2019-2020年高中物理 5.6向心加速度教案 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 5.6向心加速度教案 新人教版必修2 課 題 5.6向心加速度 課 型 新授課（2課時） 教 學 目 標 知識與技能 1．理解速度變化量和向心加速度的概念， 2．知道向心加速度和線速度、角速度的關系式． 3．能夠運用向心加速度公式求解有關問題． 過程與方法 體會速度變化量的處理特點，體驗向心加速度的導出過程，領會推導過程中用到的數(shù)學方法，教師啟發(fā)、引導．學生自主閱讀、思考，討論、交流學習成果． 情感、與價值觀 培養(yǎng)學生思維能力和分析問題的能力，培養(yǎng)學生探究問題的熱情，樂于學習的品質．特別是“做一做”的實施，要通過教師的引導讓學生體會成功的喜悅． 教學重點、難點 教學重點 理解勻速圓周運動中加速度的產生原因，掌握向心加速度的確定方法和計算公式． 教學難點 向心加速度方向的確定過程和向心加速度公式的推導與應用． 教 學 方 法 探究、講授、討論、練習 教 學 手 段 教具準備 多媒體輔助教學設備等 教 學 活 動 [新課導入] 師：通過前面的學習，我們已經知道，做曲線運動的物體速度一定是變化的．即使是我們上一堂課研究的勻速圓周運動，其方向仍在不斷變化著．換句話說，做曲線運動的物體，一定有加速度．圓周運動是曲線運動，那么做圓周運動的物體，加速度的大小和方向如伺寒確定呢?——這就是我們今天要研究的課題． [新課教學] 一、感知加速度的方向 下面先請同學們看兩例：(展示多媒體動態(tài)投影圖6.6—1和圖6.6—2)并提出問題．(1)圖6．6—1中的地球受到什么力的作用?這個力可能沿什么方向?(2)圖6.6—2中的小球受到幾個力的作用?這幾個力的合力沿什么方向? 生1：(可能回答)感覺上應該受到指向太陽的引力作用． 生2：小球受到重力、支持力和繩子的拉力三個力的作用，其合力即為繩子的拉力，其方向指向圓心． 師：可能有些同學有疑惑，即我們這節(jié)課要研究的是勻逮圓周運動的加速度，可以上兩個例題卻在研究物體所受的力，這不是“南轅北轍”了嗎? 點評：激發(fā)學生的思維，喚起學生進一步探究新知的欲望．通過發(fā)表自己的見解，解除疑惑，同時為下一步的研究確定思路． 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，可能是通過力來研究加速度吧． 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．但我們具體研究時仍要根據(jù)加速度的定義來進行，為了進一步增加感性認識，請同學們再舉出幾個類似的做圓周運動的實例，并就剛才討論的類似問題進行說明． (學生的回答和討論這里略去) 師：在剛才的研究中，同學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論．然而，這樣的研究十分有益，因為它強烈地向我們提示了問題的答案，給我們指出了方向． 點評：剛才的敘述主要是給學生進行物理問題研究方法上的指導． 下面我們將對圓周運動的加速度方向作一般性的討論． 二、速度變化量 師：請同學們閱讀教材“速度變化量”部分，同時在練習本上畫出物體加速運動和減速運動時速度變化量△v的圖示，思考并回答問題： 速度的變化量△v是矢量還是標量? 如果初速度v1和末速度v2不在同一直線上，如何表示速度的變化量△v? 生：認真閱讀教材，思考問題，在練習本上畫出物體加速運動和減速運動時速度變化量的圖示．每小組4人進行交流和討論：如果初速度v1和末速度v2不在同一直線上，如何表示速度的變化量△v? (交流與討論)投影學生所面的圖示，并與課本上的圖6．6—3和圖6．6—4進行對比． 