第一篇：高一物理必修二《5.6 向心加速度》教學設計

高一物理必修二《5.6 向心加速度》教學設計

★教學目標 1.知識與技能

a． b． c． d． ★教學重點

1.理解勻速圓周運動是變速運動，存在加速度。2.從運動學角度理論推導加速度的公式，體會極限思想。3.加速度公式的基本應用。★教學過程

一、引入 師：上節課我們學習了圓周運動中比較有代表性的勻速圓周運動，同學們回憶一下，勻速圓周運動有什么特點？

生：勻速圓周運動是線速度大小不變（或角速度不變）的圓周運動。師：勻速圓周運動是勻速運動嗎？

生：不是，勻速圓周運動雖然線速度大小不變，但線速度方向一直在變化，所以勻速圓周運動是變速運動。

師：勻速圓周運動有加速度嗎？ 生：有！根據加速度公式a?知道勻速圓周運動是變速運動，存在加速度。

理解勻速圓周運動的加速度指向圓心，所以又叫做向心加速度。知道向心加速度和線速度、角速度的關系式 能夠運用向心加速度公式求解有關問題

?v知只要速度變化了，就存在加速度。t師：好，那請大家回答下面的問題。

例

1、如下圖，物體沿順時針方向做勻速圓周運動，角速度ω=πrad/s，半徑R=1m。0時刻物體處于A點，速度變化量； 2

這11s后物體第一次到達B點，求這s內的331s內的平均加速度。3 1

【解析】：

【牢記】：

①要注意的是：速度是矢量，矢量加減法則跟標量加減法則是不一樣的，矢量加減法則是三角形定則；

②前面在學習直線運動時，我們是直接對速度進行加減的，沒有用什么三角形定則，這是怎么回事？ 答：這是因為對于同一直線上的矢量加減，我們可以通過選定正方向，同向為正，反向為負的方法將復雜的矢量計算變成簡單的標量計算。這個方法的本質還是矢量加減法則。

例

2、一物體做平拋運動的初速度為10m/s，則1秒末物體速度多大？2秒末速度多大？1秒末至2秒末這段時間內速度變化量是多大？加速度是多大？

師：通過上面的解題過程，我相信大家對矢量的理解又加深了。既然勻速圓周運動是變速運動，存在加速度，那它的加速度有什么特點呢？勻速圓周運動會是我們以前接觸過的勻變速運動嗎？這就是今天我們的學習目標：研究勻速圓周運動的加速度的特點。師：我們都知道，對于加速度的研究，我們可以從兩個方面進行：

1、單純從運動學角度用公式a?vt?v0F來研究加速度；

2、從結合受力從動力學角度用公式a?來研

mt究加速度。今天我們從第1個方面來研究加速度。

師：從理論上講，瞬時加速度是△t→0時平均加速度的極限值。由圖可知，當時間間隔t取值越來越小時，θ越來越小，越接近于0；α越來越大，越接近于90°，當△t→0時，α=90°，△v與vA垂直。公式a??v在△t→0時的極限值就是A點的瞬t時加速度，因為加速度的方向與△v方向相同，于是可知A點的瞬時加速度與A點瞬時速度垂直，指向圓心。大小 師：請同學們根據上面的分析，嘗試推導出向心加速度大小的表達式。

【解析】：?vvv?AB?vvAB???v??? a? 當t→0時，AB?SAB有ABRRtRt3 ABsAB?vvABv2??v，a?t→0時 ???tttRtR

v2或a??2R或a??v 又因為v??R 有a?R觀看動畫視頻：向心加速度

三、向心加速度 師：通過剛才的分析，我們得到結論：物體做勻速圓周運動時某點的向心加速度大小v2為a?或a??2R或a??v；方向與該點速度方向垂直，指向圓心。這個結論是通R過理論推導出來的，不涉及某個具體的運動，如“地球繞太陽做近似的勻速圓周運動”“電子繞原子核做勻速圓周運動”等，所以這個結論具有一般性、普遍性。師：因為勻速圓周運動的加速度指向圓心，所以我們把勻速圓周運動的加速度又叫做向心加速度。

