向心加速度教案_物理_教学设计_人教版

第一篇：向心加速度教案_物理_教学设计_人教版

向心加速度教学设计

（宋啸中，宝鸡中学，721013）

【教材版本】普通高中课程标准实验教科书人教版物理2必修

【设计理念】充分发挥学生学习的自主性，引导学生主动发现问题，分析信息，主动建构良好的认知结构，培养创新精神。本节中向心加速度的方向和公式推导是一个难点内容，为了突破难点，只有学生主动参与探究的全过程，成为学习的主体，才能激发学生的求知欲望，加深对知识的理解。在探究过程中，教师要给学生提供必要的实验器材和多媒体资源，引导学生去发现问题，使学生产生探究的动机，从而提出问题，解决问题，体验问题。整个教学过程中，教师是一个引导者和参与者，组织者和帮助者，学生是学习的主人，课堂上教师要组织引导学生交流讨论，充分重视学生在探究过程中的情感、态度与价值观的培养。【教材分析】 1．知识结构分析

本节是圆周运动中的关键的内容，在此之前，学生已经学习过匀速圆周运动的概念以及描述匀速圆周运动的物理量（v、ω、T）及其计算式。本节是本章承上启下的重要知识，学好这一节可以为下一节向心力及本章应用部分作必要准备，又可以为学习万有引力的应用做好必要的准备。

2．知识发生发展过程分析

教材以加速度的方向与力方向的关系为基础，先通过几个实例的引入，使学生认识到做匀速圆周运动的物体受到指向圆心的力，所以加速度也指向圆心，建立了向心加速度的概念。为了突破用矢量推导向心加速度公式这个难点，通过创设情景研究在一条直线上的变速运动过渡到曲线运动，这种由简单到复杂，由特殊到一般的思维方法，使学生更容易学习和理解，由平行四边形定则得出的三角形法则，较好地突破了速度与速度变化量的方向关系这个教学难点，做到既重视过程又重视结论，为后面用极限思维的方法进一步论证向心加速度方向和推导向心加速度的公式做好铺垫。达到培养学生严谨的科学态度和科学的推理能力。3．知识学习意义分析

通过本节学习，在知识上，掌握向心加速度的方向及公式，可以为下节课“向心力”埋下伏笔，从而方便地从理论角度出发，根据牛顿第二运动定律，得出做匀速圆周运动物体受到的合外力方向和大小的一般性结论；在方法上，初步领悟到在瞬时状态研究时要应用极限的 思想来处理，并通过公式的推导，进一步巩固了矢量运算的方法，强化了数学方法在物理学中的应用。

4．教学建议与学法指导说明

教学设计通过几个实例的引入，进一步认识加速度的方向与速度方向的关系，为研究向心加速度的方向打下了基础。为理解加速度与速度方向的关系，通过创设情景研究在一条直线上的变速运动过渡到曲线运动，这种由简单到复杂，由特殊到一般的思维方法，使学生更容易学习和理解，由平行四边形定则得出的三角形法则，较好地突破了速度与速度变化量的方向关系这个教学难点，做到既重视过程又重视结论，为后面用极限思维的方法进一步论证向心加速度方向和推导向心加速度的公式做好铺垫。

学生对物体进行受力分析和运动状态的判断已经有了一定的基础，也学习了牛顿三大运动定律，初步具备了以加速度为纽带的运动与力关系的知识体系。另外，高中阶段是培养学生实验探究能力和抽象思维能力的重要时期，通过学生对实例的分析和自主进行公式推导，使学生经历探索，感受科学探究的方法。本次课的探索过程仅仅是众多探索中的一次，经常使学生经历这样的过程，感受过程中的方法，将实现培养学生科学探究能力，提高科学素养的目的。

【学情分析】

1． 原有认知发展分析

初中物理教学是以直观教学为主，而高中物理主要是以实验推理为主。高一学生逻辑推理能力和抽象思维能力不是很强，不注重对知识内涵的研究，通常是记住一些相关的公式和规律，以为在考试中会用来解题就行了。另一方面，高一学生的思维非常活跃，可塑性强，容易受老师教学思路的影响形成思维定势，如果教师教法得当，学生容易形成科学的思维方法。所以，在教学中，同样要遵循从感性到理性的认识规律，抓住学生的心理特点进行教学设计。

学生的学习过程是学生原有认知结构中的有关知识和新学内容相互作用形成新的认知结构的过程。物理认知结构就是学生头脑里的物理知识按自己理解的深度和广度，结合自己的感觉、知觉、记忆思维、联想等认知特点，组合成一个具有内部规律的整体结构。

2．原有知识结构分析

通过前几节内容的学习，学生已经掌握了曲线运动的一般规律，知道物体做曲线运动的条件是物体所受的合外力方向与速度方向不在同一直线上。学习了处理曲线运动的重要方法——运动的合成和分解。之后，利用运动的分解知识研究了平抛运动，还引入角速度、线速度、周期、转速等物理量描述了匀速圆周运动的规律。分析学生已掌握的知识结构后，结合下一节课的教材结构特点，制定更有效的突破难点的策略。

