第一篇:高一物理必修二《5.6 向心加速度》教學(xué)設(shè)計(jì)
高一物理必修二《5.6 向心加速度》教學(xué)設(shè)計(jì)
★教學(xué)目標(biāo) 1.知識(shí)與技能
a. b. c. d. ★教學(xué)重點(diǎn)
1.理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),存在加速度。2.從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度理論推導(dǎo)加速度的公式,體會(huì)極限思想。3.加速度公式的基本應(yīng)用?!锝虒W(xué)過程
一、引入 師:上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)中比較有代表性的勻速圓周運(yùn)動(dòng),同學(xué)們回憶一下,勻速圓周運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)?
生:勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線速度大小不變(或角速度不變)的圓周運(yùn)動(dòng)。師:勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)嗎?
生:不是,勻速圓周運(yùn)動(dòng)雖然線速度大小不變,但線速度方向一直在變化,所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。
師:勻速圓周運(yùn)動(dòng)有加速度嗎? 生:有!根據(jù)加速度公式a?知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),存在加速度。
理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度指向圓心,所以又叫做向心加速度。知道向心加速度和線速度、角速度的關(guān)系式 能夠運(yùn)用向心加速度公式求解有關(guān)問題
?v知只要速度變化了,就存在加速度。t師:好,那請(qǐng)大家回答下面的問題。
例
1、如下圖,物體沿順時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng),角速度ω=πrad/s,半徑R=1m。0時(shí)刻物體處于A點(diǎn),速度變化量; 2
這11s后物體第一次到達(dá)B點(diǎn),求這s內(nèi)的331s內(nèi)的平均加速度。3 1
【解析】:
【牢記】:
①要注意的是:速度是矢量,矢量加減法則跟標(biāo)量加減法則是不一樣的,矢量加減法則是三角形定則;
②前面在學(xué)習(xí)直線運(yùn)動(dòng)時(shí),我們是直接對(duì)速度進(jìn)行加減的,沒有用什么三角形定則,這是怎么回事? 答:這是因?yàn)閷?duì)于同一直線上的矢量加減,我們可以通過選定正方向,同向?yàn)檎聪驗(yàn)樨?fù)的方法將復(fù)雜的矢量計(jì)算變成簡(jiǎn)單的標(biāo)量計(jì)算。這個(gè)方法的本質(zhì)還是矢量加減法則。
例
2、一物體做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為10m/s,則1秒末物體速度多大?2秒末速度多大?1秒末至2秒末這段時(shí)間內(nèi)速度變化量是多大?加速度是多大?
師:通過上面的解題過程,我相信大家對(duì)矢量的理解又加深了。既然勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),存在加速度,那它的加速度有什么特點(diǎn)呢?勻速圓周運(yùn)動(dòng)會(huì)是我們以前接觸過的勻變速運(yùn)動(dòng)嗎?這就是今天我們的學(xué)習(xí)目標(biāo):研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度的特點(diǎn)。師:我們都知道,對(duì)于加速度的研究,我們可以從兩個(gè)方面進(jìn)行:
1、單純從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度用公式a?vt?v0F來研究加速度;
2、從結(jié)合受力從動(dòng)力學(xué)角度用公式a?來研
mt究加速度。今天我們從第1個(gè)方面來研究加速度。
師:從理論上講,瞬時(shí)加速度是△t→0時(shí)平均加速度的極限值。由圖可知,當(dāng)時(shí)間間隔t取值越來越小時(shí),θ越來越小,越接近于0;α越來越大,越接近于90°,當(dāng)△t→0時(shí),α=90°,△v與vA垂直。公式a??v在△t→0時(shí)的極限值就是A點(diǎn)的瞬t時(shí)加速度,因?yàn)榧铀俣鹊姆较蚺c△v方向相同,于是可知A點(diǎn)的瞬時(shí)加速度與A點(diǎn)瞬時(shí)速度垂直,指向圓心。大小 師:請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)上面的分析,嘗試推導(dǎo)出向心加速度大小的表達(dá)式。
【解析】:?vvv?AB?vvAB???v??? a? 當(dāng)t→0時(shí),AB?SAB有ABRRtRt3 ABsAB?vvABv2??v,a?t→0時(shí) ???tttRtR
v2或a??2R或a??v 又因?yàn)関??R 有a?R觀看動(dòng)畫視頻:向心加速度
三、向心加速度 師:通過剛才的分析,我們得到結(jié)論:物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)某點(diǎn)的向心加速度大小v2為a?或a??2R或a??v;方向與該點(diǎn)速度方向垂直,指向圓心。這個(gè)結(jié)論是通R過理論推導(dǎo)出來的,不涉及某個(gè)具體的運(yùn)動(dòng),如“地球繞太陽做近似的勻速圓周運(yùn)動(dòng)”“電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)”等,所以這個(gè)結(jié)論具有一般性、普遍性。師:因?yàn)閯蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的加速度指向圓心,所以我們把勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度又叫做向心加速度。
【定義】:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的加速度由于指向圓心,又叫做向心加速度。
v2或a??2R或a??v 【單位】:m/s2 【方向】:指向圓心 【公式】:a?R
師:向心加速度的物理意義是什么呢?有同學(xué)能說一說嗎? 生:加速度是描述物體速度變化快慢的物理量。師:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的線速度大小變了嗎? 生:沒有。
師:所以更詳細(xì)地講向心加速度的物理意義是描述線速度方向變化快慢的物理量。
【物理意義】:是用來描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度方向變化快慢的物理量。
【問題】:勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)嗎?
