高中物理加速度教案
發(fā)表時間:2020-07-10人教版高一物理下學期《向心加速度》知識點復習。
一名優(yōu)秀的教師在每次教學前有自己的事先計劃,教師在教學前就要準備好教案,做好充分的準備。教案可以讓學生更好的吸收課堂上所講的知識點,有效的提高課堂的教學效率。我們要如何寫好一份值得稱贊的教案呢?下面是小編精心為您整理的“人教版高一物理下學期《向心加速度》知識點復習”,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
人教版高一物理下學期《向心加速度》知識點復習
名稱:加速度
1.定義:速度的變化量Δv與發(fā)生這一變化所用時間Δt的比值。
2.公式:a=Δv/Δt
3.單位:m/s^2(米每二次方秒)
4.加速度是矢量,既有大小又有方向。加速度的大小等于單位時間內速度的增加量;加速度的方向與速度變化量ΔV方向始終相同。特別,在直線運動中,如果速度增加,加速度的方向與速度相同;如果速度減小,加速度的方向與速度相反。
5.物理意義:表示質點速度變化的快慢的物理量。
舉例:假如兩輛汽車開始靜止,均勻地加速后,達到10m/s的速度,A車花了10s,而B車只用了5s。它們的速度都從0m/s變?yōu)?0m/s,速度改變了10m/s。所以它們的速度變化量是一樣的。但是很明顯,B車變化得更快一樣。我們用加速度來描述這個現象:B車的加速度(a=Δv/t,其中的Δv是速度變化量)
加速度計構造的類型
A車的加速度。
顯然,當速度變化量一樣的時候,花時間較少的B車,加速度更大。也就說B車的啟動性能相對A車好一些。因此,加速度是表示速度變化的快慢的物理量。
注意:
1.當物體的加速度保持大小和方向不變時,物體就做勻變速運動。如自由落體運動,平拋運動等。
當物體的加速度方向與初速度方向在同一直線上時,物體就做直線運動。如豎直上拋運動。
當物體的加速度方向與初速度方向在同一直線上時,物體就做直線運
2.加速度可由速度的變化和時間來計算,但決定加速度的因素是物體所受合力F
和物體的質量M。
3.加速度與速度無必然聯系,加速度很大時,速度可以很小;速度很大時,加速度也可以很小。例如:炮彈在發(fā)射的瞬間,速度為0,加速度非常大;以高速直線勻速行駛的賽車,速度很大,但是由于是勻速行駛,速度的變化量是零,因此它的加速度為零。
4.加速度為零時,物體靜止或做勻速直線運動(相對于同一參考系)。任何復雜的運動都可以看作是無數的勻速直線運動和勻加速運動的合成。
5.加速度因參考系(參照物)選取的不同而不同,一般取地面為參考系。
6.當運動的方向與加速度的方向之間的夾角小于90°時,即做加速運動,加速度是正數;反之則為負數。
特別地,當運動的方向與加速度的方向之間的夾角恰好等于90°時,物體既不加速也不減速,而是勻速率的運動。如勻速圓周運動。
7.力是物體產生加速度的原因,物體受到外力的作用就產生加速度,或者說力是物體速度變化的原因。說明
當物體做加速運動(如自由落體運動)時,加速度為正值;當物體做減速運動(如豎直上拋運動)時,加速度為負值。
8.加速度的大小比較只比較其絕對值。物體加速度的大小跟作用力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.
向心加速度
向心加速度(勻速圓周運動中的加速度)的計算公式:
a=rω^2=v^2/r
說明:a就是向心加速度,推導過程并不簡單,但可以說仍在高
科里奧利加速度
科里奧利加速度
中生理解范圍內,這里略去了。r是圓周運動的半徑,v是速度(特指線速度)。ω(就是歐姆的小寫)是角速度。
這里有:v=ωr.
