5.5向心加速度
设计思路
学生对物体进行受力分析和运动状态的判断已经有了一定的基础,也学习了牛顿三大运动定律,初步具备了以加速度为纽带的运动与力关系的知识体系。本节课通过实验探索匀速圆周运动的规律,再一次帮助学生认识物体的运动及其受力之间的关系。另外,高中阶段是培养学生抽象思维能力和实验探究能力的重要时期,通过教学,使学生经历探索做匀速圆周运动物体的向心力与物体质量、运动半径和角速度的关系的过程,感受科学探究的方法。本次课的探索过程仅仅是众多探索中的一次,经常使学生经历这样的过程,感受过程中的方法,将实现培养学生科学探究能力,提高科学素养的目的。
教材分析
圆周运动是一种常见的运动,通过本节的学习,深入理解其产生原因,并能对日常生活中圆周运动问题有正确的理解和判断。这部份知识是本章的重点,学好这部份知识,又可以为学习万有引力的应用做好必要的准备。
教学中不宜采用矢量推导的方法先导出向心加速度的公式,再由向心加速导出向心力公式。而是通过大量的事实,说明做匀速圆周运动的物体始终需要一个指向圆心的力---向心力的作用,再通过实验证明该向心力大小F=mrω2,进而由牛顿第二定律得出向心加速度的公式a=rω2。
教学目标
一、知识与技能
理解向心力和向心加速度的概念,知道向心力的大小与哪些因素有关。能运用向心力和向心加速度的公式解答简单的有关问题。
二、过程与方法
(1)经历形成向心力概念的过程,培养学生观察、分析、归纳能力。
(2)经历探索向心力F与哪些因素有关的过程,学习控制变量法,感受科学探究过程中部分环节,培养学生分析论证等能力。
三、情感态度与价值观
发展学生对科学的好奇心与求知欲,培养学生参与活动的热情,和与他人合作的精神。
教学方法
(1)采用讨论教学法,例举学生熟知的相关事实,引导学生分析、归纳这些事实的共性特点,建立向心力的概念。