2019-2020年人教版必修二5.5《向心加速度》WORD教案2.doc
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2019-2020年人教版必修二5.5《向心加速度》WORD教案2 一、設(shè)計(jì)思想 在新課標(biāo)的大背景下,課堂教學(xué)從過分注重知識的傳承轉(zhuǎn)變?yōu)閺闹R與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個方面培養(yǎng)學(xué)生,所以本教學(xué)設(shè)計(jì)通過幾個實(shí)例的引入,進(jìn)一步認(rèn)識加速度的方向與速度方向的關(guān)系,為研究向心加速度的方向打下了基礎(chǔ)。為理解加速度與速度方向的關(guān)系,通過創(chuàng)設(shè)情景研究在一條直線上的變速運(yùn)動過渡到曲線運(yùn)動,這種由簡單到復(fù)雜,由特殊到一般的思維方法,使學(xué)生更容易學(xué)習(xí)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(guān)系這個教學(xué)難點(diǎn),做到既重視過程又重視結(jié)論,為后面用極限思維的方法進(jìn)一步論證向心加速度方向和推導(dǎo)向心加速度的公式做好鋪墊。達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)的推理能力。 本節(jié)課在多媒體、實(shí)驗(yàn)、板書的運(yùn)用上,相互補(bǔ)充,克服了單一媒體運(yùn)用的呆板的課堂教學(xué)形式,對整合課堂教學(xué)資源,起到了一定的作用?;脽羝故镜母鞣N生動、活潑、有趣的圖片,激發(fā)學(xué)生探究知識的欲望和積極性。 二、教材分析 1.課程標(biāo)準(zhǔn)對本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容要求是“知道向心加速度”。 學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見中對本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的要求是: 基本要求: 1) 知道勻速圓周運(yùn)動是變速運(yùn)動,具有指向圓心的加速度——向心加速度。 2) 知道向心加速度的表達(dá)式,并會用來進(jìn)行簡單的計(jì)算。 3) 能根據(jù)問題情景選擇合適的向心加速度的表達(dá)式。 發(fā)展要求: 1) 會用矢量圖表示速度變化量與速度之間的關(guān)系。 2) 加深理解加速度與速度、速度變化量的區(qū)別。 3) 體會勻速圓周運(yùn)動向心加速度方向的分析方法。 4) 知道向心加速度的公式也適用于變速圓周運(yùn)動,知道變速圓周運(yùn)動的向心加速度的方向。 說明: 1) 不要求分析變速圓周運(yùn)動的加速度問題。 2) 不要求掌握向心加速度公式的推導(dǎo)方法。 2. “向心加速度”編排在物理必修2第六章第六節(jié),也是本章第三單元圓周運(yùn)動的第二節(jié),本節(jié)課是從一般性的結(jié)論入手,利用矢量運(yùn)算,在普遍情況下得出做圓周運(yùn)動的物體的加速度方向指向圓心的結(jié)論后,進(jìn)一步得出了向心加速度的大小。學(xué)好這部分的知識,可以為下節(jié)課“向心力”埋下伏筆,從而方便地從理論角度出發(fā),根據(jù)牛頓第二運(yùn)動定律,得出做勻速圓周運(yùn)動物體受到的合外力方向和大小得出一般性結(jié)論。 3.本課的內(nèi)容在初中階段并沒有涉及,對學(xué)生來說是個嶄新的課題。 三、學(xué)情分析 1.高一學(xué)生認(rèn)識事物的特點(diǎn)是:開始從具體的形象思維向抽象邏輯思維過渡,但思維還常常與感性經(jīng)驗(yàn)直接相聯(lián)系,仍需具體形象的圖片畫面來支持。 2.學(xué)生在初中時(shí)沒有接觸過向心加速度的概念。 3.學(xué)生已學(xué)習(xí)過矢量知識,但將其應(yīng)用到物理中來,理解上會感到一定的困難,在教學(xué)中應(yīng)注重講解思想方法,對定量計(jì)算不做要求。 四、教學(xué)目標(biāo) ㈠知識與技能 1. 理解向心加速度的概念、公式及物理意義。 2. 培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用向心加速度分析問題、解決問題的能力。 ㈡過程與方法 1. 通過具體實(shí)例,引發(fā)學(xué)生思考、分析、歸納,從而培養(yǎng)學(xué)生的分析、歸納能力。 2. 掌握確定向心加速度的方向和大小的方法——微元法。 3. 