学生实验教学内容

《向心加速度》教学设计

【教学目标】

1、知识与技能：

(1)．向心加速度的定义．

(2)．掌握向心加速度的方向、大小及物理意义．

(3)．

应用向心加速度的公式分析、解决问题．

2、过程与方法：

体会速度变化量的处理特点，体验向心加速度的导出过程，领会推导过程中用到的数学方法，教师启发、引导，学生自主阅读、思考、讨论、交流学习成果。

3、情感、与价值观：

培养学生分析、解决问题的能力及科学探究的热情，乐于学习的品质。体会推导向心加速度的方向、大小时所用的极限思想．特别是“做一做”的实施，要通过教师的引导，将数学知识、信息技术与物理学科融合教学，让学生体会成功的喜悦，培养其学习物理的兴趣。

【学习重点】

该班是普通班，学生知识层次不齐，所以对学生掌握知识能力的培养要有一个循序渐进的过程，注意选取的题目应由浅入深，不宜太急。

学科能力：具备基本的实验设计能力和操作能力、具有一定的综合分析问题的能力。

认知方式：由感性认识到理性认识为主。

生活经验：让学生从实际生活中寻找素材，进行课堂实验，将现实生活与物理课堂融合起来，达到学以致用的目的。

心理发展特点：新学期高一学生，求知欲强，思维敏捷，

表现积极，知识基础好，但是观察、实验记录、数据处理方面往往不够全面，常常遗漏信息，分析小结和科学表达能力尚待进一步提高。

【学习重点】

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．（解决措施：通过学生利用身边的素材亲自体验实验过程，得出匀速圆周运动中加速度的产生原因，利用信息技术手段进行课程融合教学。）

【学习难点】

向心加速度方向的确定过程和向心加速度公式的应用．（解决措施：利用数学知识进行分析，体会推导向心加速度的方向、大小时所用的极限思想．

教学方法：探究、讲授、讨论、练习

教具准备：多媒体辅助教学设备等

【教学过程】

（一）新课导入

通过上节课的学习，我们已经认识了圆周运动，下面首先来欣赏一段视频。（白板展示）王亚平太空讲授小球做匀速圆周运动的一段视频，引导学生分析物体做匀速圆周运动的特点，从而引入新课教学——向心加速度。

（二）新课教学

1、感知加速度的方向

（多媒体展示）思考与讨论：做匀速圆周运动的物体所受的力沿什么方向？请同学们带着这个问题来看下面的几个实例。（多媒体动态投影图）

实例1(如图1)：地球围绕太阳转。思考：地球受到什么力的作用？这个力可能沿什么方向？（感觉上应该受到指向太阳的引力作用）

实例2(如图2)：让学生课堂体验在近似光滑的桌面上小球做匀速圆周运动时所受到的合力的指向。思考：小球受到几个力的作用？

图1

这几个力的合力沿什么方向？（小球受到重力、支持力和绳子的拉力三个力的作用，其合力实例3(如图3)：中国杯花样滑冰大奖赛中申雪、赵宏博摘取双人滑金牌时申雪受到哪些力？这些力的合力指向什么方向？（合力指向赵宏博）

即为绳子的拉力，其方向指向圆心。）

图2 图3

结论（学生总结）：做匀速圆周运动的物体所受的合力沿着半径指向圆心。

师：可能有些同学有疑惑，即我们这节课要研究的是匀速圆周运动的加速度，可是上面的实例都在研究物体所受的力，这不是“南辕北辙”了吗？（学生交流讨论）

生：我认为我们的研究方向是对的，因为根据牛顿第二定律可知，知道了物体所受的合外力的方向，也就知道了物体的加速度方向。

结论（学生总结）：做匀速圆周运动的物体加速度的方向沿着半径指向圆心。

2、理论分析加速度的方向 (讲练结合)

思考：加速度的方向还与谁的方向一致? 请同学们回忆“速度变化量”，同时画出下列实例中速度变化量△v的方向（多媒体展示(如图4)）。

加速直线运动：

减速直线运动：

图4

结论：

Δv的方向由 v1

末端指向 v2 末端。

思考：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△v(如图5)?

