2020高中物理向心加速度教案

2020-05-131330

　　2020高中物理向心加速度教案一

　　学生活动

　　引入新课

　　1.播放视频欣赏：2009年2月22日进行的大冬会花样滑冰双人滑比赛毫无悬念，我国名将张丹、张昊以195.32分夺得冠军，在家门口收获了他们的大冬会三连冠。

　　2.提出问题：视频中张丹、张昊的运动做什么运动?

　　4.展示视频1──链球的运动;视频2──播放一段汽车拐弯的视频。

　　5.根据学生已有的背景知识，提出下列问题：

　　①为什么链球离手后会沿直线(切线)飞出，运动员如何控制它飞出的方向?

　　②离手后球不受任何力的作用吗?

　　③汽车转弯处路面要做成倾斜的?路面倾斜直接影响到什么力?转弯则表明了什么样的运动状态?

　　6.教师在每个问题提出后及时组织同学们做简要的分析和讨论。

　　7.总结归纳：其实这些问题归根到底都是做圆周运动的物体的受力问题!我们知道圆周运动也是曲线运动，曲线运动的条件?──力与速度不在一条直线上，这样力才能改变物体运动的方向。但链球出手后在重力作用下，做的是抛物线运动，而离手前就能做圆周运动，可见圆周运动物体的受力与抛体受力还有不同的地方。本节课要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。

　　8.我们已经知道，作曲线运动的物体，速度一定是变化的，一定有加速度。圆周运动是曲线运动，那么做圆周运动的物体，加速度的大小和方向如何来确定呢?下面我们共同来探讨这个问题。

　　1.仔细观察后回答：张丹、张昊的运动做圆周运动。

　　2.认真听老师讲解，并联系实际积极思考。

　　3.认真思考，讨论、交流后，积极发表见解。

　　①由于惯性，球离手后失去手的拉力，将保持原有运动状态不变。所以飞出时沿切线。

　　②球离手后靠重力做抛体运动。球离手后也受力，做的是斜抛运动，离手前则做圆周运动。可见手的拉力与圆周运动之间有关联。链球转得越快，人就越站立不稳。可见手的拉力大小与圆周运动的快慢有关。

　　③转弯是曲线运动(其他学生补充：在这里就是圆周运动，不是平抛)使支持力的方向不再是竖直向上的，说明支持力的方向与圆周运动有关;而且转得越厉害，坡度就越大。

　　进行新课

　　感知加速度的方向

　　1.投影图5.6-1和图5.6-2以及对应的问题。图2中地球受到什么力的作用?这个力可能沿什么方向?图2中小球受到几个力的作用?这几个力的合力沿什么方向?

　　3.提出问题：我们这节课要研究的是匀速圆周运动的加速度，上面两个例题却在研究物体所受的力，为什么呢?

　　4.指导学生用细线和小球做实验。分组用细线拉小钢球、小木球让其做匀速圆周运动，改变小球的转速、细线的长度多做几次。

　　5.提出问题：是不是由此可以得出结论：“任何物体做匀速圆周运动的加速度都指向圆心”?

　　6.指出：暂时不能，因为上面只研究了有限的实例，还难以得出一般性的结论。然而这样的研究十分有益，因为它强烈地向我们提示了问题的答案，给我们指出了方向，但是我们具体研究时仍要从加速度的定义来进行()。下面我们将对圆周运动的加速度方向作一般性的讨论。

　　1.认真观看交流后回答：图1中地球受到指向太阳的引力作用。图2中小球受到重力、支持力和绳子的拉力三个力的作用，其合力即为绳子的拉力，方向指向圆心。

　　2.根据牛顿第二定律可知，知道了物体所受的合外力，就可以知道物体的加速度，这样就可以通过力来研究加速度吧。牛顿第二定律告诉我们，物体的加速度方向总是和它的受力方向一致，这个关系不仅对直线运动正确，对曲线运动也同样正确。所以先通过研究力来感知加速度，特别是加速度的方向。

