物理《加速度》教案实用3篇

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加速度教案范文1

关键词：隐喻；类比；中学物理；妙用

中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2014）02-0098

所谓的隐喻与类比就是通过一件事物去形象地理解另一件事物，通过这类方法可促进学生在原有认知基础上进行知识的同化与顺应。以下是笔者在教学中碰到的一些真实的教学案例。

案例1：在力的合成与分解教学中，关于合力与分力不能同时存在的问题，笔者在向学生强调了合力与分力具有等效替代作用基础上，打了个比方，教师晚自修值班，临时有事，委托另一教师代岗，那么就值班这件事来说，前一教师与后一教师是等效可替代的，前一个下岗后一个上岗，合力与分力一样，在力的分解时，用分力来等效替代合力，分力上岗，合力下岗，合力与分力不能同时存在。学生在一笑中马上领会。

案例2：在必修一第二章匀速运动教学中，选择题常会出现这样的选项：加速度减小，而物体的速度仍然增大，许多学生往往视之为错项，当你问什么时候加速什么时候减速，学生会异口同声回答，a与v同向时加速a与v反向时减速，但当你解释a与v同向时，虽然a减小，v仍增大，进而再追加一句这是加速度减小的加速运动，学生虽表面上接受，但心里还是很嘀咕：怎么是加速度减小的加速运动？过不了多久，再出现同样的题目，他照样按照自己原有的某种理解方式判断失误，后来我把加速度减小的加速运动（a与v同向）类比为每月到银行存钱的数目（加速度）逐步减小，帐户里的钱总数（速度）在增加，把加速度增大的减速运动（a与v反向）类比为每月到银行取钱的数目（加速度）逐步增大，帐户里的钱总数（速度）在减小，学生心领神会。

案例3：在恒定电流教学中碰到串联电阻分压并联电阻分流时，教师起先必需带动学生推导出分压公式与分流公式，如下图

图1的分压公式为U1=■UU2=■U

图2 的分流公式I1=■II2=■I

笔者对分流公式作了以下类比，好比一大群人面对一条阳光大道、一条羊肠小道时，因阳光大道阻碍少，走的人（分流的人）多，羊肠小道因阻碍大，选择走的人（分流的人）少，学生很容易记住电阻大的支路分到的电流少，电阻小的支路分到的电流大，对利用分压公式在进行解题说明时，笔者又比作几个人合伙做生意赚到钱按投资比例分配，若R1=484欧姆，R2=121欧姆，则R1∶R2=4∶1，总电压U比作赚到的钱，相当于把“钱”总数分成5份（4+1），R1占到4份，R2占到1份，所以R1分到电压为■U，R2分到的电压为■U，若再串联一个电阻R3，如图为

则比例为R1∶R2∶R3，相当于总数分成（R1+ R2+R3）份，电阻R1占到R1份，则UR1=■U，UR2=■U，UR3=■U，这种分压思想便很容易在学生脑中建立，一旦形成，不但对于学生计算起到简化作用，而且在后续电压表的改装及扩程学习中可起到很好作用，甚至在电路的动态分析中照样可起到简化快速作用。

这种隐喻类比思想在研究解决双星系统中行星距离中心点也起到很好效果，如图所示，两颗靠得很近的天体称为双星，它们以两者连线上某点为圆心作匀速圆周运动，这样就不至于由于万有引力而吸引在一起，设两双星质量分别为m和M，两星间距为L，在相互万有引力的作用下，绕它们连线上某点O转动，问它们的轨道半径r1、r2之比是否为它们的质量之反比，及r1、r2分别为多少。解题过程如下：■=Mω2r1■=Mω2r2 Mω2r1=Mω2r2 Mr1=Mr2 ■=■，再问r1=？r2=？学生可不会很快得出答案，只要教师再点拨类比“投资比例分配”思想，因r1∶r2=m∶M，又r1+r2=L，相当于把L分成（m+M）份，所以r1分到■L，r2分到■L。以后类似的计算学生很快得出答案。

案例4：在匀变速直线运动中，利用纸带求物体速度及加速度时，教师常会介绍逐差法求a，如x5-x1 =4aT2，学生会反应不过来，这时教师类比，按顺序指了班中八个学生，假如第二个学生比第一个多二元钱，第三个比第二个多二元钱，依次如下，问学生第三个比第一个多几倍二元钱，第四个比第一个呢，第五个比第一个呢，学生很快得出答案，再反过来问X5比X1多几倍aT2，学生欣然得出答案4 aT2，再提示以后看下标，下标5减去下标1等于4。

