向心加速度的物理知識(shí)點(diǎn)
在現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)生活中，大家都背過(guò)不少知識(shí)點(diǎn)，肯定對(duì)知識(shí)點(diǎn)非常熟悉吧！知識(shí)點(diǎn)就是“讓別人看完能理解”或者“通過(guò)練習(xí)我能掌握”的內(nèi)容。相信很多人都在為知識(shí)點(diǎn)發(fā)愁，下面是小編精心整理的向心加速度的物理知識(shí)點(diǎn)，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。
向心加速度的物理知識(shí)點(diǎn) 1
目錄
1.向心加速度定義
2.向心加速度公式
3.向心力與向心加速度
1.向心加速度定義
質(zhì)點(diǎn)作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，指向瞬時(shí)曲率中心的加速度就是向心加速度。向心加速度是反映圓周運(yùn)動(dòng)速度方向變化快慢的物理量。向心加速度只改變速度的方向，不改變速度的大小。由牛頓第二定律，力的作用會(huì)使物體產(chǎn)生一個(gè)加速度。合外力提供向心力，向心力產(chǎn)生的加速度就是向心加速度。可能是實(shí)際加速度，也可能是物體實(shí)際加速度的一個(gè)分加速度。向心加速度是反映圓周運(yùn)動(dòng)速度方向變化快慢的物理量。向心加速度只改變速度的方向，不改變速度的大小。
2.向心加速度公式
上式中，an表示向心加速度，F(xiàn)n表示向心力，m表示物體質(zhì)量，v表示物體圓周運(yùn)動(dòng)的線速度（切向速度），w表示物體圓周運(yùn)動(dòng)的角速度，T表示物體圓周運(yùn)動(dòng)的周期，f表示物體圓周運(yùn)動(dòng)的頻率，R表示物體圓周運(yùn)動(dòng)的半徑。
3.向心力與向心加速度
一、概述
本節(jié)課是高一魯科版物理必修2第四章的內(nèi)容，課時(shí)是二節(jié)課，本教案是關(guān)于第一課時(shí)向心力的內(nèi)容。學(xué)生在前面學(xué)習(xí)了物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，學(xué)習(xí)了對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的描述，而且在必修1中也學(xué)習(xí)了牛頓運(yùn)動(dòng)定律。這節(jié)課作為這些知識(shí)的綜合應(yīng)用的具體例子，通過(guò)分析理解向心力的概念，掌握向心力的來(lái)源，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出向心力大小的公式。
二、教學(xué)目標(biāo)分析
（一）知識(shí)與技能
1、知道什么是向心力，理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小不變，方向總是指向圓心；
2、知道向心力的來(lái)源；
3、知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力的公式，會(huì)解答有關(guān)問(wèn)題；
4、養(yǎng)成探究物理問(wèn)題的習(xí)慣，養(yǎng)成觀察實(shí)驗(yàn)的能力和分析綜合能力。
（二）過(guò)程與方法
1、要通過(guò)對(duì)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例進(jìn)行分析入手，從而認(rèn)識(shí)到：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體都必須受到指向圓心的.力的作用，由此理解向心力的概念；
2、通過(guò)充分討論向心力來(lái)源、向心力大小可能與哪些因素有關(guān)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究活動(dòng)；
3、能通過(guò)思考交流，體驗(yàn)探究與合作學(xué)習(xí)。
（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀
1、領(lǐng)略到物理就在自己的身邊，體驗(yàn)自然界的奇妙與和諧，發(fā)展好奇心與求知欲；
2、在探究合作過(guò)程中，增強(qiáng)探究意識(shí)與合作意識(shí)，增強(qiáng)與人交流的意識(shí)；
3、養(yǎng)成敢于發(fā)表自己觀點(diǎn)，既堅(jiān)持原則又尊重他人的良好習(xí)慣；
4、意識(shí)到物理規(guī)律在現(xiàn)實(shí)生活中的重要作用，增強(qiáng)對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣；
5、在用實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論的過(guò)程中，逐步樹立嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和正確的認(rèn)識(shí)觀。
三、學(xué)習(xí)者特征分析
1、學(xué)生是本校的高一學(xué)生；
2、學(xué)生為高一的孩子，好奇心強(qiáng)，具有較強(qiáng)的探究欲望；
3、學(xué)生有過(guò)多次的小組合作經(jīng)驗(yàn)；
4、學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件及描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量；
5、學(xué)生能夠進(jìn)行牛頓運(yùn)動(dòng)定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用；
