【优选整合】人教版高中物理必修2-第5章-第5节-向心加速度(教案).docx

人教版高中物理必修2
第5章第5节向心加速度
【知识与技能】
(1)理解速度变化量和向心加速度的概念；
(2)知道向心加速度和线速度、角速度的关系式；
(3)能够运用向心加速度公式求解有关问题。

【过程与方法】
体会速度变化量的处理特点，体验向心加速度的导出过程，领会推导过程中用到的数学方法，教师启发、引导，学生自主阅读、思考、讨论、交流学习成果。

【情感态度与价值观】
培养学生思维能力和分析问题的能力，培养学生探究问题的热情，乐于学习的品质。

特别是“做一做”的实施，要通过教师的引导让学生体会成功的喜悦。

【教学重难点】
(1)理解匀速圆周运动屮加速度的产生原因，掌握向心加速度的确定方法和计算公式。

(2)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】
★重难点一、对向心加速度的理解★
一、速度变化量
1.速度变化量
(1)速度变化量是指运动物体在一段时间内的末速度与初速度之差。

(2)速度是矢量，速度的变化M Ar也是矢量，△尸吆一内是矢量式，其运算满足平行四边形定则或三角形定则。

探究：设质点沿半径为r的圆周运动，某时刻位于A点，速度为V A.经过时间后位于B点，速度为V B，质点速度的变化量沿什么方向？
At*
甲乙
对向心加速度的进一步理解
［合作讨论］
1.向心加速度是从哪个角度描述速度变化快慢的？你对向心加速度有何认识？
提示：向心加速度的方向总指向圆心，与速度方向垂直，只改变速度方向，不改变速度大小，所以向心加速度是描述速度方向改变快慢的物理量.向心加速度大，即速度方向改变得快.
2.匀速圆周运动的加速度和向心加速度有什么关系？匀速圆周运动是否为匀变速运动？
提示：匀速圆周运动的加速度和向心加速度含义相同.由于匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，其人小不变，但方向时刻在改变，所以匀速圆周运动不是匀变速运动.
★名师点睛
1.物理意义：描述线速度改变的快慢，只改变线速度方向，不改变其大小.
2.方向：总是沿着圆周运动的半径指向圆心，即方向始终与运动方向垂直，方向时刻改变.不论加速度目n 的大小是否变化，禺的方向是时刻改变的，所以圆周运动一定是变加速运动.
说明：做变速圆周运动的物体，加速度并不指向圆心，该加速度有两个分量：一是向心加速度；二是切向加速度，切向加速度改变速度的大小.
3.向心加速度与合加速度的关系
(1)物体做匀速圆周运动时，向心加速度就是物体运动的合加速度.
(2)物体做变速圆周运动时，合加速度必有一个沿切线方向的分量和指向圆心方向的分量，其指向圆心方向的分量就是向心加速度.
【典型例题】做匀速圆周运动的物体，10s内沿半径是20m的圆周运动100m,试求物体做匀速圆周运动时
(1)线速度的大小
(2)角速度的大小
(3)周期的大小
(4)向心加速度的大小
【解析】(1)线速度为：v=— = —m/s = \Om/s；
\t 10
v 10
(2)角速度为：co- — -一rad !s = Q.5rad Is :
r 20
(3)周期为：T ------- = ------- s = 4/rs；
V 10
, v2 102? ?
(4)向心加速度为：a —— = m / 5*" = 5m / s z.
r 20
★重难点二、对向心加速度公式的理解和应用★
对向心加速度公式的理解和应用
1.不同形式的各种表达式
v14n2
3n=~=(D2r=~j^r= 47T2n2 r= 47i2f2 r= co Vc
2对向心加速度表达式的理解及计算
(1)影响向心加速度大小的因素有哪些？向心加速度的大小与运动物体的质量有关吗？
提示：线速度、角速度、半径都会影响向心(2)向心加速度的表达式是否只适用于匀速圆周运动? 提示：向心加速度的表达式不仅适用于匀速周围运动，也适用于变速圆周运动.
★名师点睛
1.向心加速度公式
(1)基本公式：①日n=#7，②a^=co2r.
4兀2厂
(2)拓展公式：①日n=—®a n=cov.
2.向心加速度孙与半径厂的关系图象
如图(a) (b)所示。

(a) (b)
【典型例题】(多选)如所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r, a是它边缘上的一点；左侧是一轮轴，大轮半径为4r,小轮半径为2r, b点在小轮上，到小轮中心距离为r, c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。

若在传动过程中，皮带不打滑，则( )
A.a点与b点线速度大小相等
B.a点与c点角速度大小相等
C.a点与d点向心加速度大小相等
D.a、b、c^ d四点中，加速度最小的是b点
【答案】CD。