案例5：在热学教学中常会碰到利用阿伏加德罗常数进行微量估算，例如这类题：已知铜的密度为×103kg/m3，原子量为64，通过估算可知铜中每个铜原子所占的体积为多少？也就是由宏观量求微观量的质量、体积、直径、个数等，中间联系的桥梁是阿伏加德罗常数，思路是很单一的，但是许多学生竟然特别害怕这类题目，很是让人惊讶，作为物理教师的笔者在感叹这类学生思维能力的如此缺憾之余，不得不另辟蹊径。笔者让高中生先做小学题：一箱苹果总质量为M，总体积为V，苹果个数为n个，则每个苹果的质量，所占的体积分别多少？然后再问知道一摩尔质量一摩尔体积，而一摩尔分子个数为阿伏加德罗常数NA=×1023/mol，则每个分子所占的体积、质量为多少？其别强调一摩尔相当于一箱，摩尔体积相当于一箱总体积，摩尔质量相当于一箱总质量，一个分子相当于一个苹果，引导学生进行这种简单的思维转移与类比，非常有效，并激发了学生信心：什么问题啊――一箱苹果问题。后来学生就把此类问题叫做“一箱苹果”。

又如油膜法测分子直径问题时就一个公式：d=V/S，而学生也总是这会儿记对了一会儿又记成d=S/V，上课时用类比法，如右图：

桶内水体积为V，水桶底面积为S，则这桶水高度为多少？所有学生都知道h=v/s，再紧接着问现在把一滴体积为V的油酸尽可能在水面上扩散形成单分子层油膜，油膜面积为S，则这层油膜厚度也应该为h=v/s，这个厚度h=油膜直径d，学生一般都会听懂，而且记得住

案例6：在学生对物体静止状态是平衡状态与物体瞬时速度为零是否为平衡状态，如小球上升到最高点速度为零，学生总认为速度为零即静止状态为平衡状态，这时候教师采用隐喻教学，最高点速度为零为“曾经拥有”，静止为天长地久，学生会心地笑……

案例7：在变压器教学时，我们会得出输入电压决定输出电压，而输入电流、输入功率却取决于输出电流、输出功率。学生很难接收。笔者打了个比喻，输入电压决定输出电压比作计划经济：供给多少（输入电压）决定消费多少（输出电压），输入电流、输入功率取决于输出电流、输出功率比作市场经济：需求多少（输出功率、输出电流）决定供给多少（输入功率、输入电流）。

案例8：电磁场教学中有以下三对符号：×、・； 、； 、 ，第三对为正负电荷不容易搞错，第一对与第二对符号则容易搞错，第一对表示磁场进出，第二对表示电流进出，为了让学生快速准确记住，采用类比隐喻记忆，电流往往用带绝缘塑料皮的导线传输，所以用带圆圈的点、叉表示，则另一对不带圆圈的点、叉表示磁场。而且用古人射箭比喻来记忆进出，当箭射出离你而去，你看到的应是箭尾：羽毛叉叉（××），就用“ד表示进去，当箭向你射来，你看到的是箭头点点（・・），就用“・”表示出来。

案例9：在热力学第二定律的教学中，凡是涉及热现象的宏观过程都具有方向性问题，教师可举例生活中大量不可逆现象，如果再引用一专家学者：“微观过程可逆，宏观过程不可逆”的现象做出的比喻：一条黑狗身上生满跳蚤，一条黄狗是干净的，两条狗站在一起，跳蚤可以从黑狗身上跳到黄狗身上，可以从黄狗身上跳回黑狗身上，也可以再从黑狗身上跳到黄狗身上，跳蚤跳来跳去相当于微观过程是可逆的；但最后无论是黑狗还是黄狗都不可能是干净的，即从宏观上看，跳蚤从黄狗身上完全跳回黑狗身上，使黄狗重新干净这一宏观过程的逆过程是不可能发生的，则效果更佳。