1.勻速圓周運動并不是真正的勻速運動,因為它的速度方向在不斷的變化,所以說勻速圓周運動只是勻速率運動的一種。至于說為什么叫他勻速圓周運動呢?可能是大家說慣了不愿意換了吧。
2.勻速圓周運動的向心加速度總是指向圓心,即不改變速度的大小只是不斷地改變著速度的方向。
重力加速度
地球表面附近的物體因受重力產生的加速度叫做重力加速度,也叫自由落體加速度,用g表示。
重力加速度g的方向總是豎直向下的。在同一地區(qū)的同一高度,任何物體的重力加速度都是相同的。重力加速度的數值隨海拔高度增大而減小。當物體距地面高度遠遠小于地球半徑時,g變化不大。而離地面高度較大時,重力加速度g數值顯著減小,此時不能認為g為常數
距離面同一高度的重力加速度,也會隨著緯度的升高而變大。由于重力是萬有引力的一個分力,萬有引力的另一個分力提供了物體繞地軸作圓周運動所需要的向心力。物體所處的地理位置緯度越高,圓周運動軌道半徑越小,需要的向心力也越小,重力將隨之增大,重力加速度也變大。地理南北兩極處的圓周運動軌道半徑為0,需要的向心力也為0,重力等于萬有引力,此時的重力加速度也達到最大。
由于g隨緯度變化不大,因此國際上將在緯度45°的海平面精確測得物體的重力加速度g=9.80665m/s^2;作為重力加速度的標準值。在解決地球表面附近的問題中,通常將g作為常數,在一般計算中可以取g=9.80m/s^2。理論分析及精確實驗都表明,隨緯度增大,重力加速度g的數值逐漸增大。如:
赤道g=9.780m/s^2
廣州g=9.788m/s^2
武漢g=9.794m/s^2
上海g=9.794m/s^2
東京g=9.798m/s^2
北京g=9.801m/s^2
紐約g=9.803m/s^2
莫斯科g=9.816m/s^2
北極地區(qū)g=9.832m/s^2
注:月球面的重力加速度約為1.62m/s^2,約為地球重力的六分之一。
勻加速直線動動的公式
1.勻加速直線運動的位移公式:
s=V0t+(at^2)/2=(vt^2-v0^2)/2a=(v0+vt)t/2
2.勻加速直線運動的速度公式:
vt=v0+at
3.勻加速直線運動的平均速度(也是中間時刻的瞬時速度):
v=(v0+vt)/2
其中v0為初速度,vt為t時刻的速度,又稱末速度。
4.勻加速度直線運動的幾個重要推論:
(1)V末^2-V初^2=2as(以初速度方向為正方向,勻加速直線運動,a取正值;勻減速直線運動,a取負值。)
(2)AB段中間時刻的即時速度:
Vt/2=(v初+v末)/2
(3)AB段位移中點的即時速度:
Vs/2=[(v末^2+v初^2)/2]^(1/2)
(4)初速為零的勻加速直線運動,在1s,2s,3s……ns內的位移之比為1^2:2^2:3^2……:n^2;
(5)在第1s內,第2s內,第3s內……第ns內的位移之比為1:3:5……:(2n-1);
(6)在第1米內,第2米內,第3米內……第n米內的時間之比為1:2^(1/2):3^(1/2):……:n^(1/n)
(7)初速無論是否為零,勻變速直線運動的質點,在連續(xù)相鄰的相等的時間間隔內的位移之差為一常數:△s=aT^2(a一勻變速直線運動的加速度T一每個時間間隔的時間)。
(8)豎直上拋運動:上升過程是勻減速直線運動,下落過程是勻加速直線運動.全過程是初速度為VO,加速度為g的勻減速直線運動.
加速度-加速運動與減速運動
物體運動時,如果加速度不為零,則處于加速狀態(tài)。若加速度大于零,則為正加速;若加速度小于零,則為負加速(即速度減至0后反向加速)。(提示:物理中的符號不同于數學中的符號,在+、-號只代表是的標量,在物理中+、-號部分代表單純的標量,還有部分還代表的像方向啦什么的矢量)
V=v末—v初
加速度公式:a=△V/△t
加速度-曲線加速運動
在加速度保持不變的時候,物體也有可能做曲線運動。比如,當你把一個物體沿水平方向用力拋出時,你會發(fā)現,這個物體離開桌面以后,在空中劃過一條曲線,落在了地上。
物體在出手以后,受到的只有豎直向下的重力,因此加速度的方向和大小都不改變。但是物體由于慣性還在水平方向上以出手速度運動。這時,物體的速度方向與加速度方向就不在同一直線上了。物體就會往力的方向偏轉,劃過一條往地面方向偏轉的曲線。
但是這個時候,由于重力大小不變,因此加速度大小也不變。物體仍然做的是勻加速運動,但不過是勻加速曲線運動。
加速度-小問題——加速度單位的來歷
根據我們高中的課本描述,有加速度a=(Δv)/(Δt)=(v1-v2)/t,因為速度(v)的單位是m/s,時間(t)的單位是s,于是將m/s與s相除,得到的就是它的單位:m/s^2.