6、學(xué)生在平常的學(xué)習(xí)和生活中已經(jīng)接觸到過(guò)一些零碎的關(guān)于物體做圓周運(yùn)動(dòng)的例子；
7、學(xué)生有一些摩擦力與運(yùn)動(dòng)方向相反的錯(cuò)誤觀念。
8、學(xué)生會(huì)從向心力三個(gè)字的字面先入為主認(rèn)為這是某個(gè)新的力。
四、教學(xué)策略選擇與設(shè)計(jì)
·情景創(chuàng)設(shè)策略：運(yùn)用生活中與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的情景，設(shè)計(jì)問(wèn)題，設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)，組織教學(xué)內(nèi)容，提出有啟發(fā)性的引申問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，積極地參與到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)猜想、探究規(guī)律的學(xué)習(xí)當(dāng)中。
·探究引導(dǎo)策略：探討式學(xué)習(xí)；教師啟發(fā)引導(dǎo)
·自主合作探究式學(xué)習(xí)策略：建立小組討論、交流、合作的課堂氛圍
五、教學(xué)資源與工具設(shè)計(jì)
·魯科版新課標(biāo)教材高中物理必修2
·相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材，單擺小球、向心力演示器、鋼球、木球。
·專門為本課設(shè)計(jì)的多媒體課件
·多媒體教室
六、教學(xué)過(guò)程
課前：播放課件中有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的視頻。
導(dǎo)入新課
復(fù)習(xí)提問(wèn)
物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件？
勻速圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)、特點(diǎn)？
為了描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)，我們引入了哪些物理量？
描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量之間的關(guān)系？
導(dǎo)入
我們剛才通過(guò)視頻觀看了多種圓周運(yùn)動(dòng)，圓周運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的物體肯定有一個(gè)不為0的合外力，它的合外力會(huì)不會(huì)有什么特點(diǎn)呢？本節(jié)我們就從動(dòng)力學(xué)角度來(lái)進(jìn)一步研究圓周運(yùn)動(dòng)中較簡(jiǎn)單的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
二．新課教學(xué)
㈠向心力
[實(shí)驗(yàn)并模擬]
利用桌上的單擺小球，手執(zhí)繩的一端使小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
觀察小球運(yùn)動(dòng)情況、分析小球受力特點(diǎn)（請(qǐng)同學(xué)單獨(dú)回答）。
[設(shè)疑引申]
如繩子突然斷開，小球還能維持圓周運(yùn)動(dòng)嗎？繩子的拉力有什么特點(diǎn)？這個(gè)力的方向跟速度方向有何關(guān)系？
[學(xué)生互相討論]
從方向上看，這個(gè)力的方向時(shí)刻在變，且始終指向圓心，始終跟速度方向垂直（半徑與切線垂直）。
向心力：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的指向圓心的合外力。
師：向心力的作用是什么？
生：改變速度的方向，不改變速度的大小。
師：向心力是不是一個(gè)方向不變的力？
生：不是。
利用課件模擬各種做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，請(qǐng)學(xué)生對(duì)其進(jìn)行受力分析。從而理解各種情況下物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。
[過(guò)渡]
向心力的方向時(shí)刻在變，那大小呢？向心力的大小會(huì)與哪些因素有關(guān)？先讓我們通過(guò)親身體驗(yàn)來(lái)猜想一下。
[學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)]
1、分組用細(xì)線拉小鋼球、小木球讓其在桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，改變小球的轉(zhuǎn)速，細(xì)線的長(zhǎng)度多做幾次。由自己的感覺(jué)猜測(cè)向心力的大小與哪些因素有關(guān)。
2、讓學(xué)生做課本圖4－17的實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)向心力。
[猜測(cè)結(jié)論歸納]
向心力的大小可能與物體的質(zhì)量、角速度、線速度、半徑有關(guān)。
[過(guò)渡]
那么猜想是否正確呢？它們之間定量的關(guān)系又會(huì)怎樣？下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)（控制變量法）。
[演示]
逐一介紹向心力演示器的構(gòu)造和使用方法（所需的向心力由擋板來(lái)提供）。
