6.3向心加速度 教学设计 -2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

【高中 - 物理 - 人教版（2019） - 必修 第二册 教案设计】 第六章 圆周运动 - 3. 向心加速度 教学内容分析 本节内容是在高中物理必修第二册的第六章“圆周运动”中，专门讲解“向心加速度”的知识。首先，我们会通过实例来引导学生理解向心加速度的概念，即物体在做匀速圆周运动时，其加速度总是指向圆心。然后，我们会通过公式推导，让学生了解向心加速度的大小与物体的速度和运动半径的关系。最后，我们会通过一系列的例题和练习题，来检验学生对向心加速度知识的理解和应用。在教学过程中，我们会鼓励学生积极参与讨论，通过互动学习，提高他们对物理知识的理解和掌握。 学情分析 前置知识点 在学习向心加速度之前，学生应已经掌握了关于力和运动的基本知识，包括牛顿第二定律、速度和加速度的概念，以及圆周运动的基本概念。此外，学生还需要理解向心力的概念，以及它在圆周运动中的作用。 本节知识点 本节课的主要知识点是向心加速度。学生将学习到，物体在做匀速圆周运动时，其加速度总是指向圆心，我们称之为向心加速度。此外，学生还将学习到向心加速度的计算公式，以及如何通过实验来验证这些公式。 学生发展水平 根据以往的教学经验，大部分学生在学习向心加速度时可能会遇到一些困难，主要是因为这个概念涉及到的知识点较多，而且需要一定的空间想象能力。但是，只要学生能够理解并掌握向心加速度的概念，他们就能够更好地理解和分析圆周运动中的各种现象。 教学目标 物理观念 通过分析天宫二号空间实验室在轨飞行时的加速度，理解匀速圆周运动中加速度的方向和大小。通过牛顿第二定律和向心力表达式，推导出向心加速度的大小公式，并理解其物理意义。 科学思维 通过思考与讨论自行车齿轮边缘点的向心加速度关系，理解向心加速度与半径的反比和正比关系。通过圆锥摆的例题计算，掌握向心加速度的计算方法，并理解角速度与夹角之间的关系。 科学探究 通过对匀速圆周运动的加速度方向和大小的学习，培养分析问题和解决问题的能力。 科学态度与责任 通过对向心加速度的学习，增强对物理现象的好奇心和探究精神，培养科学态度与责任感。 教学重难点 重点 向心加速度的概念及其计算公式的应用。 难点 向心加速度的方向的理解。 教学过程 一、导入新课（5min） 师：同学们，谁能告诉我匀速圆周运动的实质是什么？ 生：匀速圆周运动是速度大小不变，但方向不断变化的运动。 师：很好，那么做圆周运动的物体，加速度的大小和方向如何确定呢？这就是我们今天要研究的课题——探究匀速圆周运动的加速度。 二、检查复习（10min） 师：请大家看PPT上的图1，地球受到什么力的作用？这个力可能沿什么方向？ 生：地球受到指向太阳的引力作用。 师：对，小球受到几个力的作用？这几个力的合力沿什么方向？ 生：小球受到重力G、支持力N和绳子的拉力F三个力的作用，FN与G相抵消，所以合力为绳子的拉力F，其方向指向圆心。 三、讲授新课（15min） 1.向心加速度的定义和物理意义 师：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。符号是an，方向始终指向圆心。它的物理意义是描述速度方向变化的快慢。 生：匀速圆周运动的加速度大小不变，但方向时刻改变，所以匀速圆周运动不是匀变速运动，是变加速运动。 2.向心加速度的大小 师：我们有两种探究方案来计算向心加速度的大小。第一种是动力学原理：牛顿第二定律。第二种是运动学描述：加速度的定义式。 生：通过这两种方法，我们可以计算出向心加速度的大小。 3.向心加速度的计算 师：请看例题，在长为l的细绳下端拴一个质量为m的小球，捏住绳子的上端，使小球在水平面内做圆周运动，细绳就沿圆锥面旋转，这样就成了一个圆锥摆。当绳子跟竖直方向的夹角为θ时，小球运动的向心加速度an的大小为多少？ 生：通过计算，我们可以得出要增大夹角θ，应该增大小球运动的角速度ω。 效果评价 学生能够理解向心加速度的定义和物理意义，掌握计算向心加速度的两种方法，并能通过例题准确计算出向心加速度的大小。 四、巩固新课（10min） 师：我们来看几个例题。例1、下列关于向心加速度的说法中，正确的是（ ） A、向心加速度的方向始终与速度的方向垂直 B、向心加速度的方向保持不变 C、在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的 D、在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不断变化 生：A。 师：很好，接下来我们看例2、一物体在水平面内沿半径 R=20cm的圆形轨道做匀速圆周运动,线速度v =0.2m/s,则它的向心加速度为______m/s²。 生：0.02m/s²。 师：最后看例3、关于北京和广州随地球自转的向心加速度，下列说法中正确的是（ ） A、 它们的方向都沿半径指向地心 B、 它们的方向都平行于赤道平面指向地轴 C、 北京的向心加速度比广州的向心加速度大 D、 北京的向心加速度比广州的向心加速度小 生：C。 效果评价 学生能够正确回答例题，准确理解和应用向心加速度的概念，能够辨析不同情况下向心加速度的特点和变化。 五、课堂总结（3min） 师：今天我们学习了匀速圆周运动的性质，知道了加速度大小不变，方向时刻改变的变加速曲线运动。大家还有什么问题吗？ 生：没有。 六、布置作业（2min） 师：请大家课后复习教材内容，理解向心加速度的定义和物理意义，并完成相关练习题。通过这些练习，大家会更好地掌握向心加速度的计算方法。 教学准备 PPT课件、相关的例题。 学科网（北京）股份有限公司 $$