5. 向心加速度 教学设计 教案5篇范文

第一篇：5. 向心加速度 教学设计 教案

教学准备

1.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：体会速度变化量的处理特点，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，教师启发、引导，学生自主阅读、思考、讨论、交流学习成果。

3、情感、与价值观：培养学生思维能力和分析问题的能力，培养学生探究问题的热情，乐于学习的品质。特别是“做一做”的实施，要通过教师的引导让学生体会成功的喜悦。

2.教学重点/难点

教学重点：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。

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与应用。

3.教学用具

多媒体、板书

4.标签

教学过程

新课导入建议

通过前面的学习我们知道在现实生活中，物体都要在一定的外力作用下才能做曲线运动，如图教所示(课件展示)．

地球绕太阳做(近似的)匀速圆周运动 小球绕桌面上的图钉做匀速圆周运动

对于图中的地球和小球，它们受到了什么样的外力作用？它们的加速度大小和方向如何确定？

一、感受圆周运动的向心加速度

探究交流

如图所示，地球在不停地公转和自转，关于地球的自转，思考以下问题：

(1)地球上各地的角速度大小、线速度大小是否相同？(2)地球上各地的向心加速度大小是否相同？ 1.基本知识(1)实例分析

①地球绕太阳做近似的匀速圆周运动，地球受太阳的力是万有引力，方向由地球中心指向太阳中心．

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．小球受到的力有重力、桌面的支持力、细线的拉力．其中重力和支持力在竖直方向上平衡，合力总是指向圆心．

(2)结论猜测

一切做匀速圆周运动的物体的合力和加速度方向均指向圆心． 2．思考判断(1)匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心．(√)(2)匀速圆周运动的加速度总指向圆心．(√)(3)匀速圆周运动是加速度不变的运动．(×)

二、向心加速度 1.基本知识

(1)定义：任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心，这个加速度叫做向心加速度．

(2)公式：①an＝r(v2)；②an＝ω2r.(3)方向：沿半径方向指向圆心，时刻与线速度方向垂直． 2．思考判断

(1)圆周运动的加速度一定指向圆心．(×)(2)曲线运动中，v1、v2和Δv＝v2－v1的方向一般不在一条直线上．(√)(3)匀速圆周运动的向心加速度大小不变．(√)探究交流

甲同学认为由公式an＝r(v2)知向心加速度an与运动半径r成反比；而乙同学认为由公式an＝ω2r知向心加速度an与运动半径r成正比，他们两人谁的观点正确？说一说你的观点．

【提示】 他们两人的观点都不准确，当v一定时，an与r成反比，当ω一定时，an与r成正比.三、向心加速度的方向及意义 【问题导思】

1．向心加速度是描述什么的物理量？

2．匀速圆周运动和非匀速圆周运动的加速度有什么不同？ 1．物理意义

描述线速度改变的快慢，只表示线速度的方向变化的快慢，不表示其大小变化的快慢． 2．方向

总是沿着圆周运动的半径指向圆心，即方向始终与运动方向垂直，方向时刻改变． 3．圆周运动的性质

不论加速度an的大小是否变化，an的方向是时刻改变的，所以圆周运动一定是变加速曲线运动．

4．变速圆周运动的向心加速度

做变速圆周运动的物体，加速度并不指向圆心，该加速度有两个分量：一是向心加速度，二是切向加速度．向心加速度表示速度方向变化的快慢，切向加速度表示速度大小变化的快慢．所以变速圆周运动中，向心加速度的方向也总是指向圆心．

特别提醒

1．和直线运动一样，在圆周运动中，Δv、a、F三个量的方向也总是相同的． 2．在匀速圆周运动中，向心加速度就是物体的合加速度． 例：关于向心加速度的物理意义，下列说法正确的是（）A．它描述的是线速度大小变化的快慢 B．它描述的是线速度方向变化的快慢 C．它描述的是物体运动的路程变化的快慢 D．它描述的是角速度变化的快慢 【答案】 B

四、向心加速度的公式和应用 【问题导思】

1．向心加速度有哪些计算公式？ 2．试讨论向心加速度与半径的关系？ 3．向心加速度公式适用于非匀速圆周运动吗？ 1．公式

2．an与r的关系 图象如图(a)(b)所示．

3．理解

(1)当匀速圆周运动的半径一定时，向心加速度的大小与角速度的平方成正比，也与线速度的平方成正比，随频率的增加或周期的减小而增大．

(2)当角速度一定时，向心加速度与运动半径成正比．(3)当线速度一定时，向心加速度与运动半径成反比． 4．向心加速度的注意要点

(1)向心加速度是矢量，方向总是指向圆心，始终与速度方向垂直，故向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小．向心加速度的大小表示速度方向改变的快慢．

(2)向心加速度的公式适用于所有圆周运动的向心加速度的计算．包括非匀速圆周运动． 例：如图所示，皮带传动装置中，右边两轮连在一起共轴转动，图中三轮半径分别为r1＝3r，r2＝2r，r3＝4r；A、B、C三点为三个轮边缘上的点，皮带不打滑．向心加速度分别为a1、a2、a3，则下列比例关系正确的是()