首先對(duì)照?qǐng)D片和實(shí)物來(lái)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)儀器，①轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，用手搖動(dòng)就帶動(dòng)②、③變速塔輪轉(zhuǎn)動(dòng)，塔輪有3層，第一層塔輪左右半徑相等，第二層塔輪半徑之比為2：1，地三層塔輪半徑之比為4：1，塔輪上面有一個(gè)長(zhǎng)槽和一個(gè)短槽，長(zhǎng)槽的上面有兩個(gè)小檔片，第一個(gè)檔片到圓心的長(zhǎng)度為第二個(gè)檔片到圓心長(zhǎng)度的一半，等于短槽上的檔片到圓心的長(zhǎng)度，我們對(duì)小檔片施加一個(gè)力可以看到，通過(guò)⑥橫臂的杠桿作用使彈簧測(cè)力筒⑦下降，從而露出標(biāo)尺⑧，標(biāo)尺上露出的紅白相間等分格子數(shù)可以顯示力的大小，現(xiàn)在我們把小球放在槽上，然后勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如果沒(méi)有檔板，小球會(huì)飛出，所以小球的向心力有檔板對(duì)小球的彈力提供，而同時(shí)小球會(huì)給檔板一個(gè)同樣大小的力，這個(gè)力的大小又通過(guò)紅白格子表現(xiàn)出來(lái)，所以兩球向心力的大小的比值就能得出。
操作方法：
用質(zhì)量不同的鋼球和鋁球，使它們的運(yùn)動(dòng)半徑和角速度相同，觀察并分析向心力與物體質(zhì)量之間的關(guān)系。
用兩個(gè)質(zhì)量相同的小球，保持小球轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑相同，觀察并分析向心力與角速度之間的關(guān)系。
用兩個(gè)質(zhì)量相同的小球，保持小球運(yùn)動(dòng)的角速度相同，觀察并分析向心力與運(yùn)動(dòng)半徑之間的關(guān)系。
[總結(jié)歸納]
大家的猜想正確
具體關(guān)系
r、ω相同，m1：m2=F1：F2=1：2
m、r相同，ω1：ω2=1：2 F1：F2=1：4
m、ω相同，r1：r2=F1：F2=1：2
當(dāng)m、r、ω都采用國(guó)際單位制時(shí)，我們能得到向心力的定量計(jì)算公式F=mrω2，將公式ω=v/r代入可以得到向心力的另一表達(dá)式F=mv2/r。
三、小結(jié)
本節(jié)從力的角度研究了勻速圓周運(yùn)動(dòng)，知道了向心力的概念、特點(diǎn)、作用效果，以及各種情況向心力的來(lái)源，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了向心力的大小。
四、作業(yè)
復(fù)習(xí)本節(jié)、預(yù)習(xí)下節(jié)
教材72頁(yè)第3、5題。
觀察日常生活所見(jiàn)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)并用今天所學(xué)的知識(shí)去解釋。
七、教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)
本節(jié)課體現(xiàn)新課程教學(xué)要求，把評(píng)價(jià)的側(cè)重點(diǎn)放在學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)上，圍繞學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)來(lái)評(píng)價(jià)；充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，使評(píng)價(jià)具有客觀性和可操作性，便于掌握和應(yīng)用。
今天有關(guān)初中物理知識(shí)點(diǎn)：向心加速度的相關(guān)內(nèi)容就介紹到這里了。
向心加速度的物理知識(shí)點(diǎn) 2
方向始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直，方向時(shí)刻改變，不論加速度a的大小是否變化，a的方向是時(shí)刻改變的，所以圓周運(yùn)動(dòng)一定是變加速運(yùn)動(dòng)。可理解為做圓周運(yùn)動(dòng)物體加速度在指向圓心方向上的分量。
向心加速度是矢量，因?yàn)樗姆较驘o(wú)時(shí)無(wú)刻不在改變
公式：a向=rω^2=v^2/r=4π^2r/T^2
所有做曲線運(yùn)動(dòng)的物體都有向心加速度，向心加速度反映線速度方向變化的快慢。
向心加速度又叫法向加速度，意思是指向曲線的法線方向的加速度。
當(dāng)物體的速度大小也發(fā)生變化時(shí)，還有沿軌跡切線方向也有加速度，叫做切向加速度。
向心加速度的方向始終與速度方向垂直，也就是說(shuō)線速度始終沿曲線切線方向。
高中物理向心加速度的思維誤區(qū)
(1)在比較各種物理關(guān)系的問(wèn)題中，通常要先找出明顯的相同量或不同量，然后借關(guān)系式推導(dǎo)出其它量的關(guān)系。
(2)①誤認(rèn)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度恒定不變，所以是勻變速運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上，合力方向時(shí)刻指向圓心，加速度是時(shí)刻變化的。②據(jù)公式an=v/r，誤認(rèn)為an與v成正比，與半徑r成反比;只有在半徑r確定時(shí)才能判斷an與v或an與w的關(guān)系。③誤認(rèn)為做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度一定指向圓心。只有做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體其加速度才指向圓心，做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體存在一個(gè)切向加速度，所以不指向圓心。
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