优秀教案系列
第3节向心加速度
教学分析
教学分析
教学目标
1.理解匀速圆周运动是变速曲线运动,具有加速度,完善运动与相互作用的物理观念。
2.围绕加速度的运动学定义,着重研究匀速圆周运动的速度变化量,通过讨论几种不同时间间隔的速度矢量图分析归纳加速度的方向,计算、推理、猜想、论证加速度的大小,经历由简单到复杂、由特殊到一般的科学推理和论证过程,提高数形结合、数理结合解决问题的能力,体会极限的科学思维方法。
3.运用数字化实验仪器验证向心加速度的大小,通过问题、证据、解释和交流完成科学实验过程,提高使用数字化实验设备解决问题的能力。
4.通过经历科学探究和感悟科学思维的过程,让学生感受科学探索之魅力。
教学重难点
重点:掌握向心加速度方向的确定方法和计算公式。
难点:理解匀速圆周运动中加速度的产生原因,运用运动学公式推导向心加速度的方向和大小。
教学方法
小组合作探究法、图解法、讲授法、讨论法、实验法
课时安排
1课时
教学准备
白纸、三角板、圆规、马克笔、多媒体辅助教学设备、学案等
教学
教学设计
教学环节
教学过程
设计意图
评价维度
一、课前
准备
[课前练习]复习速度变化量的概念,画速度变化量矢量图,并完成相关练习。
练习1:求直线运动中的速度变化量Δv并画出矢量图。
(1)v1=3m/s,水平向右;v2=5m/s。
(2)v1=5m/s,水平向右;v2=3m/s。
练习2:一物体做平抛运动的初速度为v0=10m/s,g取10m/s2。
(1)求1秒末物体的速度v1。
(2)用平行四边形定则作图求1s内速度变化量Δv。
(3)运用加速度定义式求解加速度。
练习3:物体做匀速圆周运动,角速度ω=π6rad/s,半径R=1m。某时刻物体处于A点,2s后物体第一次到达B点。用平行四边形定则作图求这2s内的速度变化量Δv
复习速度变化量的概念,画速度变化量矢量图。
能否对由简单到复杂的物理问题进行分析和推理,获得结论并作出解释,能否运用数学方法顺利解决物理问题,深入探究问题。
二、课堂
引入
[情境引入]展示几种做匀速圆周运动的实例:
[视频展示]地球的公转模拟动画(或中国空间站在轨飞行)。
[实验展示]在光滑平面上用细线拴住的做匀速圆周运动的小球(或在做匀速圆周运动的圆盘上随盘一起转动的火柴盒)。
[提出问题]做匀速圆周运动的物体,速度变化吗?是否存在加速度?要想研究加速度,都需要研究哪些内容?
[学生回答]做匀速圆周运动的物体,速度大小不变,方向改变;存在加速度。要想研究加速度,主要研究加速度的大小和方向。
[教师总结]板书呈现课题,配合课件使用,引导学生进入本课的学习过程,明确本课的基本教学目标。
通过师生问答促进深度思考,引入学习主题。
能否理解加速度这一物理概念存在的意义。
续表
教学环节
教学过程
设计意图
评价维度
三、科学推
理与科学
论证:匀速
圆周运动
的加速度
方向
[提出问题]匀速圆周运动的加速度方向是什么?
[师生对话]加速度是描述速度变化快慢的物理量,定义式是什么?
根据定义式a=ΔvΔt,加速度a
[情境设问]物体做匀速圆周运动,在时间Δt内由位置A运动到位置B,它在A、B两个位置的速度矢量是vA和vB,物体的速度变化量Δv如何表示?
[教师示范]
作图法一:
将矢量vA平移至与矢量vB同一个起点,连接两个矢量的箭尾,指向被减数vB
作图法二:
因为Δv=vB?vA=vB+(-vA),将矢量-
[师生互动]
按照加速度定义,Δv与Δt的比值表示加速度a,这样得到的加速度是否就是tA时刻的瞬时加速度?(否)
瞬时加速度与平均加速度哪个更能精确描述匀速圆周运动速度变化的快慢?(瞬时加速度)
要想精确描述tA时刻速度变化的快慢,应该怎样做?(时间Δt取得短一些)
[合作探究]物体做匀速圆周运动由位置A到位置B,请运用矢量运算法则作图,画出不同时间间隔Δt内的速度变化量Δv。
时间Δt
Δt=
Δt=
Δt=
Δt=
Δt=
用三角形法则画
出速度的变化量
[展示成果]每个小组先共同合作完成一个时间间隔的作图,完成后台前展示。学有余力的同学完成后在学案图表中完成其他时间间隔的作图。
通过分组作图讨论几种不同时间间隔的速度矢量图,分析归纳匀速圆周运动加速度方向随时间间隔不断减小的变化趋势,得出匀速圆周运动的加速度方向。
对所设计的探究问题进行观察归纳、分析和推理,获得结论并作出解释;能否恰当使用证据证明物理结论;能否对已有结论提出有依据的质疑,采用不同方式分析解决物理问题;认识到物理研