6.3向心加速度 教学设计-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

向心加速度教学设计 一、教材与学情分析 本节课是高一人教版物理必修2第五章的第5节内容，学生在前面学习了物体做曲线运动的条件，学习了描述圆周运动的基本物理量，通过本节课想讨论“匀速圆周运动速度变化快慢”的问题。教材把向心加速度放在向心力之前，从运动学的角度来学习向心加速度，从了解运动的规律过渡到了解力跟运动关系的规律，改变了过去从向心力推导向心加速度的教学方式。 我校属于普通校，学生原有知识基础相对薄弱，若从运动学的角度利用物理知识与数学知识相结合来推导向心加速度大小，对于学生有些难度，所以，我采用了直接给出向心加速度大小的公式，然后对公式进行定性讨论的教学方法，加深学生对公式的理解。这种方法降低了教学的难度，学生接受起来较轻松，增强了学生学习物理的兴趣与信心。 2、 教学目标 1． 知道匀速圆周运动时变速运动，具有指向圆心的加速度—向心加速度。 2． 知道向心加速度的表达式，能根据问题情境选择合适的向心加速度的表达式并会用来进行简单的计算。 3．体会匀速圆周运动向心加速度的分析方法。 三、教学重难点 重点：理解匀速圆周运动中加速度的产生原因，掌握向心加速度的确定方法和计算公式 难点：向心加速度方向的确定过程和向心加速度公式的理解． 四、教学准备 本节资源的收集主要来源于教学参考书、教辅资料和网上资源，辅以图片、视频等多媒体的融合。 五、教学过程 （一）引入新课 总结上一节所学内容，引导同学们回顾线速度、角速度、转速等描述圆周运动的物理量，通过提问：匀速圆周运动是否为匀速运动？激发学生对匀速圆周运动的思考，预测学生讨论后得出的结论，通过播放地球绕太阳运动的视频，直观的让学生体会到圆周运动，即使大小我们判断不出来是否改变，其方向是时刻在变化的，因此其为变速运动。既然是变速运动，就一定存在加速度，从而引出本节课所授内容。 （二）进行新课 1．向心加速度的方向 教师通过课本的思考与讨论，帮助学生认识匀速圆周运动的物体可能的受力方向，从而感知加速度的方向。 教师：请同学们阅读课本20页，回答下列问题： (1)图5.5-1中的地球受到什么力的作用?这个力可能沿什么方向? 学生：太阳的引力作用,指向太阳。 (2)图5.5-2中的小球受到几个力的作用?这几个力的合力沿什么方向? 学生：小球受到重力、支持力和绳子的拉力三个力的作用，其方向指向圆心. 教师通过分析得出做匀速圆周运动的物体所受的力或合外力指向圆心，根据牛顿第二定律，物体的加速度方向也指向圆心。                 ．  2.向心加速度的物理意义 教师：通过前面的分析了解了向心加速度的方向是指向圆心，那么它的方向是否是变化的呢？ 学生：思考与讨论1：如图一颗人造地球卫星以速度v绕地球做匀速圆周运动，请画出不同时刻加速度的方向。 通过一颗人造地球卫星以速度v绕地球做匀速圆周运动，请同学们画出不同时刻加速度的方向，从空间上感知向心加速度是一个变量，虽然我们不知道它的大小是否改变，至少它的方向时刻在发生变化，因此匀速圆周运动并不是匀变速运动，因为加速度不恒定。不同的物理量有不同的物理意义，那么向心加速度是反映什么的物理量呢？从力和运动的关系讨论，若力的方向与速度的方向垂直，则这个力只能改变速度的大小。力越大，速度的方向改变的就越快，根据牛顿第二定律，向心加速度也就越大，所以，向心加速度是描述质点沿圆周运动时速度方向改变快慢的物理量。通过一颗人造地球卫星以速度v绕地球做匀速圆周运动进一步强调向心加速度的特点，并通过分析得出向心加速度的物理意义，为下一环节定性讨论向心加速度大小做好铺垫。 3. 向心加速度的大小 向心加速度的大小的计算公式的得出是本节课的重点，也是难点，教材是通过了解速度变化量利用数学相似三角形与极限知识推导得出公式，但对基础相对薄弱的学生而言难度较大，所以我采取了直接给出向心加速度大小的计算公式，再从两个角度定性理解a与v，a与r的关系的教学方式。同学们在理解公式、理解公式中各个物理量含义的同时，又加深了记忆。 教师：给出向心加速度大小的计算公式 学生：思考与讨论2：匀速圆周运动的向心加速度大小跟其线速度v，运转轨道半径r的关系。（请学生画图体会） （1）若v一定，r越大，在△t时间内，速度方向变化越 （大或小），则单位时间内速度方向变化越 （快或慢），所以，v一定时，a随r的增大而 。 （ 2）若r一定，v越大，在△t时间内，速度方向变化越 （大或小），则单位时间内速度方向变化越 （快或慢），所以，r一定时，a随v的增大而 。