【定義】：做勻速圓周運動物體的加速度由于指向圓心，又叫做向心加速度。

v2或a??2R或a??v 【單位】：m/s2 【方向】：指向圓心 【公式】：a?R

師：向心加速度的物理意義是什么呢？有同學能說一說嗎？ 生：加速度是描述物體速度變化快慢的物理量。師：做勻速圓周運動物體的線速度大小變了嗎？ 生：沒有。

師：所以更詳細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】：是用來描述物體做圓周運動的線速度方向變化快慢的物理量。

【問題】：勻速圓周運動是勻變速運動嗎？

生：不是，做勻速圓周運動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】：勻變速圓周運動是非勻變速曲線運動。

第二篇：5.6向心加速度說課稿教學設計

向心加速度

各位評委專家，您們好！我說課的題目是高中物理人教版必修2第5章第6節《向心加速度》。下面，我將從課標和教材分析、教學目標、重點和難點、教法與學法、教學過程及板書設計六個方面進行 說課。

一、課標、教材分析、學情分析 1.課程標準分析

《普通高中物理標準》共同必修模塊“物理2”的內容標準中，涉及本節的內容有“知道向心加速度”。該要點是理解向心加速度，為下一節學習向心力做準備。

2.教材地位及其作用

向心加速度是在學生學習了《圓周運動》之后編排的，是本章的重點難點，是從動力學的角度來研究圓周運動。并為下一 節學習向心力以及學好 生活中的圓周運動做準備。

3、學情分析

學生邏輯推理能力和抽象思維能力不是很強，不注重對知識內涵的研究，對物理的學習還缺乏方法，習慣于硬套公式。而向心加速度比較抽象，會給學生帶來較大的理解困難。為了遵循學生的心智發展水平，在教學中我利用實例分析勻速圓周運動的物體所受的合力，再由牛頓第二定律引出加速度方向，而后引導學生探索向心加速度的大小的推導，這也是新教材編寫的意圖，突出概念教學的物理過程，讓學生體驗學習過程。

二、教學目標

【知識與技能】

1．加深理解加速度與速度、速度變化量的區別。2.體會勻速圓周運動向心加速度方向的分析方法。

3.知道向心加速度的公式也適用于變速圓周運動；知道變速圓周運動的向心加速度的方向。

4.知道向心加速度的概念；知道向心加速度的大小與哪些因素有關。

5.知道公式ɑ=υ2/r=ω2r 的意義。6.會應用向心加速度定量分析有關現象。

【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學思想。

【情感態度與價值觀】

1.培養學生思維能力和分析問題的能力，培養學生探究問題的品質。

2.通過探索向心加速度公式，體驗探索自然界規律的艱辛與喜悅，培養學生主動參與活動的熱情和與他人合作的精神，有將自己的見解與他人交流的愿望。

三、教學重點與難點

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。

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。

四、教法與學法

1．采用理論、實驗、體驗相結合的教學安排。重視學生獲得知識的過程與方法，更加突出學生的學，學生學得主動，學得積極。

2．教師啟發引導，學生自主閱讀、思考，討論、交流。主要提供學生思考，舉例，體驗，探索及嘗試表達的機會。

五、教學過程

1.創設情景、導入新課

播放視頻欣賞：2009年2月22日進行的大冬會花樣滑冰雙人滑比賽毫無懸念，我國名將張丹、張昊以195．32分奪得冠軍，在家門口收獲了他們的大冬會三連冠。

提出問題：視頻中張丹、張昊的運動做什么運動？

2、實驗探究、進行新課（1）感知加速度的方向

指導學生用細線和小球做實驗。分組用細線拉小鋼球、小木球讓其做勻速圓周運動，改變小球的轉速、細線的長度多做幾次。提出問題：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”？

（2）速度的變化量

出示例題：向東做加速運動，初速度5m/s，末速度8m/s，試畫出速度的改變量。某物體向東做減速運動，初速度8m/s，末速度5m/s，試畫出速度的改變量。

引導學生在練習本上畫出物體加速運動和減速運動時速度變化量Δv的圖示。

投影學生所畫的圖示，點評、總結。（3）向心加速度

A、指導學生閱讀教材“向心加速度”部分，投影圖5．6－3，引導學生思考：①在A、B兩點畫速度矢量VA和VB時，要注意什么？②VA將的起點移到VB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Δv？④Δv／Δt表示的意義是什么？⑤Δv與圓的半徑平行嗎？在什么條件下，Δv與圓的半徑平行？