图5

结论：

Δv的方向由 v1

末端指向 v2末端。

探究：设质点做半径为R的匀速圆周运动，某时刻位于A点，速度为VA,经过一段时间后到达B点，速度为VB，那么Δv沿什么方向？(小组内交流与讨论)

提示(如图6)：

(1)在A、B两点画速度矢量vA和vB时，要注意什么?

(2)将vA的起点移到B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△V？

(4)△v与圆的半径平行吗?在什么条件下,△v与圆的半径平行?

结论：

当△t很小很小时，Δv的方向近似垂直于vA指向

圆心。

图6

概念：任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心，这个加速度叫做向心加速度。

方向：总沿着半径指向圆心。

3、

探究向心加速度的大小(结合教材21页“做一做”交流与讨论)

(如图7)

提示：(1)△v／△t表示的意义是什么?

(2)角很小时，弧长和弦长近似相等.

推导过程（学生导学案上推导并用实物投影仪在多媒体展示、讲解）：

22大小：aN=v/r , aN=rω

思考与讨论(教材22页）：小组内进行讨论，不同组之间进行辩论，

深化理解向心加速度的大小。 图7 结论：(1)一定时，

(2)v一定时， .

(结合“当堂检测”第一题进一步理解做匀速圆周运动的物体的向心加速度的不同表达式的物理意义) 物理意义：描述速度方向变化快慢的物理量。

（三）当堂检测

1.甲、乙两物体都在做匀速圆周运动，关于以下四种情况各举一个实际的例子。在这四种情况下哪个物体的向心加速度比较大？

（1）、它们的线速度相等

，乙的半径小。

（2）、它们的周期相等，甲的

半径大。

（3）、它们的角速度相等，乙的线速度小。

（4）、它们的线速度相等，在相同时间内甲与圆心的连线扫过后角度比乙的大。

2．月球绕地球公转的轨道接近圆，半径为3.84×105km，公转周期是27.3天。月球绕地球公转的向心加速度是多大？

（四）课堂小结

通过学习我们知道了向心加速度的：

1．定义：任何做匀速圆周运动的物体加速度都指向圆心，这个加速度称为向心加速度。

2．符号：

3．方向：总沿着半径指向圆心

an4．大小：

2 v24r2anrrvT2

5.物理意义：描述速度方向变化快慢的物理量及推导向心加速度的方向、大小时所用的极限思想. （五）布置作业

教科书“问题与练习”：3.4题。

（六）板书设计

概念：任何做匀速圆周运动的

物体的加速度都指向圆心，这

个加速度叫做向心加速度。

向

大小：方 向 ：

心

v242r加2

anrv2rT

总沿着半径指向圆心。

速

度

物理意义：描述速度方

向变化快慢的物理量。

（七）教后反思（对整堂课进行总结评价、分析）

1、教学设计要以学生为中心。

传统的教学设计都是以教师为中心进行设计的，而要想凸显新课程背景下的高效课堂教学模式，就应树立以学生发展为中心的现代教育理念，强调教学过程是师生交往、共同发展的互动过程，确定的目标要有利于学生的发展，鼓励学生参与目标设计。结合本节课特点，我为学生提供开放的、面向实际的、主动合作探究的学习过程（例如探究向心加速度的大小），结合课堂巧妙设问，引导学生发现问题、分析问题、解决问题。

2、改变学习方式，提倡自主、合作、交流、探究的学习模式。

学习是一个积极主动的构建过程。我们必须把课堂还给学生，让学生参与教与学的全过程，让学生学会自主构建。在关注知识与技能的同时，让学生体会到学习的乐趣，注重过程体验，培养学生积极主动的学习态度和热情，结合物理学科的特点，培养学生的科学素养。

3、倡导信息技术与物理学科的融合教学。

培养学生分析、解决问题的能力及科学探究的热情，乐于学习的品质。体会推导向心加速度的方向、大小时所用的极限思想．特别是“做一做”的实施，要通过教师的引导，将数学知识、信息技术与物理学科融合教学，让学生体会成功的喜悦，培养其学习物理的兴趣,所以说，学习的过程实际上也是审美体验的过程。