第六章 圆周运动 向心加速度 教学设计 科目 物理 课题 向心加速度 课时 1课时 教学目标与核心素养 一．知识与技能1. 理解向心加速度的大小和方向，并能用其处理简单的物理问题；2. 会用矢量图表示速度变化量与速度之间的关系，理解加速度与速度、速度变化量的区别；二．过程与方法1.通过体验向心加速度导出过程，提高学生的分析和概括能力；2.经历科学探究的过程，体验科学探究的思维方法，培养学生观察、分析的能力。情感态度与价值观1.通过计算向心加速度的大小，培养他们谦虚好学的思想和实事求是的态度。2.培养学生应用数学方法解决物理问题的科学思维方法，培养学生的创造性思维过程以及初步的观察、分析和概括能力。 教学重、难点 教学重点：1. 物体做匀速圆周运动向心加速度的大小以及方向；2. 对于向心加速度的理解以及向心加速度与线速度、角速度、周期的关系。教学难点：1. 区别加速度与速度、速度变化量； 2. 向心加速度公式的理解和应用；探究匀速圆周运动的加速度和向心加速度的关系。 教学准备 课件 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课：天宫二号空间实验室在轨飞行时，可认为它绕地球做匀速圆周运动。尽管线速度大小不变，但方向却时刻变化，因此，它运动的加速度一定不为0。那么，该如何确定它在轨飞行时加速度的方向和大小呢？【教师提出问题】对于上述的运动应该怎样分析它的加速度呢？讲授新课：（1）匀速圆周运动的加速度方向【教师引导提问】通过前面的学习，我们已经知道，做曲线运动的物体，速度一定是变化的，即作曲线运动的物体，一定有加速度，且合外力不为零。我们还知道，对于一般的曲线运动，合外力和加速度总指向曲线的凹测，圆周运动是曲线运动，那么做圆周运动的物体，加速度的大小和方向如何来确定呢?向心加速度：物体做匀速圆周运动时，所受合力提供向心力，合力的方向总是指向圆心，根据牛顿第二定律，物体运动的加速度方向与它所受合力的方向相同。因此，物体做匀速圆周运动时加速度总是指向圆心。【教师引导】我们知道，加速度是速度的变化率。在研究直线运动时，我们曾通过分析速度变化的情况，得出直线运动的加速度大小和方向。其实，在研究匀速圆周运动时，同样可以通过这种办法来确定加速度的方向。【教师总结】向心加速度与合加速度的关系(1)物体做匀速圆周运动时，向心加速度就是物体运动的合加速度。(2)物体做变速圆周运动时，合加速度可分解为沿圆周切线方向的分量和指向圆心方向的分量，其指向圆心方向的分量就是向心加速度。【教师补充】速度变化量：速度是矢量，速度的变化量Δv也是矢量，是矢量式，如图所示，其运算满足平行四边形定则或三角形定则。【教师引导提问】那么，不在同一条直线上的速度变的速度变化量？【学生讨论】小组讨论，举例【教师总结】不在同一条直线上的速度的变化量遵循平行四边形定则或三角形定则，即从同一点作出初速度矢量和末速度矢量，初速度矢量的末端到末速度矢量的末端作出的矢量就是速度的变化量，如图上所示。例如:平抛运动，物体以初速度平抛轨迹，经过一段时间后(物体未落地)，末速度v方向延轨迹的切线方向，其速度的变化量△v的方向竖直向下。（2）匀速圆周运动的加速度大小【教师提问】那么，我们知道了向心加速度的方向，向心加速度的大小又要怎样判断？向心加速度的大小：由向心力大小的表达式与牛顿第二定律F=ma,可以得出向心加速度的大小。表达式：或【思考与讨论】从公式看，线速度一定时，向心加速度与圆周运动的半径成反比；从公式看，角速度一定时，向心加速度与半径成正比。自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，如图所示。其中哪两点向心加途度的关系适用于“向心加速度与半径成 ... ...
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