確定向心加速度方向的過程，了解向心加速度的公式。
教學(xué)活動(dòng) 活動(dòng)1 [簡(jiǎn)介] 活動(dòng)1
總結(jié)上一課所學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量，如線速度、角速度、轉(zhuǎn)速等，并通過提問激發(fā)學(xué)生對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的思考：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)嗎？討論后預(yù)測(cè)學(xué)生得出的結(jié)論。通過播放地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的視頻，讓學(xué)生直觀地感受圓周運(yùn)動(dòng)。即使我們無法判斷大小是否發(fā)生了變化，但它的方向是不斷變化著的，所以它是一種變速運(yùn)動(dòng)。既然是變速運(yùn)動(dòng)，就一定有加速度，從而引出本課所講的內(nèi)容。
活動(dòng)二【講座】預(yù)告內(nèi)容引導(dǎo)
教師通過結(jié)合課本的思考、討論，幫助學(xué)生理解物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，力的可能方向。
請(qǐng)閱讀課本第20頁，回答以下問題：
（1）圖 5.5-1 中，什么力作用于地球？該力的方向是什么？
學(xué)生：太陽的引力指向太陽。
（2）圖5.5-2中的小球受到多少個(gè)力的作用？這些力的合力方向是什么？
生：小球受到重力、支撐力、繩子的拉力三種力的作用，它們的方向都指向圓心。
老師通過分析，得出：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力或合外力指向圓心，根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律，物體的加速度方向也指向圓心。
活動(dòng)三【講座】教學(xué)內(nèi)容指導(dǎo)
通過前面的分析，我們知道向心加速度的方向指向圓心。那么它的方向會(huì)改變嗎？通過一顆人造地球衛(wèi)星以速度v繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)畫出不同時(shí)刻的加速度方向。從太空的角度，我們可以感知到向心加速度是一個(gè)變量，雖然我們不知道它的大小是否變化，但至少它的方向是時(shí)刻在變化的。所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)不是勻速加速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榧铀俣炔皇呛愣ǖ摹２煌奈锢砹坑胁煌奈锢硪饬x。那么向心加速度體現(xiàn)的是什么物理量呢？從力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系來討論，如果力的方向垂直于速度方向，力只能改變速度的大小，力越大，速度方向改變得越快，根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律，向心加速度也越大。所以，向心加速度是描述質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向改變快慢的物理量。 通過人造地球衛(wèi)星以速度v繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了向心加速度的特點(diǎn)，并通過分析得出了向心加速度的物理意義，為下一環(huán)節(jié)定性討論向心加速度的大小做了鋪墊。
活動(dòng)四【講座】教學(xué)內(nèi)容指導(dǎo)
向心加速度計(jì)算公式是本課的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。課本利用相似三角形和極限知識(shí)，通過對(duì)速度變化的理解來推導(dǎo)公式，但對(duì)于基礎(chǔ)比較薄弱的學(xué)生來說，難度較大。因此，我采取了直接給出向心加速度計(jì)算公式，再?gòu)膬蓚€(gè)角度定性理解a與v，a與r的關(guān)系的教學(xué)方式。學(xué)生在理解公式和公式中各個(gè)物理量意義的同時(shí)，也加深了記憶。
思考討論： 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度與其線速度v和軌道半徑r的關(guān)系。
（請(qǐng)畫圖感受一下）
（1）若v一定，r越大，在時(shí)間△t內(nèi)速度方向的變化越小，即單位時(shí)間內(nèi)速度方向的變化越慢。因此，當(dāng)v一定時(shí)，r越大，a越減小。
（2）若r一定，v越大，在△t時(shí)間內(nèi)速度方向的變化越大，單位時(shí)間內(nèi)速度方向的變化越快。因此，當(dāng)r一定時(shí)，a隨v的增大而增大。
討論后，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)上節(jié)所學(xué)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的描述，以及勻速圓周運(yùn)動(dòng)中各物理量之間的關(guān)系，推導(dǎo)出向心加速度大小的其他表達(dá)式。