讓學(xué)生充分體會認(rèn)識世界的方法:大膽假設(shè)、小心求證。 ㈢情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過向心加速度的方向及公式來指導(dǎo)學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識未知世界要有敢于猜想的勇氣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 五、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 確定向心加速度的方向。 六、教學(xué)策略與手段 分組討論法、推理法、分析歸納法、探究方法。 七、課前準(zhǔn)備 投影儀、多媒體、課件、鋼球、細(xì)繩 (課前給學(xué)生發(fā)一頭系著繩子的鋼珠) 八、教學(xué)過程 通過前面的學(xué)習(xí),我們已經(jīng)知道,做曲線運(yùn)動的物體速度一定是變化的。即使是我們上一堂課研究的勻速圓周運(yùn)動,其方向仍在不斷變化著。換句話說,做曲線運(yùn)動的物體,一定有加速度。圓周運(yùn)動是曲線運(yùn)動,那么做圓周運(yùn)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 (一)、感知加速度的方向 用PPT請同學(xué)們看兩例: 教師問:<1>圖1中地球受到什么力的作用?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(xué)生<1>:(可能回答)感覺上應(yīng)該受到指向太陽的引力作用。 學(xué)生<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:可能有些同學(xué)有疑惑,即我們這節(jié)課要研究的是勻速圓周運(yùn)動的加速度,可是上面兩個例題卻在研究物體所受的力,這不是“南轅北轍”了嗎? 學(xué)生:(可能的回答)根據(jù)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:回答得很好,由于我們之前沒有研究過曲線運(yùn)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(guān)系不僅對直線運(yùn)動正確,對曲線運(yùn)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。 做一做:請同學(xué)們用細(xì)線和小球做實(shí)驗(yàn) 利用課前給學(xué)生發(fā)一頭系著繩子的鋼珠。讓學(xué)生在桌面上掄動細(xì)繩,使鋼珠做圓周運(yùn)動,體驗(yàn)手拉繩的力。 教師進(jìn)一步引導(dǎo):在剛才的實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們已充分感知了做勻速圓周運(yùn)動的物體所受的力或合外力指向圓心,所以物體的加速度也指向圓心。是不是由此可以得出結(jié)論:“任何物體做勻速圓周運(yùn)動的加速度都指向圓心”?暫時(shí)不能,因?yàn)樯厦嬷谎芯苛擞邢薜膶?shí)例,還難以得出一般性的結(jié)論。然而這樣的研究十分有益,因?yàn)樗鼜?qiáng)烈地向我們提示了問題的答案,給我們指出了方向,但是我們具體研究時(shí)仍要從加速度的定義來進(jìn)行()。 下面我們將對圓周運(yùn)動的加速度方向作一般性的討論。 (二).速度變化量 教師:我們先來回憶一下加速度的定義式是怎么表達(dá)的? 讓生思考后請個別學(xué)生起立回答(教師加以引導(dǎo)):,其中為速度的變化量,由這個表達(dá)式可知加速度的方向與速度變化量 的方向相同。由此可見,若要確定加速度的方向我們可以轉(zhuǎn)換為確定速度變化量 的方向。 教師:我們?nèi)绾未_定的方向呢? 用矢量圖表示速度變化量 教師:我們知道速度是個矢量,對于矢量數(shù)學(xué)中我們已經(jīng)學(xué)過可以利用一根帶箭頭的有向線段來表示它。箭頭的方向即這個矢量的方向。那么我們是不是可以將數(shù)學(xué)中的知識遷移到物理中來,看看我們可不可以用矢量圖來找出速度變化量的方向呢? 1、速度在同一直線上 教師設(shè)置物理情景,讓學(xué)生分析速度變化量如何。 ①加速 v1=3m/s,水平向東;v2=5m/s,水平向東。 ②減速 v1=5m/s,水平向東;v2=3m/s,水平向東。 學(xué)生活動:閱讀教材“速度變化量”部分。 教師活動:引導(dǎo)學(xué)生在練習(xí)本上畫出物體加速運(yùn)動和減速運(yùn)動時(shí)速度變化量的圖示。 教師:投影學(xué)生所畫的圖示,分析總結(jié)。 ①加速 v1=3m/s,水平向東;v2=5m/s,水平向東。 