6.3 向心加速度教学设计与反思
文档属性
| 名称 | 6.3 向心加速度教学设计与反思 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 125.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-23 09:09:13 | ||
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文档简介
向心加速度教学设计
一、教材与学情分析
本节课是高一人教版物理必修2第五章的第5节内容，学生在前面学习了物体做曲线运动的条件，学习了描述圆周运动的基本物理量，通过本节课想讨论“匀速圆周运动速度变化快慢”的问题。教材把向心加速度放在向心力之前，从运动学的角度来学习向心加速度，从了解运动的规律过渡到了解力跟运动关系的规律，改变了过去从向心力推导向心加速度的教学方式。
我校属于普通校，学生原有知识基础相对薄弱，若从运动学的角度利用物理知识与数学知识相结合来推导向心加速度大小，对于学生有些难度，所以，我采用了直接给出向心加速度大小的公式，然后对公式进行定性讨论的教学方法，加深学生对公式的理解。这种方法降低了教学的难度，学生接受起来较轻松，增强了学生学习物理的兴趣与信心。
教学目标
知道匀速圆周运动时变速运动，具有指向圆心的加速度—向心加速度。
知道向心加速度的表达式，能根据问题情境选择合适的向心加速度的表达式并会用来进行简单的计算。
3．体会匀速圆周运动向心加速度的分析方法。
三、教学重难点
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
难点：向心加速度方向的确定过程和向心加速度公式的理解．
四、教学准备
本节资源的收集主要来源于教学参考书、教辅资料和网上资源，辅以图片、视频等多媒体的融合。
五、教学过程
（一）引入新课
总结上一节所学内容，引导同学们回顾线速度、角速度、转速等描述圆周运动的物理量，通过提问：匀速圆周运动是否为匀速运动？激发学生对匀速圆周运动的思考，预测学生讨论后得出的结论，通过播放地球绕太阳运动的视频，直观的让学生体会到圆周运动，即使大小我们判断不出来是否改变，其方向是时刻在变化的，因此其为变速运动。既然是变速运动，就一定存在加速度，从而引出本节课所授内容。
（二）进行新课
1．向心加速度的方向
教师通过课本的思考与讨论，帮助学生认识匀速圆周运动的物体可能的受力方向，从而感知加速度的方向。
教师：请同学们阅读课本20页，回答下列问题：
(1)图5.5-1中的地球受到什么力的作用 这个力可能沿什么方向
学生：太阳的引力作用,指向太阳。
(2)图5.5-2中的小球受到几个力的作用 这几个力的合力沿什么方向
学生：小球受到重力、支持力和绳子的拉力三个力的作用，其方向指向圆心.
教师通过分析得出做匀速圆周运动的物体所受的力或合外力指向圆心，根据牛顿第二定律，物体的加速度方向也指向圆心。 ．
2.向心加速度的物理意义
教师：通过前面的分析了解了向心加速度的方向是指向圆心，那么它的方向是否是变化的呢？
学生：思考与讨论1：如图一颗人造地球卫星以速度v绕地球做匀速圆周运动，请画出不同时刻加速度的方向。
通过一颗人造地球卫星以速度v绕地球做匀速圆周运动，请同学们画出不同时刻加速度的方向，从空间上感知向心加速度是一个变量，虽然我们不知道它的大小是否改变，至少它的方向时刻在发生变化，因此匀速圆周运动并不是匀变速运动，因为加速度不恒定。不同的物理量有不同的物理意义，那么向心加速度是反映什么的物理量呢？从力和运动的关系讨论，若力的方向与速度的方向垂直，则这个力只能改变速度的大小。力越大，速度的方向改变的就越快，根据牛顿第二定律，向心加速度也就越大，所以，向心加速度是描述质点沿圆周运动时速度方向改变快慢的物理量。通过一颗人造地球卫星以速度v绕地球做匀速圆周运动进一步强调向心加速度的特点，并通过分析得出向心加速度的物理意义，为下一环节定性讨论向心加速度大小做好铺垫。
3. 向心加速度的大小
向心加速度的大小的计算公式的得出是本节课的重点，也是难点，教材是通过了解速度变化量利用数学相似三角形与极限知识推导得出公式，但对基础相对薄弱的学生而言难度较大，所以我采取了直接给出向心加速度大小的计算公式，再从两个角度定性理解a与v，a与r的关系的教学方式。同学们在理解公式、理解公式中各个物理量含义的同时，又加深了记忆。
教师：给出向心加速度大小的计算公式