生:不是,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的向心加速度大小不變,方向指向圓心,雖然都是指向圓心,但不同位置指向圓心的位置是不同的,所以不是勻變速。
【牢記】:勻變速圓周運(yùn)動(dòng)是非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。
第二篇:5.6向心加速度說課稿教學(xué)設(shè)計(jì)
向心加速度
各位評(píng)委專家,您們好!我說課的題目是高中物理人教版必修2第5章第6節(jié)《向心加速度》。下面,我將從課標(biāo)和教材分析、教學(xué)目標(biāo)、重點(diǎn)和難點(diǎn)、教法與學(xué)法、教學(xué)過程及板書設(shè)計(jì)六個(gè)方面進(jìn)行 說課。
一、課標(biāo)、教材分析、學(xué)情分析 1.課程標(biāo)準(zhǔn)分析
《普通高中物理標(biāo)準(zhǔn)》共同必修模塊“物理2”的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中,涉及本節(jié)的內(nèi)容有“知道向心加速度”。該要點(diǎn)是理解向心加速度,為下一節(jié)學(xué)習(xí)向心力做準(zhǔn)備。
2.教材地位及其作用
向心加速度是在學(xué)生學(xué)習(xí)了《圓周運(yùn)動(dòng)》之后編排的,是本章的重點(diǎn)難點(diǎn),是從動(dòng)力學(xué)的角度來研究圓周運(yùn)動(dòng)。并為下一 節(jié)學(xué)習(xí)向心力以及學(xué)好 生活中的圓周運(yùn)動(dòng)做準(zhǔn)備。
3、學(xué)情分析
學(xué)生邏輯推理能力和抽象思維能力不是很強(qiáng),不注重對(duì)知識(shí)內(nèi)涵的研究,對(duì)物理的學(xué)習(xí)還缺乏方法,習(xí)慣于硬套公式。而向心加速度比較抽象,會(huì)給學(xué)生帶來較大的理解困難。為了遵循學(xué)生的心智發(fā)展水平,在教學(xué)中我利用實(shí)例分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力,再由牛頓第二定律引出加速度方向,而后引導(dǎo)學(xué)生探索向心加速度的大小的推導(dǎo),這也是新教材編寫的意圖,突出概念教學(xué)的物理過程,讓學(xué)生體驗(yàn)學(xué)習(xí)過程。
二、教學(xué)目標(biāo)
【知識(shí)與技能】
1.加深理解加速度與速度、速度變化量的區(qū)別。2.體會(huì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度方向的分析方法。
3.知道向心加速度的公式也適用于變速圓周運(yùn)動(dòng);知道變速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度的方向。
4.知道向心加速度的概念;知道向心加速度的大小與哪些因素有關(guān)。
5.知道公式ɑ=υ2/r=ω2r 的意義。6.會(huì)應(yīng)用向心加速度定量分析有關(guān)現(xiàn)象。
【過程與方法】
體會(huì)速度變化量的處理特點(diǎn),體驗(yàn)向心加速度的導(dǎo)出過程,領(lǐng)會(huì)推導(dǎo)過程中用到的數(shù)學(xué)思想。
【情感態(tài)度與價(jià)值觀】
1.培養(yǎng)學(xué)生思維能力和分析問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生探究問題的品質(zhì)。
2.通過探索向心加速度公式,體驗(yàn)探索自然界規(guī)律的艱辛與喜悅,培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)參與活動(dòng)的熱情和與他人合作的精神,有將自己的見解與他人交流的愿望。
三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)中加速度的產(chǎn)生原因,掌握向心加速度的確定方法和計(jì)算公式。
難點(diǎn):向心加速度方向的確定過程和向心加速度公式的推導(dǎo)與應(yīng)用。
四、教法與學(xué)法
1.采用理論、實(shí)驗(yàn)、體驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)安排。重視學(xué)生獲得知識(shí)的過程與方法,更加突出學(xué)生的學(xué),學(xué)生學(xué)得主動(dòng),學(xué)得積極。
2.教師啟發(fā)引導(dǎo),學(xué)生自主閱讀、思考,討論、交流。主要提供學(xué)生思考,舉例,體驗(yàn),探索及嘗試表達(dá)的機(jī)會(huì)。
五、教學(xué)過程
1.創(chuàng)設(shè)情景、導(dǎo)入新課
播放視頻欣賞:2009年2月22日進(jìn)行的大冬會(huì)花樣滑冰雙人滑比賽毫無懸念,我國(guó)名將張丹、張昊以195.32分奪得冠軍,在家門口收獲了他們的大冬會(huì)三連冠。
提出問題:視頻中張丹、張昊的運(yùn)動(dòng)做什么運(yùn)動(dòng)?
2、實(shí)驗(yàn)探究、進(jìn)行新課(1)感知加速度的方向
指導(dǎo)學(xué)生用細(xì)線和小球做實(shí)驗(yàn)。分組用細(xì)線拉小鋼球、小木球讓其做勻速圓周運(yùn)動(dòng),改變小球的轉(zhuǎn)速、細(xì)線的長(zhǎng)度多做幾次。提出問題:是不是由此可以得出結(jié)論:“任何物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度都指向圓心”?
(2)速度的變化量
出示例題:向東做加速運(yùn)動(dòng),初速度5m/s,末速度8m/s,試畫出速度的改變量。某物體向東做減速運(yùn)動(dòng),初速度8m/s,末速度5m/s,試畫出速度的改變量。
引導(dǎo)學(xué)生在練習(xí)本上畫出物體加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度變化量Δv的圖示。
投影學(xué)生所畫的圖示,點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。(3)向心加速度
A、指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材“向心加速度”部分,投影圖5.6-3,引導(dǎo)學(xué)生思考:①在A、B兩點(diǎn)畫速度矢量VA和VB時(shí),要注意什么?②VA將的起點(diǎn)移到VB點(diǎn)時(shí)要注意什么?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Δv?④Δv/Δt表示的意義是什么?⑤Δv與圓的半徑平行嗎?在什么條件下,Δv與圓的半徑平行?