B、傾聽學生回答，必要時給學是以有益的啟發和幫助，引導學生解決疑難，回答學生可能提出的問題。

C、指導學生閱讀教材“做一做”欄目，要求學生分小組討論后在練習本上推導向心加速度的公式。

D、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，給與幫助，回答學生可能提出的問題。

E、師生互動，投影學生推導的過程，和學生一起點評、總結，共同展示向心加速度公式的推導過程。

F、得出結論：

3、自主合作、拓展深化

引導學生通過自主合作探究的方法，完成“思考與討論”欄目中提出的問題，深化本節課所學的內容。

4、課堂小結

設計理念：在我的整個教學中注重學生的活動，通過學生活動打破學生對物理概念教學抽象、枯燥的認識，使之在體驗中找到由抽象到直觀、由枯燥變興趣的突破口：通過創設情景，教師引導學生觀察、分析，發現問題：通過創設疑問，教師引導學生思考、小組討論，解決實際問題。體現了物理來源于生活又應用于生活。同時也充分體現教師主導，學生主體的地位。

六、板書設計

向心加速度

1.概念。2.意義。3.方向。4.大小。

第三篇：高一物理《向心加速度》教學反思

本節課對向心加速度的引入是從運動和力的關系著手討論，一是由物體做勻速圓周運動的受力情況來說明向心加速的方向；二是根據加速度的定義式：推導向心加度度的表達式。

本節課的重點是理解勻速圓周運動的加速度一定指向圓心，就這點我對教材做了適當調整：先講圓周運動的合外力，后講向心加速度，這樣就抓住了物理問題的本質，使學生能較好的接收和理解。對于勻速圓周運動的加速度為什么都指向圓心，我從兩個方面進行了探討：

①通過課本上的兩幅圖片。

地球繞太陽做勻速圓周運動和細繩拉著小球在光滑的水平面上做勻速圓周運動的實例，地球和小球的合力指向圓心導出勻速圓周運動的物體所受的合力指向圓心在導出勻速圓周運動的物體加速度指向圓心；

②利用第一節曲線運動的合力和速度方向的關系探討。

讓學生把課本翻到24頁看圖5.6—3，如果做圓周運動的物體合力不指向圓心，可以將合力分解為半徑方向的Fn和切線方向的Ft，Fn與速度垂直不改變速度大小，Ft與速度方向共線改變速度大小即物體不能做勻速圓周運動，得出結論：做勻速圓周運動的物體所受合力一定指向圓心，即加速度方向指向圓心。通過實例和理論推導能讓學生更透徹的理解做勻速圓周運動的物理加速度指向圓心，從而得出向心加速度的定義。

第四篇：5.6 7向心力與向心加速度 教學設計

《向心力與向心加速度》教學設計

【設計思想】

向心力概念的建立有兩條途徑：一是先通過實驗建立向心力概念，歸納出向心力公式，再推出向心加速度；二是先通過理論推導導出向心加速度，再推出向心力。本節課目的是想通過先理論分析，得出向心力的存在，再通過實驗探究，用理論指導實踐。理論推導嚴謹，能訓練學生的推理能力，實驗方法講向心力，降低了難度，便于學生理解接受。這樣讓學生真正認識到向心力的存在及意義。