師：同學們在剛才的交流與討論中是否有什么問題提出來? 生：我們小組把相互問畫出的速度變化量的圖示，進行了交流、比較，一起討論了如何表示做曲線運動的物體在一段時間內的速度變化量△v，并與課本上的圖進行對比．覺得課本上表示做曲線運動的物體在一段時間內的速度變化量△v，是由直線運動中速度變化量的做法推廣而來的，缺乏一定的說服力，能否更完善地把這一做法推出來? 師：這一問題提得很好，不過現(xiàn)在我想把這一問題再拋給所有的同學們去討論，看看有沒有哪一組能解決這一問題． 點評：學生提出的問題，老師可不立即回答，可將該問題再交給學生討論；甚至可以由老師提出另一個與之相關的問題讓學生討論． 生l：速度變化量實際上就是速度的差值，但由于速度是矢量，故應是矢量差．同一直線的兩個矢量相減，可以通過選取正方向將矢量相減轉化為代數(shù)量相減．而不在同一直線上的兩個矢量的相減，我們現(xiàn)在無法處理． 生2：好像把我們在第三章中學過的兩個矢量相加的三角形法則逆過來運用就可以得出兩個不在同一直線上的矢量的相減． 師：剛才同學們回答得很好，說明同學們學習過程中碰到的一些問題，可以通過同學們之間的交流和討論去解決．同時也希望同學們在今后的學習過程中，加強相互間的合作、交流，共同提高． [課堂訓練] 請一位學生上黑板畫出做平拋運動的物體在運動的過程中，連續(xù)相等的時間內速度變化量的矢量圖．其他同學畫在筆記本上．將同學們畫出的各種情形投影出來如圖6．6—5所示．讓同學們交流、討論，指出哪個圖是符合實際的矢量圖．(具體過程略) 點評：該課堂訓練設計的目的是讓學生通過交流與討論進一步加深和理解速度變化量的求法． 三、向心加速度 師：請同學們閱讀教材“向心加速度”部分，分析投影圖6．6—6．并思考以下問題： (1)在A、B兩點畫速度矢量vA和vB時，要注意什么? (2)將vA的起點移到B點時要注意什么? (3)如何畫出質點由A點運動到B點時速度的變化量△V？ (4)△v／△t表示的意義是什么? (5)△v與圓的半徑平行嗎?在什么條件下．△v與圓的半徑平行? 學生按照思考提綱認真閱讀教材，思考問題，在練習本上獨立完成上面的推導過程，并準備接受老師的提問．(學生的具體回答略) 點評：讓學生親歷知識的導出過程，體驗成功的樂趣是新課程的重要理念． 老師傾聽學生回答．如果學生回答不理想，可引導學生進一步去閱讀教材解決，老師也可提出遞進性的問題引導學生進一步去思考．如： 師：在圖6．6—6丁中，△v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? 此時，學生可能不知如何回答，老師一定要在學生充分討論的基礎上再引導學生從課本上找答案．即課本第50頁上的第5行的“將vA的起點移到B，同時保持vA的長度和方向不變，它仍可代表質點在A處的速度．”這一句話就是答案的依據(jù)． 點評：通過這一形式，將課本第50頁的“思考與討論”融進師生的交流與討論中． 得出結論：當△t很小很小時，△v指向圓心． 老師概括性地指出：上面的推導不涉及“地球公轉“小球繞圖釘轉動”等具體的運動，結論具有一般性：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． 師：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呢?下面請大家按照課本第5l頁“做一做”欄目中的提示，在練習本上推導出向心加速度的表達式．也就是下面這兩個表達式：aN=v2/r , aN=rω2 學生閱讀教材“做一做”欄目中的內容．邊思考，邊在練習本上推導向心加速度的公式． 教師巡視學生的推導情況．解決學生推導過程中可能遇到的困難，給予幫助，回答學生可能提出的問題． 點評：教師要放開，讓學生獨立完成推導過程．有的學生可能會走彎路．