本节学习之前，一方面，学生已经建立了圆周运动的基本概念，知道了曲线运动是变速运动，有加速度，通过牛顿第二定律已经知道了加速度和力的对应关系，这为学生感知向心加速度的方向奠定了基础；另一方面，学生已经学习了矢量的运算方法，已经可以通过矢量运算求解速度变化量，这为向心加速度公式的推导奠定了基础。3． 非认知因素分析

新教材除了要落实知识外，更重视知识的探究过程，从中体会科学方法与物理思想。本节自主探究出匀速圆周运的加速度方向与大小的表达式，方法是用几何学分析物理量之间的关系，物理思想为从平均到瞬时的极限思想。【教学目标】 1．知识与技能：

1）理解速度变化量和向心加速度的概念 2）知道向心加速度和线速度、角速度的关系式。3）能够运用向心加速度公式求解有关问题。2．过程与方法：

1）经历形成向心力概念的过程，培养学生观察、分析、归纳能力。2）体验向心加速度的导出过程，领会推导过程中用到的数学方法。

3）能从日常生活中发现与物理学有关的问题，并能从物理学的角度比较明确地表述发现问题。

3．情感、态度与价值观：

1）培养学生分析问题的能力和严谨的推理能力。2）培养学生探究问题的热情、乐于学习的品质。

3）培养学生从生活中得到知识并将所学物理知识应用于生产和生活的意识。【重点难点】

1．教学重点：掌握向心加速度的确定方法和计算公式。

2． 教学难点：向心加速度方向的确定过程和向心加速度公式的推导 【教学环境】

◆ 学生可能获得的学习环境：投影仪——投影学生所做的图象及推导过程，分组实验——圆周运动向心力的方向感受（含一块平木板、小球、一根细线、一枚图钉）◆ 可用的多媒体课件：演示圆周运动的实例课件 【教学方法】

启发、探究、推理、讨论和交流，还课堂给学生，充分发挥学生的主体作用，教师通过物理问题启发、引导学生探究方向、把握探究时间、评价并板书探究结果。【教学思路】

本节课的设计流程为：创设情境→提出问题→探索研究→数学推理→得出结论。本节是第一次对不在同一直线上的矢量进行较深入的分析，有一定难度，为此，课本第一部分讨论向心加速度的方向，第二部分“做一做”，讨论向心加速度的大小。本节是本章承上启下的重要知识，学好这一节可以为学好本章应用部分以及万有引力的应用作必要准备。高一学生逻辑推理能力和抽象思维能力不是很强，在教学中，要遵循从感性到理性的认识规律，抓住学生的心理特点进行教学设计。学生的学习过程是学生原有认知结构中的有关知识和新学内容相互作用形成新的认知结构的过程。学生已经掌握了线速度、周期、转速等物理量描述了匀速圆周运动的规律，且初步体验到极限思想的应用，但将物理知识与数学知识结合起来应用对学生综合能力的要求就提高了向心加速度是高中物理的一个难点内容，学生对于向心加速度难理解，为了突破重点，难点，教学中应该循序渐进引导学生思考，逐步体会渗透科学的思维方法，向心加速度是高中物理的一个难点内容，学生对于向心加速度难理解，课堂上教师要组织引导学生交流讨论，充分重视学生在探究过程中的情感、态度与价值观的培养只有学生主动参与探究的全过程，成为学习的主体，才能激发学生的求知欲望，加深对知识的理解。【教学过程】 环节1 引入新课

教师活动：通过前面的学习，我们已经知道，作曲线运动的物体，速度一定是变化的，速度变化就一定有加速度。加速度要靠力来产生。

我们上一堂课研究了匀速圆周运动，做匀速圆周运动的物体，是否要受到外力？是否有加速度？请举一些实例说明。学生活动：学生举例说明。

教师活动：通过这些实例可以看出，做匀速圆周运动的物体要受到外力，这些力改变了速度的方向，产生了加速度。匀速圆周运动速度大小不变，这个加速度描述速度方向变化的快慢，那么做匀速圆周运动的物体，加速度的大小和方向如何确定呢？——这就是我们今天要研究的课题。