活動(dòng)五【活動(dòng)】思考與討論
1、學(xué)生思考并回答教材第22頁“思考與討論”欄中的問題：由公式an=v2/r可知，圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度a與半徑r成反比；由公式an=ω2r可知，向心加速度an與半徑r成正比。這兩個(gè)結(jié)論是否矛盾？通過本題，學(xué)生可以進(jìn)一步理解控制變量法。
2、理論聯(lián)系實(shí)際：通過播放我校航天員翟志剛乘坐神舟七號(hào)太空行走的視頻，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和愛國(guó)熱情。結(jié)合“神舟五號(hào)”、“神舟六號(hào)”、“神舟十號(hào)”的發(fā)射，進(jìn)一步了解我國(guó)航天科研的快速發(fā)展，進(jìn)一步增強(qiáng)民族自信心和民族自豪感，讓學(xué)生學(xué)習(xí)英雄戰(zhàn)勝困難的精神，進(jìn)一步增加學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。最后，討論計(jì)算我校航天員翟志剛在太空行走時(shí)的線速度和向心加速度。
2008年9月27日，在神舟七號(hào)飛船進(jìn)行第29次軌道運(yùn)行之際，地面指揮部決定確認(rèn)航天員翟志剛、劉伯明執(zhí)行航天出艙任務(wù)。經(jīng)過多方狀態(tài)檢查和確認(rèn)，當(dāng)神舟七號(hào)飛船進(jìn)入遠(yuǎn)望三號(hào)船測(cè)控區(qū)時(shí)，北京航天飛控中心于16時(shí)34分向航天員發(fā)出出艙指令。16時(shí)35分，翟志剛費(fèi)了九牛二虎之力才打開軌道艙艙門，穿著我國(guó)研制的“飛天”號(hào)艙外航天服，以頭朝下的方式進(jìn)行出艙。整個(gè)出艙過程持續(xù)25分23秒，其中太空行走19分35秒，總里程9165公里，航天出艙獲得成功。 據(jù)媒體報(bào)道，神舟七號(hào)飛行高度340公里，飛行周期90分鐘，繞地球半徑6400公里。那么，請(qǐng)您估算一下神舟七號(hào)的飛行速度是多少？它的圓周運(yùn)動(dòng)加速度是多??少？
活動(dòng)6【練習(xí)】練習(xí)與測(cè)試
課堂上完成這三道題，并針對(duì)向心加速度的大小和方向進(jìn)行進(jìn)一步的討論，以掌握本節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí)。
1. 下列關(guān)于向心加速度的說法中，哪一個(gè)是正確的？
A.向心加速度的方向永遠(yuǎn)垂直于速度方向 B.向心加速度的方向不變
C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度恒定 D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度的大小不斷變化
2. 關(guān)于物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度、角速度、周期與向心加速度之間的關(guān)系，下列說法正確的是？
A.角速度大時(shí)，向心加速度必定也大。B.線速度大時(shí)，向心加速度必定也大。
C.線速度與角速度的乘積較大時(shí)，向心加速度必定較大 D.周期較小時(shí)，向心加速度必定較大
3、物體A、B都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的自轉(zhuǎn)半徑之比為3：4，同一時(shí)刻，當(dāng)物體A旋轉(zhuǎn)60圈時(shí)，物體B旋轉(zhuǎn)45圈，則它們的向心加速度之比為（）
A. 3:4B. 4；3C. 4:9D. 9:16
活動(dòng)7【講座】
指導(dǎo)和組織學(xué)生復(fù)習(xí)本節(jié)知識(shí)：
本課的主要內(nèi)容為：向心加速度的定義、向心加速度的方向、向心加速度的物理意義、向心加速度的計(jì)算方法。本課的重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了向心加速度的方向和向心加速度的計(jì)算方法。
并給予板書。
5.向心加速度
課程設(shè)計(jì) 課堂記錄
5.向心加速度
1. 第一學(xué)期教學(xué)目標(biāo)
1. 知識(shí)和技能
1. 知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，其加速度指向圓心——向心加速度。
2、了解向心加速度的表達(dá)式，能根據(jù)問題情況選取合適的向心加速度表達(dá)式并進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。
3、了解勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度的分析方法。
2. 流程與方法
體驗(yàn)驗(yàn)證向心加速度大小的過程，理解討論中用到的數(shù)學(xué)思想。
3.情感態(tài)度和價(jià)值觀