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向心力:
(1)向心力是改變物體運動方向,產生向心加速度的原因.
(2)向心力的方向指向圓心,總與物體運動方向垂直,所以向心力只改變速度的方向.
(3)根據牛頓運動定律,向心力與向心加速度的因果關系是,兩者方向恒一致:總是與速度垂直、沿半徑指向圓心.
(4)對于勻速圓周運動,物體所受合外力全部作為向心力,故做勻速圓周運動的物體所受合外力應是:大小不變、方向始終與速度方向垂直.
向心力公式:
(1)由公式a=ω2r與a=v2/r可知,在角速度一定的條件下,質點的向心加速度與半徑成正比;在線速度一定的條件下,質點的向心加速度與半徑成反比.
(2)做勻速圓周運動的物體所受合外力全部作為向心力,故物體所受合外力應大小不變、方向始終與速度方向垂直;合外力只改變速度的方向,不改變速度的大小.根據公式,倘若物體所受合外力F大于在某圓軌道運動所需向心力,物體將速率不變地運動到半徑減小的新圓軌道里(在那里,物體的角速度將增大),使物體所受合外力恰等于該軌道上所需向心力,可見物體在此時會做靠近圓心的運動;反之,倘若物體所受合外力小于在某圓軌道運動所需向心力,“向心力不足”,物體運動的軌道半徑將增大,因而逐漸遠離圓心.如果合外力突然消失,物體將沿切線方向飛出,這就是離心運動.
向心力公式解決實際問題:
根據公式求解圓周運動的動力學問題時應做到四確定:
(1)確定圓心與圓軌跡所在平面;
(2)確定向心力來源;
(3)以指向圓心方向為正,確定參與構成向心力的各分力的正、負;
(4)確定滿足牛頓定律的動力學方程.
做圓周運動物體所受的向心力和向心加速度的關系同樣遵從牛頓第二定律:Fn=man在列方程時,根據物體的受力分析,在方程左邊寫出外界給物體提供的合外力,右邊寫出物體需要的向心力(可選用等各種形式)。
向心加速度
總課題曲線運動總課時第7課時
課題向心加速度課型新授課
教
學
目
標知識與技能
1.理解速度變化量和向心加速度的概念,
2.知道向心加速度和線速度、角速度的關系式.
3.能夠運用向心加速度公式求解有關問題.
過程與方法
體會速度變化量的處理特點,體驗向心加速度的導出過程,領會推導過程中用到的數學方法,教師啟發(fā)、引導.學生自主閱讀、思考,討論、交流學習成果.
情感、與價值觀
培養(yǎng)學生思維能力和分析問題的能力,培養(yǎng)學生探究問題的熱情,樂于學習的品質.特別是“做一做”的實施,要通過教師的引導讓學生體會成功的喜悅.
教學
重點理解勻速圓周運動中加速度的產生原因,掌握向心加速度的確定方法和計算公式.
教學
難點向心加速度方向的確定過程和向心加速度公式的推導與應用.
學法
指導自主閱讀、合作探究、精講精練、
教學
準備用細線拴住的小球
教學
設想預習導學→學生初步了解本節(jié)內容→合作探究→突出重點,突破難點→典型例題分析→鞏固知識→達標提升
通過前面的學習,我們已經知道,做曲線運動的物體速度一定是變化的.即使是我們上一堂課研究的勻速圓周運動,其方向仍在不斷變化著.換句話說,做曲線運動的物體,一定有加速度.圓周運動是曲線運動,那么做圓周運動的物體,加速度的大小和方向如伺寒確定呢?