v1 v2 Δv ②減速 v1=5m/s,水平向東;v2=3m/s,水平向東。 v1 v2 Δv 學(xué)生總結(jié):作法:從同一點(diǎn)作出物體在一段時(shí)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。 2、速度不在同一直線上 教師:那么如果是求曲線運(yùn)動中,它的初速度和末速度不在同一直線上,我們又該如何表示速度的變化量? 教師引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識(矢量可以平行移動)分析并在黑板上板演。 v2 v1 Δv v1 v2 實(shí)質(zhì)遵循平行四邊形定則。 (三).向心加速度a 1、向心加速度方向 教師活動:指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材,演示flash動畫。 設(shè)質(zhì)點(diǎn)沿半徑為r 的圓做勻速圓周運(yùn)動,某時(shí)刻位于A點(diǎn),速度為,經(jīng)過時(shí)間△t 后位于B點(diǎn),速度為,我們應(yīng)該按什么樣的思路討論質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的加速度的方向呢? 教師邊演示邊問: 1)在A、B兩點(diǎn)畫速度矢量和時(shí),要注意什么? 學(xué)生思考并回答:分別做出質(zhì)點(diǎn)在A、B兩點(diǎn)的速度矢量和,由于是勻速圓周運(yùn)動,和的長度是一樣的。(教師動畫演示) 2)將的起點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)要注意什么? 學(xué)生思考并回答:為便于對和做比較,將的起點(diǎn)移到B點(diǎn),同時(shí)保持的長度和方向不變。 3)如何畫出質(zhì)點(diǎn)由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)速度的變化量Δv? 學(xué)生思考并回答:以的箭頭端為起點(diǎn)、的箭頭端為終點(diǎn)做矢量(教師動畫演示),就是質(zhì)點(diǎn)由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的速度變化量。 4)表示的意義是什么? 學(xué)生思考并回答:是質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的平均加速度。由于與的方向相同,它代表了加速度的方向。 5)Δv與圓的半徑平行嗎?在什么條件下,Δv與圓的半徑平行?(提示學(xué)生用極限法)Δv的延長線并不通過圓心,為什么說這個加速度是“指向圓心”的? 教師在學(xué)生充分討論的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生找答案:并不與圓的半徑平行,但當(dāng)△t很小很小時(shí),A和B兩點(diǎn)非常接近,和也非常接近。由于和的長度相等,它們與組成等腰三角形,當(dāng)△t很小很小時(shí),也就與(或)垂直,即與半徑平行,或說指向圓心了。 Flash動畫截圖 教師總結(jié):上面的推導(dǎo)不涉及“地球公轉(zhuǎn)”“小球繞圖釘轉(zhuǎn)動”等具體的運(yùn)動,結(jié)論具有一般性——做勻速圓周運(yùn)動的物體加速度指向圓心,這個加速度稱為向心加速度。 小結(jié): 1、定義:做勻速圓周運(yùn)動的物體加速度指向圓心,這個加速度稱為向心加速度。 指向圓心 2、符號: 3、方向:始終指向圓心 4、物理意義:描述速度方向變化的快慢 5、說明:勻速圓周運(yùn)動加速度的大小不變,方向在時(shí)刻改變,所以勻速圓周運(yùn)動不是勻變速運(yùn)動,是變加速運(yùn)動。 2、向心加速度大小 教師活動:勻速圓周運(yùn)動的加速度方向明確了,它的大小與什么因素有關(guān)呢? 教師設(shè)置情景:設(shè)做勻速圓周運(yùn)動的物體的線速度的大小為v ,軌跡半徑為r。經(jīng)過時(shí)間△t,物體從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)。嘗試用v 、r 寫出向心加速度的表達(dá)式。 O B A vA vB vA Δv Δ θ Δ θ 學(xué)生推導(dǎo),教師加以引導(dǎo),并把學(xué)生推導(dǎo)過程投影出來: 相似 思考:(課本P51思考與討論) 從公式看,向心加速度與圓周運(yùn)動的半徑成反比?從公式看,向心加速度與半徑成正比,這兩個結(jié)論是否矛盾? 1)在y=kx這個關(guān)系式中,說y與x成正比,前提是什么? A B C 2)自行車的大車輪,小車輪,后輪三個輪子的半徑不一樣,它們的邊緣上有三個點(diǎn)A、B、C,其中哪兩點(diǎn)向心加速度的關(guān)系適用于“向心加速度與半徑成正比”,哪兩點(diǎn)適用于“向心加速度與半徑成反比”? 