高中物理必修2《向心加速度》教案.doc

高中物理必修2向心加速度教案 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。 教学重难点 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。 教学工具 多媒体、板书 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 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. 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： (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v=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 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=2r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，v、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