教學過程
師生互動補充內容或錯題訂正
任務一預習導學
(認真閱讀教材p13-p15,獨立完成下列問題)
1、請同學們看兩例:
(1)圖1中的地球受到什么力的作用?這個力可能沿什么方向?
(2)圖2中的小球受到幾個力的作用?這幾個力的合力沿什么方向?
2、請同學們再舉出幾個類似的做圓周運動的實例,并就剛才討論的類似問題進行說明.
3、做勻速圓周運動的物體所受的力或合外力指向圓心,所以物體的加速度也指向圓心.在理論上,分析速度方向的變化,可以得出結論:“任何做勻速圓周運動的物體的加速度方向都指向”
4、進一步的分析表明,由a=△v/△可以導出向心加速度大小的表達式:
aN=,aN=
任務二合作探究
1、速度變化量
請在圖中標出速度變化量△v
2、向心加速度方向理論分析
(請同學們閱讀教材p18頁“做一做”欄目,并思考以下問題:)
(1)在A、B兩點畫速度矢量vA和vB時,要注意什么?
(2)將vA的起點移到B點時要注意什么?
(3)如何畫出質點由A點運動到B點時速度的變化量△V?
(4)△v/△t表示的意義是什么?
(5)△v與圓的半徑平行嗎?在什么條件下.△v與圓的半徑平行?
(6)△v的延長線并不通過圓心,為什么說這個加速度是“指向圓心”的?
3、學生思考并完成課本第19頁“思考與討論”欄目中提出的問題:
從公式an=v2/r看,向心加速度an與圓周運動的半徑r成反比;從公式an=ω2r看,向心加速度an與半徑r成正比。這兩個結論是否矛盾?請從以下兩個角度討論這個問題。
(1)在y=kx這個關系中,說y與x成正比,前提是什么?
(2)自行車的大齒輪、小齒輪、后輪三個輪子的半徑不一樣,它們的邊緣有三個點A、B、C,其中哪些點向心加速度的關系是用于“向心加速度與半徑成正比”,哪些點是用于“向心加速度與半徑成反比”?作出解釋
例:如圖所示,一個大輪通過皮帶拉著小輪轉動,皮帶和兩輪之間無相對滑動,大輪的半徑是小輪半徑的2倍,大輪上的一點S離轉動軸的距離是半徑的1/3。當大輪邊緣上的P點的向心加速度是0.12m/S2時,大輪上的S點和小輪邊緣上的Q點的向心加速度各為多大?
練習:如圖,A、B、C三輪半徑之比為3∶2∶1,A與B共軸,B與C用不打滑的皮帶輪傳動,則A、B、C三輪的輪緣上各點的線速度大小之比為______,角速度大小之比為________,轉動的向心加速度大小之比為__________.
任務三達標提升
1.下列關于向心加速度的說法中,正確的是………………………()
A.向心加速度的方向始終與速度的方向垂直
B.向心加速度的方向保持不變
C.在勻速圓周運動中,向心加速度是恒定的
D.在勻速圓周運動中,向心加速度的大小不斷變化
2.甲、乙兩個物體都做勻速圓周運動.轉動半徑比為3:4,在相同的時間里甲轉過60圈時,乙轉過45圈,則它們所受的向心加速度之比為……………………()
A.3:4B.4;3C.4:9D.9:16
3.如圖的皮帶傳動裝置中………………………()
A.A點與C點的角速度相同,所以向心加速度也相同
B.A點半徑比C點半徑大,所以A點向心加速度大于C點向心加速度
C.A點與B點的線速度相同,所以向心加速度相同
D.B點與C點的半徑相同,所以向心加速度也相同
4.關于做勻速圓周運動的物體的線速度、角速度、周期與向心加速度的關系,下列說法中正確的是()
A.角速度大的向心加速度一定大
B.線速度大的向心加速度一定大
C.線速度與角速度乘積大的向心加速度一定大
D.周期小的向心加速度一定大
5、(雙選)如圖所示為質點P、Q做勻速圓周運動的向心加速度隨半徑變化的圖線.表示質點P的圖線是雙曲線,表示質點Q的圖線是過原點的一條直線.由圖線可知()
A.質點P的線速度大小不變?
