2019-2020年高中物理《5.6 向心加速度》教學(xué)設(shè)計(jì) 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》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版必修2 ★教學(xué)目標(biāo) 1. 知識(shí)與技能 a． 知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，存在加速度。 b． 理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度指向圓心，所以又叫做向心加速度。 c． 知道向心加速度和線速度、角速度的關(guān)系式 d． 能夠運(yùn)用向心加速度公式求解有關(guān)問(wèn)題 ★教學(xué)重點(diǎn) 1. 理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，存在加速度。 2. 從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度理論推導(dǎo)加速度的公式，體會(huì)極限思想。 3. 加速度公式的基本應(yīng)用。 ★教學(xué)過(guò)程 一、引入 師：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)中比較有代表性的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，同學(xué)們回憶一下，勻速圓周運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)？ 生：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線速度大小不變（或角速度不變）的圓周運(yùn)動(dòng)。 師：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)嗎？ 生：不是，勻速圓周運(yùn)動(dòng)雖然線速度大小不變，但線速度方向一直在變化，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。 師：勻速圓周運(yùn)動(dòng)有加速度嗎？ 生：有！根據(jù)加速度公式知只要速度變化了，就存在加速度。 師：好，那請(qǐng)大家回答下面的問(wèn)題。 例1、如下圖，物體沿順時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，角速度ω=πrad/s，半徑R=1m。0時(shí)刻物體處于A點(diǎn)，后物體第一次到達(dá)B點(diǎn)，求這內(nèi)的速度變化量； 2 這內(nèi)的平均加速度。 【解析】： 【牢記】： ①要注意的是：速度是矢量，矢量加減法則跟標(biāo)量加減法則是不一樣的，矢量加減法則是三角形定則； ②前面在學(xué)習(xí)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們是直接對(duì)速度進(jìn)行加減的，沒(méi)有用什么三角形定則，這是怎么回事？ 答：這是因?yàn)閷?duì)于同一直線上的矢量加減，我們可以通過(guò)選定正方向，同向?yàn)檎?，反向?yàn)樨?fù)的方法將復(fù)雜的矢量計(jì)算變成簡(jiǎn)單的標(biāo)量計(jì)算。這個(gè)方法的本質(zhì)還是矢量加減法則。 例2、一物體做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為10m/s，則1秒末物體速度多大？2秒末速度多大？1秒末至2秒末這段時(shí)間內(nèi)速度變化量是多大？加速度是多大？ 師：通過(guò)上面的解題過(guò)程，我相信大家對(duì)矢量的理解又加深了。既然勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，存在加速度，那它的加速度有什么特點(diǎn)呢？勻速圓周運(yùn)動(dòng)會(huì)是我們以前接觸過(guò)的勻變速運(yùn)動(dòng)嗎？這就是今天我們的學(xué)習(xí)目標(biāo)：研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度的特點(diǎn)。 師：我們都知道，對(duì)于加速度的研究，我們可以從兩個(gè)方面進(jìn)行：1、單純從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度用公式來(lái)研究加速度；2、從結(jié)合受力從動(dòng)力學(xué)角度用公式來(lái)研究加速度。今天我們從第1個(gè)方面來(lái)研究加速度。 師：從理論上講，瞬時(shí)加速度是△t→0時(shí)平均加速度的極限值。由圖可知，當(dāng)時(shí)間間隔t取值越來(lái)越小時(shí)，θ越來(lái)越小，越接近于0；α越來(lái)越大，越接近于90，當(dāng)△t→0時(shí)，α=90，△v與垂直。公式在△t→0時(shí)的極限值就是A點(diǎn)的瞬時(shí)加速度，因?yàn)榧铀俣鹊姆较蚺c△v方向相同，于是可知A點(diǎn)的瞬時(shí)加速度與A點(diǎn)瞬時(shí)速度垂直，指向圓心。 大小 師：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)上面的分析，嘗試推導(dǎo)出向心加速度大小的表達(dá)式。 【解析】： 當(dāng)t→0時(shí)，有t→0時(shí)， 又因?yàn)?有 觀看動(dòng)畫(huà)視頻：向心加速度 三、向心加速度 師：通過(guò)剛才的分析，我們得到結(jié)論：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)某點(diǎn)的向心加速度大小為；方向與該點(diǎn)速度方向垂直，指向圓心。這個(gè)結(jié)論是通過(guò)理論推導(dǎo)出來(lái)的，不涉及某個(gè)具體的運(yùn)動(dòng)，如“地球繞太陽(yáng)做近似的勻速圓周運(yùn)動(dòng)”“電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)”等，所以這個(gè)結(jié)論具有一般性、普遍性。 師：因?yàn)閯蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的加速度指向圓心，所以我們把勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度又叫做向心加速度。 【定義】：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的加速度由于指向圓心，又叫做向心加速度。 【公式】： 【單位】：m/s2 【方向】：指向圓心 師：向心加速度的物理意義是什么呢？有同學(xué)能說(shuō)一說(shuō)嗎？ 生：加速度是描述物體速度變化快慢的物理量。 師：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的線速度大小變了嗎？ 生：沒(méi)有。 師：所以更詳細(xì)地講向心加速度的物理意義是描述線速度方向變化快慢的物理量。 【物理意義】：是用來(lái)描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度方向變化快慢的物理量。 【問(wèn)題】：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)嗎？ 生：不是，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的向心加速度大小不變，方向指向圓心，雖然都是指向圓心，但不同位置指向圓心的位置是不同的，所以不是勻變速。 【牢記】：勻變速圓周運(yùn)動(dòng)是非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。