向心加速度說(shuō)課稿

一。課程標(biāo)準(zhǔn)分析

《普通高中物理標(biāo)準(zhǔn)》共同必修模塊“物理2”的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中，涉及本節(jié)的內(nèi)容有“知道向心加速度”。該要點(diǎn)是理解向心加速度，為下一節(jié)學(xué)習(xí)向心力做準(zhǔn)備。

二。教材分析

1.教材地位及其作用

向心加速度是在學(xué)生學(xué)習(xí)了《圓周運(yùn)動(dòng)》之后編排的，是本章的重點(diǎn)難點(diǎn)，是從動(dòng)力學(xué)的角度來(lái)研究圓周運(yùn)動(dòng)。并為下一節(jié)學(xué)習(xí)向心力以及學(xué)好生活中的圓周運(yùn)動(dòng)做準(zhǔn)備。

說(shuō)課稿

2.教學(xué)目標(biāo)

【知識(shí)與技能】

知道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度方向都指向圓心，知道向心加速度大小的表達(dá)式。

【過(guò)程與方法】

由力是改變物體速度的大小或（和）方向的原因。通過(guò)實(shí)例分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力的方向以及合力的方向。啟發(fā)學(xué)生得知?jiǎng)蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力的方向指向圓心。又知?jiǎng)蛩賵A周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律知物體的加速度方向總與它受力的方向一致。可知?jiǎng)蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度指向圓心，所以這個(gè)加速度叫向心加速度。讓學(xué)生先知道公式，引導(dǎo)學(xué)生探索公式的推導(dǎo)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生分析論證能力，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的過(guò)程，成功的樂(lè)趣.

【情感態(tài)度與價(jià)值觀】

通過(guò)探索向心加速度公式，體驗(yàn)探索自然界規(guī)律的艱辛與喜悅，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)參與活動(dòng)的熱情和與他人合作的精神，有將自己的見解與他人交流的愿望。

3.教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

向心加速度的方向，大小以及推導(dǎo)。

三。學(xué)情分析

學(xué)生邏輯推理能力和抽象思維能力不是很強(qiáng)，不注重對(duì)知識(shí)內(nèi)涵的研究，對(duì)物理的學(xué)習(xí)還缺乏方法，習(xí)慣于硬套公式。而向心加速度比較抽象，會(huì)給學(xué)生帶來(lái)較大的理解困難。為了遵循學(xué)生的心智發(fā)展水平，在教學(xué)中我利用實(shí)例分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力，再由牛頓第二定律引出加速度方向，而后引導(dǎo)學(xué)生探索向心加速度的大小的推導(dǎo)，這也是新教材編寫的意圖，突出概念教學(xué)的物理過(guò)程，讓學(xué)生體驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程。

四。教學(xué)方法與方法指導(dǎo)

本課主要采用“引導(dǎo)探究式”教學(xué)法，該教學(xué)法不僅重視知識(shí)的獲得，而且重視學(xué)生獲得知識(shí)的過(guò)程與方法，更加突出學(xué)生的學(xué)，學(xué)生學(xué)得主動(dòng)，學(xué)得積極。對(duì)學(xué)法指導(dǎo)，主要提供學(xué)生思考，舉例，體驗(yàn)，探索及嘗試表達(dá)的機(jī)會(huì)。

五。教學(xué)設(shè)計(jì)思想

創(chuàng)造以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)環(huán)境，向心加速度是高中物理的一個(gè)難點(diǎn)，只有學(xué)生主動(dòng)參與，才能激發(fā)學(xué)生的求知欲，加深對(duì)知識(shí)的理解

六。教學(xué)過(guò)程

1、創(chuàng)設(shè)情境，引入新課

課件：地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，人造衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)。

顯示問(wèn)題：

（1）它們?yōu)槭裁炊祭@圓心做圓周運(yùn)動(dòng)而沒(méi)有沿切線方向飛出？

（2）它們的受力情況有什么共同之處？

歸納：它們受到的合力不為零，且方向都指向圓心。由合力不為零，根據(jù)牛頓第二定律，做圓周運(yùn)動(dòng)的物體必有加速度，從而引入本節(jié)的課題——向心加速度

分析：圓周運(yùn)動(dòng)是一種常見的現(xiàn)象，學(xué)生熟知，但很少有同學(xué)去深入研究它的受力情況，所以提出問(wèn)題，引起思維的撞擊，激發(fā)學(xué)生求知欲，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)去探究。

2、學(xué)生探究、新課教學(xué)

