向心加速度教学设计

向心加速度教学设计

设计：11级物理学7班朱晨

【教材分析】

向心加速度是人教版高中物理必修2第五章曲线运动第六节内容。 在上一节学习了圆周运动的基础上，学生们了解到对于圆周运动可运用线速度(v )和角速度(ω)这两个物理量来描述。

对于圆周运动，即使是匀速圆周运动，由于运动方向在不断改变，所以也是变速运动。既然是变速运动，就会有加速度。再联系到必修1中，描述直线运动的物理量有速度(v)与加速度(a)。结合圆周运动，不难得出，做圆周运动的物体也具有加速度，并且可通过生活中的实例确定：做匀速圆周运动的物体，所受合外力指向圆心，因此加速度方向也指向圆心。

本节课主要是通过对匀速圆周运动的分析，进而推导出向心加速度大小的表达式。因此，如何得出向心加速度大小的表达式是本节课的重点与难点。

【学情分析】

（1）知识基础

通过必修1《速度变化快慢的描述—加速度》的学习，学生已经掌握加速度的概念是：加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值，通常用a 代表，若用v ∆表示速度在时间间隔t ∆内发生的变化，则有t

v

a ∆∆=

。 同时，经过上节内容的学习，容易想到要研究匀速圆周运动的向心加速度a ，可以从匀速圆周运动的速度变化量入手来探索向心加速度。利用图示法画出做匀速圆周运动物体速度的变化量v ∆，类比直线运动，通过数形结合的思想，经过严谨的数学推导，从而得出向心加速度大小的表达式。

（2）思维特征

学生为高一的孩子，好奇心强，具有较强的探究欲望；并且已经学过直线运动加速度的由来和物体做曲线运动的条件及描述圆周运动的物理量。同时学生也具备了一定的数学基础。

因此，作为老师要善于发挥学生的主体作用，积极引导学生思考、分析问题情境，培养他们的类比思维和逻辑推理能力。经历一步一步推算的过程，最终得出结论。

（3）心理特征

探索描述物理现象的物理量总是和生活实际紧密相联的，即物理来源于生活，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质。通过现象看本质是学习物理的基本心理特征。

在研究一个新的物理量时，我们总是从已知的物理量着手，结合原来已经掌握的规律和研究方法来探究未知物理量。

针对这两个特征，可以在课堂上再现一些生活中的实验，运用已知探索未知。同时在课堂上进行实验可以充分调动学生的积极性，激发学生的好奇心，让学生由被动的接收知识转变为自己主动探求知识。

【教学目标】

一、知识与技能：

1、理解向心加速度的概念。

2、了解向心加速度大小的推导过程。知道匀速圆周运动向心加速度的公式，会解答有关问题；

二、过程与方法：

1、要通过对物体做圆周运动的实例进行分析入手，从而认识到：做匀速圆周运动的物体所受合力指向圆心，所以物体的加速度也指向圆心。

2、通过充分讨论向心加速度来源、向心加速度大小可能与哪些因素有关，并演示实验进行探究活动。

3、领会推导向心加速度时运用到的研究物理量类比的方法和数学上极限的思维。

三、情感态度与价值观：

1、领略到物理就在自己的身边，体验自然界的奇妙与和谐，发展好奇心与求知欲；

2、意识到物理规律在现实生活中的重要作用，增强对物理学习的兴趣；

3、在利用实验并结合数学方法推导得出结论的过程中，逐步树立严谨治学的态度和正确的认识观。

【教学重点和难点】

重点：1、体会直线运动加速度的定义，类比理解圆周运动向心加速度

2、掌握向心加速度的计算公式。

难点：1、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。

【教学设备】

多媒体课件、小球、细线、图钉等。

【教学流程】

【教学内容与过程】

教

学

环

节

教学内容教师活动学生活动设计意图

导入新课思考：

播放生活中圆周

运动的视频与图

片

1、教师:大家看一

看，这些都是生活中

常见的圆周运动。

2、注意观察，小球、

地球受到什么力的

作用这个力可能沿

什么向

学生观看视频，

思考回答问题。

小球收到绳子

的拉力，指向圆

心。

地球收到太阳

的吸引力，指向

太阳。

本节研究的是

物体做匀速圆

周运动时的加

速度。

了解物体的受

力情况有助于

加速度问题的

解决。

引入概念讨论：

如果连着小球的

绳子突然断了，小

球将怎样运动，是

怎样的一个力使

得物体做圆周运

动。

任何做匀速圆周

运动的物体受到

1、牛顿第二定律告

诉我们物体的加速

度方向总与它受力

的方向一致。这个关

系不仅对直线运动

正确，对曲线运动同

样正确。

2、教师再次播放视

频与图片，并引导学

学生思考、讨

论、回答问题。

物体受到的合

外力是指向圆

心的，那么根据

牛顿第二定律，

物体运动的加

速度也是指向

通过观看学生

比较熟悉和感

兴趣的实例，给

学生大量的感

性认识，激发学

生的学习兴趣。

培养学生类比

【板书设计】

1、向心加速度：任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心。 定义式：t

v

a ∆∆=

2、速度的变化量：v ∆=0v v t - 方向：由0v 指向t v

3、⎪⎪

⎪

⎩

⎪

⎪

⎪⎨⎧========

nr fr r T r v n f T r v a πππωπππω22222

22

()()r n r f r T r a 222

2

222πππω==⎪⎭

⎫

⎝⎛==