向心加速度说课稿

一。课程标准分析

《普通高中物理标准》共同必修模块“物理2”的内容标准中，涉及本节的内容有“知道向心加速度”。该要点是理解向心加速度，为下一节学习向心力做准备。

二。教材分析

1.教材地位及其作用

向心加速度是在学生学习了《圆周运动》之后编排的，是本章的重点难点，是从动力学的角度来研究圆周运动。并为下一节学习向心力以及学好 生活中的圆周运动做准备。

2.教学目标

【知识与技能】

知道做匀速圆周运动的物体的加速度方向都指向圆心，知道向心加速度大小的表达式。

【过程与方法】

由力是改变物体速度的大小或（和）方向的原因。通过实例分析匀速圆周运动的物体所受的力的方向以及合力的方向。启发学生得知匀速圆周运动的物体所受的合力的方向指向圆心。又知匀速圆周运动是变速运动，由牛顿第二定律知物体的加速度方向总与它受力的方向一致。可知匀速圆周运动的物体的加速度指向圆心，所以这个加速度叫向心加速度。让学生先知道公式，引导学生探索公式的推导过程，培养学生分析论证能力，体验学习的过程，成功的乐趣.

【情感态度与价值观】

通过探索向心加速度公式，体验探索自然界规律的艰辛与喜悦，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。

3.教学重点与难点

向心加速度的方向，大小以及推导。

三。学情分析

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，对物理的学习还缺乏方法，习惯于硬套公式。而向心加速度比较抽象，会给学生带来较大的理解困难。为了遵循学生的心智发展水平，在教学中我利用实例分析匀速圆周运动的物体所受的合力，再由牛顿第二定律引出加速度方向，而后引导学生探索向心加速度的大小的推导，这也是新教材编写的意图，突出概念教学的物理过程，让学生体验学习过程。

四。教学方法与方法指导

本课主要采用“引导探究式”教学法，该教学法不仅重视知识的获得，而且重视学生获得知识的过程与方法，更加突出学生的学，学生学得主动，学得积极。对学法指导，主要提供学生思考，举例，体验，探索及尝试表达的机会。

五。教学设计思想

创造以学生为主体，教师为主导的教学环境，向心加速度是高中物理的一个难点，只有学生主动参与，才能激发学生的求知欲，加深对知识的理解

六。教学过程

1、创设情境，引入新课

课件：地球绕太阳做圆周运动，人造卫星绕地球做圆周运动，电子绕原子核做圆周运动。

显示问题：

（1）它们为什么都绕圆心做圆周运动而没有沿切线方向飞出？

（2）它们的受力情况有什么共同之处？

归纳：它们受到的合力不为零，且方向都指向圆心。由合力不为零，根据牛顿第二定律，做圆周运动的物体必有加速度，从而引入本节的课题——向心加速度

分析：圆周运动是一种常见的现象，学生熟知，但很少有同学去深入研究它的受力情况，所以提出问题，引起思维的撞击，激发学生求知欲，引导学生主动去探究。

2、学生探究、新课教学

（1）探究1从动力学角度探究向心加速度

①由老师指导学生做如下实验或由师生共同做如下两个实验：光滑木板上一个小钢球在细线的牵引下，绕板面上图钉做匀速圆周运动；小钢球在烧杯底沿杯壁做匀速圆周运动。两人一组，合作进行。

分析：创设真实情境，激发学生学习物理的兴趣与好奇心。物理实验是创设真实情境的最有效工具，创设与主题相关的、尽可能真实的情境,使学习能在和现实情况基本一致或相类似的情境中发生。教学中，教师不仅要培养学生严谨的逻辑推理能力、空间想象能力和运算能力，还要培养学生物理建模能力与数据处理能力，加强在“用物理”方面的教育。

②比较两个实验，从力的角度、运动的角度找它们的共同点

分析：探究活动强调学生的直接体验，但获取证据的方式是多样的。某些问题和证据可以来自于教师的演示实验，也可以让学生从各种渠道收集有关资料，进行分析、思考，提出自己的观点和看法，这样做可以培养科学探究能力。整体思路：从个别到一般再到个别，从具体到抽象再到具体，要创设能激发认知冲突的情景将探究引向深入。独创性常常在于发现两个或两个以上研究对象之间的相似点，而原来以为这些对象或设想彼此没有关系。这种使两个本不相干的概念相互接受的能力，一些心理学家称之为“遥远想象”能力，它是创造力的一项重要指标。让学生在两个看似无关的事物之间进行想象，如同给了学生一块驰骋的空间。

③对做匀速圆周运动的物体加速度方向作出猜测

分析：从现实、贴近学生生活的情景中切入课题，由创设的情境提出问题，很自然地就会激发学生对可能答案的进行猜测和思考。这需要从复杂、错综的情境中分解出较为简单的情境，情境中要隐藏可能被学生发现的问题，给学生发现问题和提出质疑的机会。探究始于问题，培养学生问题的意识和发现问题的能力是培养探究能力的首要目标，也是培养创造能力的关键。因此，在探究设计中，应当努力创设给学生发现问题和提出质疑的机会。

