一名合格的教师要充分考虑学习的趣味性,作为教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容,帮助教师营造一个良好的教学氛围。所以你在写教案时要注意些什么呢?经过搜索和整理,小编为大家呈现“向心加速度教学设计”,相信能对大家有所帮助。
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l48页的“思考与讨论”可作为本章的引入,l50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。l51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。
总课题曲线运动总课时第7课时
课题向心加速度课型新授课
教
学
目
标知识与技能
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.
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.
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.
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.
学法
指导自主阅读、合作探究、精讲精练、
教学
准备用细线拴住的小球
教学
设想预习导学→学生初步了解本节内容→合作探究→突出重点,突破难点→典型例题分析→巩固知识→达标提升
通过前面的学习,我们已经知道,做曲线运动的物体速度一定是变化的.即使是我们上一堂课研究的匀速圆周运动,其方向仍在不断变化着.换句话说,做曲线运动的物体,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伺寒确定呢?
教学过程
师生互动补充内容或错题订正
任务一预习导学
(认真阅读教材p13-p15,独立完成下列问题)
1、请同学们看两例:
(1)图1中的地球受到什么力的作用?这个力可能沿什么方向?
(2)图2中的小球受到几个力的作用?这几个力的合力沿什么方向?
2、请同学们再举出几个类似的做圆周运动的实例,并就刚才讨论的类似问题进行说明.
3、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.在理论上,分析速度方向的变化,可以得出结论:“任何做匀速圆周运动的物体的加速度方向都指向”
4、进一步的分析表明,由a=△v/△可以导出向心加速度大小的表达式:
aN=,aN=
任务二合作探究
1、速度变化量
请在图中标出速度变化量△v
2、向心加速度方向理论分析
(请同学们阅读教材p18页“做一做”栏目,并思考以下问题:)
(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△V?
(4)△v/△t表示的意义是什么?
(5)△v与圆的半径平行吗?在什么条件下.△v与圆的半径平行?
(6)△v的延长线并不通过圆心,为什么说这个加速度是“指向圆心”的?
3、学生思考并完成课本第19页“思考与讨论”栏目中提出的问题:
从公式an=v2/r看,向心加速度an与圆周运动的半径r成反比;从公式an=ω2r看,向心加速度an与半径r成正比。这两个结论是否矛盾?请从以下两个角度讨论这个问题。
(1)在y=kx这个关系中,说y与x成正比,前提是什么?
(2)自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样,它们的边缘有三个点A、B、C,其中哪些点向心加速度的关系是用于“向心加速度与半径成正比”,哪些点是用于“向心加速度与半径成反比”?作出解释
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?
练习:如图,A、B、C三轮半径之比为3∶2∶1,A与B共轴,B与C用不打滑的皮带轮传动,则A、B、C三轮的轮缘上各点的线速度大小之比为______,角速度大小之比为________,转动的向心加速度大小之比为__________.
任务三达标提升
1.下列关于向心加速度的说法中,正确的是………………………()
A.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直
B.向心加速度的方向保持不变
C.在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的
D.在匀速圆周运动中,向心加速度的大小不断变化
2.甲、乙两个物体都做匀速圆周运动.转动半径比为3:4,在相同的时间里甲转过60圈时,乙转过45圈,则它们所受的向心加速度之比为……………………()
A.3:4B.4;3C.4:9D.9:16
3.如图的皮带传动装置中………………………()
A.A点与C点的角速度相同,所以向心加速度也相同
B.A点半径比C点半径大,所以A点向心加速度大于C点向心加速度
C.A点与B点的线速度相同,所以向心加速度相同
D.B点与C点的半径相同,所以向心加速度也相同
4.关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期与向心加速度的关系,下列说法中正确的是()
A.角速度大的向心加速度一定大
B.线速度大的向心加速度一定大
C.线速度与角速度乘积大的向心加速度一定大
D.周期小的向心加速度一定大
5、(双选)如图所示为质点P、Q做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图线.表示质点P的图线是双曲线,表示质点Q的图线是过原点的一条直线.由图线可知()
A.质点P的线速度大小不变?
B.质点P的角速度大小不变?
C.质点Q的角速度不变??
D.质点Q的线速度大小不变?
6、于向心加速度的物理意义,下列说法正确的是()
A它描述的是线速度方向变化的快慢?B.它描述的是期变化快慢
C它是线速度大小变化的快慢?D.它描述的是角速度变化的快慢?
7、某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮,如图所示,其半径分别为r1、r2、r3,若甲轮的角速度为ω,则丙轮边缘上某点的向心加速度为()
A.B.
C.D.
