向心加速度教學(xué)設(shè)計1人教課標版(實用教案)

1、人教版必修一第五章曲線運動第五節(jié)向心加速度的教學(xué)設(shè)計浙江省舟山中學(xué)李靈龍(適用于的實驗班學(xué)生)一、設(shè)計思想在新課標的大背景下，課堂教學(xué)從過分注重知識的傳承轉(zhuǎn)變?yōu)閺闹R與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個方面培養(yǎng)學(xué)生，所以本教學(xué)設(shè)計通過幾個實例的引入，讓學(xué)生親身體驗(動手做小實驗)，再觀看老師的演示實驗，建立質(zhì)點做圓周運動的模型，進一步認識加速度的方向與速度方向的關(guān)系，為研究向心加速度的方向打下了基礎(chǔ)。為理解加速度與速度方向的關(guān)系，通過創(chuàng)設(shè)情景研究在一條直線上的變速運動過渡到曲線運動，這種由簡單到復(fù)雜，由特殊到一般的思維方法，使學(xué)生更容易學(xué)習(xí)和理解，由平行四邊形定則得出的三角形法則，較好地突

2、破了速度與速度變化量的方向關(guān)系這個教學(xué)難點，做到既重視過程又重視結(jié)論，為后面用極限思維的方法進一步論證向心加速度方向和推導(dǎo)向心加速度的公式做好鋪墊。達到培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)的推理能力。本節(jié)課在多媒體、實驗、板書的運用上，相互補充，克服了單一媒體運用的呆板的課堂教學(xué)形式，對整合課堂教學(xué)資源，起到了一定的作用?；脽羝故镜母鞣N生動、活潑、有趣的圖片，激發(fā)學(xué)生探究知識的欲望和積極性。二、教材分析課程標準對本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容要求是“知道向心加速度”。學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見中對本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的要求是：基本要求：1) 知道勻速圓周運動是變速運動，具有指向圓心的加速度向心加速度。2) 知道向心加速度的表達

3、式，并會用來進行簡單的計算。3) 能根據(jù)問題情景選擇合適的向心加速度的表達式。發(fā)展要求：1) 會用矢量圖表示速度變化量與速度之間的關(guān)系。2) 加深理解加速度與速度、速度變化量的區(qū)別。3) 體會勻速圓周運動向心加速度方向的分析方法。4) 知道向心加速度的公式也適用于變速圓周運動，知道變速圓周運動的向心加速度的方向。說明：1) 不要求分析變速圓周運動的加速度問題。2) 不要求掌握向心加速度公式的推導(dǎo)方法。 “向心加速度”編排在物理必修第五章第五節(jié)，也是本章第二單元圓周運動的第二節(jié)，本節(jié)課是從一般性的結(jié)論入手，利用矢量運算，在普遍情況下得出做圓周運動的物體的加速度方向指向圓心的結(jié)論后，進一步得出了向

4、心加速度的大小。學(xué)好這部分的知識，可以為下節(jié)課“向心力”埋下伏筆，從而方便地從理論角度出發(fā)，根據(jù)牛頓第二運動定律，得出做勻速圓周運動物體受到的合外力方向和大小得出一般性結(jié)論。.本課的內(nèi)容在初中階段并沒有涉及，對學(xué)生來說是個嶄新的課題。 三、學(xué)情分析.高一學(xué)生認識事物的特點是：開始從具體的形象思維向抽象邏輯思維過渡，但思維還 常常與感性經(jīng)驗直接相聯(lián)系，仍需具體形象的圖片畫面來支持。.學(xué)生在初中時沒有接觸過向心加速度的概念。.學(xué)生已學(xué)習(xí)過矢量知識，但將其應(yīng)用到物理中來，理解上會感到一定的困難，在教學(xué) 中應(yīng)注重講解思想方法，對定量計算不做要求。四、教學(xué)目標知識與技能1 .理解向心加速度的概念、公式及