B、傾聽學(xué)生回答,必要時(shí)給學(xué)是以有益的啟發(fā)和幫助,引導(dǎo)學(xué)生解決疑難,回答學(xué)生可能提出的問題。
C、指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材“做一做”欄目,要求學(xué)生分小組討論后在練習(xí)本上推導(dǎo)向心加速度的公式。
D、巡視學(xué)生的推導(dǎo)情況,解決學(xué)生推導(dǎo)過程中可能遇到的困難,給與幫助,回答學(xué)生可能提出的問題。
E、師生互動(dòng),投影學(xué)生推導(dǎo)的過程,和學(xué)生一起點(diǎn)評(píng)、總結(jié),共同展示向心加速度公式的推導(dǎo)過程。
F、得出結(jié)論:
3、自主合作、拓展深化
引導(dǎo)學(xué)生通過自主合作探究的方法,完成“思考與討論”欄目中提出的問題,深化本節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容。
4、課堂小結(jié)
設(shè)計(jì)理念:在我的整個(gè)教學(xué)中注重學(xué)生的活動(dòng),通過學(xué)生活動(dòng)打破學(xué)生對(duì)物理概念教學(xué)抽象、枯燥的認(rèn)識(shí),使之在體驗(yàn)中找到由抽象到直觀、由枯燥變興趣的突破口:通過創(chuàng)設(shè)情景,教師引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析,發(fā)現(xiàn)問題:通過創(chuàng)設(shè)疑問,教師引導(dǎo)學(xué)生思考、小組討論,解決實(shí)際問題。體現(xiàn)了物理來源于生活又應(yīng)用于生活。同時(shí)也充分體現(xiàn)教師主導(dǎo),學(xué)生主體的地位。
六、板書設(shè)計(jì)
向心加速度
1.概念。2.意義。3.方向。4.大小。
第三篇:高一物理《向心加速度》教學(xué)反思
本節(jié)課對(duì)向心加速度的引入是從運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系著手討論,一是由物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的受力情況來說明向心加速的方向;二是根據(jù)加速度的定義式:推導(dǎo)向心加度度的表達(dá)式。
本節(jié)課的重點(diǎn)是理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度一定指向圓心,就這點(diǎn)我對(duì)教材做了適當(dāng)調(diào)整:先講圓周運(yùn)動(dòng)的合外力,后講向心加速度,這樣就抓住了物理問題的本質(zhì),使學(xué)生能較好的接收和理解。對(duì)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度為什么都指向圓心,我從兩個(gè)方面進(jìn)行了探討:
①通過課本上的兩幅圖片。
地球繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)和細(xì)繩拉著小球在光滑的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例,地球和小球的合力指向圓心導(dǎo)出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力指向圓心在導(dǎo)出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體加速度指向圓心;
②利用第一節(jié)曲線運(yùn)動(dòng)的合力和速度方向的關(guān)系探討。
讓學(xué)生把課本翻到24頁看圖5.6—3,如果做圓周運(yùn)動(dòng)的物體合力不指向圓心,可以將合力分解為半徑方向的Fn和切線方向的Ft,F(xiàn)n與速度垂直不改變速度大小,F(xiàn)t與速度方向共線改變速度大小即物體不能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),得出結(jié)論:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合力一定指向圓心,即加速度方向指向圓心。通過實(shí)例和理論推導(dǎo)能讓學(xué)生更透徹的理解做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理加速度指向圓心,從而得出向心加速度的定義。
第四篇:5.6 7向心力與向心加速度 教學(xué)設(shè)計(jì)
《向心力與向心加速度》教學(xué)設(shè)計(jì)
【設(shè)計(jì)思想】
向心力概念的建立有兩條途徑:一是先通過實(shí)驗(yàn)建立向心力概念,歸納出向心力公式,再推出向心加速度;二是先通過理論推導(dǎo)導(dǎo)出向心加速度,再推出向心力。本節(jié)課目的是想通過先理論分析,得出向心力的存在,再通過實(shí)驗(yàn)探究,用理論指導(dǎo)實(shí)踐。理論推導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn),能訓(xùn)練學(xué)生的推理能力,實(shí)驗(yàn)方法講向心力,降低了難度,便于學(xué)生理解接受。這樣讓學(xué)生真正認(rèn)識(shí)到向心力的存在及意義。
【教學(xué)目標(biāo)】
一、知識(shí)與能力
1、知道向心力的定義和方向,通過實(shí)例認(rèn)識(shí)向心力的作用效果及來源。
2、通過實(shí)驗(yàn)理解向心力的大小與哪些因素有關(guān),初步掌握向心力的公式并可以進(jìn)行計(jì)算。
3、知道向心加速度及其公式,能運(yùn)用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力及向心加速度。
4、經(jīng)歷向心力和向心加速度的概念形成過程的體驗(yàn),大膽發(fā)表自己對(duì)有關(guān)問題的認(rèn)識(shí)。
二、過程與方法
通過向心力理論分析到實(shí)驗(yàn)探究,培養(yǎng)學(xué)生用理論指導(dǎo)實(shí)踐的素養(yǎng)和能力。
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
培養(yǎng)學(xué)生觀察生活,思考生活現(xiàn)象的能力,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生大膽分析及勇于探究的科學(xué)素養(yǎng),以及尊重實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐的客觀唯物精神。