设计意图：通过学生举例，调动学生积极性，使学生进一步想知道，在自己所举的实例中，加速度的大小和方向到底是怎样的。环节2

一、向心加速度的方向

教师活动：用PPT请同学们看两例： 例1：人造卫星绕地球做圆周运动；

例2：光滑桌面上一个小球由于细线的牵引，绕桌面上的图钉做匀速圆周运动；

教师问：<1>图1中卫星受到什么力的作用？这个力可能沿什么方向？

<2>图2中小球受到几个力的作用？这几个力的合力沿什么方向？

学生活动：思考问题，选出代表发表见解。回答1：感觉上应该受到指向太阳的引力作用。

回答2：小球受到重力、支持力和绳子的拉力三个力的作用，其合力即为绳子的拉力，方向 指向圆心。

教师活动：倾听学生回答，必要时给学是以有益的启发和帮助，引导学生解决疑难，回答学生可能提出的问题。

教师设疑：我们这节课要研究匀速圆周运动的加速度，可以上两个例题却在研究物体所受的力，目的是什么呢？

学生活动： 思考后，积极发表见解。

学生可能的回答：根据牛顿第二定律可知，知道了物体所受的合外力，就可以知道物体的加速度，我们可以通过力来研究加速度。

教师活动：由于我们之前没有研究过曲线运动的加速度问题，特别是加速度的方向较难理解，而牛顿第二定律告诉我们，物体的加速度方向总是和它的受力方向一致，这个关系不仅对直线运动正确，对曲线运动也同样正确。所以先通过研究力来感知加速度，特别是加速度的方向。

学生活动：利用课前给学生发一头系着绳子的钢珠。让学生在桌面上抡动细绳，使钢珠做圆周运动，体验手拉绳的力。

教师活动：在刚才的实验中，同学们已充分感知了做匀速圆周运动的物体所受的力或合外力指向圆心，该结论具有一般性。所以物体的加速度也指向圆心，这个加速度叫做向心加速度。匀速圆周运动的加速度方向明确了，它的大小与什么因素有关呢？我们具体研究时仍要从加速度的定义来进行。

设计意图：激发学生的思维，唤起学生进一步探究新知的欲望。通过发表自己的见解，解除疑惑，同时为下一步的研究确定思路。环节3

二、速度变化量

教师活动：指导学生研究不同情况下的速度变化量。问题1：加速度的定义式是怎么表达的？ 问题2：定义式中各矢量的方向关系？

学生活动：让学生思考后请个别学生起立回答，教师加以引导，得到结论：加速度的方向与速度变化量的方向相同，若要确定加速度的方向我们可以转换为确定速度变化量的方向。教师活动：指导学生用矢量图表示速度变化量。

我们知道速度是个矢量，我们可以用矢量图来找出速度变化量的方向。引导学生在练习本上画出物体加速运动和减速运动时速度变化量的图示。

1、速度在同一直线上 ①加速

沿同一方向由3m/s增加到5m/s； ②减速

沿同一方向由5m/s减小到5m/s；

2、速度不在同一直线上

教师引导学生利用数学知识（矢量可以平行移动）分析并在黑板上板演。实质遵循平行四边形定则。

学生活动：思考问题，在练习本上画出物体加速运动和减速运动时速度变化量的图示。从同一点作出物体在一段时间的始末两个速度矢量和，从初速度的末端至末速度的末端所作的矢量就是速度的变化量。

教师活动：投影学生所画的图示，点评、总结。

设计意图： 使学生进一步掌握速度变化量的矢量图解法，为下一步推导向心加速度公式做知识上的铺垫。环节4

三、向心加速度

教师活动：指导学生阅读教材做一做部分：探究向心加速度的表达式，投影图5.6－3，引导学生思考：

（1）在A、B两点画速度矢量vA和vB时，要注意什么？（2）将vA的起点移到B点时要注意什么？

（3）如何画出质点由A点运动到B点时速度的变化量Δv？（4）Δv／Δt表示的意义是什么？

（5）Δv与圆的半径平行吗？在什么条件下，Δv与圆的半径平行？

教师在学生充分讨论的基础上引导学生找答案： 并不与圆的半径平行，但当△t很小很小时，A和B两点非常接近，和 也非常接近。由于vA和vB的长度相等，它们与Δv组成等腰三角形，当△t很小很小时，也就与vA（或vB）垂直，即与半径平行，或者说指向圆心了。学生活动：按照思考提纲认真阅读教材，思考问题，在练习本上独立完成上面的推导过程。教师活动：巡视学生的推导情况，解决学生推导过程中可能遇到的困难，必要时给学是以有益的启发和帮助，回答学生可能提出的问题。

提示：可以利用矢量三角形和几何三角形的相似关系进行推导。

教生互动：选择学生中两个具有代表性的推倒过程，投影学生推导的过程，和学生一起点评、总结。

如图所示，物体从A点经时间t沿圆周匀速率运动到B点，转过的角度为θ，物体在B点速度vB可以看成是它在A点的速度vA(vA=vB=v)和速度的变化量v的合速度。当t趋近于0时，也趋近于0，B点接近A点，v与 vA垂直，指向圆心。所以向心加速度方向沿半径方向指向圆心。

