向心加速度教学设计.docx

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 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()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。 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Dv表示速度在时间间隔Dt内发生的变化，则有a=Dv。 Dt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Dv，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。 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。 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。 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。 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。 多媒体课件、小球、细线、图钉等。 开始 视频导入：展示生活中的圆周运动。 讨论分析：物体做圆周运动时受力方向如何？加速度方向应该指向什么方向？ 得出结论：任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心向心加速度 复习回顾：直线运动中加速度的定义式。 讨论分析：速度的变化量 实验探究：根据实验与定义，探究向心加速度大小的表达式 拓展推导：根据线速度与角速度、周期、频率的关系推导变形公式 课堂练习：设计相关简单的练习，当堂检验学生对知识的掌握情况 结 束 教学环节 导 入 新 课 教学内容 思考： 播放生活中圆周运动的视频与图片 教师活动 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？ 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，并引导学生再分析几个类似的匀速圆周运动实例。 3、教师提问：“经过上面的分析，那么做匀速圆周运动物体的加速度的方向是怎样的呢？” 1、引导学生回忆并简述加速度的概念。 学生活动 设计意图 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的合外力指向圆心，因此加速度也指向圆心，这个加速度叫做向心加速度。 回顾： 在学习必修1，研究直线运动时，为学生思考、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圆心的。 学生总结叙述。 学生回忆必修1直线运动中加速度的概念。 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。 培养学生类比分析、归纳总结的能力。 复习回 顾 了描述物体运动速度变化的快慢，引入了加速度的概念： 加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。 Dv a=Dt 讨论： 为了得到加速度 的大小，我们要重 点对速度的变化 量进行定量分析。 讨 论先以直线运动为分例，利用多媒体动析 画演示，直观的体现出速度的变化量，再用相同的方法表示出曲线运动速度的变化量。 探究： 通过演示小球在 水平面上做匀速 圆周运动的实验，引导学生思考一 段时间内速度的 变化量。 实把实验模型抽象验成一个具体的数探学模型，根据定义Dv究 式a=，并且利Dt用极限的数学思想，经过严密的数学推导，得出向心加速度大小的表2、教师提问：“类比直线运动中加速度的定义，向心加速度的定义是什么呢？” 经过思考，并根据牛顿第二定律得出向心加速度的定义也Dv是a=。 Dt从直线运动加速度的定义过渡到匀速圆周运动向心加速度的定义，让学生更容易接受新的概念 1、速度是矢量，既有大小，又有方向。 2、教师提问：“请同学们思考，直线运动中Dv的方向与曲线运动中Dv的方向有什么差异。” 学生看了多媒体课件的演示，对曲线运动的Dv有了直观的认识。 曲线运动Dv的方向与初末速度的方向不在同一直线上。 利用直线曲线运动的对比，让学生深入认识理解速度的矢量性。 1、让学生上讲台，利用细线、小球等工具演示实验，让小球在水平面上做匀速圆周运动。 2、通过演示多媒体展示将实验模型转化为数学模型，引导学生分析模型思考速度在一段时间Dt内速度的变化量Dv。 3、给出推导向心加速度大小的表达式所需要的条件，提问：“请同学们花点时间，动动笔推导一下呢，向心加速度的1、观察实验现象思考速度变化量。 2、看老师演示的实验模型，结合给出的已知量，根据定义，动手推导向心加速度大小的表达式。 3、举手发言，给出自己推导的结论。 让学生亲身经历公式的推导，有助于对物理概念的深入理解；对公式的记忆以及提高分析、解决问题的能力。 让学生体会数学极限思想在物理研究领域的妙用。 v2达式a=。 r表达式究竟是什么？” 4、让学生发表自己的结果，总结学生的发言，给出正确的推导过程与结论。 回顾： 学习圆周运动时，我们知道在圆周运动中，线速度的大小等于角速度的大小与半径的乘积。 拓 展角速度与周期，频推率，转速等均有相导 应数学关系。可将线速度的不同表v2达式带入a=r1、提问学生在上一节的学习中，线速度与角速度之间有怎样的关系？ 2、回顾角速度与周期、频率、转速的关系，引导学生推导出向心加速度大小的不同表达式。 1、回顾上节内容，回答老师提出的问题。 2、动笔推导向心加速度大小的不同表达式。 体会从理论的角度分析推导得出公式的不同表示形式，培养学生发散性思维。 中，得到向心加速度大小表达式的多重形式。 教师提出问题： 1、甲、乙两物体都在做匀速圆周运动，以下各种情况下哪个物体的向心加速度比较大？ A.V相等，乙的半径小 学生回顾知识并思考然后回答问题。 课堂练习 v2A根据a=乙半r径小向心加速度大 即时练习，检验知识掌握情况 æ2pöBa=ç÷r甲半Tèø径大向心加速度大 2Ca=wr=wv乙2线速度小向心加速度小 B.T相等，甲的半径大 2Da=wr=wv，vC.相等，乙线速度小 D.他们的线速度相等，相等，w甲>w乙甲在相同时间内甲与圆心连线扫过的角度比乙大 的向心加速度大 即时用简单典型例题巩固所学知识，加深对向心加速度的理解 2、月球绕地球公转的22pæö轨道接近圆，半径为R，a月=ç÷r èTø公转周期是T，月球绕地球公转的向心加速度是多大？ 总简要回顾本节课结 的收获 教师引导学生回顾本节课的学习，总结向心加速度大小的表达式得到的过程和方法。 教师提问，倾听学生回答，适当提示，适时指正。 学生总结本节课运用的科学方法：类比法，建模法，极限的体会研究物理数学思维方法。 概念的一般方法：类比法 学生总结向心加速度大小的表达式的几种不同形式。 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。 Dv定义式：a= Dt2、速度的变化量：Dv=vt-v0 方向：由v0指向vt ìv2ïa=rï2pï3、íw= =2pf=2pnTï2pïv=wr=r=2pfr=2pnrïTî 22æ2pöa=wr=ç÷r=(2pf)r=(2pn)r èTø22