【教學(xué)重點(diǎn)】
向心力概念的建立及實(shí)驗(yàn)探究向心力的大小是教學(xué)重點(diǎn)。
【教學(xué)難點(diǎn)】
向心力概念的建立及實(shí)驗(yàn)探究向心的大小也是教學(xué)難點(diǎn)。通過簡(jiǎn)單實(shí)例及分組實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)感知,突破難點(diǎn)。
【教具準(zhǔn)備】
1、小球、細(xì)繩和光滑木板16套
2、小鏈球16對(duì)。
3、向心力演示器16臺(tái)。
4、課件。
【教學(xué)過程】
一、引入新課
欣賞視頻:我國(guó)選手趙宏博和申雪在06年冬奧會(huì)花樣滑冰比賽中,以精彩表演獲得金牌,為國(guó)爭(zhēng)光。視頻中申雪的運(yùn)動(dòng)可以近似看成什么運(yùn)動(dòng)?(學(xué)生回答:勻速圓周運(yùn)動(dòng)),其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)刻改變的原因是什么?(學(xué)生回答:受到合外力)有力就會(huì)產(chǎn)生(加速度)。這節(jié)課我們共同探究做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體合外力及加速度的特點(diǎn)。
板書:向心力與向心加速度
二、學(xué)生實(shí)驗(yàn)引出向心力的定義
引導(dǎo)學(xué)生分組利用手中的小球、細(xì)線、光滑水平木板,構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的勻速圓周運(yùn)動(dòng),讓學(xué)生對(duì)小球進(jìn)行受力,得出勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體所受合外力的特點(diǎn):始終指向圓心,從而引出向心力的定義。
板書:向心力
1、向心力的定義:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體會(huì)受到一個(gè)始終指向圓心等效的力。
三、學(xué)生觀察得到向心力的方向
再引導(dǎo)學(xué)生觀察分析得到向心力的方向時(shí)刻在變化,是一個(gè)變力但始終指向圓心而且和速度方向垂直。
板書:向心力的方向:始終指向圓而且速度方向垂直
四、引導(dǎo)學(xué)生分析得到向心力的作用效果
因?yàn)橄蛐牧退俣确较蚴冀K垂直,所以向心力不做功,不改變速度的大小,只改變速度的方向,得到向心力的作用效果。
板書:向心力的作用效果:不改變速度的大小,只改變速度的方向。
五、通過三個(gè)典型題目引導(dǎo)學(xué)生分析向心力的來源
對(duì)物體受力分析,說明向心力的來源。
物體隨轉(zhuǎn)盤一起勻速圓周運(yùn)動(dòng) 物體隨滾筒一起勻速圓周運(yùn)動(dòng)
板書:向心力的來源:向心力可以由重力、彈力、摩擦力等某個(gè)力提供,也可以由它們的合力,或某個(gè)力的分力提供。
六、實(shí)驗(yàn)探究:向心力的大小
提出問題:向心力的大小跟哪些因素有關(guān)?
(引導(dǎo)學(xué)生用兩個(gè)小鏈球?qū)嶒?yàn),憑感覺粗略體驗(yàn)。學(xué)生經(jīng)實(shí)驗(yàn)、討論有了自己的看法后,自由發(fā)言。)
學(xué)生的猜想:向心力跟物體質(zhì)量m、半徑r、角速度ω有關(guān)。
(若學(xué)生說到v,可引導(dǎo)學(xué)生由公式v=ωr得出ω和v有重復(fù)的部分)
進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生猜想它們的定量關(guān)系。學(xué)生可能猜想向心力與質(zhì)量成正比,與半徑成正比,與角速度成正比。老師先不要作出判斷。
提問:實(shí)驗(yàn)時(shí)能否讓三個(gè)量同時(shí)變。
學(xué)生:不行,應(yīng)該保持其它量不變,使一個(gè)量變化即控制變量法。
實(shí)驗(yàn)裝置:向心力演示器。
介紹構(gòu)造:
講解工作原理:小球向外壓擋板,擋板對(duì)小球的反作用力指向轉(zhuǎn)軸,提供了小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,兩力大小相等,同時(shí)小球壓擋板的力使擋板另一端壓縮套在軸上的彈簧,彈簧被壓縮的格數(shù)可以從標(biāo)尺中讀出,即顯示了向心力大小。
演示操作:如何實(shí)現(xiàn)控制變量。
強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng):
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)得出:
①F向心力與質(zhì)量的關(guān)系:ω、r一定,取兩球使mA=2mB觀察:(學(xué)生讀數(shù))FA=2FB。
結(jié)論:向心力F∝m。
②F向心力與半徑的關(guān)系:m、ω一定,取兩球使rA=2rB觀察:(學(xué)生讀數(shù))FA=2FB。
結(jié)論:向心力F∝r。
③F向心力與角速度的關(guān)系:m、r一定,使ωA=2ωB觀察:(學(xué)生讀數(shù))FA=4FB。
結(jié)論:向心力F∝ω。
歸納:綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知:物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力與物體的質(zhì)量成正比,與半徑成正比,與角速度的二次方成正比。但不能由一個(gè)實(shí)驗(yàn)、一個(gè)測(cè)量就得到一般結(jié)論,實(shí)際上要進(jìn)行多次測(cè)量,同時(shí)選取更精密的儀器,大量實(shí)驗(yàn),但我們不可能一一去做。同學(xué)們剛才所做的實(shí)驗(yàn)得出:m、r、ω越大,F(xiàn)越大;若將實(shí)驗(yàn)稍加改進(jìn),如課本中所介紹的小實(shí)驗(yàn),加一彈簧秤測(cè)出F,可粗略得出結(jié)論。我們還可以設(shè)計(jì)很多實(shí)驗(yàn)都能得出這一結(jié)論,說明這是一個(gè)帶有共性的結(jié)論。測(cè)出m、r、ω的值,可知向心力大小為:F=mrωr。
2板書:向心力:F向心力=mωr=mv/r
我們知道合外力必然產(chǎn)生加速度,向心力實(shí)際就是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合外力,這個(gè)力產(chǎn)生的加速度是怎么樣的呢?
