向心加速度教學(xué)設(shè)計(jì)

向心加速度教學(xué)設(shè)計(jì)編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:向心加速度教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)：11級(jí)物理學(xué)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(yùn)動(dòng)第六節(jié)內(nèi)容。在上一節(jié)學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上，學(xué)生們了解到對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)可運(yùn)用線速度(v)和角速度(ω)這兩個(gè)物理量來描述。對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)，即使是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由于運(yùn)動(dòng)方向在不斷改變，所以也是變速運(yùn)動(dòng)。既然是變速運(yùn)動(dòng)，就會(huì)有加速度。再聯(lián)系到必修1中，描述直線運(yùn)動(dòng)的物理量有速度(v)與加速度(a)。結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)，不難得出，做圓周運(yùn)動(dòng)的物體也具有加速度，并且可通過生活中的實(shí)例確定：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的分析，進(jìn)而推導(dǎo)出向心加速度大小的表達(dá)式。因此，如何得出向心加速度大小的表達(dá)式是本節(jié)課的重點(diǎn)與難點(diǎn)。【學(xué)情分析】知識(shí)基礎(chǔ)通過必修1《速度變化快慢的描述—加速度》的學(xué)習(xí)，學(xué)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(shí)間的比值，通常用代表，若用表示速度在時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生的變化，則有。同時(shí)，經(jīng)過上節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，容易想到要研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度，可以從勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)物體速度的變化量，類比直線運(yùn)動(dòng)，通過數(shù)形結(jié)合的思想，經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)推導(dǎo)，從而得出向心加速度大小的表達(dá)式。思維特征學(xué)生為高一的孩子，好奇心強(qiáng)，具有較強(qiáng)的探究欲望；并且已經(jīng)學(xué)過直線運(yùn)動(dòng)加速度的由來和物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件及描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量。同時(shí)學(xué)生也具備了一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。因此，作為老師要善于發(fā)揮學(xué)生的主體作用，積極引導(dǎo)學(xué)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。心理特征探索描述物理現(xiàn)象的物理量總是和生活實(shí)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(xué)習(xí)物理的基本心理特征。在研究一個(gè)新的物理量時(shí)，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(duì)這兩個(gè)特征，可以在課堂上再現(xiàn)一些生活中的實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用已知探索未知。同時(shí)在課堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生由被動(dòng)的接收知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樽约褐鲃?dòng)探求知識(shí)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)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(dǎo)過程。知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度的公式，會(huì)解答有關(guān)問題；二、過程與方法：1、要通過對(duì)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例進(jìn)行分析入手，從而認(rèn)識(shí)到：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究活動(dòng)。3、領(lǐng)會(huì)推導(dǎo)向心加速度時(shí)運(yùn)用到的研究物理量類比的方法和數(shù)學(xué)上極限的思維。三、情感態(tài)度與價(jià)值觀：1、領(lǐng)略到物理就在自己的身邊，體驗(yàn)自然界的奇妙與和諧，發(fā)展好奇心與求知欲；2、意識(shí)到物理規(guī)律在現(xiàn)實(shí)生活中的重要作用，增強(qiáng)對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣；3、在利用實(shí)驗(yàn)并結(jié)合數(shù)學(xué)方法推導(dǎo)得出結(jié)論的過程中，逐步樹立嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度和正確的認(rèn)識(shí)觀?！窘虒W(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】重點(diǎn)：1、體會(huì)直線運(yùn)動(dòng)加速度的定義，類比理解圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度2、掌握向心加速度的計(jì)算公式。難點(diǎn)：1、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?！窘虒W(xué)設(shè)備】多媒體課件、小球、細(xì)線、圖釘?shù)??！窘虒W(xué)流程】開始開始 結(jié)束課堂練習(xí)：設(shè)計(jì)相關(guān)簡(jiǎn)單的練習(xí)，當(dāng)堂檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況拓展推導(dǎo)：根據(jù)線速度與角速度、周期、頻率的關(guān)系推導(dǎo)變形公式實(shí)驗(yàn)探究：根據(jù)實(shí)驗(yàn)與定義，探究向心加速度大小的表達(dá)式討論分析：速度的變化量復(fù)習(xí)回顧：直線運(yùn)動(dòng)中加速度的定義式。得出結(jié)論：任何做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度都指向圓心→向心加速度討論分析：結(jié)束課堂練習(xí)：設(shè)計(jì)相關(guān)簡(jiǎn)單的練習(xí)，當(dāng)堂檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況拓展推導(dǎo)：根據(jù)線速度與角速度、周期、頻率的關(guān)系推導(dǎo)變形公式實(shí)驗(yàn)探究：根據(jù)實(shí)驗(yàn)與定義，探究向心加速度大小的表達(dá)式討論分析：速度的變化量復(fù)習(xí)回顧：直線運(yùn)動(dòng)中加速度的定義式。得出結(jié)論：任何做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)受力方向如何加速度方向應(yīng)該指向什么方向視頻導(dǎo)入：展示生活中的圓周運(yùn)動(dòng)。（調(diào)動(dòng)好奇心，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣）