5、物理意義。2 .培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用向心加速度分析問題、解決問題的能力。過程與方法1 .通過具體實例，引發(fā)學(xué)生思考、分析、歸納，從而培養(yǎng)學(xué)生的分析、歸納能力。2 .掌握確定向心加速度的方向和大小的方法一一微元法。3.讓學(xué)生充分體會認識世界的方法：大膽假設(shè)、小心求證。情感態(tài)度與價值觀通過向心加速度的方向及公式來指導(dǎo)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生認識未知世界要有敢于猜想的勇 氣和嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。五、教學(xué)重點難點確定向心加速度的方向。六、教學(xué)策略與手段討論法、推理法、分析歸納法、探究方法。七、課前準備投影儀、多媒體、課件、鋼球、細繩（課前給學(xué)生發(fā)一頭系著繩子的鋼珠）八、教學(xué)過程溫故而知新，承上啟下提問：.描述圓周運動快慢的

6、物理量有些，它們的關(guān)系如何？.圓周運動的線速度方向特點？做曲線運動的物體，一定有加速度。那么做圓周運動的物體，加速度的大小和方 向如何確定呢？一一這就是我們今天要研究的課題一一探究勻速圓周運動的加速度（一）、感知加速度的方向用請同學(xué)們看兩例：教師問： <>圖中地球受到什么力的作用？這個力可能沿什么方向？<>看視頻雙人滑冰，女運動員受到幾個力的作用？這幾個力的合力沿什么方向？學(xué)生<>:（可能回答）感覺上應(yīng)該受到指向太陽的引力作用。學(xué)生<>:受到重力、支持力和男運動員的拉力三個力的作用，其合力方向指向圓心。教師：可能有些同學(xué)有疑惑，即我們這節(jié)課要研究

7、的是勻速圓周運動的加速度，可是上 面兩個事題卻在研究物體所受的力，這不是“南轅北轍” 了嗎？學(xué)生：（可能的回答）根據(jù)牛頓第二定律可知，知道了物體所受的合外力，就可以知道 物體的加速度，我們可以通過力來研究加速度。教師：回答得很好，由于我們之前沒有研究過曲線運動的加速度問題，特別是加速度的 方向較難理解，而牛頓第二定律告訴我們，物體的加速度方向總是和它的受力方向一致，這 個關(guān)系不僅對直線運動正確，對曲線運動也同樣正確。所以先通過研究力來感知加速度，特 別是加速度的方向。親身體驗：做一做，請同學(xué)們用細線和小球做實驗利用課前給學(xué)生發(fā)一頭系著繩子的鋼珠。讓學(xué)生在桌面上掄動細繩，使鋼珠做圓周運動, 體驗

8、手拉繩的力。教師進一步引導(dǎo)： 在剛才的實驗中，同學(xué)們已充分感知了做勻速圓周運動的物體所受的力或合外力指向圓心，所以物體的加速度也指向圓心。是不是由此可以得出結(jié)論：“任何物體做勻速圓周運動的加速度都指向圓心”？暫時不能，因為上面只研究了有限的實例，還難 以得出一般性的結(jié)論。觀看老師的演示實驗：（當(dāng)圓筒轉(zhuǎn)速達，小物體能沿筒壁轉(zhuǎn)動）啟發(fā)學(xué)生從實際問題中抽象一個模型，即質(zhì)點做圓周運動的模型提問：探究加速度的方法有那些？學(xué)生：.動力學(xué)原理：牛頓運動定律. 運動學(xué)觀點：加速度的定義式 a= UvLt（二）理論探究：.加速度方向的探究從動力學(xué)原理，教師引導(dǎo)學(xué)生，應(yīng)用模型請學(xué)生對質(zhì)點進行受力分析，得出質(zhì)點運動

9、所受合力的方向指向圓心。從而得出勻速圓周運動的加速度方向指向圓心從運動學(xué)觀點出，討論速度變化量 L v教師：我們先來回憶一下加速度的定義式是怎么表達的?讓生思考后請個別學(xué)生起立回答（教師加以引導(dǎo)）由這個表達式可知加速度 a的方向與速度變化量:a=巖,其中Lv為速度的變化量, v的方向相同。由此可見，若要確定加速度的方向我們可以轉(zhuǎn)換為確定速度變化量Lv的方向。教師：我們?nèi)绾未_定 v的方向呢？用矢量圖表示速度變化量教師：我們知道速度是個矢量，對于矢量數(shù)學(xué)中我們已經(jīng)學(xué)過可以利用一根帶箭頭的有 向線段來表示它。箭頭的方向即這個矢量的方向。那么我們是不是可以將數(shù)學(xué)中的知識遷移 到物理中來，看看我們可不可