七、根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出向心加速度
板書:向心加速度
1、向心加速度大?。篴=F向心力/m=ωr=v/ r=ωv
a=4πr/T=4πrf
提問:方向是怎么樣的?
板書:向心加速度的方向:與向心力同向,始終指向圓心
思考:勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)還是非勻變速運(yùn)動(dòng)?
學(xué)生:不是,因?yàn)榧铀俣炔缓愣?。方向時(shí)刻在改變。
板書:向心加速度的物理意義:描述速度方向變化快慢的物理量。
【及時(shí)鞏固】
長(zhǎng)度為0.5m的輕繩一端系一質(zhì)量為2kg的小球,另一端固定,小球繞固定點(diǎn)在光滑水平面上以4m/s的速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng),請(qǐng)計(jì)算小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度的大???
【課堂小結(jié)】
1.知識(shí)內(nèi)容:(見板書)
2.實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法。
3.物理思想:先猜想后探究,從定性到定量。
第五篇:向心加速度教案_物理_教學(xué)設(shè)計(jì)_人教版
向心加速度教學(xué)設(shè)計(jì)
(宋嘯中,寶雞中學(xué),721013)
【教材版本】普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書人教版物理2必修
【設(shè)計(jì)理念】充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題,分析信息,主動(dòng)建構(gòu)良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu),培養(yǎng)創(chuàng)新精神。本節(jié)中向心加速度的方向和公式推導(dǎo)是一個(gè)難點(diǎn)內(nèi)容,為了突破難點(diǎn),只有學(xué)生主動(dòng)參與探究的全過程,成為學(xué)習(xí)的主體,才能激發(fā)學(xué)生的求知欲望,加深對(duì)知識(shí)的理解。在探究過程中,教師要給學(xué)生提供必要的實(shí)驗(yàn)器材和多媒體資源,引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題,使學(xué)生產(chǎn)生探究的動(dòng)機(jī),從而提出問題,解決問題,體驗(yàn)問題。整個(gè)教學(xué)過程中,教師是一個(gè)引導(dǎo)者和參與者,組織者和幫助者,學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人,課堂上教師要組織引導(dǎo)學(xué)生交流討論,充分重視學(xué)生在探究過程中的情感、態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng)?!窘滩姆治觥?1.知識(shí)結(jié)構(gòu)分析
本節(jié)是圓周運(yùn)動(dòng)中的關(guān)鍵的內(nèi)容,在此之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念以及描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量(v、ω、T)及其計(jì)算式。本節(jié)是本章承上啟下的重要知識(shí),學(xué)好這一節(jié)可以為下一節(jié)向心力及本章應(yīng)用部分作必要準(zhǔn)備,又可以為學(xué)習(xí)萬有引力的應(yīng)用做好必要的準(zhǔn)備。
2.知識(shí)發(fā)生發(fā)展過程分析
教材以加速度的方向與力方向的關(guān)系為基礎(chǔ),先通過幾個(gè)實(shí)例的引入,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到指向圓心的力,所以加速度也指向圓心,建立了向心加速度的概念。為了突破用矢量推導(dǎo)向心加速度公式這個(gè)難點(diǎn),通過創(chuàng)設(shè)情景研究在一條直線上的變速運(yùn)動(dòng)過渡到曲線運(yùn)動(dòng),這種由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,由特殊到一般的思維方法,使學(xué)生更容易學(xué)習(xí)和理解,由平行四邊形定則得出的三角形法則,較好地突破了速度與速度變化量的方向關(guān)系這個(gè)教學(xué)難點(diǎn),做到既重視過程又重視結(jié)論,為后面用極限思維的方法進(jìn)一步論證向心加速度方向和推導(dǎo)向心加速度的公式做好鋪墊。達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)的推理能力。3.知識(shí)學(xué)習(xí)意義分析
通過本節(jié)學(xué)習(xí),在知識(shí)上,掌握向心加速度的方向及公式,可以為下節(jié)課“向心力”埋下伏筆,從而方便地從理論角度出發(fā),根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律,得出做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體受到的合外力方向和大小的一般性結(jié)論;在方法上,初步領(lǐng)悟到在瞬時(shí)狀態(tài)研究時(shí)要應(yīng)用極限的 思想來處理,并通過公式的推導(dǎo),進(jìn)一步鞏固了矢量運(yùn)算的方法,強(qiáng)化了數(shù)學(xué)方法在物理學(xué)中的應(yīng)用。
4.教學(xué)建議與學(xué)法指導(dǎo)說明
教學(xué)設(shè)計(jì)通過幾個(gè)實(shí)例的引入,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)加速度的方向與速度方向的關(guān)系,為研究向心加速度的方向打下了基礎(chǔ)。為理解加速度與速度方向的關(guān)系,通過創(chuàng)設(shè)情景研究在一條直線上的變速運(yùn)動(dòng)過渡到曲線運(yùn)動(dòng),這種由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,由特殊到一般的思維方法,使學(xué)生更容易學(xué)習(xí)和理解,由平行四邊形定則得出的三角形法則,較好地突破了速度與速度變化量的方向關(guān)系這個(gè)教學(xué)難點(diǎn),做到既重視過程又重視結(jié)論,為后面用極限思維的方法進(jìn)一步論證向心加速度方向和推導(dǎo)向心加速度的公式做好鋪墊。