④利用DIS向心力实验器探究向心加速度大小与角速度、半径的关系

a.将光电门传感器和力传感器固定在DIS向心力实验器上，光电门传感器接入数据采集器第一通道，力传感器接入第二通道。

b.点击开始记录，保持旋臂静止不动，对传感器进行软件调零。拔动旋臂使之做圆周运动，挡光杆每次通过光电门传感器，记录下砝码受到的拉力F，算出此时的向心加速度a和角速度。保持砝码的质量和圆周运动的半径不变，改变旋臂的角速度，记下多组向心加速度a和角速度的值。

c.保持砝码的质量和旋臂的角速度不变，改变圆周运动的半径，记下多组向心加速度a和半径R的值。

d.各小组对实验采集到的数据进行分析

e.投影各小组交流分析的结果和分析的方法:发现a-图是过原点的直线，表明在半径一定的条件下，；发现a-R图是过原点的直线，表明在角速度一定的条件下，

分析：利用DIS向心力实验器可以定量探究向心加速度大小与角速度、半径的关系，使学生对向心加速度大小和方向有一定的感性认识，这既是研究物理学的常用方法，同时也为下面的理论探究打好基础，指明探究方向。

⑤老师点拨：物体做匀速圆周运动所受到的合力是指向圆心的，根据牛顿第二定律得到：匀速圆周运动的物体加速度方向应该指向圆心，向心加速度的大小与角速度有关、与圆周运动的半径有关。不过，我们刚才的结论来自于个案的分析，不一定是一般性的结论，因此，不能直接下结论，我们还需作进一步研究。引导学生从运动学的角度对匀速圆周运动的加速度的方向作一般性的讨论。让学生在教师指导下独立探索，探索过程中教师要适时提示，帮助学生沿概念框架逐步攀升。

(2）探究2从运动学角度探究向心加速度方向

①启发思维，引入问题：做匀速圆周运动的物体，线速度大小不变但方向时刻变化，匀速圆周运动是变速运动，所以，要从运动学角度探究向心加速度方向，应从速度变化的研究开始。

②如何探究速度的变化?小组内可以相互讨论，提出探究方案。

分析：探究速度的变化可采用控制变量法。首先研究速度方向不变速度大小变化即同一直线上速度的变化，然否研究速度大小不变速度方向变化，最后研究速度大小方向同时变化。

③如何探究同一直线上速度的变化？

分析：由于学生第一次涉及矢量差运动，可以通过小组协作，完成下列思考题，让学生通过自主探究、合作学习、小组交流后形成共识：速度变化应是矢量，其方向由初速度矢量的末端指向末速度矢量的末端，求物体速度变化应包括大小和方向。（多媒体屏幕投影）

a．某物体沿直线向东运动，原来的速度是5m/s，2s后速度增大到8m/s，速度变化的大小是多少？

b．你认为速度变化是矢量还是标量？若是矢量，方向应如何规定？

c．如何用作图法，求作速度变化这个物理量？

d．某物体沿直线向东运动，原来的速度是5m/s，2s后速度减小到3m/s，求2s内物体速度变化。

④如何探究物体作匀速圆周运动时，在Δt时间内的速度变化？

分析：有了同一直线上速度变化的铺垫后，讨论物体做匀速圆周运动速度的变化就比较自然了，为了给向心加速度方向的学习打好基础，可以通过小组协作，进一步完成下列思考题，使同学们认识到：时间间隔起短，速度变化的方向起接近半径方向。（多媒体屏幕投影）

a．物体沿半径为1m的轨道做匀速圆周运动，线速度大小为，求1s内物体速度变化并画出1s内速度变化的示意图。

b．分别求出上题中物体在0.5s、0.25s内速度变化并画出相应的示意图。

由于没有办法直接利用实验来验证速度变化的方向，所以，我们采用提供思考题的方法，引导同学在合作学习、自主探究中完成。有了速度变化的研究为铺垫，加速度的方向问题就迎刃而解了。

⑤如何探究物体作匀速圆周运动时向心加速度的方向？

分析：由公式可知，加速度的方向与速度变化的方向相同，讨论瞬时加速度方向分成二步：第一步讨论平均加速度方向；第二讨论瞬时加速度方向。可以通过小组讨论，再完成下列思考题：（多媒体屏幕投影）

a．物体沿半径为1m的轨道做匀速圆周运动，线速度大小为，计算物体在1s、0.5s、0.25s内的平均加速度。

b．猜想，作匀速圆周运动的物体，瞬时加速度方向？

（3）探究3从运动学角度探究向心加速度大小

具体可分三步进行（如图所示：）

①提出问题：上题中已计算出物体在1s、0.5s、0.25s内的平均加速度，那个更接近物体的瞬时加速度？如何求瞬时加速度？

②探究活动：由学生通过探究活动找到这样的几何关系式：

③引导同学分析：

④探究活动：向心加速度在实际生活中反映。