学生：思考与讨论2：匀速圆周运动的向心加速度大小跟其线速度v，运转轨道半径r的关系。（请学生画图体会）
（1）若v一定，r越大，在△t时间内，速度方向变化越 （大或小），则单位时间内速度方向变化越 （快或慢），所以，v一定时，a随r的增大而 。
（ 2）若r一定，v越大，在△t时间内，速度方向变化越 （大或小），则单位时间内速度方向变化越 （快或慢），所以，r一定时，a随v的增大而 。
教师：讨论结束后引导学生根据上节课所学的匀速圆周运动的的描述匀速圆周运动的各个物理量之间的关系推导向心加速度大小其它表达式。
学生：思考与讨论3：匀速圆周运动的向心加速度大小其它表达式。
教师引导学生得出：匀速圆周运动的加速度大小虽然不变，但方向时刻改变，不属于匀变速运动。
4.知识的运用------理论联系实际
1.学生思考并完成课本第22页“思考与讨论”栏目中提出的问题：
从公式看，向心加速度与圆周运动的半径成反比；从公式 看，向心加速度与半径成正比。这两个结论是否矛盾？请从以下两个角度讨论这个问题。
（1）在y=kx这个关系式中，说y与x成正比，前提是什么？
（2）自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C。其中哪两点向心加速度的关系适用于“向心加速度与半径成正比”，哪两点适用于“向心加速度与半径成反比”？做出解释。
加强对向心加速度公式的理解，并通过此题进一步体会控制变量的方法。
2.理论联系实际：通过播放神州七号我国宇航员翟志刚在太空行走的视频，增强学生的民族自豪感，增加学生的爱国热情。结合已发射的“神五”“神六”“神十”来进一步领会我国航天科研的神速，进一步增强民族自信心与民族自豪感，让学生学习英雄们勇于克服困难的精神，从而进一步增加学习的动力。 最后探讨并计算我国宇航员翟志刚在太空行走时其运行的线速度大小与向心加速度大小，
2008年9月27日，神舟七号飞船运行第２９圈时，经地面指挥部决策，确认由航天员翟志刚、刘伯明执行空间出舱活动任务。经多次状态检查及确认，在神舟七号飞船进入远望三号船测控区时，北京航天飞行控制中心于１６时３４分向航天员下达出舱指令。１６时３５分，翟志刚经过努力开启轨道舱舱门，穿着我国研制“飞天”舱外航天服以头先出的方式实施出舱活动。 整个出舱活动持续时间２５分２３秒，其中，在太空行走19分35秒，总里程9165公里，空间出舱活动获得成功。据媒体报道，神七的飞行高度是340千米，飞行周期是90分钟，已知地球的半径是6400千米，那么，请估算神七的飞行速度大小为？其做圆周运动的加速度大小为？
(三)、概括总结，给出板书。
引导组织学生回顾本节知识：
本节课所讲的主要内容：向心加速度的定义、向心加速度的方向、向心加速度的物理意义及向心加速度大小的计算方法。突出强调掌握本节课的重点为向心加速度的方向和向心加速度大小的计算方法。
(四).达标提升
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
2．关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期与向心加速度的关系，下列说法正确的是（ ）
A．角速度大的向心加速度一定大 B．线速度大的向心加速度一定大
C．线速度与角速度乘积大的向心加速度一定大D．周期小的向心加速度一定大
3. 甲、乙两个物体都做匀速圆周运动．转动半径比为3：4，在相同的时间里甲转过60圈时，乙转过45圈，则它们所受的向心加速度之比为( )
A．3：4 B．4；3 C．4：9 D．9：16
此三道题课上完成，对向心加速度的大小与方向做进一步的讨论，从而掌握本节课的重点知识。
(五)作业
课本P22页，3、4题 练习册P15页，A组
六、教学反思
1.采取了直接给出向心加速度大小的计算公式，再从两个角度定性理解a与v，a与r的关系的教学方式。虽然少了公式推导的复杂过程，但是总感觉公式给的少些理论支持，有些直白。
2. 定性讨论a与v，a与r的关系时，要多给一些限定的条件，否则学生画图时不知如何下手。
七、教学流程图
(
向心加速度
)
(
参与思考
) (
导入新课
讲解再现和表现的圆周运动知识
课件
) (
讲解分析向心加速度物理意义
课件
) (
思考记录
)
(
讲解分析向心加速度方向
课件
)
(
思考理解
)
(
讲解分析向心加速度的大小
课件
)
(
思考理解
)
(
思考与讨论
—
联系实际
课件
)
(
达标提升
课件
) (
结束
) (
学生判断
)
一、教材与学情分析