學(xué)生對(duì)物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的判斷已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ),也學(xué)習(xí)了牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律,初步具備了以加速度為紐帶的運(yùn)動(dòng)與力關(guān)系的知識(shí)體系。另外,高中階段是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力和抽象思維能力的重要時(shí)期,通過學(xué)生對(duì)實(shí)例的分析和自主進(jìn)行公式推導(dǎo),使學(xué)生經(jīng)歷探索,感受科學(xué)探究的方法。本次課的探索過程僅僅是眾多探索中的一次,經(jīng)常使學(xué)生經(jīng)歷這樣的過程,感受過程中的方法,將實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力,提高科學(xué)素養(yǎng)的目的。
【學(xué)情分析】
1. 原有認(rèn)知發(fā)展分析
初中物理教學(xué)是以直觀教學(xué)為主,而高中物理主要是以實(shí)驗(yàn)推理為主。高一學(xué)生邏輯推理能力和抽象思維能力不是很強(qiáng),不注重對(duì)知識(shí)內(nèi)涵的研究,通常是記住一些相關(guān)的公式和規(guī)律,以為在考試中會(huì)用來解題就行了。另一方面,高一學(xué)生的思維非?;钴S,可塑性強(qiáng),容易受老師教學(xué)思路的影響形成思維定勢(shì),如果教師教法得當(dāng),學(xué)生容易形成科學(xué)的思維方法。所以,在教學(xué)中,同樣要遵循從感性到理性的認(rèn)識(shí)規(guī)律,抓住學(xué)生的心理特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。
學(xué)生的學(xué)習(xí)過程是學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的有關(guān)知識(shí)和新學(xué)內(nèi)容相互作用形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程。物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)就是學(xué)生頭腦里的物理知識(shí)按自己理解的深度和廣度,結(jié)合自己的感覺、知覺、記憶思維、聯(lián)想等認(rèn)知特點(diǎn),組合成一個(gè)具有內(nèi)部規(guī)律的整體結(jié)構(gòu)。
2.原有知識(shí)結(jié)構(gòu)分析
通過前幾節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)掌握了曲線運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律,知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是物體所受的合外力方向與速度方向不在同一直線上。學(xué)習(xí)了處理曲線運(yùn)動(dòng)的重要方法——運(yùn)動(dòng)的合成和分解。之后,利用運(yùn)動(dòng)的分解知識(shí)研究了平拋運(yùn)動(dòng),還引入角速度、線速度、周期、轉(zhuǎn)速等物理量描述了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。分析學(xué)生已掌握的知識(shí)結(jié)構(gòu)后,結(jié)合下一節(jié)課的教材結(jié)構(gòu)特點(diǎn),制定更有效的突破難點(diǎn)的策略。
本節(jié)學(xué)習(xí)之前,一方面,學(xué)生已經(jīng)建立了圓周運(yùn)動(dòng)的基本概念,知道了曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),有加速度,通過牛頓第二定律已經(jīng)知道了加速度和力的對(duì)應(yīng)關(guān)系,這為學(xué)生感知向心加速度的方向奠定了基礎(chǔ);另一方面,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了矢量的運(yùn)算方法,已經(jīng)可以通過矢量運(yùn)算求解速度變化量,這為向心加速度公式的推導(dǎo)奠定了基礎(chǔ)。3. 非認(rèn)知因素分析
新教材除了要落實(shí)知識(shí)外,更重視知識(shí)的探究過程,從中體會(huì)科學(xué)方法與物理思想。本節(jié)自主探究出勻速圓周運(yùn)的加速度方向與大小的表達(dá)式,方法是用幾何學(xué)分析物理量之間的關(guān)系,物理思想為從平均到瞬時(shí)的極限思想。【教學(xué)目標(biāo)】 1.知識(shí)與技能:
1)理解速度變化量和向心加速度的概念 2)知道向心加速度和線速度、角速度的關(guān)系式。3)能夠運(yùn)用向心加速度公式求解有關(guān)問題。2.過程與方法:
1)經(jīng)歷形成向心力概念的過程,培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、歸納能力。2)體驗(yàn)向心加速度的導(dǎo)出過程,領(lǐng)會(huì)推導(dǎo)過程中用到的數(shù)學(xué)方法。
3)能從日常生活中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問題,并能從物理學(xué)的角度比較明確地表述發(fā)現(xiàn)問題。
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
1)培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砟芰Α?)培養(yǎng)學(xué)生探究問題的熱情、樂于學(xué)習(xí)的品質(zhì)。
3)培養(yǎng)學(xué)生從生活中得到知識(shí)并將所學(xué)物理知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的意識(shí)。【重點(diǎn)難點(diǎn)】
1.教學(xué)重點(diǎn):掌握向心加速度的確定方法和計(jì)算公式。
2. 教學(xué)難點(diǎn):向心加速度方向的確定過程和向心加速度公式的推導(dǎo) 【教學(xué)環(huán)境】
◆ 學(xué)生可能獲得的學(xué)習(xí)環(huán)境:投影儀——投影學(xué)生所做的圖象及推導(dǎo)過程,分組實(shí)驗(yàn)——圓周運(yùn)動(dòng)向心力的方向感受(含一塊平木板、小球、一根細(xì)線、一枚圖釘)◆ 可用的多媒體課件:演示圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例課件 【教學(xué)方法】
啟發(fā)、探究、推理、討論和交流,還課堂給學(xué)生,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,教師通過物理問題啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生探究方向、把握探究時(shí)間、評(píng)價(jià)并板書探究結(jié)果。【教學(xué)思路】