1、通過對(duì)加速方向的探索和討論，培養(yǎng)學(xué)生探究問題的能力。
2.通過a、v、w、v之間關(guān)系的討論，讓學(xué)生明白每一個(gè)結(jié)論都有其成立的條件，培養(yǎng)科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式。
教學(xué)重點(diǎn)
了解勻速圓周運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生加速度的原因，掌握向心加速度的測(cè)定方法及計(jì)算公式
學(xué)習(xí)難度
確定向心加速度方向的過程，了解向心加速度的公式。
教學(xué)活動(dòng) 活動(dòng)1 [簡(jiǎn)介] 活動(dòng)1
總結(jié)上一課所學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量，如線速度、角速度、轉(zhuǎn)速等，并通過提問激發(fā)學(xué)生對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的思考：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)嗎？討論后預(yù)測(cè)學(xué)生得出的結(jié)論。通過播放地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的視頻，讓學(xué)生直觀地感受圓周運(yùn)動(dòng)。即使我們無法判斷大小是否發(fā)生了變化，但它的方向是不斷變化著的，所以它是一種變速運(yùn)動(dòng)。既然是變速運(yùn)動(dòng)，就一定有加速度，從而引出本課所講的內(nèi)容。
活動(dòng)二【講座】預(yù)告內(nèi)容引導(dǎo)
教師通過結(jié)合課本的思考、討論高中物理知識(shí)：向心加速度，幫助學(xué)生理解物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，力的可能方向。
請(qǐng)閱讀課本第20頁，回答以下問題：
（1）圖 5.5-1 中，什么力作用于地球？該力的方向是什么？
學(xué)生：太陽的引力指向太陽。
（2）圖5.5-2中的小球受到多少個(gè)力的作用？這些力的合力方向是什么？
生：小球受到重力、支撐力、繩子的拉力三種力的作用，它們的方向都指向圓心。
老師通過分析，得出：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力或合外力指向圓心，根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律貝語網(wǎng)校，物體的加速度方向也指向圓心。
活動(dòng)三【講座】教學(xué)內(nèi)容指導(dǎo)
通過前面的分析，我們知道向心加速度的方向指向圓心。那么它的方向會(huì)改變嗎？通過一顆人造地球衛(wèi)星以速度v繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)畫出不同時(shí)刻的加速度方向。從太空的角度，我們可以感知到向心加速度是一個(gè)變量，雖然我們不知道它的大小是否變化，但至少它的方向是時(shí)刻在變化的。所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)不是勻速加速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榧铀俣炔皇呛愣ǖ摹２煌奈锢砹坑胁煌奈锢硪饬x。那么向心加速度體現(xiàn)的是什么物理量呢？從力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系來討論，如果力的方向垂直于速度方向，力只能改變速度的大小，力越大，速度方向改變得越快，根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律，向心加速度也越大。所以，向心加速度是描述質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向改變快慢的物理量。 通過人造地球衛(wèi)星以速度v繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了向心加速度的特點(diǎn)，并通過分析得出了向心加速度的物理意義，為下一環(huán)節(jié)定性討論向心加速度的大小做了鋪墊。
活動(dòng)四【講座】教學(xué)內(nèi)容指導(dǎo)
向心加速度計(jì)算公式是本課的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。課本利用相似三角形和極限知識(shí)，通過對(duì)速度變化的理解來推導(dǎo)公式，但對(duì)于基礎(chǔ)比較薄弱的學(xué)生來說，難度較大。因此，我采取了直接給出向心加速度計(jì)算公式，再?gòu)膬蓚€(gè)角度定性理解a與v，a與r的關(guān)系的教學(xué)方式。學(xué)生在理解公式和公式中各個(gè)物理量意義的同時(shí)，也加深了記憶。
思考討論： 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度與其線速度v和軌道半徑r的關(guān)系。
（請(qǐng)畫圖感受一下）