本节课是高一人教版物理必修2第五章的第5节内容，学生在前面学习了物体做曲线运动的条件，学习了描述圆周运动的基本物理量，通过本节课想讨论“匀速圆周运动速度变化快慢”的问题。教材把向心加速度放在向心力之前，从运动学的角度来学习向心加速度，从了解运动的规律过渡到了解力跟运动关系的规律，改变了过去从向心力推导向心加速度的教学方式。
我校属于普通校，学生原有知识基础相对薄弱，若从运动学的角度利用物理知识与数学知识相结合来推导向心加速度大小，对于学生有些难度，所以，我采用了直接给出向心加速度大小的公式，然后对公式进行定性讨论的教学方法，加深学生对公式的理解。这种方法降低了教学的难度，学生接受起来较轻松，增强了学生学习物理的兴趣与信心。
教学目标
知道匀速圆周运动时变速运动，具有指向圆心的加速度—向心加速度。
知道向心加速度的表达式，能根据问题情境选择合适的向心加速度的表达式并会用来进行简单的计算。
3．体会匀速圆周运动向心加速度的分析方法。
三、教学重难点
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
难点：向心加速度方向的确定过程和向心加速度公式的理解．
四、教学准备
本节资源的收集主要来源于教学参考书、教辅资料和网上资源，辅以图片、视频等多媒体的融合。
五、教学过程
（一）引入新课
总结上一节所学内容，引导同学们回顾线速度、角速度、转速等描述圆周运动的物理量，通过提问：匀速圆周运动是否为匀速运动？激发学生对匀速圆周运动的思考，预测学生讨论后得出的结论，通过播放地球绕太阳运动的视频，直观的让学生体会到圆周运动，即使大小我们判断不出来是否改变，其方向是时刻在变化的，因此其为变速运动。既然是变速运动，就一定存在加速度，从而引出本节课所授内容。
（二）进行新课
1．向心加速度的方向
教师通过课本的思考与讨论，帮助学生认识匀速圆周运动的物体可能的受力方向，从而感知加速度的方向。
教师：请同学们阅读课本20页，回答下列问题：
(1)图5.5-1中的地球受到什么力的作用 这个力可能沿什么方向
学生：太阳的引力作用,指向太阳。
(2)图5.5-2中的小球受到几个力的作用 这几个力的合力沿什么方向
学生：小球受到重力、支持力和绳子的拉力三个力的作用，其方向指向圆心.
教师通过分析得出做匀速圆周运动的物体所受的力或合外力指向圆心，根据牛顿第二定律，物体的加速度方向也指向圆心。 ．
2.向心加速度的物理意义
教师：通过前面的分析了解了向心加速度的方向是指向圆心，那么它的方向是否是变化的呢？
学生：思考与讨论1：如图一颗人造地球卫星以速度v绕地球做匀速圆周运动，请画出不同时刻加速度的方向。
通过一颗人造地球卫星以速度v绕地球做匀速圆周运动，请同学们画出不同时刻加速度的方向，从空间上感知向心加速度是一个变量，虽然我们不知道它的大小是否改变，至少它的方向时刻在发生变化，因此匀速圆周运动并不是匀变速运动，因为加速度不恒定。不同的物理量有不同的物理意义，那么向心加速度是反映什么的物理量呢？从力和运动的关系讨论，若力的方向与速度的方向垂直，则这个力只能改变速度的大小。力越大，速度的方向改变的就越快，根据牛顿第二定律，向心加速度也就越大，所以，向心加速度是描述质点沿圆周运动时速度方向改变快慢的物理量。通过一颗人造地球卫星以速度v绕地球做匀速圆周运动进一步强调向心加速度的特点，并通过分析得出向心加速度的物理意义，为下一环节定性讨论向心加速度大小做好铺垫。
3. 向心加速度的大小
向心加速度的大小的计算公式的得出是本节课的重点，也是难点，教材是通过了解速度变化量利用数学相似三角形与极限知识推导得出公式，但对基础相对薄弱的学生而言难度较大，所以我采取了直接给出向心加速度大小的计算公式，再从两个角度定性理解a与v，a与r的关系的教学方式。同学们在理解公式、理解公式中各个物理量含义的同时，又加深了记忆。
教师：给出向心加速度大小的计算公式
学生：思考与讨论2：匀速圆周运动的向心加速度大小跟其线速度v，运转轨道半径r的关系。（请学生画图体会）
（1）若v一定，r越大，在△t时间内，速度方向变化越 （大或小），则单位时间内速度方向变化越 （快或慢），所以，v一定时，a随r的增大而 。
（ 2）若r一定，v越大，在△t时间内，速度方向变化越 （大或小），则单位时间内速度方向变化越 （快或慢），所以，r一定时，a随v的增大而 。
教师：讨论结束后引导学生根据上节课所学的匀速圆周运动的的描述匀速圆周运动的各个物理量之间的关系推导向心加速度大小其它表达式。
学生：思考与讨论3：匀速圆周运动的向心加速度大小其它表达式。