　　3.在教师的指导下做实验。在实验中，充分感知做匀速圆周运动的物体所受的力或合外力指向圆心，所以物体的加速度也指向圆心。

　　速度的变化量

　　1.出示例题：向东做加速运动，初速度5m/s，末速度8m/s ，试画出速度的改变量。某物体向东做减速运动，初速度8m/s，末速度5m/s，试画出速度的改变量。

　　2.引导学生在练习本上画出物体加速运动和减速运动时速度变化量δv的图示。

　　第一步：分别在a点和b点作出速度矢量va和vb，由于是匀速圆周运动，va和vb的长度是一样的。

　　第二步：将va的起点移到vb 的起点;末速度v2不在同一直线上的变化量δv。

　　第三步：在图上画出速度改变量△v。

　　3.问：速度的变化量是矢量还是标量?从以上两例我们知道速度改变量可以怎样画法?如果初速度v1和末速度v2不在同一直线上，如何表示速度的变化量δv?

　　4.引导学生分析并在黑板上板演画出初速度v1和末速度v2不在同一直线上的变化量δv。

　　5.投影学生所画的图示，点评、总结。

　　6.倾听学生回答，启发和引导学生解决疑难，总结并点评。同时引出下一课题。

　　1.分组讨论认真思考后在练习本上画出物体加速运动和减速运动时速度变化量的图示并回答问题。

　　2.在老师的引导下画出初速度v1和末速度v2不在同一直线上的变化量δv。

　　向心加速度

　　指导学生阅读教材“向心加速度”部分，投影图5.6-3，引导学生思考：①在a、b两点画速度矢量va和vb时，要注意什么?②va将的起点移到vb点时要注意什么?③如何画出质点由a点运动到b点时速度的变化量δv?④δv/δt表示的意义是什么?⑤δv与圆的半径平行吗?在什么条件下，δv与圆的半径平行?

　　倾听学生回答，必要时给学是以有益的启发和帮助，引导学生解决疑难，回答学生可能提出的问题。

　　3.指导学生阅读教材“做一做”栏目，要求学生分小组讨论后在练习本上推导向心加速度的公式。

　　2020高中物理向心加速度教案二

　　教学用具 透明小桶一个，茶水一杯，细线三条，一辆电动小车，两个质量相同的橡皮塞，一个橡皮球，两个质量相同的金属螺母，两根相同的笔管，向心力演示仪七台，教学课件

　　教材分析 本节课是鲁科版物理必修2第四章第二节的内容，课时是二节课，本教案设计的是关于第一课时向心力的内容。教材在本节课之前已经安排学生学习了物体做曲线运动的条件和对圆周运动的描述，而且在必修1中也学习了牛顿运动定律。本节课作为上述知识的综合应用，通过分析理解向心力的概念，掌握向心力的来源，通过实验得出向心力大小的计算公式。从物理教学的整个课程分析，本节课从动力学的角度研究匀速圆周运动，这部分知识是本章的重点和难点，也是学生学好圆周运动的关键，学好这部分知识，可以为天体运动和带电粒子在匀强磁场中的运动等内容的学习打好基础。

　　学情分析 学生为高一的孩子，好奇心强，具有较强的探究欲望，并且在之前的学习中有多次的小组合作探究的经验。学生已经掌握的知识包括牛顿运动定律和物体做曲线运动的条件以及描述圆周运动的物理量。学生在平常的生活中已经接触到过一些关于物体做圆周运动的例子，对圆周运动已经有了一些感性的认识。学生会从向心力三个字的字面先入为主地认为向心力是某个新的性质力。 教学目标 知识与技能 1、理解向心力的概念，知道向心力是根据力的作用效果命名的一种力。