8、如图所示传送装置中,三个轮的半径分别为R,2R,4R;则图中A,B,C各点的线速度之比为;角速度之比为;加速度之比为。
4.2《向心力与向心加速度》学案
【学习目标】
(一)知识与技能
1、理解向心加速度和向心力的概念
2、知道向心力、向心加速度与线速度、角速度的关系式。
3、能够运用向心力公式求解有关问题。
【学习重点】
理解匀速圆周运动中加速度的产生原因,掌握向心力的确定方法和计算公式。
【知识要点】
1.向心力
(1)大小:
(2)方向:总指向圆心,时刻变化
(3)“向心力”是一种效果力。任何一个力,或者几个力的合力,或者某一个力的某个分力,只要其效果是使物体做圆周运动的,都可以作为向心力。“向心力”不一定是物体所受合外力。做匀速圆周运动的物体,向心力就是物体所受的合外力,总是指向圆心。做变速圆周运动的物体,向心力只是物体所受合外力在沿着半径方向上的一个分力,合外力的另一个分力沿着圆周的切线,使速度大小改变。
2.向心加速度
做匀速圆周运动的物体,加速度方向始终指向,这个加速度叫做。
3、向心加速度的大小表达式有an=、an=等。
4、匀速圆周运动是一个加速度大小不变、方向时刻变化的变加速曲线运动。
3.处理方法:
一般地说,当做圆周运动物体所受的合力不指向圆心时,可以将它沿半径方向和切线方向正交分解,其沿半径方向的分力为向心力,只改变速度的方向,不改变速度的大小;其沿切线方向的分力为切向力,只改变速度的大小,不改变速度的方向。分别与它们相应的向心加速度描述速度方向变化的快慢,切向加速度描述速度大小变化的快慢。
做圆周运动物体所受的向心力和向心加速度的关系同样遵从牛顿第二定律:Fn=man在列方程时,根据物体的受力分析,在方程左边写出外界给物体提供的合外力,右边写出物体需要的向心力(可选用等各种形式)。
【典型例题】
例1如图所示,将一质量为m的摆球用长为L的细绳吊起,上端固定,使摆球在水平面内做匀速圆周运动,细绳就会沿圆锥面旋转,这样就构成了一个圆锥摆,则关于摆球A的受力情况,下列说法中正确的是()
A.摆球受重力、拉力和向心力的作用
B.摆球受拉力和向心力的作用
C.摆球受重力和拉力的作用
D.摆球受重力和向心力的作用
【解析】:我们在进行受力分析时,“物体受到哪几个力的作用”中的力是指按照性质命名的力,显然,物体只受重力G和拉力FT的作用,而向心力F是重力和拉力的合力,如图所示。也可以认为向心力就是FT沿水平方向的分力FT2,显然,FT沿竖直方向的分力FT1与重力G平衡。所以,本题正确选项为C。
例2如图所示,一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则以下说法中正确的是()
A.A球的线速度必定大于B球的线速度
B.A球的角速度必定小于B球的线速度
C.A球的运动周期必定小于B球的运动周期
D.A球的向心加速度必定小于B球的向心加速度
答案:AB
【解析】:小球A和B的受力情况如图所示,由图可知,两球的向心力都来源于重力G和支持力FN的合力,建立如图所示的坐标系,则有:
FN1=FNsinθ=mg
FN2=FNcosθ=F
所以F=mgcotθ。
也就是说FN在指向圆心方向的分力即合力F=mgcotθ提供小球做圆周运动所需的向心力,可见A、B两球受力情况完全一样,当然向心力肯定也大小相等。由于前提是两球的向心力一样,所以比较时就好比较了
比较两者线速度大小时,由F=mv2r可知:r越大,v一定较大,因此选项A正确。
比较两者角速度大小时,由F=mrω2可知:r越大,ω一定较小,因此选项B正确。
比较两者的运动周期时,由F=mr(2πT)2可知:r越大,T一定较大,因此选项C不正确。
由a=Fm,可知,两球的向心加速度一样大,因此选项D不正确。
例3如图所示,细绳的一端固定于O点,另一端系一个小球,在O点的正下方钉一个钉子A。让小球从一定高度摆下,经验告诉我们,当细绳与钉子相碰时,如果钉子的位置越靠近小球,绳就越容易断。请用圆周运动的知识加以论证。
【解析】:在绳子与钉子相碰的瞬间,速度大小不变,但小球从大半径的圆周运动突变到小半径的圆周运动,所以由于v不变,根据公式知:r越小,F越大,故绳越易断。
【达标训练】
1.关于做匀速圆周运动物体的向心加速度方向,下列说法正确的是()
A.与线速度方向始终相同B.与线速度方向始终相反
C.始终指向圆心D.始终保持不变
2.关于质点做匀速圆周运动的下列说法正确的是()
A.由a=v2/r,知a与r成反比
B.由a=ω2r,知a与r成正比
C.由ω=v/r,知ω与r成反比
D.由ω=2πn,知ω与转速n成正比
3.A、B两小球都在水平面上做匀速圆周运动,A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍,A的转速为30r/min,B的转速为15r/min。则两球的向心加速度之比为()
A.1:1B.2:1C.4:1D.8:1
4.如图所示,轻杆的一端有一个小球,另一端有光滑的固定轴O.现给球一初速度,使球和杆一起绕O轴在竖直面内转动,不计空气阻力,用F表示球到达最高点时杆对小球的作用力,则F()
A.一定是拉力
B.一定是推力
C.一定等于零
D.可能是拉力,可能是推力,也可能等于零
5.一质点沿着半径r=1m的圆周以n=1r/s的转速匀速转动,如图,试求:
(1)从A点开始计时,经过1/4s的时间质点速度的变化;
(2)质点的向心加速度的大小。
【达标训练参考答案】
1.C
2.D
3.D
4.D
5.解析(1)求出1/4s的时间连接质点的半径转过的角度是多少;
(2)求出质点在A点和1/4s末线速度的大小和方向。
(3)由矢量减法作出矢量三角形。
(4)明确边角关系,解三角形求得Δv的大小和方向。
(5)根据an=v2/r或an=ω2r求出向心加速度的大小。
答案(1)Δv=2πm/s方向与OA连线成45°角指向圆心O(2)a=4π2m/s2
文章来源:http://m.jab88.com/j/3825.html
更多