因为vA、vB和v组成的三角形与OAB是相似三角形，所以

vVA= ABRABv即v=

R将上式两边同时除以t，得

vABv= ttRv等式左边即为向心加速度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

将v=R代入上式可得：

a=R

两种方法得到加速度的两个表达式： 2v22a

aR

R设计意图：让学生亲历知识的导出过程，体验成功的乐趣。教师要放开，让学生独立完成推导过程。有的学生可能会走弯路，甚至失败，推导结果并不重要，重要的是让学生亲历推导的过程。环节5 思考与讨论

v22教师活动：从公式a看，向心加速度与圆周运动的半径成反比？从公式aR看，R向心加速度与半径成正比，这两个结论是否矛盾？

学生活动：讨论得出当v相等时a与R成正比，当ω相等时a与R成反比。设计意图：通过讨论使学生明确两个公式的等效性及使用前提。环节6 课堂总结

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

设计意图：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。环节7 课堂练习

教师活动：自行车的大齿轮，小齿轮，后轮三个轮子的半径不一样，它们的边缘上分别有三个点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”？ 学生活动：学生分析讨论

设计意图：使学生将所学知识迁移于实际问题中，对所学知识加以巩固。

第二篇：《向心加速度》教学设计

教师活动

学生活动

引入新课

1．播放视频欣赏：2009年2月22日进行的大冬会花样滑冰双人滑比赛毫无悬念，我国名将张丹、张昊以195．32分夺得冠军，在家门口收获了他们的大冬会三连冠。

2．提出问题：视频中张丹、张昊的运动做什么运动？

4．展示视频1──链球的运动；视频2──播放一段汽车拐弯的视频。

5．根据学生已有的背景知识，提出下列问题：

①为什么链球离手后会沿直线（切线）飞出，运动员如何控制它飞出的方向？

②离手后球不受任何力的作用吗？

③汽车转弯处路面要做成倾斜的？路面倾斜直接影响到什么力？转弯则表明了什么样的运动状态？

6．教师在每个问题提出后及时组织同学们做简要的分析和讨论。

7．总结归纳：其实这些问题归根到底都是做圆周运动的物体的受力问题！我们知道圆周运动也是曲线运动，曲线运动的条件？──力与速度不在一条直线上，这样力才能改变物体运动的方向。但链球出手后在重力作用下，做的是抛物线运动，而离手前就能做圆周运动，可见圆周运动物体的受力与抛体受力还有不同的地方。本节课要研究的是物体做匀速圆周运动时的加速度，了解物体的受力情况有助于加速度问题的解决。

8．我们已经知道，作曲线运动的物体，速度一定是变化的，一定有加速度。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？下面我们共同来探讨这个问题。

1．仔细观察后回答：张丹、张昊的运动做圆周运动。

2．认真听老师讲解，并联系实际积极思考。

3．认真思考，讨论、交流后，积极发表见解。

①由于惯性，球离手后失去手的拉力，将保持原有运动状态不变。所以飞出时沿切线。②球离手后靠重力做抛体运动。球离手后也受力，做的是斜抛运动，离手前则做圆周运动。可见手的拉力与圆周运动之间有关联。链球转得越快，人就越站立不稳。可见手的拉力大小与圆周运动的快慢有关。

③转弯是曲线运动（其他学生补充：在这里就是圆周运动，不是平抛）使支持力的方向不再是竖直向上的，说明支持力的方向与圆周运动有关；而且转得越厉害，坡度就越大。

进行新课

感知加速度的方向

1．投影图5．6－1和图5．6－2以及对应的问题。图2中地球受到什么力的作用？这个力可能沿什么方向？图2中小球受到几个力的作用？这几个力的合力沿什么方向？

3．提出问题：我们这节课要研究的是匀速圆周运动的加速度，上面两个例题却在研究物体所受的力，为什么呢？

4．指导学生用细线和小球做实验。分组用细线拉小钢球、小木球让其做匀速圆周运动，改变小球的转速、细线的长度多做几次。

5．提出问题：是不是由此可以得出结论：“任何物体做匀速圆周运动的加速度都指向圆心”？

6．指出：暂时不能，因为上面只研究了有限的实例，还难以得出一般性的结论。然而这样的研究十分有益，因为它强烈地向我们提示了问题的答案，给我们指出了方向，但是我们具体研究时仍要从加速度的定义来进行（）。下面我们将对圆周运动的加速度方向作一般性的讨论。

1．认真观看交流后回答：图1中地球受到指向太阳的引力作用。图2中小球受到重力、支持力和绳子的拉力三个力的作用，其合力即为绳子的拉力，方向指向圆心。

2．根据牛顿第二定律可知，知道了物体所受的合外力，就可以知道物体的加速度，这样就可以通过力来研究加速度吧。牛顿第二定律告诉我们，物体的加速度方向总是和它的受力方向一致，这个关系不仅对直线运动正确，对曲线运动也同样正确。所以先通过研究力来感知加速度，特别是加速度的方向。