（1）若v一定，r越大，在時(shí)間△t內(nèi)速度方向的變化越小，即單位時(shí)間內(nèi)速度方向的變化越慢。因此，當(dāng)v一定時(shí)，r越大，a越減小。
（2）若r一定，v越大，在△t時(shí)間內(nèi)速度方向的變化越大，單位時(shí)間內(nèi)速度方向的變化越快。因此，當(dāng)r一定時(shí)，a隨v的增大而增大。
討論后，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)上節(jié)所學(xué)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的描述，以及勻速圓周運(yùn)動(dòng)中各物理量之間的關(guān)系，推導(dǎo)出向心加速度大小的其他表達(dá)式。
活動(dòng)五【活動(dòng)】思考與討論
1、學(xué)生思考并回答教材第22頁“思考與討論”欄中的問題：由公式an=v2/r可知高中物理知識(shí)：向心加速度，圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度a與半徑r成反比；由公式an=ω2r可知，向心加速度an與半徑r成正比。這兩個(gè)結(jié)論是否矛盾？通過本題，學(xué)生可以進(jìn)一步理解控制變量法。
2、理論聯(lián)系實(shí)際：通過播放我校航天員翟志剛乘坐神舟七號(hào)太空行走的視頻，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和愛國(guó)熱情。結(jié)合“神舟五號(hào)”、“神舟六號(hào)”、“神舟十號(hào)”的發(fā)射，進(jìn)一步了解我國(guó)航天科研的快速發(fā)展，進(jìn)一步增強(qiáng)民族自信心和民族自豪感，讓學(xué)生學(xué)習(xí)英雄戰(zhàn)勝困難的精神，進(jìn)一步增加學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。最后，討論計(jì)算我校航天員翟志剛在太空行走時(shí)的線速度和向心加速度。
2008年9月27日，在神舟七號(hào)飛船進(jìn)行第29次軌道運(yùn)行之際，地面指揮部決定確認(rèn)航天員翟志剛、劉伯明執(zhí)行航天出艙任務(wù)。經(jīng)過多方狀態(tài)檢查和確認(rèn)，當(dāng)神舟七號(hào)飛船進(jìn)入遠(yuǎn)望三號(hào)船測(cè)控區(qū)時(shí)，北京航天飛控中心于16時(shí)34分向航天員發(fā)出出艙指令。16時(shí)35分，翟志剛費(fèi)了九牛二虎之力才打開軌道艙艙門，穿著我國(guó)研制的“飛天”號(hào)艙外航天服，以頭朝下的方式進(jìn)行出艙。整個(gè)出艙過程持續(xù)25分23秒，其中太空行走19分35秒，總里程9165公里，航天出艙獲得成功。 據(jù)媒體報(bào)道，神舟七號(hào)飛行高度340公里，飛行周期90分鐘，繞地球半徑6400公里。那么，請(qǐng)您估算一下神舟七號(hào)的飛行速度是多少？它的圓周運(yùn)動(dòng)加速度是多??少？
活動(dòng)6【練習(xí)】練習(xí)與測(cè)試
課堂上完成這三道題，并針對(duì)向心加速度的大小和方向進(jìn)行進(jìn)一步的討論，以掌握本節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí)。
1. 下列關(guān)于向心加速度的說法中，哪一個(gè)是正確的？
A.向心加速度的方向永遠(yuǎn)垂直于速度方向 B.向心加速度的方向不變
C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度恒定 D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度的大小不斷變化
2. 關(guān)于物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度、角速度、周期與向心加速度之間的關(guān)系，下列說法正確的是？
A.角速度大時(shí)，向心加速度必定也大。B.線速度大時(shí)，向心加速度必定也大。
C.線速度與角速度的乘積較大時(shí)，向心加速度必定較大 D.周期較小時(shí)，向心加速度必定較大
3、物體A、B都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的自轉(zhuǎn)半徑之比為3：4，同一時(shí)刻，當(dāng)物體A旋轉(zhuǎn)60圈時(shí)，物體B旋轉(zhuǎn)45圈，則它們的向心加速度之比為（）
A. 3:4B. 4；3C. 4:9D. 9:16
活動(dòng)7【講座】
指導(dǎo)和組織學(xué)生復(fù)習(xí)本節(jié)知識(shí)：
本課的主要內(nèi)容為：向心加速度的定義、向心加速度的方向、向心加速度的物理意義、向心加速度的計(jì)算方法。本課的重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了向心加速度的方向和向心加速度的計(jì)算方法。
并給予板書。
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標(biāo)簽：向心力、加速度、教學(xué)設(shè)計(jì)、一等獎(jiǎng)