《人教版(2019)高中物理必修二教案》6.3向心加速度 教案

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6.3 向心加速度
〖教材分析〗
本内容从问题引入，从动力学角度来学习向心加速度。首先从上节学习的
向心力入手，根据牛顿第二定律，得出了向心加速度的概念和方向。对于向心
加速度公式的获得根据学生的认知规律和教学实际，采取了直接告知的方式，
对于一些学有余力的同学可以引导他们对课本中的“拓展学习”部分进行课下
自学，以满足他们的求知欲。利用思考与讨论，设置物理情景，加强学生对物
理概念呢的理解，并且会运用已有知识去解决新问题，从而让学生获得成就感。
〖教学目标与核心素养〗
物理观念：树立运动观念，知道向心加速度的表达式，会选择合适的公式
用来进行简单的计算。
科学思维：从共线速度的变化，到有夹角速度变化量的处理特点，体验有
从特殊到普遍的原理。
科学探究：领会推导过程中用到的相似三角形的数学方法和极限的思想。
科学态度与责任：培养学生思维能力和分析问题的能力，培养学生探究问
题的品质。
〖教学重点与难点〗
重点：1.理解匀速圆周运动中加速度的产生原因。
2.掌握向心加速度的确定方法和计算公式。
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。
〖教学准备〗
多媒体课件，带绳子的小球等。
〖教学过程〗
一、新课引入
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？(播放动图）
二、新课教学
（一）匀速圆周运动的加速度方向
观察这个圆周运动，前面我们就学过了线速度是个矢量，
有大小和方向，在这里线速度的大小是不变的，但是方向时刻
1
在变化。根据加速度的定义式 可知，只要有速度的变化就一定会有加速
度。
不同于直线的加速度，要么与速度同向做加速运动，要么反方做减速运动，
加速度与速度共线的时候，改变速度大小。现在的加速度不改变速度的大小，
只改变速度的方向。
问题 1：这个加速速度的方向沿哪里呢？
受力分析可知，合力的方向总是指向圆心。根据牛顿第二
定律 F = ma，物体运动的加速度方向与它所受合力的方向相
同。 因此，物体做匀速圆周运动时的加速度总指向圆心，我
们把它叫作向心加速度。
结论：匀速圆周运动的加速度总指向圆心。
①加速度总是指向圆心，且与速度方向垂直。
正是因为它与速度时刻垂直，所以向心加速度才改变速度的方向，不改变
大小。又因为始终指向圆心，所以
②向心加速度的方向时刻改变的，是个变量。
问题 2：向心加速度的大小是怎么样的呢？
（二）匀速圆周运动的加速度大小
上一节我们学习了向心力大小的表达式。根据牛顿第二定律 F = ma 和向心
力表达式 ,可得出向心加速度的大小，那么我们上节课学习过的向心力的公式
分别是，
→F = ma→
同样的有线速度适用于传动，有角速度的适用于轴动。
思考与讨论
从公式 看，线速度一定时，向心加速度与圆周运动的半径
2
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