3．在教师的指导下做实验。在实验中，充分感知做匀速圆周运动的物体所受的力或合外力指向圆心，所以物体的加速度也指向圆心。

速度的变化量

1．出示例题：向东做加速运动，初速度5m/s，末速度8m/s，试画出速度的改变量。某物体向东做减速运动，初速度8m/s，末速度5m/s，试画出速度的改变量。

2．引导学生在练习本上画出物体加速运动和减速运动时速度变化量δv的图示。

第一步：分别在a点和b点作出速度矢量va和vb，由于是匀速圆周运动，va和vb的长度是一样的。

第二步：将va的起点移到vb 的起点；末速度v2不在同一直线上的变化量δv。

第三步：在图上画出速度改变量△v。

3．问：速度的变化量是矢量还是标量？从以上两例我们知道速度改变量可以怎样画法？如果初速度v1和末速度v2不在同一直线上，如何表示速度的变化量δv？

4．引导学生分析并在黑板上板演画出初速度v1和末速度v2不在同一直线上的变化量δv。

5．投影学生所画的图示，点评、总结。

6．倾听学生回答，启发和引导学生解决疑难，总结并点评。同时引出下一课题。

1．分组讨论认真思考后在练习本上画出物体加速运动和减速运动时速度变化量的图示并回答问题。

2．在老师的引导下画出初速度v1和末速度v2不在同一直线上的变化量δv。

向心加速度

指导学生阅读教材“向心加速度”部分，投影图5．6－3，引导学生思考：①在a、b两点画速度矢量va和vb时，要注意什么？②va将的起点移到vb点时要注意什么？③如何画出质点由a点运动到b点时速度的变化量δv？④δv／δt表示的意义是什么？⑤δv与圆的半径平行吗？在什么条件下，δv与圆的半径平行？

倾听学生回答，必要时给学是以有益的启发和帮助，引导学生解决疑难，回答学生可能提出的问题。

3．指导学生阅读教材“做一做”栏目，要求学生分小组讨论后在练习本上推导向心加速度的公式。

4．巡视学生的推导情况，解决学生推导过程中可能遇到的困难，给与帮助，回答学生可能提出的问题。

5．．师生互动，共同这样来推导向心加速度的公式。

图1

如图1所示，做匀速圆周运动的物体的线速度大小为v，角速度为ω，轨迹半径为r。物体从a点运动到b点，经历时间t，位移为s。可以将位移分解为沿切线方向的位移s1和沿半径方向的位移s2。当时间t很小很小时，可以认为物体在切线方向做匀速直线运动，在半径方向做初速度为0的匀加速直线运动，加速度为a，即s1=vt 于是

其方向沿半径方向，即为向心加速度。

投影学生推导的过程，和学生一起点评、总结。

指出：上面的推导不涉及“地球公转”、“小球绕图钉转动”等具体的运动，结论具有一般性：作匀速圆周运动的物体加速度指向圆心。这个加速度称为向心加速度。

1．按照老师提出的思考问题，认真阅读教材，思考问题并回答。

2．阅读教材“做一做”栏目中的内容和同学一起讨论并在练习本上推导向心加速度的公式。（在教师的指导下分为5步）

①分别作出质点在a、b两点的速度矢量（长度一样）。

②将va的起点移到b，并保持va的长度和方向不变。

③以va的箭头端为起点，vb的箭头端为终点作矢量δv。

④δv/δt 是质点由a到b的平均加速度，δv 的方向就是加速度的方向。

⑤当δt 很小很小时，ab非常接近，等腰三角形的底角接近直角，δv 的方向跟va（或vb）的方向垂直。即指向圆心。

3．引导学生思考并完成“思考与讨论”栏目中提出的问题。深化本节课所学的内容。

典型例题

例：如图所示，一个大轮通过皮带拉着小轮转动，皮带和两轮之间无相对滑动，大轮的半径是小轮半径的2倍，大轮上的一点s离转动轴的距离是半径的1/3。当大轮边缘上的p点的向心加速度是0．12m/s2时，大轮上的s点和小轮边缘上的q点的向心加速度各为多大？

解析：p点和s点在同一个转动轮子上，其角速度相等，即ωp＝ωs．由向心加速度公式

a＝rω2可知：as/ap＝rs/rp，∴as＝rs/rp·ap＝1/3×0．12m/s2＝0．04m/s2。

由于皮带传动时不打滑，q点和p点都在由皮带传动的两个轮子边缘，这两点的线速度的大小相等，即vq＝vp。由向心加速度公式a＝v2/r可知：аq/аp＝rp/rq，∴aq＝rp/rq×ap＝2/1×0．12m/s2＝0．24 m/s2。

（点拨：解决这类问题的关键是抓住相同量，找出已知量、待求量和相同量之间的关系，即可求解。）

问题讨论：①在已知ap的情况下，为什么求解a q时要用公式a＝rω2

而求解aq时，要用公式a＝v2/r？

②回忆一下初中电学中学过的导体的电阻消耗的电功率与电阻的关系式：p＝i2r和p＝u2/r，你能找出电学中的电功率p与电阻r的关系及这里的向心加速度a与圆周半径r的关系之间的相似之处吗？