（1）探究1從動(dòng)力學(xué)角度探究向心加速度

①由老師指導(dǎo)學(xué)生做如下實(shí)驗(yàn)或由師生共同做如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：光滑木板上一個(gè)小鋼球在細(xì)線的牽引下，繞板面上圖釘做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；小鋼球在燒杯底沿杯壁做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。兩人一組，合作進(jìn)行。

分析：創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣與好奇心。物理實(shí)驗(yàn)是創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境的最有效工具，創(chuàng)設(shè)與主題相關(guān)的、盡可能真實(shí)的情境,使學(xué)習(xí)能在和現(xiàn)實(shí)情況基本一致或相類似的情境中發(fā)生。教學(xué)中，教師不僅要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砟芰Α⒖臻g想象能力和運(yùn)算能力，還要培養(yǎng)學(xué)生物理建模能力與數(shù)據(jù)處理能力，加強(qiáng)在“用物理”方面的教育。

②比較兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，從力的角度、運(yùn)動(dòng)的角度找它們的共同點(diǎn)

分析：探究活動(dòng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的直接體驗(yàn)，但獲取證據(jù)的方式是多樣的。某些問(wèn)題和證據(jù)可以來(lái)自于教師的演示實(shí)驗(yàn)，也可以讓學(xué)生從各種渠道收集有關(guān)資料，進(jìn)行分析、思考，提出自己的觀點(diǎn)和看法，這樣做可以培養(yǎng)科學(xué)探究能力。整體思路：從個(gè)別到一般再到個(gè)別，從具體到抽象再到具體，要?jiǎng)?chuàng)設(shè)能激發(fā)認(rèn)知沖突的情景將探究引向深入。獨(dú)創(chuàng)性常常在于發(fā)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上研究對(duì)象之間的相似點(diǎn)，而原來(lái)以為這些對(duì)象或設(shè)想彼此沒(méi)有關(guān)系。這種使兩個(gè)本不相干的概念相互接受的能力，一些心理學(xué)家稱之為“遙遠(yuǎn)想象”能力，它是創(chuàng)造力的一項(xiàng)重要指標(biāo)。讓學(xué)生在兩個(gè)看似無(wú)關(guān)的事物之間進(jìn)行想象，如同給了學(xué)生一塊馳騁的空間。

③對(duì)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體加速度方向作出猜測(cè)

分析：從現(xiàn)實(shí)、貼近學(xué)生生活的情景中切入課題，由創(chuàng)設(shè)的情境提出問(wèn)題，很自然地就會(huì)激發(fā)學(xué)生對(duì)可能答案的進(jìn)行猜測(cè)和思考。這需要從復(fù)雜、錯(cuò)綜的情境中分解出較為簡(jiǎn)單的情境，情境中要隱藏可能被學(xué)生發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，給學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出質(zhì)疑的機(jī)會(huì)。探究始于問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題的意識(shí)和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力是培養(yǎng)探究能力的首要目標(biāo)，也是培養(yǎng)創(chuàng)造能力的關(guān)鍵。因此，在探究設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)努力創(chuàng)設(shè)給學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出質(zhì)疑的機(jī)會(huì)。

④利用DIS向心力實(shí)驗(yàn)器探究向心加速度大小與角速度、半徑的關(guān)系

a.將光電門傳感器和力傳感器固定在DIS向心力實(shí)驗(yàn)器上，光電門傳感器接入數(shù)據(jù)采集器第一通道，力傳感器接入第二通道。

b.點(diǎn)擊開始記錄，保持旋臂靜止不動(dòng)，對(duì)傳感器進(jìn)行軟件調(diào)零。拔動(dòng)旋臂使之做圓周運(yùn)動(dòng)，擋光桿每次通過(guò)光電門傳感器，記錄下砝碼受到的拉力F，算出此時(shí)的向心加速度a和角速度。保持砝碼的質(zhì)量和圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不變，改變旋臂的角速度，記下多組向心加速度a和角速度的值。

c.保持砝碼的質(zhì)量和旋臂的角速度不變，改變圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，記下多組向心加速度a和半徑R的值。

d.各小組對(duì)實(shí)驗(yàn)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析

e.投影各小組交流分析的結(jié)果和分析的方法:發(fā)現(xiàn)a-圖是過(guò)原點(diǎn)的直線，表明在半徑一定的條件下，；發(fā)現(xiàn)a-R圖是過(guò)原點(diǎn)的直線，表明在角速度一定的條件下，

分析：利用DIS向心力實(shí)驗(yàn)器可以定量探究向心加速度大小與角速度、半徑的關(guān)系，使學(xué)生對(duì)向心加速度大小和方向有一定的感性認(rèn)識(shí)，這既是研究物理學(xué)的常用方法，同時(shí)也為下面的理論探究打好基礎(chǔ)，指明探究方向。