【答案】 BD 注意：向心加速度与合加速度

在一般圆周运动中，合加速度通常有两个分量：切向加速度和向心加速度．切向加速度表示速度大小变化的快慢；向心加速度表示速度方向变化的快慢．

1．物体做匀速圆周运动时，向心加速度就是物体的合加速度．

2．物体做非匀速圆周运动时，合加速度既有沿切线方向的分量，又有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．

课堂小结

板书

第六节 向心加速度

1、感知做匀速圆周运动的物体加速度的方向

2、速度变化量的求法

3、向心加速度（1）名称的由来

（2）表达式：aN=v2/r , aN=rω2（3）对两种表达式的比较、分析

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：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。

第五篇：向心力、向心加速度教学设计

第五章 曲线运动（五、向心力、向心加速度）

教学目标： 一 知识目标：

1．理解向心加速度和向心力的概念

2．知道匀速圆周运动中产生向心加速度的原因。3．掌握向心力与向心加速度之间的关系。二 能力目标：

1．学会用运动和力的关系分析分题

2．理解向心力和向心加速度公式的确切含义，并能用来进行计算。三 德育目标：

通过a与r及、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。教学重点：

1．理解向心力和向心加速的概念。

2．知道向心力大小计算。

教学难点：，向心加速的大小，并能用来进行匀速圆周运动的向心力和向心加速度都是大小不变，方向在时刻改变。教学方法：

实验法、讲授法、归纳法、推理法 教学用具：

投影仪、投影片、多媒体、CAI课件、向心力演示器、钢球、木球、细绳 教学步骤： 一 引入新课

1．复习提问（用投影片出示思考题）（1）什么是匀速圆周运动

（2）描述匀速圆周运动快慢的物理量有哪几个？（3）上述物理量间有什么关系？

2．引入：由于匀速云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。所以做匀速圆周运动的物体所受合外力有何特点？加速度又如何呢？本节课我们就来共同学习这个问题。

二 新课教学

（一）用投影片出示本节课的学习目标： 1．理解什么是向心力和向心加速度 2．知道向心力和向心加速度的求解公式 3．了解向心力的来源

（二）学习目标完成过程 1．向心力的概念及其方向

（1）在光滑水平桌面上，做演示实验

a：一个小球，拴住绳的一端，绳的另一端固定于桌上，原来细绳处于松驰状态 b：用手轻击小球，小球做匀速直线运动 c：当绳绷直时，小球做匀速圆周运动（2）用CAI课件，模拟上述实验过程（3）引导学生讨论、分析：

a：绳绷紧前，小球为什么做匀速圆周运动？

b：绳绷紧后，小球为何做匀速圆周运动？小球此时受到哪些力的作用？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？

（4）通过讨论得到：

a：做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合力的作用，这个力叫向心力。b：向心力指向圆心，方向不断变化。c：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。2．向心力的大小（1）体验向心的大小

a：每组学生发用细线联结的钢球、木球各一个，让学生拉住绳的一端，让小球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。

b：引导学生猜想：向心力可能与物体的质量、角速度、半径有关。

c：过渡：刚才同学们已猜想大向心力可能与m、v、r有关，那么，我们的猜想是否正确呢？下边我们通过实验来检验一下。

（2）a：用实物投影仪，投影向心力演示器。b：介绍向心力演示的构造和使用方法 构造：（略）主要介绍各部分的名称

使用方法：匀速转动手柄1，可以使塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过杠杆的作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等方格可显示出两个球所受向心力的比值。

（3）操作方法：

a：用质量不同的钢球和铝球，使他们运动的半径r和角速度相同观察得到：向心力的大小与质量有关，质量越大，向心力也越大。

b：用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

c：仍用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）总结得到：向心力的大小与物体质量m、圆周半径r和角速度都有关系，且给出公式：F＝mr2（说明该公式的得到方法，空气变量法、定量测数据）

（5）学生据3．向心加速度 推导向心力的另一表达式

（1）做圆周运动的物体，在向心力F的作用下必然要产生一个加速度，据牛顿运动定律得到：这个加速度的方向与向心力的方向相同，叫做向心加速度。（2）结合牛顿运动定律推导得到

4．说明的几个问题：

（1）由于a向的方向时刻在变，所以匀速圆周运动是瞬时加速度的方向不断改变的变加速运动。（2）做匀速圆周运动的物体，向心力是一个效果力，方向总指向圆心，是一个变力。（3）做匀速圆周运动的物体受到的合外力就是向心力。三 巩固训练

1．向心加速度只改变速度的___________，而不改变速度的____________。

2．一个做匀速圆周运动的物体，当它的转速度为原来的2倍时，它的线速度、向心力分别变为原来的几倍？如果线速度不变，当角速度变为原来的2倍时，它的轨道半径和所受的向心力分别为原来的几倍? 3．（1）用CAI课件展示思考与讨论中的物理情景（2）分析木块受几个力的作用？各是什么性质的力？（3）木块所受的向心力是由什么提供的？ 四 小结

1．什么是向心力和向心加速度？它们的大小和方向有什么特点？ 2．向心力的求解公式（1）_____（2）_____ 3．向心加速度的求解公式（1）_____（2）_____ 4．匀速圆周运动是一种什么性质的运动？ 五 作业