　　2、理解匀速圆周运动的向心力大小不变，方向总是指向圆心。

　　3、知道向心力大小与那些因素有关。理解公式的确切含义，并能用来计算。

　　过程与方法 1、通过设计实验探究向心力表达式的过程中，体会物理实验在处理问题中的作用。

　　2、经历从自己提出问题到自己解决问题的过程，培养学生的问题意识及思维能力。

　　3、经历从特殊到一般的研究过程，培养学生分析问题、解决问题的能力。 情感态度与价值观 养成合作交流的习惯，能主动与他人讨论交流，勇于发表自己的观点。

　　2、实例、实验紧密联系生活，拉近科学与学生的距离，使学生感到科学就在身边，培养学生的学习兴趣。

　　3、在探究的过程中，让学生经历类似科学家探索物理世界的过程，体会科学探究的喜悦，领悟一定的科学精神。 教学重难点 重点 理解向心力的概念。

　　掌握计算向心力大小的表达式。 难点

　　理解向心力是根据力的作用效果命名的力

　　教学思路 通过“水流星”实验引出本节课学习的对象——向心力。让学生观察电动小车在水平面内做圆周运动的实验，了解向心力的方向始终指向圆心，同时指出，向心力是以力的作用效果来命名的。接下来，让学生自己动手探究，切身体会向心力的大小与哪些因素有关，以及向心力大小的表达式。 教学方法 体现新课程的理念，以学生的好奇心和求知欲为基础，让学生在参与科学探究的过程中，学习科学探究方法，发展自主学习与合作学习的能力。 设计思想 重视科学探究和科学方法教育

　　物理学是科学知识科学探究与科学方法相结合的自然科学，在物理教学中应重视科学探究与科学方法。

　　渗透情感，态度与价值观的教育

　　在探究的过程中，让学生经历类似科学家探索物理世界的过程，体会科学探究的喜悦，领悟一定的科学精神。

　　重视学生自主学习与合作学习的新理念

　　体现新课程的理念，让学生在参与科学探究的过程中，发展自主学习与合作学习的能力。

　　教学过程

　　教学过程 环节 教学内容 教法与学法 设计意图

　　新课引入 “水流星”实验

　　实践过程：向学生展示装有茶水的透明小桶，提问，采用什么方法能够使开口的小桶翻转过来时，桶内的水不会洒出来?鼓励学生大胆上台尝试，在实验过程中不难发现小桶在竖直面内做圆周运动的过程中，当小桶开口向下时，水不洒出。由此激发出学生的兴趣，引出本节课研究的内容“向心力”。 运用演示实验的方法向学生展示“水流星”的实验发现开口的小桶在竖直面内做圆周运动过程中，小桶虽然翻转过来水却没有洒出来，从而引出新课的知识——“向心力”。 通过演示实验引入课题，可以激发学生的探究欲望，使学生主动地参加到课堂的探究中，并且对概念的理解提供感性素材，帮助学生更好地建立概念和认识规律。

　　新课教学

　　一，掌握向心力的性质和方向

　　演示实验1：用一根细绳，一端系一电动小车，另一端用手固定在水平桌面上。打开小车的开关，在绳子拉直前小车做直线运动，绳子拉直后小车绕着固定点做圆周运动。

　　演示实验2：小车绕固定点做圆周运动，突然放开细绳，小车沿切线方向做直线运动。

　　通过以下问题的引导，让学生理解向心力的概念，掌握向心力的方向

　　绳子的拉力对小车有什么样的作用效果?

　　绳子的拉力的方向有什么特点?

　　通过以上两个问题的思考和讨论总结出：做圆周运动的物体必须受到一个始终指向圆心的等效的力的作用，这个力叫做向心力。在小车实验中，拉力就是向心力。

　　通过对小车进行受力分析，明确向心力是一个按效果命名的力，使学生会分析向心力的来源，理解匀速圆周运动中的供需关系。

　　通过探究以下两个问题：

　　向心力方向与速度方向有何关系?

　　向心力对速度产生了怎样的作用效果?

　　得出结论：向心力只改变物体运动线速度的方向，不改变物体运动线速度的大小。

　　总结：向心力不是特殊的力，只是按作用效果命名的，它可以由某个力或某几个力的合力来提供。受力分析时不能把向心力当作一个独立的力。

　　2020高中物理向心加速度教案三

　　一、教案背景

　　1.面向学生： eq oac(□，√) 高中 2.课时：共1课时

　　3.教材分析：本课是人教版高中物理必修2第5章曲线运动的第5节。是在学习了描述圆周运动的几个物理量后，进一步从运动的角度深入分析物体做圆周运动的特征。是力和运动知识在圆周运动中的应用，是为解决圆周运动实例分析问题所学的准备知识，也是学习万有引力定律及其应用的知识基础。本节具有承前启后的重要作用。

