《向心加速度》教学设计，本文主要内容关键词为：加速度论文,教学设计论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、教材分析
1.本节是人教版第五章“曲线运动”第6节《向心加速度》。教材把向心加速度安排在线速度和角速度知识之后，使学生对描述匀速圆周运动的几个物理量有了一个大致的了解，为后面学习做好知识储备。
2.教材从了解运动的规律过渡到了解力跟运动关系的规律；把向心加速度放在向心力之前，从运动学的角度，根据加速度的定义式学习向心加速度，认识加速度的本质。
3.教材为了培养学生“实事求是”的“科学态度”，通过观察、感知，从定性到定量，从现象到本质，让一切论述都合乎逻辑，改变了过去从向心力推导向心加速度的教学方式。
二、三维目标
（一）知识与技能
(1)感受匀速圆周运动物体加速度的方向，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、角速度之间的关系。
(3)能运用向心加速度公式求解有关问题。
（二）过程与方法
体验向心加速度的探究过程，领会推导过程中用到的无限趋近、科学类比等研究方法。
（三）情感、态度与价值观
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。
三、教学重点
体验匀速圆周运动中加速度的方向、大小的研究过程，掌握向心加速度公式，并能灵活应用。
四、教学难点
向心加速度方向的判断确定过程和向心加速度公式的应用。
五、教学方法
采用体验、实验、理论探究相结合的教学方法。教师启发引导，学生思考，讨论、交流。
六、教学工具
多媒体辅助教学设备、自制教具、细线、小球、烧杯等。
七、教学过程
（一）新课引入（直观感受）（约8分钟）
教师：（课件展示）模拟地球绕太阳公转，让学生分析地球公转过程中是否受力？然后猜想其受力的方向可能向哪儿？
学生：（分析思考）因为地球在做圆周运动，是变速运动，合力不是零，所以地球一定受到作用力。
猜想：地球受到的力应该是太阳的作用力，受力方向可能指向太阳。
教师：给学生介绍，猜想的这个力的相关知识将在第六章具体学习。（只是使学生对万有引力有一个直观感受，为下一章的学习做好铺垫。）指导学生进行游戏活动（模拟地球绕太阳公转），感受“地球”的受力方向。
学生：一个较胖大的学生站在中间模拟“太阳”，另一个较娇小的学生站在他的身旁模拟“地球”，两人手拉手，“地球”绕“太阳”快速“公转”，体验并与其他同学分享感受：受到指向“太阳”的拉力。
教师：（向学生介绍）地面对人的作用力非常复杂，这里只是粗略感受了“地球”的受力。如果在冰面上会好些，播放视频“双人滑冰”，让学生观察女运动员的运动，“感受”其受力方向。
学生：女运动员一定受到男运动员向里的拉力，否则她一定会滑出去。
教师：再引导学生利用手中器材使小球做匀速圆周运动，抽象物理模型，分析受力情况并且说明下球的合力方向。
学生：学生操作实验（使小球沿烧杯底做匀速圆周运动，用细线拉着小球在桌面上作匀速圆周运动，或者用细线拉着小球作圆锥摆运动等等），抽象物理模型，进行受力分析，说明合力的方向：做匀速圆周运动的小球所受的合力指向圆心。
教师：引导学生分析：以上实例有什么共同特点？从运动情况和受力情况两个方面分析。
学生：都是匀速圆周运动，合力的方向都指向轨道圆心，加速的也指向圆心。
教师：（设置问题）仅通过以上实例，能否得出普遍性结论：所有匀速圆周运动物体的加速度都指向圆心呢？
学生：仅根据个别实例不能得出这样的普遍性结论。
教师：既然根据个别实例不能得出普遍结论，那么就应该从一般情境入手，根据加速度的定义进行理论探究。
（二）理论探究（约25分钟）