【教學目標】

一、知識與能力

1、知道向心力的定義和方向，通過實例認識向心力的作用效果及來源。

2、通過實驗理解向心力的大小與哪些因素有關，初步掌握向心力的公式并可以進行計算。

3、知道向心加速度及其公式，能運用牛頓第二定律分析勻速圓周運動的向心力及向心加速度。

4、經歷向心力和向心加速度的概念形成過程的體驗，大膽發表自己對有關問題的認識。

二、過程與方法

通過向心力理論分析到實驗探究，培養學生用理論指導實踐的素養和能力。

三、情感態度與價值觀

培養學生觀察生活，思考生活現象的能力，同時培養學生大膽分析及勇于探究的科學素養，以及尊重實驗、實踐的客觀唯物精神。

【教學重點】

向心力概念的建立及實驗探究向心力的大小是教學重點。

【教學難點】

向心力概念的建立及實驗探究向心的大小也是教學難點。通過簡單實例及分組實驗加強感知，突破難點。

【教具準備】

1、小球、細繩和光滑木板16套

2、小鏈球16對。

3、向心力演示器16臺。

4、課件。

【教學過程】

一、引入新課

欣賞視頻：我國選手趙宏博和申雪在06年冬奧會花樣滑冰比賽中，以精彩表演獲得金牌，為國爭光。視頻中申雪的運動可以近似看成什么運動？（學生回答：勻速圓周運動），其運動狀態時刻改變的原因是什么？（學生回答：受到合外力）有力就會產生（加速度）。這節課我們共同探究做勻速圓周運動的物體合外力及加速度的特點。

板書：向心力與向心加速度

二、學生實驗引出向心力的定義

引導學生分組利用手中的小球、細線、光滑水平木板，構建一個簡單的勻速圓周運動，讓學生對小球進行受力，得出勻速圓周運動物體所受合外力的特點：始終指向圓心，從而引出向心力的定義。

板書：向心力

1、向心力的定義：做勻速圓周運動的物體會受到一個始終指向圓心等效的力。

三、學生觀察得到向心力的方向

再引導學生觀察分析得到向心力的方向時刻在變化，是一個變力但始終指向圓心而且和速度方向垂直。

板書：向心力的方向：始終指向圓而且速度方向垂直

四、引導學生分析得到向心力的作用效果

因為向心力和速度方向始終垂直，所以向心力不做功，不改變速度的大小，只改變速度的方向，得到向心力的作用效果。

板書：向心力的作用效果：不改變速度的大小，只改變速度的方向。

五、通過三個典型題目引導學生分析向心力的來源

對物體受力分析，說明向心力的來源。

物體隨轉盤一起勻速圓周運動 物體隨滾筒一起勻速圓周運動

板書：向心力的來源：向心力可以由重力、彈力、摩擦力等某個力提供，也可以由它們的合力，或某個力的分力提供。

六、實驗探究：向心力的大小

提出問題：向心力的大小跟哪些因素有關？

（引導學生用兩個小鏈球實驗，憑感覺粗略體驗。學生經實驗、討論有了自己的看法后，自由發言。）

學生的猜想：向心力跟物體質量m、半徑r、角速度ω有關。

（若學生說到v，可引導學生由公式v=ωr得出ω和v有重復的部分）

進一步引導學生猜想它們的定量關系。學生可能猜想向心力與質量成正比，與半徑成正比，與角速度成正比。老師先不要作出判斷。

提問：實驗時能否讓三個量同時變。

學生：不行，應該保持其它量不變，使一個量變化即控制變量法。

實驗裝置：向心力演示器。

介紹構造：

講解工作原理：小球向外壓擋板，擋板對小球的反作用力指向轉軸，提供了小球做勻速圓周運動的向心力，兩力大小相等，同時小球壓擋板的力使擋板另一端壓縮套在軸上的彈簧，彈簧被壓縮的格數可以從標尺中讀出，即顯示了向心力大小。

演示操作：如何實現控制變量。

強調注意事項：

學生分組實驗得出：

①F向心力與質量的關系：ω、r一定，取兩球使mA=2mB觀察：(學生讀數)FA=2FB。

結論：向心力F∝m。

②F向心力與半徑的關系：m、ω一定，取兩球使rA=2rB觀察：(學生讀數)FA=2FB。

結論：向心力F∝r。

③F向心力與角速度的關系：m、r一定，使ωA=2ωB觀察：(學生讀數)FA=4FB。

結論：向心力F∝ω。

歸納：綜合上述實驗結果可知：物體做勻速圓周運動需要的向心力與物體的質量成正比，與半徑成正比，與角速度的二次方成正比。但不能由一個實驗、一個測量就得到一般結論，實際上要進行多次測量，同時選取更精密的儀器，大量實驗，但我們不可能一一去做。同學們剛才所做的實驗得出：m、r、ω越大，F越大；若將實驗稍加改進，如課本中所介紹的小實驗，加一彈簧秤測出F，可粗略得出結論。我們還可以設計很多實驗都能得出這一結論，說明這是一個帶有共性的結論。測出m、r、ω的值，可知向心力大小為：F=mrωr。