10、以用矢量圖來找出速度變化量的方向呢？()、速度在同一直線上教師設(shè)置物理情景，讓學(xué)生分析速度變化量如何。加速3m水平向東；5m,水平向東。減速5m水平向東；3m,水平向東。學(xué)生活動：閱讀教材“速度變化量”部分。教師活動：引導(dǎo)學(xué)生在練習(xí)本上畫出物體加速運動和減速運動時速度變化量Lv的圖示。教師：投影學(xué)生所畫的圖示，分析總結(jié)。加速3m,水平向東；5m,水平向東。減速5m 水平向東；3m,水平向東。r-學(xué)生總結(jié)：作法：從同一點作出物體在一段時間的始末兩個速度矢量和v2，從初速度V1的末端至末速度V2的末端所作的矢量就是速度的變化量l_v。()、速度不在同一直線上(平拋運動為例)教師：那么如果是求曲線運

11、動中，它的初速度V1和末速度v2不在同一直線上，我們又該如何表示速度的變化量Lv ?教師引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識(矢量可以平行移動)分析并在黑板上板演。實質(zhì)遵循平行四邊形定則。（）.向心加速度、向心加速度方向教師活動：指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，演示動畫。設(shè)質(zhì)點沿半徑為的圓做勻速圓周運動，某時刻位于點，速度為V0 ,經(jīng)過時間后位于點，速度為Vt ,我們應(yīng)該按什么樣的思路討論質(zhì)點運動的加速度的方向呢？教師邊演示邊問：）在、兩點畫速度矢量 V0和vt時，要注意什么？學(xué)生思考并回答：分別做出質(zhì)點在、兩點的速度矢量V0和Vt,由于是勻速圓周運動，V0和Vt的長度是一樣的。（教師動畫演示）將V0的起點移到點時要注意什

12、么？學(xué)生思考并回答：為便于對V0和vt做比較，將V0的起點移到點，同時保持V0的長度和方 向不變。）如何畫出質(zhì)點由點運動到點時速度的變化量A?學(xué)生思考并回答：以V0的箭頭端為起點、Vt的箭頭端為終點做矢量（教師動畫演示）， Lv就是質(zhì)點由點運動到點的速度變化量。）表示的意義是什么？學(xué)生思考并回答： 是質(zhì)點從點運動到點的平均加速度。由于與 v的方向相同，它代表 了加速度的方向。）A與圓的半徑平行嗎？在什么條件下，A與圓的半徑平行？（提示學(xué)生用極限法）A的延長線并不通過圓心，為什么說這個加速度是“指向圓心”的？教師在學(xué)生充分討論的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生找答案：l_V并不與圓的半徑平行，但當(dāng)很小很小時，和兩

13、點非常接近，V。和Vt也非常接近。由于V。和Vt的長度相等，它們與L V組成等腰三角形，當(dāng)很小很小時，l_V也就與V。（或Vt）垂直，即與半徑平行，或說l_V指向圓心 了。動畫截圖教師總結(jié)：上面的推導(dǎo)不涉及“地球公轉(zhuǎn)”“小球繞圖釘轉(zhuǎn)動”等具體的運動，結(jié)論具有一般性一一做勻速圓周運動的物體加速度指向圓心，這個加速度稱為向心加速度。小結(jié)：()、定義：做勻速圓周運動的物體加速度指向圓心，這個加速度稱為也 力口速)°、符號：anj旨向圓心,()、方向：始終指向圓心()、物理意義：描述速度 方向變化的快慢()、說明：勻速圓周運動加速度的大小不變，方向在時刻改變，所以勻速圓周運動不是勻變速運動，