教材“做一做”部分，视学生实际情况，合理取舍、灵活安排。
1.向心加速度方向探究
教师：设置问题(1)：加速度的定义式是怎样的？定义式中各量的物理意义是什么？引导学生分析。
教师：设置问题(2)：加速度的方向与定义式中哪个物理量有关？是什么关系？
教师：研究加速度方向，就得从研究速度变化量的方向开始。
创设情境：（画图）作匀速圆周运动的轨迹，在从A点运动到B点的过程中，运动速度发生了变化。结合平行四边形定则，引导学生由矢量相减过渡到矢量相加，分析如何用有向线段表示速度的变化量
。
教师：如何研究瞬时加速度的方向呢？引导学生小组活动，利用“自制教具”分析瞬时加速度的方向。
学生：小组利用“自制教具”讨论研究，展示研究结果：△t无限趋近于零时，A、B两点无限靠近，
的夹角△φ无限趋近于零，△v无限趋近于与v垂直，即沿半径方向，并且指向圆心。
教师：该结论是结合一般性情景，从加速度的定义式入手进行研究得到的，是一个普遍性规律。做匀速圆周运动的物体的加速度一定指向圆心。我们把这个指向轨道圆心的加速度，叫做向心加速度。
定义式
不仅定义了加速度的方向，也定义了加速度的大小。我们再据此研究向心加速度的大小。
2.向心加速度大小探究
教师：引导学生分析：在圆周运动中弧长与半径和圆心角的关系，类比在矢量三角形中，若顶角很小时，底边近似看作弧长，可有
。然后引导学生根据加速度的定义式，研究向心加速度的瞬时值表达式。
学生：在教师的引导下，小组讨论交流。
展示成果：
。（可实物投影，或拍照展示。）
教师：向心加速度的表达式：
中的各物理量的意义是什么？
图2
学生：其中v是质点的线速度，ω是角速度。
教师：而半径r是描述圆周运动的常用物理量，我们能否用半径表示向心加速度呢？各小组用已有知识进行进一步的研究。
学生：小组交流讨论。
教师：这些关系式反映了瞬时向心加速度大小的影响因素。以下情境中，加速度与各物理量之间存在怎样的关系呢？
（三）感受新知（约10分钟）
教师：安排学生分组研究“例1”：
例1 甲乙两个物体都做匀速直线运动，以下各种情况哪个物体的向心加速度比较大呢？
A.甲乙线速度相同，乙的半径小。
B.半径相同，甲的角速度大。
C.角速度相同，乙线速度小。
学生：各学习小组讨论研究，展示结果。（各小组选派代表发言）
教师：点评学生展示情况，进行引导、补充、完善。（点拨：解决这类问题的关键是抓住相同量，选择相应关系式，寻找其他量之间的关系，问题即可解决。）
安排学生分组研究“例2”，展示成果。
例2 一个大轮通过皮带拉着小轮转动，皮带和轮之间无滑动，大轮的半径是3m，小轮的半径是1m，大轮上的一点S离转动轴的距离是2m，大轮角速度是4rad/s。
学生：各学习小组讨论研究，展示结果。
教师：点评学生展示情况，进行引导、补充、完善。（点拨：解决这类问题的关键是抓住相同量，找出已知量、待求量和相同量之间的关系，即可求解。）
（四）课堂小结、布置作业（约2分钟）
教师：让学生概括总结本节的内容，及感受体会。
学生：认真总结概括本节内容及感受、体会。
教师：点评学生展示情况，进行补充、完善。有意识培养学生归纳总结能力。
课后作业：课后“问题与练习”：第3、4题。
八、设计反思
这是一节探究型学习课，以学生的亲身体验感受、小组合作探究学习为主。教学过程主要设计了三大环节：直观感受、理论探究、感受新知。在教学的设计中，教师引导学生体验、感受、质疑、探究，突出体现了教师是主导，学生是主体。注重知识的生成和建构，从定性到定量、从易到难、由简到繁，符合学生的基本认知规律。鉴于本节内容难度较大，实施学生自主探究较为困难，所以在探究环节的设计中，力求增加“台阶”，减小“坡度”，使学生在“小目标”的引导下自主学习，避免了表演式的探究。