2板書：向心力：F向心力=mωr=mv/r

我們知道合外力必然產生加速度，向心力實際就是物體做勻速圓周運動的合外力，這個力產生的加速度是怎么樣的呢？

七、根據牛頓第二定律推導出向心加速度

板書：向心加速度

1、向心加速度大小：a=F向心力/m=ωr=v/ r=ωv

a=4πr/T=4πrf

提問：方向是怎么樣的？

板書：向心加速度的方向：與向心力同向，始終指向圓心

思考：勻速圓周運動是勻變速運動還是非勻變速運動？

學生：不是，因為加速度不恒定。方向時刻在改變。

板書：向心加速度的物理意義：描述速度方向變化快慢的物理量。

【及時鞏固】

長度為0．5m的輕繩一端系一質量為2kg的小球，另一端固定，小球繞固定點在光滑水平面上以4m/s的速度做勻速圓周運動，請計算小球做勻速圓周運動的向心力和向心加速度的大小？

【課堂小結】

1．知識內容：(見板書)

2．實驗方法：控制變量法。

3．物理思想：先猜想后探究，從定性到定量。

第五篇：向心加速度教案_物理_教學設計_人教版

向心加速度教學設計

（宋嘯中，寶雞中學，721013）

【教材版本】普通高中課程標準實驗教科書人教版物理2必修

【設計理念】充分發揮學生學習的自主性，引導學生主動發現問題，分析信息，主動建構良好的認知結構，培養創新精神。本節中向心加速度的方向和公式推導是一個難點內容，為了突破難點，只有學生主動參與探究的全過程，成為學習的主體，才能激發學生的求知欲望，加深對知識的理解。在探究過程中，教師要給學生提供必要的實驗器材和多媒體資源，引導學生去發現問題，使學生產生探究的動機，從而提出問題，解決問題，體驗問題。整個教學過程中，教師是一個引導者和參與者，組織者和幫助者，學生是學習的主人，課堂上教師要組織引導學生交流討論，充分重視學生在探究過程中的情感、態度與價值觀的培養。【教材分析】 1．知識結構分析

本節是圓周運動中的關鍵的內容，在此之前，學生已經學習過勻速圓周運動的概念以及描述勻速圓周運動的物理量（v、ω、T）及其計算式。本節是本章承上啟下的重要知識，學好這一節可以為下一節向心力及本章應用部分作必要準備，又可以為學習萬有引力的應用做好必要的準備。

2．知識發生發展過程分析

教材以加速度的方向與力方向的關系為基礎，先通過幾個實例的引入，使學生認識到做勻速圓周運動的物體受到指向圓心的力，所以加速度也指向圓心，建立了向心加速度的概念。為了突破用矢量推導向心加速度公式這個難點，通過創設情景研究在一條直線上的變速運動過渡到曲線運動，這種由簡單到復雜，由特殊到一般的思維方法，使學生更容易學習和理解，由平行四邊形定則得出的三角形法則，較好地突破了速度與速度變化量的方向關系這個教學難點，做到既重視過程又重視結論，為后面用極限思維的方法進一步論證向心加速度方向和推導向心加速度的公式做好鋪墊。達到培養學生嚴謹的科學態度和科學的推理能力。3．知識學習意義分析

通過本節學習，在知識上，掌握向心加速度的方向及公式，可以為下節課“向心力”埋下伏筆，從而方便地從理論角度出發，根據牛頓第二運動定律，得出做勻速圓周運動物體受到的合外力方向和大小的一般性結論；在方法上，初步領悟到在瞬時狀態研究時要應用極限的 思想來處理，并通過公式的推導，進一步鞏固了矢量運算的方法，強化了數學方法在物理學中的應用。