本節(jié)課的設(shè)計(jì)流程為:創(chuàng)設(shè)情境→提出問題→探索研究→數(shù)學(xué)推理→得出結(jié)論。本節(jié)是第一次對(duì)不在同一直線上的矢量進(jìn)行較深入的分析,有一定難度,為此,課本第一部分討論向心加速度的方向,第二部分“做一做”,討論向心加速度的大小。本節(jié)是本章承上啟下的重要知識(shí),學(xué)好這一節(jié)可以為學(xué)好本章應(yīng)用部分以及萬有引力的應(yīng)用作必要準(zhǔn)備。高一學(xué)生邏輯推理能力和抽象思維能力不是很強(qiáng),在教學(xué)中,要遵循從感性到理性的認(rèn)識(shí)規(guī)律,抓住學(xué)生的心理特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。學(xué)生的學(xué)習(xí)過程是學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的有關(guān)知識(shí)和新學(xué)內(nèi)容相互作用形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程。學(xué)生已經(jīng)掌握了線速度、周期、轉(zhuǎn)速等物理量描述了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,且初步體驗(yàn)到極限思想的應(yīng)用,但將物理知識(shí)與數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)合起來應(yīng)用對(duì)學(xué)生綜合能力的要求就提高了向心加速度是高中物理的一個(gè)難點(diǎn)內(nèi)容,學(xué)生對(duì)于向心加速度難理解,為了突破重點(diǎn),難點(diǎn),教學(xué)中應(yīng)該循序漸進(jìn)引導(dǎo)學(xué)生思考,逐步體會(huì)滲透科學(xué)的思維方法,向心加速度是高中物理的一個(gè)難點(diǎn)內(nèi)容,學(xué)生對(duì)于向心加速度難理解,課堂上教師要組織引導(dǎo)學(xué)生交流討論,充分重視學(xué)生在探究過程中的情感、態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng)只有學(xué)生主動(dòng)參與探究的全過程,成為學(xué)習(xí)的主體,才能激發(fā)學(xué)生的求知欲望,加深對(duì)知識(shí)的理解?!窘虒W(xué)過程】 環(huán)節(jié)1 引入新課
教師活動(dòng):通過前面的學(xué)習(xí),我們已經(jīng)知道,作曲線運(yùn)動(dòng)的物體,速度一定是變化的,速度變化就一定有加速度。加速度要靠力來產(chǎn)生。
我們上一堂課研究了勻速圓周運(yùn)動(dòng),做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,是否要受到外力?是否有加速度?請(qǐng)舉一些實(shí)例說明。學(xué)生活動(dòng):學(xué)生舉例說明。
教師活動(dòng):通過這些實(shí)例可以看出,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體要受到外力,這些力改變了速度的方向,產(chǎn)生了加速度。勻速圓周運(yùn)動(dòng)速度大小不變,這個(gè)加速度描述速度方向變化的快慢,那么做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,加速度的大小和方向如何確定呢?——這就是我們今天要研究的課題。
設(shè)計(jì)意圖:通過學(xué)生舉例,調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性,使學(xué)生進(jìn)一步想知道,在自己所舉的實(shí)例中,加速度的大小和方向到底是怎樣的。環(huán)節(jié)2
一、向心加速度的方向
教師活動(dòng):用PPT請(qǐng)同學(xué)們看兩例: 例1:人造衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng);
例2:光滑桌面上一個(gè)小球由于細(xì)線的牽引,繞桌面上的圖釘做勻速圓周運(yùn)動(dòng);
教師問:<1>圖1中衛(wèi)星受到什么力的作用?這個(gè)力可能沿什么方向?
<2>圖2中小球受到幾個(gè)力的作用?這幾個(gè)力的合力沿什么方向?
學(xué)生活動(dòng):思考問題,選出代表發(fā)表見解?;卮?:感覺上應(yīng)該受到指向太陽的引力作用。
回答2:小球受到重力、支持力和繩子的拉力三個(gè)力的作用,其合力即為繩子的拉力,方向 指向圓心。
教師活動(dòng):傾聽學(xué)生回答,必要時(shí)給學(xué)是以有益的啟發(fā)和幫助,引導(dǎo)學(xué)生解決疑難,回答學(xué)生可能提出的問題。
教師設(shè)疑:我們這節(jié)課要研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度,可以上兩個(gè)例題卻在研究物體所受的力,目的是什么呢?
學(xué)生活動(dòng): 思考后,積極發(fā)表見解。
學(xué)生可能的回答:根據(jù)牛頓第二定律可知,知道了物體所受的合外力,就可以知道物體的加速度,我們可以通過力來研究加速度。
教師活動(dòng):由于我們之前沒有研究過曲線運(yùn)動(dòng)的加速度問題,特別是加速度的方向較難理解,而牛頓第二定律告訴我們,物體的加速度方向總是和它的受力方向一致,這個(gè)關(guān)系不僅對(duì)直線運(yùn)動(dòng)正確,對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)也同樣正確。所以先通過研究力來感知加速度,特別是加速度的方向。
學(xué)生活動(dòng):利用課前給學(xué)生發(fā)一頭系著繩子的鋼珠。讓學(xué)生在桌面上掄動(dòng)細(xì)繩,使鋼珠做圓周運(yùn)動(dòng),體驗(yàn)手拉繩的力。
教師活動(dòng):在剛才的實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們已充分感知了做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力或合外力指向圓心,該結(jié)論具有一般性。所以物體的加速度也指向圓心,這個(gè)加速度叫做向心加速度。勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度方向明確了,它的大小與什么因素有關(guān)呢?我們具體研究時(shí)仍要從加速度的定義來進(jìn)行。
設(shè)計(jì)意圖:激發(fā)學(xué)生的思維,喚起學(xué)生進(jìn)一步探究新知的欲望。通過發(fā)表自己的見解,解除疑惑,同時(shí)為下一步的研究確定思路。環(huán)節(jié)3
二、速度變化量
教師活動(dòng):指導(dǎo)學(xué)生研究不同情況下的速度變化量。問題1:加速度的定義式是怎么表達(dá)的? 問題2:定義式中各矢量的方向關(guān)系?
