人教版高中物理必修2第五章 曲线运动5. 向心加速度 教案(2).docx

教学准备 1. 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。2. 教学重点/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。3. 教学用具 多媒体、板书4. 标签 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：anr(v2)；an2r.(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vv2v1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anr(v2)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an2r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2an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r13r，r22r，r34r；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，合加速度既有沿切线方向的分量，又有指向圆心方向的分量，其