《向心加速度》教學(xué)設(shè)計(jì)
8.我們已經(jīng)知道，作曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度一定是變化的，一定有加速度。圓周運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，那么做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，加速度的大小和方向如何來(lái)確定呢？下面我們共同來(lái)探討這個(gè)問(wèn)題。
1.仔細(xì)觀察后回答：張丹、張昊的運(yùn)動(dòng)做圓周運(yùn)動(dòng)。
2.認(rèn)真聽老師講解，并聯(lián)系實(shí)際積極思考。
3.認(rèn)真思考，討論、交流后，積極發(fā)表見解。
①由于慣性，球離手后失去手的拉力，將保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。所以飛出時(shí)沿切線。
②球離手后靠重力做拋體運(yùn)動(dòng)。球離手后也受力，做的是斜拋運(yùn)動(dòng)，離手前則做圓周運(yùn)動(dòng)。可見手的拉力與圓周運(yùn)動(dòng)之間有關(guān)聯(lián)。鏈球轉(zhuǎn)得越快，人就越站立不穩(wěn)。可見手的拉力大小與圓周運(yùn)動(dòng)的快慢有關(guān)。
③轉(zhuǎn)彎是曲線運(yùn)動(dòng)（其他學(xué)生補(bǔ)充：在這里就是圓周運(yùn)動(dòng)，不是平拋）使支持力的方向不再是豎直向上的，說(shuō)明支持力的方向與圓周運(yùn)動(dòng)有關(guān)；而且轉(zhuǎn)得越厲害，坡度就越大。
進(jìn)行新課
感知加速度的方向
1.投影圖5.6－1和圖5.6－2以及對(duì)應(yīng)的問(wèn)題。圖2中地球受到什么力的作用？這個(gè)力可能沿什么方向？圖2中小球受到幾個(gè)力的作用？這幾個(gè)力的合力沿什么方向？
3.提出問(wèn)題：我們這節(jié)課要研究的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度，上面兩個(gè)例題卻在研究物體所受的力，為什么呢？
4.指導(dǎo)學(xué)生用細(xì)線和小球做實(shí)驗(yàn)。分組用細(xì)線拉小鋼球、小木球讓其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，改變小球的轉(zhuǎn)速、細(xì)線的長(zhǎng)度多做幾次。
5.提出問(wèn)題：是不是由此可以得出結(jié)論：“任何物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度都指向圓心”？
6.指出：暫時(shí)不能，因?yàn)樯厦嬷谎芯苛擞邢薜膶?shí)例，還難以得出一般性的結(jié)論。然而這樣的研究十分有益，因?yàn)樗鼜?qiáng)烈地向我們提示了問(wèn)題的答案，給我們指出了方向，但是我們具體研究時(shí)仍要從加速度的定義來(lái)進(jìn)行（）。下面我們將對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的加速度方向作一般性的討論。
1.認(rèn)真觀看交流后回答：圖1中地球受到指向太陽(yáng)的引力作用。圖2中小球受到重力、支持力和繩子的拉力三個(gè)力的作用，其合力即為繩子的拉力，方向指向圓心。
2.根據(jù)牛頓第二定律可知，知道了物體所受的合外力，就可以知道物體的加速度，這樣就可以通過(guò)力來(lái)研究加速度吧。牛頓第二定律告訴我們，物體的加速度方向總是和它的受力方向一致，這個(gè)關(guān)系不僅對(duì)直線運(yùn)動(dòng)正確，對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)也同樣正確。所以先通過(guò)研究力來(lái)感知加速度，特別是加速度的方向。
3.在教師的指導(dǎo)下做實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，充分感知做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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。
速度的變化量
1.出示例題：向東做加速運(yùn)動(dòng)，初速度5m/s，末速度8m/s ，試畫出速度的改變量。某物體向東做減速運(yùn)動(dòng)，初速度8m/s，末速度5m/s，試畫出速度的改變量。
2.引導(dǎo)學(xué)生在練習(xí)本上畫出物體加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度變化量δv的圖示。
第一步：分別在a點(diǎn)和b點(diǎn)作出速度矢量va和vb，由于是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，va和vb的長(zhǎng)度是一樣的。
第二步：將va的起點(diǎn)移到vb 的起點(diǎn)；末速度v2不在同一直線上的變化量δv。
第三步：在圖上畫出速度改變量△v。
3.問(wèn)：速度的變化量是矢量還是標(biāo)量？從以上兩例我們知道速度改變量可以怎樣畫法？如果初速度v1和末速度v2不在同一直線上，如何表示速度的變化量δv？