4．教學建議與學法指導說明

教學設計通過幾個實例的引入，進一步認識加速度的方向與速度方向的關系，為研究向心加速度的方向打下了基礎。為理解加速度與速度方向的關系，通過創設情景研究在一條直線上的變速運動過渡到曲線運動，這種由簡單到復雜，由特殊到一般的思維方法，使學生更容易學習和理解，由平行四邊形定則得出的三角形法則，較好地突破了速度與速度變化量的方向關系這個教學難點，做到既重視過程又重視結論，為后面用極限思維的方法進一步論證向心加速度方向和推導向心加速度的公式做好鋪墊。

學生對物體進行受力分析和運動狀態的判斷已經有了一定的基礎，也學習了牛頓三大運動定律，初步具備了以加速度為紐帶的運動與力關系的知識體系。另外，高中階段是培養學生實驗探究能力和抽象思維能力的重要時期，通過學生對實例的分析和自主進行公式推導，使學生經歷探索，感受科學探究的方法。本次課的探索過程僅僅是眾多探索中的一次，經常使學生經歷這樣的過程，感受過程中的方法，將實現培養學生科學探究能力，提高科學素養的目的。

【學情分析】

1． 原有認知發展分析

初中物理教學是以直觀教學為主，而高中物理主要是以實驗推理為主。高一學生邏輯推理能力和抽象思維能力不是很強，不注重對知識內涵的研究，通常是記住一些相關的公式和規律，以為在考試中會用來解題就行了。另一方面，高一學生的思維非常活躍，可塑性強，容易受老師教學思路的影響形成思維定勢，如果教師教法得當，學生容易形成科學的思維方法。所以，在教學中，同樣要遵循從感性到理性的認識規律，抓住學生的心理特點進行教學設計。

學生的學習過程是學生原有認知結構中的有關知識和新學內容相互作用形成新的認知結構的過程。物理認知結構就是學生頭腦里的物理知識按自己理解的深度和廣度，結合自己的感覺、知覺、記憶思維、聯想等認知特點，組合成一個具有內部規律的整體結構。

2．原有知識結構分析

通過前幾節內容的學習，學生已經掌握了曲線運動的一般規律，知道物體做曲線運動的條件是物體所受的合外力方向與速度方向不在同一直線上。學習了處理曲線運動的重要方法——運動的合成和分解。之后，利用運動的分解知識研究了平拋運動，還引入角速度、線速度、周期、轉速等物理量描述了勻速圓周運動的規律。分析學生已掌握的知識結構后，結合下一節課的教材結構特點，制定更有效的突破難點的策略。

本節學習之前，一方面，學生已經建立了圓周運動的基本概念，知道了曲線運動是變速運動，有加速度，通過牛頓第二定律已經知道了加速度和力的對應關系，這為學生感知向心加速度的方向奠定了基礎；另一方面，學生已經學習了矢量的運算方法，已經可以通過矢量運算求解速度變化量，這為向心加速度公式的推導奠定了基礎。3． 非認知因素分析

新教材除了要落實知識外，更重視知識的探究過程，從中體會科學方法與物理思想。本節自主探究出勻速圓周運的加速度方向與大小的表達式，方法是用幾何學分析物理量之間的關系，物理思想為從平均到瞬時的極限思想。【教學目標】 1．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。2．過程與方法：

1）經歷形成向心力概念的過程，培養學生觀察、分析、歸納能力。2）體驗向心加速度的導出過程，領會推導過程中用到的數學方法。

3）能從日常生活中發現與物理學有關的問題，并能從物理學的角度比較明確地表述發現問題。

3．情感、態度與價值觀：

1）培養學生分析問題的能力和嚴謹的推理能力。2）培養學生探究問題的熱情、樂于學習的品質。

3）培養學生從生活中得到知識并將所學物理知識應用于生產和生活的意識。【重點難點】

1．教學重點：掌握向心加速度的確定方法和計算公式。

2． 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 【教學環境】

◆ 學生可能獲得的學習環境：投影儀——投影學生所做的圖象及推導過程，分組實驗——圓周運動向心力的方向感受（含一塊平木板、小球、一根細線、一枚圖釘）◆ 可用的多媒體課件：演示圓周運動的實例課件 【教學方法】