【教學(xué)內(nèi)容與過程】教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課思考：播放生活中圓周運(yùn)動(dòng)的視頻與圖片教師:大家看一看，這些都是生活中常見的圓周運(yùn)動(dòng)。注意觀察，小球、地球受到什么力的作用這個(gè)力可能沿什么向

學(xué)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(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度。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\(yùn)動(dòng)，是怎樣的一個(gè)力使得物體做圓周運(yùn)動(dòng)。任何做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(gè)加速度叫做向心加速度。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(gè)關(guān)系不僅對(duì)直線運(yùn)動(dòng)正確，對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)同樣正確。教師再次播放視頻與圖片，并引導(dǎo)學(xué)生再分析幾個(gè)類似的勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例。3、教師提問：“經(jīng)過上面的分析，那么做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的加速度的方向是怎樣的呢？”學(xué)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(yùn)動(dòng)的加速度也是指向圓心的。學(xué)生總結(jié)敘述。通過觀看學(xué)生比較熟悉和感興趣的實(shí)例，給學(xué)生大量的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。培養(yǎng)學(xué)生類比分析、歸納總結(jié)的能力。復(fù)習(xí)回顧回顧：在學(xué)習(xí)必修1，研究直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了描述物體運(yùn)動(dòng)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(shí)間的比值。引導(dǎo)學(xué)生回憶并簡(jiǎn)述加速度的概念。2、教師提問：“類比直線運(yùn)動(dòng)中加速度的定義，向心加速度的定義是什么呢？”學(xué)生回憶必修1直線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)加速度的定義過渡到勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度的定義，讓學(xué)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，我們要重點(diǎn)對(duì)速度的變化量進(jìn)行定量分析。先以直線運(yùn)動(dòng)為例，利用多媒體動(dòng)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(yùn)動(dòng)速度的變化量。速度是矢量，既有大小，又有方向。2、教師提問：“請(qǐng)同學(xué)們思考，直線運(yùn)動(dòng)中的方向與曲線運(yùn)動(dòng)中的方向有什么差異?！睂W(xué)生看了多媒體課件的演示，對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的有了直觀的認(rèn)識(shí)。曲線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的對(duì)比，讓學(xué)生深入認(rèn)識(shí)理解速度的矢量性。實(shí)驗(yàn)探究探究：通過演示小球在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生思考一段時(shí)間內(nèi)速度的變化量。把實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ统橄蟪梢粋€(gè)具體的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)定義式，并且利用極限的數(shù)學(xué)思想，經(jīng)過嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，得出向心加速度大小的表達(dá)式。讓學(xué)生上講臺(tái)，利用細(xì)線、小球等工具演示實(shí)驗(yàn)，讓小球在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。通過演示多媒體展示將實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ娃D(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型，引導(dǎo)學(xué)生分析模型思考速度在一段時(shí)間內(nèi)速度的變化量。給出推導(dǎo)向心加速度大小的表達(dá)式所需要的條件，提問：“請(qǐng)同學(xué)們花點(diǎn)時(shí)間，動(dòng)動(dòng)筆推導(dǎo)一下呢，向心加速度的表達(dá)式究竟是什么？”4、讓學(xué)生發(fā)表自己的結(jié)果，總結(jié)學(xué)生的發(fā)言，給出正確的推導(dǎo)過程與結(jié)論。1、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象思考速度變化量。看老師演示的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，結(jié)合給出的已知量，根據(jù)定義，動(dòng)手推導(dǎo)向心加速度大小的表達(dá)式。3、舉手發(fā)言，給出自己推導(dǎo)的結(jié)論。讓學(xué)生親身經(jīng)歷公式的推導(dǎo)，有助于對(duì)物理概念的深入理解；對(duì)公式的記憶以及提高分析、解決問題的能力。讓學(xué)生體會(huì)數(shù)學(xué)極限思想在物理研究領(lǐng)域的妙用。拓展推導(dǎo)回顧：學(xué)習(xí)圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們知道在圓周運(yùn)動(dòng)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(yīng)數(shù)學(xué)關(guān)系?？蓪⒕€速度的不同表達(dá)式帶入中，得到向心加速度大小表達(dá)式的多重形式。提問學(xué)生在上一節(jié)的學(xué)習(xí)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(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出向心加速度大小的不同表達(dá)式。1、回顧上節(jié)內(nèi)容，回答老師提出的問題。2、動(dòng)筆推導(dǎo)向心加速度大小的不同表達(dá)式。體會(huì)從理論的角度分析推導(dǎo)得出公式的不同表示形式，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散性思維。課堂練習(xí)即時(shí)練習(xí)，檢驗(yàn)知識(shí)掌握情況教師提出問題：甲、乙兩物體都在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以下各種情況下哪個(gè)物體的向心加速度比較大？V相等，乙的半徑小T相等，甲的半徑大ω相等，乙線速度小他們的線速度相等，在相同時(shí)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(xué)生回顧知識(shí)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(shí)用簡(jiǎn)單典型例題鞏固所學(xué)知識(shí)，加深對(duì)向心加速度的理解總結(jié)簡(jiǎn)要回