课堂总结

教师活动

学生活动

1．出示课堂练习。

2．引导组织学生回顾本节知识。

3．组织各小组成员在相互合作的基础上，进行小结。

4．教师对该堂课的内容进行总结和对学生的总结给予肯定和评价。

5．指出：①掌握怎样表示速度的变化量；

②匀速圆周运动的加速度的方向是指向圆心的──向心加速度；

③向心加速度的计算式an= =rω2=vω 按照要求完成课堂练习。

根据老师提供的信息回顾本节知识。

在相互合作交流的基础上做好书面总结。

听老师总结，补充修改自己的书面总结。

第三篇：向心加速度教学设计

向心加速度教学设计

一、教学目标1．知识目标（1）理解向心加速度的概念；知道匀速圆周运动中产生向心加速度的原因；（2）知道在变速圆周运动中，可用公式求质点在圆周上某一点的向心加速度。2．能力目标（1）理解向心加速度公式的确切含义，并能用来进行计算；（2）懂得物理学中常用的研究方法，培养学生的学习能力和研究能力。3．德育目标通过a与r及ω、v之间的关系，使学生明确任何一个结论都有其成立的条件。

二、教学重点、难点分析1．重点：向心加速度的概念。知道加速度的大小a=rω2=v2/r，并能用来进行计算。2．难点：匀速圆周运动的向心加速度都是大小不变，方向在时刻改变。

三、教学策略讲授法、归纳法、推理法。

三、教学建议1

教材处理1）重点

理解向心加速度的观念，明确它的意义、作用、公式及其变形．

2）难点

运用向心加速度知识解释有关现象，解释有关问题．

3）疑点l

向心加速度起什么作用？l

怎样进行多因素影响的分析？（控制变量法，可以略讲）

4）解决办法l

充分利用实验说明问题l

充分利用推理说明问题5）栏目处理意见l

48页的“思考与讨论”可作为本章的引入，l

50页的“思考与讨论”是本节的难点，不作为重点，引导用极限思想进行处理。l

51页“做一做”是一个没有实验的探究活动，它给出了提示，让学生自己尝试去做。2

•学生学习指导（1）向心加速度概念的建立首先要领会它的方向指向圆心，可以用动力学的观点进行理解，但要建立科学的思维方法。（2）引导学生去网站查阅向心加速度的几种推导方法或老师给向心加速度推导方法的资料,指导他们学习和领会.3

学习资源l

人民教育出版社教材《必修2》l

向心力演示器影视

四、教学过程设计1

引言圆周运动是变速运动，所以一定受力的作用，因此会产生加速度，本节我们探讨匀速圆周运动的加速度。分组讨论“思考与讨论”的问题2

速度变化量首先介绍匀速直线运动的速度改变，在介绍匀速圆周运动的速度改变。3

向心加速度

方向：利用动画《圆周运动的加速度》动态演示加速度的方向，体会极限的思想

推导：结合《做一做》分组推导由于三角形AoB与矢量三角形相似，所以可以由此推导出加速度的

根据的关系，向心加速度有如下的计算公式：

当线速度v一定时，向心加速度与半径成反比，当角速度w一定时，向心加速度与半径成正比。

第四篇：高二物理《向心力和向心加速度》教学设计

新课程强调“将学习的重心从过分强调知识的传承和积累向获取知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的精神”。为此本教学设计和教学实施就是采用学生实验探究和教师演示实验相结合的实验探究教学法。

教学内容

《普通高中课程标准实验教科书·物理（2）》（司南版）

教学目标

1、知识与技能

（1）知道向心力，通过实例认识向心力的作用及向心力的来源

（2）通过实验理解向心力的大小与哪些因素有关系，能运用向心力公式进行计算。

（3）知道向心加速度及其公式，能运用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力和向心加速度。

2、过程与方法

（1）经历形成向心力概念的过程，培养学生观察、分析、归纳能力。

（2）通过创设一定的问题情境，让学生经历探索向心力F与哪些因素有关的过程，学习控制变量法，培养学生分析论证等能力。

3、情感态度与价值观

学习科学研究方法和科学研究态度，发展学生对科学的好奇心与求知欲，使学生乐于探究自然界的奥秘，体验探索自然规律的艰辛与喜悦，培养学生主动参与活动的热情和与他人合作的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，敢于坚持正确观点，勇于修正错误，具有团队精神。

教材分析

《向心力和向心加速度》是司南版必修2第三章第二节。本节是本章承上启下的重要知识，学好这一节可以为学好本章应用部分以及万有引力的应用作必要准备。教材先讲向心力，后讲向心加速度，回避了用矢量推导向心加速度这个难点，通过实例给出向心力概念，再通过探究性实验给出向心力公式F=mrω2或 F=mv2/r，之后直接应用牛顿第二定律得出向心加速度的表达式a=rω2或a=v2/r，顺理成章，便于学生接受。