啟發、探究、推理、討論和交流，還課堂給學生，充分發揮學生的主體作用，教師通過物理問題啟發、引導學生探究方向、把握探究時間、評價并板書探究結果。【教學思路】

本節課的設計流程為：創設情境→提出問題→探索研究→數學推理→得出結論。本節是第一次對不在同一直線上的矢量進行較深入的分析，有一定難度，為此，課本第一部分討論向心加速度的方向，第二部分“做一做”，討論向心加速度的大小。本節是本章承上啟下的重要知識，學好這一節可以為學好本章應用部分以及萬有引力的應用作必要準備。高一學生邏輯推理能力和抽象思維能力不是很強，在教學中，要遵循從感性到理性的認識規律，抓住學生的心理特點進行教學設計。學生的學習過程是學生原有認知結構中的有關知識和新學內容相互作用形成新的認知結構的過程。學生已經掌握了線速度、周期、轉速等物理量描述了勻速圓周運動的規律，且初步體驗到極限思想的應用，但將物理知識與數學知識結合起來應用對學生綜合能力的要求就提高了向心加速度是高中物理的一個難點內容，學生對于向心加速度難理解，為了突破重點，難點，教學中應該循序漸進引導學生思考，逐步體會滲透科學的思維方法，向心加速度是高中物理的一個難點內容，學生對于向心加速度難理解，課堂上教師要組織引導學生交流討論，充分重視學生在探究過程中的情感、態度與價值觀的培養只有學生主動參與探究的全過程，成為學習的主體，才能激發學生的求知欲望，加深對知識的理解。【教學過程】 環節1 引入新課

教師活動：通過前面的學習，我們已經知道，作曲線運動的物體，速度一定是變化的，速度變化就一定有加速度。加速度要靠力來產生。

我們上一堂課研究了勻速圓周運動，做勻速圓周運動的物體，是否要受到外力？是否有加速度？請舉一些實例說明。學生活動：學生舉例說明。

教師活動：通過這些實例可以看出，做勻速圓周運動的物體要受到外力，這些力改變了速度的方向，產生了加速度。勻速圓周運動速度大小不變，這個加速度描述速度方向變化的快慢，那么做勻速圓周運動的物體，加速度的大小和方向如何確定呢？——這就是我們今天要研究的課題。

設計意圖：通過學生舉例，調動學生積極性，使學生進一步想知道，在自己所舉的實例中，加速度的大小和方向到底是怎樣的。環節2

一、向心加速度的方向

教師活動：用PPT請同學們看兩例： 例1：人造衛星繞地球做圓周運動；

例2：光滑桌面上一個小球由于細線的牽引，繞桌面上的圖釘做勻速圓周運動；

教師問：<1>圖1中衛星受到什么力的作用？這個力可能沿什么方向？

<2>圖2中小球受到幾個力的作用？這幾個力的合力沿什么方向？

學生活動：思考問題，選出代表發表見解。回答1：感覺上應該受到指向太陽的引力作用。

回答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，方向 指向圓心。

教師活動：傾聽學生回答，必要時給學是以有益的啟發和幫助，引導學生解決疑難，回答學生可能提出的問題。

教師設疑：我們這節課要研究勻速圓周運動的加速度，可以上兩個例題卻在研究物體所受的力，目的是什么呢？

學生活動： 思考后，積極發表見解。

學生可能的回答：根據牛頓第二定律可知，知道了物體所受的合外力，就可以知道物體的加速度，我們可以通過力來研究加速度。

教師活動：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。

學生活動：利用課前給學生發一頭系著繩子的鋼珠。讓學生在桌面上掄動細繩，使鋼珠做圓周運動，體驗手拉繩的力。

教師活動：在剛才的實驗中，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，該結論具有一般性。所以物體的加速度也指向圓心，這個加速度叫做向心加速度。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？我們具體研究時仍要從加速度的定義來進行。