B.質點P的角速度大小不變?
C.質點Q的角速度不變??
D.質點Q的線速度大小不變?
6、于向心加速度的物理意義,下列說法正確的是()
A它描述的是線速度方向變化的快慢?B.它描述的是期變化快慢
C它是線速度大小變化的快慢?D.它描述的是角速度變化的快慢?
7、某變速箱中有甲、乙、丙三個齒輪,如圖所示,其半徑分別為r1、r2、r3,若甲輪的角速度為ω,則丙輪邊緣上某點的向心加速度為()
A.B.
C.D.
8、如圖所示傳送裝置中,三個輪的半徑分別為R,2R,4R;則圖中A,B,C各點的線速度之比為;角速度之比為;加速度之比為。
高一物理教案:《向心力 向心加速度》教學設計
一名優(yōu)秀的教師就要對每一課堂負責,教師要準備好教案,這是教師工作中的一部分。教案可以讓學生們能夠更好的找到學習的樂趣,幫助授課經驗少的教師教學。你知道怎么寫具體的教案內容嗎?下面是小編為大家整理的“高一物理教案:《向心力 向心加速度》教學設計”,希望能為您提供更多的參考。
高一物理教案:《向心力 向心加速度》教學設計
教學目標
知識目標
1、知道什么是向心力,什么是向心加速度,理解勻速圓周運動的向心力和向心加速度大小不變,方向總是指向圓心.
2、知道勻速圓周運動的向心力和向心加速度的公式,會解答有關問題.
能力目標
培養(yǎng)學生探究物理問題的習慣,訓練學生觀察實驗的能力和分析綜合能力.
情感目標
培養(yǎng)學生對現象的觀察、分析能力,會將所學知識應用到實際中去.
教學建議
教材分析
教材先講向心力,后講向心加速度,回避了用矢量推導向心加速度這個難點,通過實例給出向心力概念,再通過探究性實驗給出向心力公式,之后直接應用牛頓第二定律得出向心加速度的表達式,順理成章,便于學生接受.
教法建議
1、要通過對物體做圓周運動的實例進行分析入手,從中引導啟發(fā)學生認識到:做圓周運動的物體都必須受到指向圓心的力的作用,由此引入向心力的概念.
2、對于向心力概念的認識和理解,應注意以下三點:
第一點是向心力只是根據力的方向指向圓心這一特點而命名的,或者說是根據力的作用效果來命名的,并不是根據力的性質命名的,所以不能把向心力看做是一種特殊性質的力.
第二點是物體做勻速圓周運動時,所需的向心力就是物體受到的合外力.
第三點是向心力的作用效果只是改變線速度的方向.
3、讓學生充分討論向心力大小,可能與哪些因素有關?并設計實驗進行探究活動.
4、講述向心加速度公式時,不僅要使學生認識到勻速圓周運動是向心加速度大小不變,向心加速度方向始終與線速度垂直并指向圓心的變速運動,在這里還應把“向心力改變速度方向”與在直線運動中“合外力改變速度大小”聯系起來,使學生全面理解“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”的含義,再結合無論速度大小或方向改變,物體都具有加速度,使學生對“力是物體產生加速度的原因”有更進一步的理解.
教學設計方案
向心力、向心加速度
教學重點:向心力、向心加速度的概念及公式.
教學難點:向心力概念的引入
主要設計:
一、向心力:
(一)讓學生討論汽車急轉彎時乘客的感覺.
(二)展示圖片1.鏈球做圓周運動需要向心力.〔全日制普通高級中學教科書(試驗修定本·必修)物理.第一冊98頁〕
(三)演示實驗:做圓周運動的小球受到繩的拉力作用.
(四)讓學生討論,猜測向心力大小可能與哪些因素有關?如何探究?引導學生用“控制變量法”進行探索性實驗.(用向心力演示器實驗)
演示1:半徑r和角速度 一定時,向心力 與質量m的關系.
演示2:質量m和角速度 一定時,向心力 與半徑r的關系.
演示3:質量m和半徑r一定時,向心力 與角速度 的關系.