⑤老師點(diǎn)撥：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所受到的合力是指向圓心的，根據(jù)牛頓第二定律得到：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體加速度方向應(yīng)該指向圓心，向心加速度的大小與角速度有關(guān)、與圓周運(yùn)動(dòng)的半徑有關(guān)。不過(guò)，我們剛才的結(jié)論來(lái)自于個(gè)案的分析，不一定是一般性的結(jié)論，因此，不能直接下結(jié)論，我們還需作進(jìn)一步研究。引導(dǎo)學(xué)生從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度的方向作一般性的討論。讓學(xué)生在教師指導(dǎo)下獨(dú)立探索，探索過(guò)程中教師要適時(shí)提示，幫助學(xué)生沿概念框架逐步攀升。

(2）探究2從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度探究向心加速度方向

①啟發(fā)思維，引入問(wèn)題：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，線速度大小不變但方向時(shí)刻變化，勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，所以，要從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度探究向心加速度方向，應(yīng)從速度變化的研究開始。

②如何探究速度的變化?小組內(nèi)可以相互討論，提出探究方案。

分析：探究速度的變化可采用控制變量法。首先研究速度方向不變速度大小變化即同一直線上速度的變化，然否研究速度大小不變速度方向變化，最后研究速度大小方向同時(shí)變化。

③如何探究同一直線上速度的變化？

分析：由于學(xué)生第一次涉及矢量差運(yùn)動(dòng)，可以通過(guò)小組協(xié)作，完成下列思考題，讓學(xué)生通過(guò)自主探究、合作學(xué)習(xí)、小組交流后形成共識(shí)：速度變化應(yīng)是矢量，其方向由初速度矢量的末端指向末速度矢量的末端，求物體速度變化應(yīng)包括大小和方向。（多媒體屏幕投影）

a．某物體沿直線向東運(yùn)動(dòng)，原來(lái)的速度是5m/s，2s后速度增大到8m/s，速度變化的大小是多少？

b．你認(rèn)為速度變化是矢量還是標(biāo)量？若是矢量，方向應(yīng)如何規(guī)定？

c．如何用作圖法，求作速度變化這個(gè)物理量？

d．某物體沿直線向東運(yùn)動(dòng)，原來(lái)的速度是5m/s，2s后速度減小到3m/s，求2s內(nèi)物體速度變化。

④如何探究物體作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，在Δt時(shí)間內(nèi)的速度變化？

分析：有了同一直線上速度變化的鋪墊后，討論物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)速度的變化就比較自然了，為了給向心加速度方向的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，可以通過(guò)小組協(xié)作，進(jìn)一步完成下列思考題，使同學(xué)們認(rèn)識(shí)到：時(shí)間間隔起短，速度變化的方向起接近半徑方向。（多媒體屏幕投影）

a．物體沿半徑為1m的軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線速度大小為，求1s內(nèi)物體速度變化并畫出1s內(nèi)速度變化的示意圖。

b．分別求出上題中物體在0.5s、0.25s內(nèi)速度變化并畫出相應(yīng)的示意圖。

由于沒(méi)有辦法直接利用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證速度變化的方向，所以，我們采用提供思考題的方法，引導(dǎo)同學(xué)在合作學(xué)習(xí)、自主探究中完成。有了速度變化的研究為鋪墊，加速度的方向問(wèn)題就迎刃而解了。

⑤如何探究物體作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心加速度的方向？

分析：由公式可知，加速度的方向與速度變化的方向相同，討論瞬時(shí)加速度方向分成二步：第一步討論平均加速度方向；第二討論瞬時(shí)加速度方向?？梢酝ㄟ^(guò)小組討論，再完成下列思考題：（多媒體屏幕投影）

a．物體沿半徑為1m的軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線速度大小為，計(jì)算物體在1s、0.5s、0.25s內(nèi)的平均加速度。

b．猜想，作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，瞬時(shí)加速度方向？

（3）探究3從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度探究向心加速度大小

具體可分三步進(jìn)行（如圖所示：）

①提出問(wèn)題：上題中已計(jì)算出物體在1s、0.5s、0.25s內(nèi)的平均加速度，那個(gè)更接近物體的瞬時(shí)加速度？如何求瞬時(shí)加速度？

②探究活動(dòng)：由學(xué)生通過(guò)探究活動(dòng)找到這樣的幾何關(guān)系式：

③引導(dǎo)同學(xué)分析：