握情況拓展推導：根據(jù)線速度與角速度、周期、頻率的關(guān)系推導變形公式實驗探究：根據(jù)實驗與定義，探究向心加速度大小的表達式

6、討論分析：速度的變化量復習回顧：直線運動中加速度的定義式。得出結(jié)論：任何做勻速圓周運動的物體的加速度都指向圓心向心加速度討論分析：物體做圓周運動時受力方向如何？加速度方向應該指向什么方向？視頻導入：展示生活中的圓周運動。（調(diào)動好奇心，激發(fā)學習興趣）【教學內(nèi)容與過程】教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容教師活動學生活動設(shè)計意圖導入新課思考：播放生活中圓周運動的視頻與圖片1、 教師:大家看一看，這些都是生活中常見的圓周運動。2、 注意觀察，小球、地球受到什么力的作用？這個力可能沿什么向？學生觀看視頻，思考回答問題。小球收到繩子的拉力，指向圓心。地球收到太陽的吸引力，指向太陽。本節(jié)研究的是物體做勻速圓周運動時的加速度。

7、了解物體的受力情況有助于加速度問題的解決。引入概念討論：如果連著小球的繩子突然斷了，小球?qū)⒃鯓舆\動，是怎樣的一個力使得物體做圓周運動。任何做勻速圓周運動的物體受到的合外力指向圓心，因此加速度也指向圓心，這個加速度叫做向心加速度。1、 牛頓第二定律告訴我們物體的加速度方向總與它受力的方向一致。這個關(guān)系不僅對直線運動正確，對曲線運動同樣正確。2、 教師再次播放視頻與圖片，并引導學生再分析幾個類似的勻速圓周運動實例。3、教師提問：“經(jīng)過上面的分析，那么做勻速圓周運動物體的加速度的方向是怎樣的呢？”學生思考、討論、回答問題。物體受到的合外力是指向圓心的，那么根據(jù)牛頓第二定律，物體運動的加速度也是指向圓

8、心的。學生總結(jié)敘述。通過觀看學生比較熟悉和感興趣的實例，給學生大量的感性認識，激發(fā)學生的學習興趣。培養(yǎng)學生類比分析、歸納總結(jié)的能力。復習回顧回顧：在學習必修1，研究直線運動時，為了描述物體運動速度變化的快慢，引入了加速度的概念：加速度是速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時間的比值。1、 引導學生回憶并簡述加速度的概念。2、教師提問：“類比直線運動中加速度的定義，向心加速度的定義是什么呢？”學生回憶必修1直線運動中加速度的概念。經(jīng)過思考，并根據(jù)牛頓第二定律得出向心加速度的定義也是。從直線運動加速度的定義過渡到勻速圓周運動向心加速度的定義，讓學生更容易接受新的概念討論分析討論：為了得到加速度的大小，我

9、們要重點對速度的變化量進行定量分析。先以直線運動為例，利用多媒體動畫演示，直觀的體現(xiàn)出速度的變化量，再用相同的方法表示出曲線運動速度的變化量。1、 速度是矢量，既有大小，又有方向。2、教師提問：“請同學們思考，直線運動中的方向與曲線運動中的方向有什么差異?！睂W生看了多媒體課件的演示，對曲線運動的有了直觀的認識。曲線運動的方向與初末速度的方向不在同一直線上。利用直線曲線運動的對比，讓學生深入認識理解速度的矢量性。實驗探究探究：通過演示小球在水平面上做勻速圓周運動的實驗，引導學生思考一段時間內(nèi)速度的變化量。把實驗模型抽象成一個具體的數(shù)學模型，根據(jù)定義式，并且利用極限的數(shù)學思想，經(jīng)過嚴密的數(shù)學推導，

10、得出向心加速度大小的表達式。1、 讓學生上講臺，利用細線、小球等工具演示實驗，讓小球在水平面上做勻速圓周運動。2、 通過演示多媒體展示將實驗模型轉(zhuǎn)化為數(shù)學模型，引導學生分析模型思考速度在一段時間內(nèi)速度的變化量。3、 給出推導向心加速度大小的表達式所需要的條件，提問：“請同學們花點時間，動動筆推導一下呢，向心加速度的表達式究竟是什么？”4、讓學生發(fā)表自己的結(jié)果，總結(jié)學生的發(fā)言，給出正確的推導過程與結(jié)論。1、觀察實驗現(xiàn)象思考速度變化量。2、 看老師演示的實驗模型，結(jié)合給出的已知量，根據(jù)定義，動手推導向心加速度大小的表達式。3、舉手發(fā)言，給出自己推導的結(jié)論。讓學生親身經(jīng)歷公式的推導，有助于對物理概念

11、的深入理解；對公式的記憶以及提高分析、解決問題的能力。讓學生體會數(shù)學極限思想在物理研究領(lǐng)域的妙用。拓展推導回顧：學習圓周運動時，我們知道在圓周運動中，線速度的大小等于角速度的大小與半徑的乘積。角速度與周期，頻率，轉(zhuǎn)速等均有相應數(shù)學關(guān)系?？蓪⒕€速度的不同表達式帶入中，得到向心加速度大小表達式的多重形式。1、 提問學生在上一節(jié)的學習中，線速度與角速度之間有怎樣的關(guān)系？2、回顧角速度與周期、頻率、轉(zhuǎn)速的關(guān)系，引導學生推導出向心加速度大小的不同表達式。1、回顧上節(jié)內(nèi)容，回答老師提出的問題。2、動筆推導向心加速度大小的不同表達式。體會從理論的角度分析推導得出公式的不同表示形式，培養(yǎng)學生發(fā)散性思維。課堂練習即時練習，檢驗知識掌握情況教師提出問題：1、 甲、乙兩物體都在做勻速圓周運動，以下各種情況下哪個物體的向心加速度比較大？A. V相等，乙的半徑小B. T相等，甲的半徑大C. 相等，乙線速度小D. 他們的線速度相等，在相同時間內(nèi)甲與圓心連線掃過的角度比乙大2、月球繞地球公轉(zhuǎn)的軌道接近圓，半徑為R，公轉(zhuǎn)周期是T，月球繞地球公轉(zhuǎn)的向心加速度是多大？學生回顧知識并思考然后回答問題。A根據(jù)乙半徑小向心加速度大B甲半徑大向心加速度大C乙線速度小向心加速度小D，v相等，甲的向心加速度大即時用簡單典型例題鞏固所學知識，加深對向心加速度的理解總結(jié)簡要回顧本節(jié)課的收獲教師引導