給出 進而得在 .
(五)討論向心力與半徑的關系:
向心力究竟與半徑成正比還是反比?提醒學生注意數學中的正比例函數 中的k應為常數.因此,若m、 為常數 據 知 與r成正比;若m、v為常數,據 可知 與r成反比,若無特殊條件,不能說向心力 與半徑r成正比還是成反比.
二、向心加速度:
(一)根據牛頓第二定律
得:
(二)討論勻速圓周運動中各個物理量是否為恒量:
v T f
探究活動
感受向心力
在一根結實的細繩的一端拴一個橡皮塞或其他小物體,掄動細繩,使小物體做圓周運動(如圖).依次改變轉動的角速度、半徑和小物體的質量.
體驗一下手拉細繩的力(使小球運動的向心力),在下述幾種情況下,大小有什么不同:使橡皮塞的角速度 增大或減小,向心力是變大,還是變小;改變半徑r盡量使角速度保持不變,向心力怎樣變化;換個橡皮塞,即改變橡皮塞的質量m,而保持半徑r和角速度 不變,向心力又怎樣變化.
做這個實驗的時候,要注意不要讓做圓周運動的橡皮塞甩出去,碰到人或其他物體.
向心加速度教學設計
一名合格的教師要充分考慮學習的趣味性,作為教師就需要提前準備好適合自己的教案。教案可以讓學生更容易聽懂所講的內容,幫助教師營造一個良好的教學氛圍。所以你在寫教案時要注意些什么呢?經過搜索和整理,小編為大家呈現“向心加速度教學設計”,相信能對大家有所幫助。
向心加速度教學設計
一、教學目標1.知識目標(1)理解向心加速度的概念;知道勻速圓周運動中產生向心加速度的原因;(2)知道在變速圓周運動中,可用公式求質點在圓周上某一點的向心加速度。2.能力目標(1)理解向心加速度公式的確切含義,并能用來進行計算;(2)懂得物理學中常用的研究方法,培養(yǎng)學生的學習能力和研究能力。3.德育目標
通過a與r及ω、v之間的關系,使學生明確任何一個結論都有其成立的條件。
二、教學重點、難點分析1.重點:向心加速度的概念。知道加速度的大小a=rω2=v2/r,并能用來進行計算。2.難點:勻速圓周運動的向心加速度都是大小不變,方向在時刻改變。
三、教學策略講授法、歸納法、推理法。三、教學建議1教材處理1)重點理解向心加速度的觀念,明確它的意義、作用、公式及其變形.2)難點運用向心加速度知識解釋有關現象,解釋有關問題.3)疑點l向心加速度起什么作用?l怎樣進行多因素影響的分析?(控制變量法,可以略講)4)解決辦法l充分利用實驗說明問題l充分利用推理說明問題5)欄目處理意見l48頁的“思考與討論”可作為本章的引入,l50頁的“思考與討論”是本節(jié)的難點,不作為重點,引導用極限思想進行處理。l51頁“做一做”是一個沒有實驗的探究活動,它給出了提示,讓學生自己嘗試去做。2?學生學習指導(1)向心加速度概念的建立首先要領會它的方向指向圓心,可以用動力學的觀點進行理解,但要建立科學的思維方法。(2)引導學生去網站查閱向心加速度的幾種推導方法或老師給向心加速度推導方法的資料,指導他們學習和領會.3學習資源l人民教育出版社教材《必修2》l向心力演示器影視四、教學過程設計1引言圓周運動是變速運動,所以一定受力的作用,因此會產生加速度,本節(jié)我們探討勻速圓周運動的加速度。分組討論“思考與討論”的問題2速度變化量首先介紹勻速直線運動的速度改變,在介紹勻速圓周運動的速度改變。3向心加速度方向:利用動畫《圓周運動的加速度》動態(tài)演示加速度的方向,體會極限的思想推導:結合《做一做》分組推導由于三角形AOB與矢量三角形相似,所以可以由此推導出加速度的
根據的關系,向心加速度有如下的計算公式:
當線速度v一定時,向心加速度與半徑成反比,當角速度w一定時,向心加速度與半徑成正比。