甚至失敗，推導結果并不重要，重要的是讓學生親歷推導的過程． 投影學生推導的過程，和學生一起點評、總結．并把學生中有個性化的處理過程投影出來讓所有學生進行分析、比較． [思考與討論] 教師引導學生思考并完成課本第5l頁“思考與討論”欄目中提出的問題．可將同一觀點的學生編為一組，不同組之間進行辯論，深化本節(jié)課所學的內容． [課堂訓練] 關于北京和廣州隨地球自轉的向心加速度，下列說法中正確的是……( ) A．它們的方向都沿半徑指向地心 B. 它們的方向都在平行赤道的平面內指向地軸 C. 北京的向心加速度比廣州的向心加速度大 D．北京的向心加速度比廣州的向心加速度小 答案；BD 點評：因為地球自轉時，地面上的一切物體都在垂直于地軸的平面內繞地軸做勻速圓周運動，它們的轉動中心(圓心)都在地軸上，而不是地球球心，向心力只是引力的一部分(另一部分是重力)，向心力指向地軸，所以它們的向心加速度也都指向地軸． [小結] 師：請同學們學著概括總結本節(jié)的內容． 投影兩到三位同學的小結，再請兩到三位同學進行評價、比較，然后要求所有同學都要把投影出來的小結和自己的小結比較，看誰的更好．好在什么地方。 點評：總結課堂內容，培養(yǎng)學生概括總結能力．教師要放開．讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架． [課外訓練] 1．一個拖拉機后輪直徑是前輪直徑的2倍，當前進且不打滑時，前輪邊緣上某點A的線速度與后輪邊緣上某點月的線速度之比VA：VB=_________，角速度之比ωA：ωB=_________，向心加速度之比aA：aB=_________。 2．甲、乙兩個物體都做勻速圓周運動．轉動半徑比為3：4，在相同的時間里甲轉過60圈時，乙轉過45圈，則它們所受的向心加速度之比為……………………( ) A．3：4 B．4；3 C．4：9 D．9：16 3．下列關于向心加速度的說法中，正確的是………………………( ) A.向心加速度的方向始終與速度的方向垂直 B.向心加速度的方向保持不變 C.在勻速圓周運動中，向心加速度是恒定的 D.在勻速圓周運動中，向心加速度的大小不斷變化 4．小球做圓錐擺運動時，擺線與豎直方向的夾角大小不變，下列說法中正確的是 ( ) A．小球受重力、擺線拉力和向心力作用 B．小球運動過程中線速度是恒定的 C. 小球運動過程中向心加速度是恒定的 D．小球向心加速度的大小，決定于擺線偏離豎直方向的角度 5．如圖6．6—8的皮帶傳動裝置中 ………………………( ) A.A點與C點的角速度相同，所以向心加速度也相同 B.A點半徑比C點半徑大，所以A點向心加速度大于C點向心加速度 C.A點與B點的線速度相同，所以向心加速度相同 D.B點與C點的半徑相同，所以向心加速度也相同 6．如圖6．6—9所示，質量為m的小球用長為L的懸繩固定于O點，在O點的正下方L／3處有一顆釘子，把懸繩拉直與豎直方向成一定角度，由靜止釋放小球，則小球從右向左擺的過程中懸繩碰到釘子的前后．小球的向心加速度之比為多少? 7．如圖6．6—10所示，長度為L=0．5m的輕桿，一端固定質量為M=1．0kg的小球A(小球的半徑不計)，另一端固定在一轉動軸O上．小球繞軸在水平面上勻速轉動的過程中，每隔0.1s桿轉過的角度為30．試求：小球運動的向心加速度． 學 生 活 動 作 業(yè) 參考答案 1．1： 1 2： l 2： 1 2．B 3．A 4．D 5．B 6．2：3 7．14 m／S2 [布置作業(yè)] 完成第52頁“思考與練習”中的1～4題． 板 書 設 計 5．6向心加速度 一、感知做勻速圓周運動的物體加速度的方向 二、速度變化量的求法 三、向心加速度 (1)名稱的由來 (2)表達式：aN=v2/r , aN=rω2 (3)對兩種表達式的比較、分析 教 學 后 記