14、是變加速運動。、向心加速度大小教師活動：勻速圓周運動的加速度方向明確了，它的大小與什么因素有關(guān)呢？ 讓質(zhì)點做圓周運動，首先使半徑轉(zhuǎn)過冗,再轉(zhuǎn)過Tt , Tt , 71 ,冗兀,求聘平均加速度的大小，看發(fā)展的趨勢。VAAt=T/3=2sr/3v*A 0=2jt/3* J iA? 2t r r-7K AtT/4-江r/2v - A 8 = ir/2AtT/6 Jtr/3v - A H = it/MAt=T/12 = it r/6v - A fi it/62運用科學(xué)方法，即合理外推當(dāng) t ，0a = vr運用另一種方法：用小量近似的方法來考慮加速度的大小軌跡半徑為。經(jīng)過時間,教師設(shè)置情景：設(shè)做勻速圓

15、周運動的物體的線速度的大小為, 物體從點運動到點。嘗試用、寫出向心加速度的表達式。學(xué)生推導(dǎo)，教師加以引導(dǎo)，并把學(xué)生推導(dǎo)過程投影出來:V、UVa、l_v組成的三角形與|_ABO相似V=V Lv ;AB rvAB rv v a anLtrABJ當(dāng)Lt很小很小時，AB = AB=l二AB =半=Y = v t t t2vv2an = 一 v =: r 二 v ,rr.討論：向心加速度和半徑的關(guān)系：2 一 ，,an=r8看，向心加2從公式an =V-看，向心加速度與圓周運動的半徑成反比？從公式 r速度與半徑成正比，這兩個結(jié)論是否矛盾?用的2像表示a 二 r2V 3 定時OC2 二r I一定時，8課堂總

16、結(jié)、向心加速度的定義、物理意義、向心加速度的方向：指向圓心2（三）學(xué)而致用問題.自行車的大齒輪、小齒輪、后輪三個輪子的半徑不一樣，它們的邊緣有三個點、。其中哪兩點向心加速度的關(guān)系適用于“向心加速度與半徑成正比"，哪兩點適用于“向心加度與半徑成反比”？問題.一部機器由電動機帶動，機器上的皮帶輪的半徑是電動機皮帶輪半徑的倍，皮帶與兩輪之間不發(fā)生滑動。已知機器皮帶輪邊緣上一點的向心加速度為0.10m.()機器皮帶輪上點到轉(zhuǎn)軸的距離為輪半徑的一半，點的向心加速度是多少？()電動機皮帶輪邊緣上某點的向心加速度是多少？電動機機!I皮皮帶沱蓿輪問題.關(guān)于北京和廣州隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度，下列說法中

17、正確的是()、它們的方向都沿半徑指向地心、它們的方向都平行于赤道平面指向地軸、北京的向心加速度比廣州的向心加速度大、北京的向心加速度比廣州的向心加速度小(五)、板書設(shè)計速度的改變量：由矢量運算法則計算1方向：始終指向圓心向心加速度T向心加速度J大小21a= ，當(dāng) v je 時，as rra = r。，當(dāng) co aE時，ar:124n r、”T2勻速圓周運動的性質(zhì)：加速度大小不變，方向時刻改變的變加速曲線運動人生最大的幸福，莫過于連一分鐘都無法休息零碎的時間實在可以成就大事業(yè)珍惜時間可以使生命變的更有價值時間象奔騰澎湃的急湍，它一去無返，毫不流連 一個人越知道時間的價值，就越感到失時的痛苦 得到時間，就是得到一切用經(jīng)濟學(xué)的眼光來看，時間就是一種財富時間一點一滴凋謝，猶如蠟燭漫漫燃盡我總是感覺到時間的巨輪在我背后奔馳，日益迫近夜晚給老人帶來平靜，給年輕人帶來希望不浪費時間，每時每刻都做些有用的事，戒掉一切不必要的行為時間乃是萬物中最寶貴的東西，但如果浪費了，那就是最大的浪費 我的產(chǎn)業(yè)多么美，多么廣，多么寬，時間是我的財產(chǎn)，我的田地是時間時間就是性命，無端的空耗別人的時間，知識是取之不盡，用之不竭的。只有最大限度地挖掘它，才能體會到學(xué)習(xí)的樂趣。新想法常常瞬息即逝,”不要為這個世界而驚嘆，要讓這個