學(xué)生活動(dòng):讓學(xué)生思考后請(qǐng)個(gè)別學(xué)生起立回答,教師加以引導(dǎo),得到結(jié)論:加速度的方向與速度變化量的方向相同,若要確定加速度的方向我們可以轉(zhuǎn)換為確定速度變化量的方向。教師活動(dòng):指導(dǎo)學(xué)生用矢量圖表示速度變化量。
我們知道速度是個(gè)矢量,我們可以用矢量圖來找出速度變化量的方向。引導(dǎo)學(xué)生在練習(xí)本上畫出物體加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度變化量的圖示。
1、速度在同一直線上 ①加速
沿同一方向由3m/s增加到5m/s; ②減速
沿同一方向由5m/s減小到5m/s;
2、速度不在同一直線上
教師引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識(shí)(矢量可以平行移動(dòng))分析并在黑板上板演。實(shí)質(zhì)遵循平行四邊形定則。
學(xué)生活動(dòng):思考問題,在練習(xí)本上畫出物體加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度變化量的圖示。從同一點(diǎn)作出物體在一段時(shí)間的始末兩個(gè)速度矢量和,從初速度的末端至末速度的末端所作的矢量就是速度的變化量。
教師活動(dòng):投影學(xué)生所畫的圖示,點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。
設(shè)計(jì)意圖: 使學(xué)生進(jìn)一步掌握速度變化量的矢量圖解法,為下一步推導(dǎo)向心加速度公式做知識(shí)上的鋪墊。環(huán)節(jié)4
三、向心加速度
教師活動(dòng):指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材做一做部分:探究向心加速度的表達(dá)式,投影圖5.6-3,引導(dǎo)學(xué)生思考:
(1)在A、B兩點(diǎn)畫速度矢量vA和vB時(shí),要注意什么?(2)將vA的起點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)要注意什么?
(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Δv?(4)Δv/Δt表示的意義是什么?
(5)Δv與圓的半徑平行嗎?在什么條件下,Δv與圓的半徑平行?
教師在學(xué)生充分討論的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生找答案: 并不與圓的半徑平行,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vA和vB的長(zhǎng)度相等,它們與Δv組成等腰三角形,當(dāng)△t很小很小時(shí),也就與vA(或vB)垂直,即與半徑平行,或者說指向圓心了。學(xué)生活動(dòng):按照思考提綱認(rèn)真閱讀教材,思考問題,在練習(xí)本上獨(dú)立完成上面的推導(dǎo)過程。教師活動(dòng):巡視學(xué)生的推導(dǎo)情況,解決學(xué)生推導(dǎo)過程中可能遇到的困難,必要時(shí)給學(xué)是以有益的啟發(fā)和幫助,回答學(xué)生可能提出的問題。
提示:可以利用矢量三角形和幾何三角形的相似關(guān)系進(jìn)行推導(dǎo)。
教生互動(dòng):選擇學(xué)生中兩個(gè)具有代表性的推倒過程,投影學(xué)生推導(dǎo)的過程,和學(xué)生一起點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。
如圖所示,物體從A點(diǎn)經(jīng)時(shí)間?t沿圓周勻速率運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),轉(zhuǎn)過的角度為?θ,物體在B點(diǎn)速度vB可以看成是它在A點(diǎn)的速度vA(vA=vB=v)和速度的變化量?v的合速度。當(dāng)?t趨近于0時(shí),??也趨近于0,B點(diǎn)接近A點(diǎn),?v與 vA垂直,指向圓心。所以向心加速度方向沿半徑方向指向圓心。
因?yàn)関A、vB和?v組成的三角形與?OAB是相似三角形,所以
?vVA= ABRAB?v即?v=
R將上式兩邊同時(shí)除以?t,得
?vABv=? ?t?tR?v等式左邊即為向心加速度a的大小。
?tAB?v,代入上式整理得 方法一:?tv2a=.R方法二:AB?R???
????,代入上式整理得 ?ta???v
將v=?R代入上式可得:
a=?R
兩種方法得到加速度的兩個(gè)表達(dá)式: 2v22a?
a???R
R設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生親歷知識(shí)的導(dǎo)出過程,體驗(yàn)成功的樂趣。教師要放開,讓學(xué)生獨(dú)立完成推導(dǎo)過程。有的學(xué)生可能會(huì)走彎路,甚至失敗,推導(dǎo)結(jié)果并不重要,重要的是讓學(xué)生親歷推導(dǎo)的過程。環(huán)節(jié)5 思考與討論
v22教師活動(dòng):從公式a?看,向心加速度與圓周運(yùn)動(dòng)的半徑成反比?從公式a???R看,R向心加速度與半徑成正比,這兩個(gè)結(jié)論是否矛盾?
學(xué)生活動(dòng):討論得出當(dāng)v相等時(shí)a與R成正比,當(dāng)ω相等時(shí)a與R成反比。設(shè)計(jì)意圖:通過討論使學(xué)生明確兩個(gè)公式的等效性及使用前提。環(huán)節(jié)6 課堂總結(jié)
教師活動(dòng):讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié),其他同學(xué)在筆記本上總結(jié),然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。
學(xué)生活動(dòng):認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容,并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié),看誰的更好,好在什么地方。
設(shè)計(jì)意圖:總結(jié)課堂內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容,允許內(nèi)容的順序不同,從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。環(huán)節(jié)7 課堂練習(xí)
教師活動(dòng):自行車的大齒輪,小齒輪,后輪三個(gè)輪子的半徑不一樣,它們的邊緣上分別有三個(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”? 學(xué)生活動(dòng):學(xué)生分析討論
設(shè)計(jì)意圖:使學(xué)生將所學(xué)知識(shí)遷移于實(shí)際問題中,對(duì)所學(xué)知識(shí)加以鞏固。