設計意圖：激發學生的思維，喚起學生進一步探究新知的欲望。通過發表自己的見解，解除疑惑，同時為下一步的研究確定思路。環節3

二、速度變化量

教師活動：指導學生研究不同情況下的速度變化量。問題1：加速度的定義式是怎么表達的？ 問題2：定義式中各矢量的方向關系？

學生活動：讓學生思考后請個別學生起立回答，教師加以引導，得到結論：加速度的方向與速度變化量的方向相同，若要確定加速度的方向我們可以轉換為確定速度變化量的方向。教師活動：指導學生用矢量圖表示速度變化量。

我們知道速度是個矢量，我們可以用矢量圖來找出速度變化量的方向。引導學生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。

1、速度在同一直線上 ①加速

沿同一方向由3m/s增加到5m/s； ②減速

沿同一方向由5m/s減小到5m/s；

2、速度不在同一直線上

教師引導學生利用數學知識（矢量可以平行移動）分析并在黑板上板演。實質遵循平行四邊形定則。

學生活動：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。從同一點作出物體在一段時間的始末兩個速度矢量和，從初速度的末端至末速度的末端所作的矢量就是速度的變化量。

教師活動：投影學生所畫的圖示，點評、總結。

設計意圖： 使學生進一步掌握速度變化量的矢量圖解法，為下一步推導向心加速度公式做知識上的鋪墊。環節4

三、向心加速度

教師活動：指導學生閱讀教材做一做部分：探究向心加速度的表達式，投影圖5.6－3，引導學生思考：

（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Δv？（4）Δv／Δt表示的意義是什么？

（5）Δv與圓的半徑平行嗎？在什么條件下，Δv與圓的半徑平行？

教師在學生充分討論的基礎上引導學生找答案： 并不與圓的半徑平行，但當△t很小很小時，A和B兩點非常接近，和 也非常接近。由于vA和vB的長度相等，它們與Δv組成等腰三角形，當△t很小很小時，也就與vA（或vB）垂直，即與半徑平行，或者說指向圓心了。學生活動：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。教師活動：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，必要時給學是以有益的啟發和幫助，回答學生可能提出的問題。

提示：可以利用矢量三角形和幾何三角形的相似關系進行推導。

教生互動：選擇學生中兩個具有代表性的推倒過程，投影學生推導的過程，和學生一起點評、總結。

如圖所示，物體從A點經時間?t沿圓周勻速率運動到B點，轉過的角度為?θ，物體在B點速度vB可以看成是它在A點的速度vA(vA=vB=v)和速度的變化量?v的合速度。當?t趨近于0時，??也趨近于0，B點接近A點，?v與 vA垂直，指向圓心。所以向心加速度方向沿半徑方向指向圓心。

因為vA、vB和?v組成的三角形與?OAB是相似三角形，所以

?vVA= ABRAB?v即?v=

R將上式兩邊同時除以?t，得

?vABv=? ?t?tR?v等式左邊即為向心加速度a的大小。

?tAB?v，代入上式整理得 方法一：?tv2a=.R方法二：AB?R???

????，代入上式整理得 ?ta???v

將v=?R代入上式可得：

a=?R

兩種方法得到加速度的兩個表達式： 2v22a?

a???R

R設計意圖：讓學生親歷知識的導出過程，體驗成功的樂趣。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。環節5 思考與討論

v22教師活動：從公式a?看，向心加速度與圓周運動的半徑成反比？從公式a???R看，R向心加速度與半徑成正比，這兩個結論是否矛盾？

學生活動：討論得出當v相等時a與R成正比，當ω相等時a與R成反比。設計意圖：通過討論使學生明確兩個公式的等效性及使用前提。環節6 課堂總結

教師活動：讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。

學生活動：認真總結概括本節內容，并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。

設計意圖：總結課堂內容，培養學生概括總結能力。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。環節7 課堂練習

教師活動：自行車的大齒輪，小齒輪，后輪三個輪子的半徑不一樣，它們的邊緣上分別有三個點A、B、C，其中哪兩點向心加速度的關系適用于“向心加速度與半徑成正比”，哪兩點適用于“向心加速度與半徑成反比”？ 學生活動：學生分析討論

設計意圖：使學生將所學知識遷移于實際問題中，對所學知識加以鞏固。