高中物理人教版必修二5.5向心加速度教案_1.pdf

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1、 高中物理人教版必修二5.5向心加速度教案 第 2 页 课 题 5-5 向心加速度 课时 1 节 课型 新 授 知识与 技能 1、知道什么是速度的变化，什么是向心加速度；2、理解向心加速度概念的基础上，体验向心加速度方向的推导过程。过程与 方法 1、在理解向心加速度概念的基础上，体验向心加速度方向的推导过程。2、体验极限的思想。情感 态度与 价值观 感受极限思想的奇妙，培养学生的思维能力和分析问题的能力，养成独立思考问题并解决问题的好习惯。重 点 向心加速度 难 点 向心加速度方向的推导 教 学 分 析 启发式、讲练式、探究式综合教学 教 具 电脑课件 向心力演示仪 教 学 过 程 与 内 容

2、 课 堂 调 控 第 3 页 思考与讨论：我们已经知道，如果物体不受力，它将作匀速直线运动。我们还知道，力的作用效果之一是改变物体的运动状态，即改变物体速度的大小或（和）方向。所以沿着圆周运动的物体一定受力。那么，作匀速圆周运动的物体体，它所受的力沿着什么方向？下面我们来考虑几个实例会受到启发。实例 1：地球绕太阳的运动近似为匀速圆周运动，地球受到什么力的作用？这个力可能沿着什么方向？实例 2：光滑的水平桌面上一个小球由于细线的牵引，绕桌面上的图钉作匀速圆周运动。小球受几个力的作用？这几个力的合力沿着什么方向？通过以上分析和学生的回答，小结：1、上述几个实例中，匀速圆周运动 实例 1、2 不要

3、求学生回答得非常准确，只是对向心加速度的方向有个直观的感受。加速度对速度的影响时在曲线运动时已有基础。第 4 页 的物体，要受到一个指向圆心方向的力。2、在前面学习加速度对速度的影响时，我们知道，一个加速度沿着速度方向的分量只改变速度的大小；垂直于速度方向的分量只改变速度的方向。匀速圆周运动是速度大小不变、方向沿着圆周的切线方向的运动，所以一定受到一个垂直于切线，即指向圆心方向的加速度。教 学 过 程 与 内 容 课 堂 调 控 下面我们再从速度变化（v）的角度来讨论作圆周运动的物体的加速度的方向。1、做直线运动的物体：设初速度（v1）方向为正方向，末速度为 v2，v=v2-v1。例如：若物体

4、的初速度 v1=5m/s，向东；末速度 v2=8m/s，也向东。则 三角形法则不要求讲得过多过细，从而冲淡的加速度方向。第 5 页 v=v2-v1=2m/s 向东。提出问题；1）若末速度 v2=3m/s，也向东。则 v=？方向？2）若末速度 v2=3m/s，向西。则v=？方向？2、做曲线运动的物体；根据三角形法则，初速度 v1和速度的变化 v 首尾相连，指向末速度 v2的方向。例如：若物体的初速度v1=3m/s，向 东；末 速 度v2=4m/s，向南。则作出速度的三角形，根据边长的关系，v=5m/s，方向南偏西 370。提出问题；若将一个物体以 10m/s 的速度水平抛出，则抛出了多长时间后速

5、度大小为 15m/s？3、作圆周运动的物体：设质点沿结合平抛知识回答，但不展开。当 t 很小很小时，用到了极限的方法，注意学生的理解状态调控课堂节奏。第 6 页 着半径为 r 的原作匀速圆周运动，某时刻位于 A 点，速度为 vA，经过时间 t后位于 B 点，速度为 vB。按照以下思路讨论质点运动的加速度的方向。1）分别作出质点在 A、B 两点的速度矢量 VA、VB，如图甲。由于是匀速圆周运动，VA和 VB的长度是一样的。2）为了便于 VA、VB的比较，将VB的起点移到 B，同时保持 VA的长度和方向不变，如图乙。3）以 VA的箭头端为起点，VB的箭尾端为终点做矢量 V，如图丙。V就是质点从 A

6、 到 B 的速度变化量。4）tV是质点从 A 到 B 的平均加速度。由于tV与 V 的方向相同，我们就 第 7 页 只讨论 V 的方向，用它代表了质点加速度的方向。5）从丙图上看出，V 并不与圆的半径平行，但当 t 很小时，A、B两点就非常接近了，VA和 VB也非常非常接近，如图丁。由于 VA和 VB的长度相等，它们与 V 组成等腰三角形，当 t 很小很小时，V 也就于 VA（VB）垂直，即与半径平行，或者说 V 指向圆心了。教 学 过 程 与 内 容 课 堂 调 控 通过以上探究，可以得出：作匀速圆周运动的物体的加速度指向圆心方向，被称为向心加速度。下面通过向心力演示仪，探究向心加速度的大小

7、与那些量有关。1）用两个等质量的小球，保持它们的 r 相同，可以看到：越大，力越大，即向心加速度越大。使用向心力演示仪来直观的演示向心加速度的大小，要比数学推导来得简单，学生易接受。第 8 页 2）仍用两个质量相同的小球，保持 相同，可以看到：r 越大，力越大，即向心加速度越大。进一步的实验表明，向心加速度的表达式为 ra2 把 v=r 带入，得到rva2 进一步引导学生得出r)T2(a2 总结：作匀速圆周运动的物体，要受到向心加速度的作用 1）大小：ra2 rva2或r)T2(a2 是不变的。2）方向：指向圆心方向，沿半径方向，时刻变化。3）作用：只改变速度的方向，而不改变速度的大小。作业：书 52 页 3、4 第 9 页 反 馈 练 习 设 计 如图所示的皮带传动装置，左边是主动轮，右边是一个轮轴，RARC=12，RARB=23。假设在传动过程中皮带不打滑，则皮带轮边缘上的 A、B、C 三点的角速度之比是_；线速度之比是_；向心加速度之比是_。板 书 设 计 5-5 向心加速度 作匀速圆周运动的物体，要受到向心加速度的作用 1）大小：ra2 rva2或2)T2(a 是不变的。2）方向：指向圆心方向，沿半径方向，时刻变化。3）作用：只改变速度的方向，而不改变速度的大小。