　　4.学生分析：

　　(1)高一学生认识事物的特点是：开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的图片、动画来支持。

　　(2)学生在初中时没有接触过向心加速度的概念。

　　(3)学生已学习过矢量知识，但将其应用到物理中来，理解上会感到一定的困难，在教学中应注重讲解思想方法，对定量计算不应做具体要求。 二、教学重点与难点

　　1.教学重点：理解匀速圆周运动中存在向心加速度，掌握向心加速度的确定方法和计算公式。

　　2.教学难点：向心加速度的方向的确定过程和其公式的推导过程。 三、教学准备

　　1.教师准备：通过百度及其它网络搜索相关图片、视频、课件等，并对其进行选择、整理，制作成PPT课件、资源库(专题文件夹)等用于课堂教学。

　　2.学生课前准备：

　　(1)预习本节导学案，初步了解匀速圆周运动中存在向心加速度;

　　(2)百度输入关键词“向心加速度”、“圆周运动”等进行搜索，浏览相关知识; 四、教学方法

　　课前首先要求学生对导学案进行预习，并且通过百度搜索“圆周运动”、“向心加速度”，浏览相关知识，使学生在头脑建立感性认识、并形成本节课的初步概念。

　　本课采用“引导探究”式教学法，该教学法以解决问题为中心，注重学生的独立钻研，着眼于创造思维的培养，充分发挥学生的主动性。其主要程序是：激起探究愿望→启发探究思考与实践→引导学生进行理论探究→得出探究结论→实例探究→探究评价。它不仅重视知识的获得，而且更重视学生获取知识的过程及方法，更加突出了学生的主动学习。 五、教学过程

　　(一)激起探究愿望——引出向心加速度

　　【教师搜索视频】卫星绕地球转动

　　观看视频：

　　1.提醒学生注意卫星轨迹。

　　2.提示学生卫星的运动可类比于什么运动?

　　建立模型：轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。

　　【学生搜索视频】小球做匀速圆周运动

　　3.引导学生用所学过的描述匀速度圆周运动的物理量去说明小球的运动。并考虑线速度、角速度、转速、周期是否变化?

　　4.匀速圆周运动是变速运动还是匀速运动? (引出加速度)

　　(二)启发探究思考与实践——探究向心加速度

　　1.怎么研究加速度呢?(提示加速度是联系运动和力的桥梁)

　　2.从力的角度来探究匀速圆周运动的加速度。

　　(1)匀速圆周运动的加速度方向。

　　①怎么探究加速度方向?(提示物体加速度方向与受到合外力方向一致)

　　②分析做匀速圆周运动小球受力。卫星受力方向?

　　③做匀速圆周运动的物体加速度方向?(引出向心加速度)

　　④让学生体验向心加速度。(甩臂子，体会肩部的力)

　　【学生搜索视频】石担石锁沙袋功

　　⑤引导学生建立模型认识运动。

　　小结：做匀速圆周运动的物体加速度指向圆心，这个加速度称为向心加速度。符号： 。

　　(2)探究向心加速度大小

　　①猜想匀速圆周运动加速度的大小与哪些因素有关。(可能因素 、 、 )

　　②用什么方法进行研究?(控制变量法)

　　引导学生活动，讨论实验步骤，列表如下。

　　控制变量

　　实验目的

　　记录的量

　　研究a与v的关系

　　a、v

　　研究a与r的关系

　　a、r

　　③数据分析

　　线速度不变：

　　半径/0.1m

　　1.0

　　2.0

　　3.0

　　4.0

　　5.0

　　6.0

　　向心加速度/m/s2

　　10.0

　　4.9

　　3.3

　　2.0

　　1.7

　　半径不变：

　　速度/ m/s

　　1.0

　　2.0

　　3.0

　　4.0

　　5.0

　　6.0

　　向心加速度/ m/s2

　　1.0

　　4.1

　　15.9

　　25.0

　　36.1

　　【学生搜索网页】 如何用图象处理数据

　　结论： 不变时， 与 成反比; 不变时， 与 成正比，向心加速度的表达式为 。

　　讨论：从公式 看，向心加速度与圆周运动的半径成反比?从公式 看，向心加速度与半径成正比，这两个结论是否矛盾?

　　结论：匀速圆周运动加速度的大小不变，方向在时刻改变，所以匀速圆周运动不是匀变速运动，是变加速运动。