学情分析

在前面的教学中，学生已经学习了匀速圆周运动。知道描述匀速圆周运动快慢的物理量有线速度、角速度、周期、转速等，并理解它们之间的关系。知道在传动装置中，共轴的轮子上各点的角速度相等；皮带转动（不打滑）中，凡和皮带接触的点，线速度的大小相等。这些都为本节课的学习奠定了基础。但学生只是表面知道匀速圆周运动是一种变速运动，因为它的线速度方向时刻在变，更深一步来分析，为什么线速度的方向时刻在变？是什么力来改变物体的这种运动状态，这个力有何特点？学生将带着这些疑问来进入本节课的学习。

教学过程

一、引入新课

1、设置情景

教师做“水流星”实验,并设下疑问：为什么盛水的杯子以一定的速度做圆周运动，水不从杯里洒出，甚至杯子在竖直面内运动到最高点时，杯口已经朝下，水也不会从杯里洒出来？

[在课堂上创设真实可见的物理情景，通过演示实验的现象，使学生产生悬念，激发好奇心和探索欲望，培养学生把生活与物理联系一起的习惯。]

2、复习提问

（1）什么是匀速圆周运动?

（2）“匀速”的含义是什么？

在上节课的基础上，学生很快得出答案。教师引导学生分析：由于匀速圆周运动的速度方向时刻在变，所以匀速圆周运动是变速曲线运动。而力是改变物体运动状态的原因。那么做匀速圆周运动的物体所受合外力一定不为零。那么物体所受的外力有何特点？加速度怎样呢？指出：这两个问题即是我们这节课要研究的问题，且通过这节课的学习大家即可自行解释前面小实验的因果。

[采用这样的导入法是在复习旧知识的基础上，提出将要进一步研究的问题，从而使学生对讲授的新内容产生迫切求知的欲望，主动积极开展思维活动，进入新课的学习。同时能给学生一种知识的整体感。]

二、向心力

1、实验探究“小球在光滑水平面做圆周运动”。

（1）、步骤

①一个小球，拴在绳的一端，绳的另一端固定于桌上，原来细绳处于松驰状态

②用手轻击小球，观察绳绷直前后小球的运动情况。

（2）、借助课件引导学生讨论、分析：

①绳绷紧前，小球做匀速直线运动，小球受到哪些力的作用？

②绳绷紧后，小球做匀速圆周运动，小球受到哪些力的作用？合外力是哪个力？这个力的方向有什么特点？这个力起什么作用？

（3）、通过讨论得到：

①做圆周运动的物体始终受到一个指向圆心的力的作用，这个力叫向心力。

②向心力指向圆心，方向不断变化。是变力。

③向心力的作用效果——只改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。

[这实验简单易做，效果明显，通过亲身感受学生获得了成功的乐趣。讨论时教师应适时介入引导学生得出正确的结论。]

2、课件展示动画：（1）圆锥摆（2）物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动（3）汽车转弯（4）卫星绕地球运行

3、向心力的来源：通过对以上四个圆周运动实例的分析得出向心力的来源可以是某一个力（重力、弹力、摩擦力）或几个力的合力，也可以是某个力的分力。

4、应用：学生尝试解释“水流星”的实验现象。

[向心力的来源是学生在本章学习中的一个难点，用多媒体呈现直观刺激材料，易引起学生注意，提高学习兴趣。圆锥摆等现象中，物体都做圆周运动，具有运动方面的共性，由此启发学生对这些物体的受力进行分析，寻找受力方面的共性，使学生经历了分析、比较、归纳等思维过程，也体验到了成功的喜悦。学生在未来的学习中可能将向心力当成独立的一个力，教师此时应特别指出：受力分析时, 不能多出一个向心力。且①物体做匀速圆周运动时，向心力就是物体所受到的合外力。②物体做非匀速圆周运动时，向心力物体并非是所受到的合外力。]

三、向心力的大小

1、实验探究：感受向心的大小

让学生利用身边的材料如钥匙串、橡皮擦、笔、细绳等动手实验并感受向心的大小。

（1）让学生用细线联结钥匙串、橡皮擦、笔等，然后拉住绳的`一端，让钥匙串、橡皮擦、笔等尽量做匀速圆周运动，改变转动的快慢、细线的长短多做几次。

（2）引导学生猜想：向心力的大小可能与物体的质量、角速度、半径有关。因此在探究向心力大小实验中应采用控制变量法来研究这一问题。

[该小实验在此做了改动，与课本上的不尽相同。做该实验时学生的感受更直接，更易操作。提醒学生实验时应使物体尽可能在水平面内做圆周运动，这样绳的拉力近似等于向心力。]

