6.3向心加速度 教案-2020-2021学年【新教材】人教版高中物理必修第二册

1、6.3 向心加速度教学目标：（一）知识与技能1、理解向心加速度的概念。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。（二）过程与方法1、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。 2、教师启发、引导学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果（三）情感态度与价值观1、培养学生思维能力和分析问题的能力。2、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：重点：1、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。2、向心加速度方向的确定过程

2、和向心加速度公式的推导与应用。难点：1、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过程：一、导入新课：天宫二号空间实验室在轨飞行时，可认为它绕地球做匀速圆周运动。尽管线速度大小不变，但方向却时刻变化，因此，它运动的加速度一定不为 0。那么，该如何确定它在轨飞行时加速度的方向和大小呢?二、讲授新课：1、匀速圆周运动的加速度方向物体做匀速圆周运动时，所受合力提供向心力，合力的方向总是指向圆心，如图 所示。根据牛顿第二定律，物体运动的加速度方向与它所受合力的方向相同。1）向心加速度 定义：做匀速圆周运动的物体加速度指向圆心，这个加速度称为向心加速度 物理意义：描述线速度改变的快慢，只改

3、变线速度方向，不改变其大小。 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。不 论加速度 a 的大小是否变化，a 的方向总是时刻改变的，所以圆周运动一定是变加速运动。n n2）非匀速圆周运动的加速度对于非匀速圆周运动,如图所示。物体加速度的方向不再指向圆心。其中一个分加速度的方向指向 圆心,为向心加速度,仍满足公式 a = v2/r =2r,其作用仍然是改变速度的方向。另一个分加速度改n变速度的大小。画龙点睛:不管物体做什么样的圆周运动,其向心加速度的方向一定指向圆心;在匀速圆周运动中,合 加速度的方向一定指向圆心,在非匀速圆周运动中,合加速度的方向一般不指向圆

4、心。2、匀速圆周运动的加速度大小1）向心加速度的五种表达式2）公式推导:法一:牛顿第二定律法二:加速度的定义(1)物理量:设质点沿半径为 r 的圆周做匀速圆周运动,在某时刻 t 位于 A 点,速度为 v ,经过很短的时A间 t 后运动到 B 点,速度为 v ,把速度矢量 v 和 v 的始端移至一点,求出速度矢量的改变量 v=v -v ,B A B B A如图甲、乙所示。(2)推导过程:图乙中的矢量三角形与图甲中的OAB 是相似三角形,用 v 表示 v 和 v 的大小,用 lA B表示弦 AB 的长度,则有: = ,故 v= v。所以加速度 a = = 。n而当 t 趋近于零时,表示线速度的大小

5、 v,于是得到 a = 。再由 v=r 得 a =2n nr。3）向心加速度与半径的关系:【思考与讨论】从公式a nv 2r看，线速度一定时，向心加速度与圆周运动的半径成反比；从公式 a 2 nr看，角速度一定时，向心加速度与半径成正比。自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点 A、B、C，如图 6.3-2 所示。其中哪两点向心加速度的关系适用于“向心加速度与半径成正比”，哪两点适用于“向心加速度与半径 成反比”？给出解释。B、C 两点在同一轮上，同轴传动时，这两点的角速度相同，由公式 a 2r 知 一定时，向n心加速度与半径成正比。A、B 两点在同一个链条上，两点的线速度大小相同，由 a v2n/r 知 v 一定时，向心加速度与半径成反比。练习：见 ppt【板书设计】6.3 向心加速度一、匀速圆周运动的加速度方向1、向心加速度 定义：做匀速圆周运动的物体加速度指向圆心，这个加速度称为向心加速度 物理意义：描述线速度改变的快慢，只改变线速度方向，不改变其大小。 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。不论加速度 a 的大小是否变化，a 的方向总是时刻改变的，所以圆周运n n动一定是变加速运动。2、非匀速圆周运动的加速度不管物体做什么样的圆周运动 ,