教师引导学生得出：匀速圆周运动的加速度大小虽然不变，但方向时刻改变，不属于匀变速运动。
4.知识的运用------理论联系实际
1.学生思考并完成课本第22页“思考与讨论”栏目中提出的问题：
从公式看，向心加速度与圆周运动的半径成反比；从公式 看，向心加速度与半径成正比。这两个结论是否矛盾？请从以下两个角度讨论这个问题。
（1）在y=kx这个关系式中，说y与x成正比，前提是什么？
（2）自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C。其中哪两点向心加速度的关系适用于“向心加速度与半径成正比”，哪两点适用于“向心加速度与半径成反比”？做出解释。
加强对向心加速度公式的理解，并通过此题进一步体会控制变量的方法。
2.理论联系实际：通过播放神州七号我国宇航员翟志刚在太空行走的视频，增强学生的民族自豪感，增加学生的爱国热情。结合已发射的“神五”“神六”“神十”来进一步领会我国航天科研的神速，进一步增强民族自信心与民族自豪感，让学生学习英雄们勇于克服困难的精神，从而进一步增加学习的动力。 最后探讨并计算我国宇航员翟志刚在太空行走时其运行的线速度大小与向心加速度大小，
2008年9月27日，神舟七号飞船运行第２９圈时，经地面指挥部决策，确认由航天员翟志刚、刘伯明执行空间出舱活动任务。经多次状态检查及确认，在神舟七号飞船进入远望三号船测控区时，北京航天飞行控制中心于１６时３４分向航天员下达出舱指令。１６时３５分，翟志刚经过努力开启轨道舱舱门，穿着我国研制“飞天”舱外航天服以头先出的方式实施出舱活动。 整个出舱活动持续时间２５分２３秒，其中，在太空行走19分35秒，总里程9165公里，空间出舱活动获得成功。据媒体报道，神七的飞行高度是340千米，飞行周期是90分钟，已知地球的半径是6400千米，那么，请估算神七的飞行速度大小为？其做圆周运动的加速度大小为？
(三)、概括总结，给出板书。
引导组织学生回顾本节知识：
本节课所讲的主要内容：向心加速度的定义、向心加速度的方向、向心加速度的物理意义及向心加速度大小的计算方法。突出强调掌握本节课的重点为向心加速度的方向和向心加速度大小的计算方法。
(四).达标提升
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
2．关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期与向心加速度的关系，下列说法正确的是（ ）
A．角速度大的向心加速度一定大 B．线速度大的向心加速度一定大
C．线速度与角速度乘积大的向心加速度一定大D．周期小的向心加速度一定大
3. 甲、乙两个物体都做匀速圆周运动．转动半径比为3：4，在相同的时间里甲转过60圈时，乙转过45圈，则它们所受的向心加速度之比为( )
A．3：4 B．4；3 C．4：9 D．9：16
此三道题课上完成，对向心加速度的大小与方向做进一步的讨论，从而掌握本节课的重点知识。
(五)作业
课本P22页，3、4题 练习册P15页，A组
六、教学反思
1.采取了直接给出向心加速度大小的计算公式，再从两个角度定性理解a与v，a与r的关系的教学方式。虽然少了公式推导的复杂过程，但是总感觉公式给的少些理论支持，有些直白。
2. 定性讨论a与v，a与r的关系时，要多给一些限定的条件，否则学生画图时不知如何下手。
七、教学流程图
(
向心加速度
)
(
参与思考
) (
导入新课
讲解再现和表现的圆周运动知识
课件
) (
讲解分析向心加速度物理意义
课件
) (
思考记录
)
(
讲解分析向心加速度方向
课件
)
(
思考理解
)
(
讲解分析向心加速度的大小
课件
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(
思考理解
)
(
思考与讨论
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联系实际
课件
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达标提升
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结束
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学生判断
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