不變時(shí),與成反比 不變時(shí),與成正比 課堂總結(jié) 1、向心加速度的定義、物理意義 2、向心加速度的方向:指向圓心 3、向心加速度的大?。? 由知,做勻速圓周運(yùn)動的物體,其線速度大小一定時(shí),向心加速度與半徑成反比 由 知,做勻速圓周運(yùn)動的物體,角速度一定時(shí),向心加速度與半徑成正比 勻速圓周運(yùn)動是變加速運(yùn)動 4、向心加速度的方向時(shí)刻改變 九、板書設(shè)計(jì) 十、作業(yè)設(shè)計(jì) 當(dāng)堂練: (第2題) 1、一物體在水平面內(nèi)沿半徑 R=20cm的圓形軌道做勻速圓周運(yùn)動,線速度v =0.2m/s,則它的向心加速度為______m/s2,角速度為_____ rad/s,周期為_____s。 2、如圖所示,摩擦輪A和B通過中介輪C進(jìn)行傳動,A為主動輪,A的半徑為20 cm,B的半徑為10 cm,則A、B兩輪邊緣上的點(diǎn),角速度之比為_____;向心加速度之比為_____。 3、關(guān)于北京和廣州隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度,下列說法中正確的是 (BD) A、它們的方向都沿半徑指向地心 B、它們的方向都平行于赤道平面指向地軸 C、北京的向心加速度比廣州的向心加速度大 D、北京的向心加速度比廣州的向心加速度小 O R θ R O O R R θ O 鞏固練習(xí): 1.由于地球的自轉(zhuǎn),地球表面上各點(diǎn)均做勻速圓周運(yùn)動,所以( ) A.地球表面各處具有相同大小的線速度 B.地球表面各處具有相同大小的角速度 C.地球表面各處具有相同大小的向心加速度 D.地球表面各處的向心加速度方向都指向地球球心 2.下列關(guān)于向心加速度的說法中,正確的是( ) A.向心加速度的方向始終與速度的方向垂直 B.向心加速度的方向保持不變 C.在勻速圓周運(yùn)動中,向心加速度是恒定的 D.在勻速圓周運(yùn)動中,向心加速度的大小不斷變化 3.由于地球自轉(zhuǎn),比較位于赤道上的物體1與位于北緯60的物體2,則( ) A.它們的角速度之比ω1∶ω2=2∶1 B.它們的線速度之比v1∶v2=2∶1 C.它們的向心加速度之比a1∶a2=2∶1 D.它們的向心加速度之比a1∶a2=4∶1 4.關(guān)于質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動的下列說法正確的是( ) A.由a=v2/r,知a與r成反比 B.由a=ω2r,知a與r成正比 C.由ω=v/r,知ω與r成反比 D.由ω=2πn,知ω與轉(zhuǎn)速n成正比 5.A、B兩小球都在水平面上做勻速圓周運(yùn)動,A球的軌道半徑是B球軌道半徑的2倍,A的轉(zhuǎn)速為30r/min,B的轉(zhuǎn)速為15r/min。則兩球的向心加速度之比為( ) A.1:1 B.2:1 C.4:1 D.8:1 (第6題) 6.如圖所示皮帶傳動輪,大輪直徑是小輪直徑的3倍,A是大輪邊緣上一點(diǎn),B是小輪邊緣上一點(diǎn),C是大輪上一點(diǎn),C到圓心O1的距離等于小輪半徑,轉(zhuǎn)動時(shí)皮帶不打滑。則A、B、C三點(diǎn)的角速度之比 ,向心加速度大小之比 。 【問題研討】 1、如何理解向心加速度的含義:向心加速度是由于速度方向變化而引起的速度矢量的變化率。速度方向變化是向心加速度存在的前提條件,但向心加速度的大小并不簡單地表示速度方向變化的快慢,確切地說:當(dāng)半徑一定時(shí),向心加速度的大小反映了速度方向變化的快慢,當(dāng)線速度一定時(shí),向心加速度的大小正比于速度方向變化的快慢。 2、向心加速度的物理意義:(拓展)①向心加速度是勻速圓周運(yùn)動的瞬時(shí)加速度而不是平均加速度;②向心加速度不一定是物體做圓周運(yùn)動的實(shí)際加速度。 【參考資料】 1.物理課程教材研究開發(fā)中心、課程教材研究所:《物理必修②》,人民教育出版2004年5月第1版,第48頁。 2.物理課程教材研究開發(fā)中心、課程教材研究所:《物理必修②教師教學(xué)用書》,人民教育出版社2004年6月第1版,第39頁。 3.物理課程教材研究開發(fā)中心、課程教材研究所:《新課標(biāo)教案物理必修②》,人民教育出版社xx年7月第2版,第81頁。 4.薛金星:《中學(xué)教材全解——高中物理必修②》,陜西人民教育出版社xx年10月第2版,第176頁。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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