课件展示：

2、实验探究向心力大小

（1）实验方法：控制变量法

（2）介绍向心力演示器的构造和使用方法。

（3）实验过程

①质量不同的钢球和铝球，当它们运动的半径r和角速度ω相同时，比较向心力的大小

②两个质量相同的小球，保持运动半径相同，观察向心力与角速度之间的关系

③两个质量相同的小球，保持小球运动的角速度相同，观察向心力的大小与运动半径之间的关系

（4）实验记录表格

实验质量比值(m1:m2)半径比值(r1:r2)角速度比值(ω1:ω2)向心力近似比值(F1:F2)123

（5）实验结论：

①实验表明物体做圆周运动所需向心力大小为：

F=mω2r（式中F表示向心力，m表示物体的质量，ω是物体做圆周运动的角速度，r是所做圆周运动的圆周半径。）

②应用线速度和角速度的关系，上述公式可变形为：

F=mv2/r（式中v是做匀速圆周运动的线速度）

[对于控制变量法学生已有一定程度的认知，因此在学生的自主探究并提出猜想后通过演示实验师生一起探究最后得出向心力大小的关系式。在介绍向心力演示器的构造和使用方法时教师可结合传动装置中，共轴的轮子上各点的角速度相等，皮带传动（不打滑）中，凡和皮带接触的点，线速度的大小相等这一知识点让学生思考怎样控制角速度不变。当学生明白这一问题后，教师的演示也可换成学生的演示。不然，台上的忙得不亦乐乎，台下的却不知所以然，纯看热闹。]

四、向心加速度：

⒈ 定义: 由向心力产生的加速度叫向心加速度。

2、物理意义: 它是表示速度方向变化快慢的物理量。

3、向心加速度的大小与方向

（1）引导学生利用牛顿第二定律推导出向心加速的表达式----a=ω2r.向心力的大小还可以用F=mν2/r来表达，同样向心加速度也可表示为--a=ν2/r.（2）方向：与向心力的的方向一致。沿半径指向圆心，方向不断变化，所以匀速圆周运动是变加速运动。

4、动动脑：a=ω2r、a=ν2/r，a与r究竟是成正比呢，还是成反比？

指出：当w一定时，a∝r

当v一定时，a∝1/r5、课本例题：在航空竞赛场里，由一系列路标塔指示飞机的飞行路径。在飞机转弯时，飞行员能承受的最大向心加速度大小约为6g(g为重力加速度)。设一飞机以150 m/s的速度飞行，当加速度为6g时，其路标塔转弯半径应该为多少?

六、小结[在小结中需给学生指出,向心力和向心加速度的公式虽然是从匀速圆周运动中推导出来的,但这些公式对变速圆周运动中求某点的向心力和向心加速度也适用.]

七、作业：P72 3、4、5小题

设计思路

向心力和向心加速度是高中物理的一个难点内容，学生对于向心力一直很难理解。为了突破重点，难点，本节课本节首先通过创设真实可见的物理情景，激发他们的求知欲，引起学习的兴趣。然后学生亲身进行实验探究来感受向心力。当学生对向心力的概念有了一定的认识后，就进一步提出向心力的大小与哪些因素有关呢？再让学生动手完成感受向心力大小的小实验后做出猜想，然后借助了向心力演示器进行实验，从而得出了向心力公式。接着运用牛顿第二定律，给出向心加速度的公式，让学生明白匀速圆周运动的向心力和向心加速度的大小不变，但方向时刻在改变。

本教学设计和教学实施都落实了高中物理新课程的目标要求，体现了新课程的精神，采取“学生自主探究，教师启发导学”的新教法，充分调动学生自主学习，让学生自主探究，亲身体会到科学探究的过程。通过实验探究，让学生人人参与，亲身体验探究过程，活跃学生思维，并在探究中突破教学难点。教师结合演示实验，同时充分利用多媒体课辅助教学，使课堂的教学效果大大提高。这是一节科学的、操作性很强的教学设计案例。

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第五篇：高一物理《向心加速度》教学反思

本节课对向心加速度的引入是从运动和力的关系着手讨论，一是由物体做匀速圆周运动的受力情况来说明向心加速的方向；二是根据加速度的定义式：推导向心加度度的表达式。

本节课的重点是理解匀速圆周运动的加速度一定指向圆心，就这点我对教材做了适当调整：先讲圆周运动的合外力，后讲向心加速度，这样就抓住了物理问题的本质，使学生能较好的接收和理解。对于匀速圆周运动的加速度为什么都指向圆心，我从两个方面进行了探讨：

①通过课本上的两幅图片。

地球绕太阳做匀速圆周运动和细绳拉着小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动的实例，地球和小球的合力指向圆心导出匀速圆周运动的物体所受的合力指向圆心在导出匀速圆周运动的物体加速度指向圆心；

②利用第一节曲线运动的合力和速度方向的关系探讨。

让学生把课本翻到24页看图5.6—3，如果做圆周运动的物体合力不指向圆心，可以将合力分解为半径方向的Fn和切线方向的Ft，Fn与速度垂直不改变速度大小，Ft与速度方向共线改变速度大小即物体不能做匀速圆周运动，得出结论：做匀速圆周运动的物体所受合力一定指向圆心，即加速度方向指向圆心。通过实例和理论推导能让学生更透彻的理解做匀速圆周运动的物理加速度指向圆心，从而得出向心加速度的定义。