向心力、向心加速度教学设计2

第五章 曲线运动（五、向心力、向心加速度）

教学目标： 一 知识目标：

1．理解向心加速度和向心力的概念

2．知道匀速圆周运动中产生向心加速度的原因。3．掌握向心力与向心加速度之间的关系。二 能力目标：

1．学会用运动和力的关系分析分题

2．理解向心力和向心加速度公式的确切含义，并能用来进行计算。三 德育目标：

通过a与r及、v之间的关系，使学生明确任何一个结论都有其成立的条件。教学重点：

1．理解向心力和向心加速的概念。

2．知道向心力大小计算。

教学难点：，向心加速的大小，并能用来进行匀速圆周运动的向心力和向心加速度都是大小不变，方向在时刻改变。教学方法：

实验法、讲授法、归纳法、推理法 教学用具：

投影仪、投影片、多媒体、CAI课件、向心力演示器、钢球、木球、细绳 教学步骤： 一 引入新课

1．复习提问（用投影片出示思考题）（1）什么是匀速圆周运动

（2）描述匀速圆周运动快慢的物理量有哪几个？（3）上述物理量间有什么关系？

2．引入：由于匀速云的速度方向时刻在变，所以匀速圆周运动是变速曲线运动。而力是改变物体运动状态的原因。所以做匀速圆周运动的物体所受合外力有何特点？加速度又如何呢？本节课我们就来共同学习这个问题。

二 新课教学

（一）用投影片出示本节课的学习目标： 1．理解什么是向心力和向心加速度 2．知道向心力和向心加速度的求解公式 3．了解向心力的来源

（二）学习目标完成过程 1．向心力的概念及其方向

（1）在光滑水平桌面上，做演示实验

a：一个小球，拴住绳的一端，绳的另一端固定于桌上，原来细绳处于松驰状态 b：用手轻击小球，小球做匀速直线运动 c：当绳绷直时，小球做匀速圆周运动（2）用CAI课件，模拟上述实验过程（3）引导学生讨论、分析：

a：绳绷紧前，小球为什么做匀速圆周运动？

b：绳绷紧后，小球为何做匀速圆周运动？小球此时受到哪些力的作用？合外力是哪个力？这个力的方向有什么特点？这个力起什么作用？

（4）通过讨论得到：

a：做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合力的作用，这个力叫向心力。b：向心力指向圆心，方向不断变化。c：向心力的作用效果──只改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。2．向心力的大小（1）体验向心的大小

a：每组学生发用细线联结的钢球、木球各一个，让学生拉住绳的一端，让小球尽量做匀速圆周运动，改变转动的快慢、细线的长短多做几次。

b：引导学生猜想：向心力可能与物体的质量、角速度、半径有关。

c：过渡：刚才同学们已猜想大向心力可能与m、v、r有关，那么，我们的猜想是否正确呢？下边我们通过实验来检验一下。

（2）a：用实物投影仪，投影向心力演示器。b：介绍向心力演示的构造和使用方法 构造：（略）主要介绍各部分的名称

使用方法：匀速转动手柄1，可以使塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过杠杆的作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等方格可显示出两个球所受向心力的比值。

（3）操作方法：

a：用质量不同的钢球和铝球，使他们运动的半径r和角速度相同观察得到：向心力的大小与质量有关，质量越大，向心力也越大。

b：用两个质量相同的小球，保持运动半径相同，观察向心力与角速度之间的关系

c：仍用两个质量相同的小球，保持小球运动的角速度相同，观察向心力的大小与运动半径之间的关系。

（4）总结得到：向心力的大小与物体质量m、圆周半径r和角速度都有关系，且给出公式：F＝mr2（说明该公式的得到方法，空气变量法、定量测数据）

（5）学生据3．向心加速度 推导向心力的另一表达式

（1）做圆周运动的物体，在向心力F的作用下必然要产生一个加速度，据牛顿运动定律得到：这个加速度的方向与向心力的方向相同，叫做向心加速度。（2）结合牛顿运动定律推导得到

4．说明的几个问题：

（1）由于a向的方向时刻在变，所以匀速圆周运动是瞬时加速度的方向不断改变的变加速运动。（2）做匀速圆周运动的物体，向心力是一个效果力，方向总指向圆心，是一个变力。（3）做匀速圆周运动的物体受到的合外力就是向心力。三 巩固训练

1．向心加速度只改变速度的___________，而不改变速度的____________。

2．一个做匀速圆周运动的物体，当它的转速度为原来的2倍时，它的线速度、向心力分别变为原来的几倍？如果线速度不变，当角速度变为原来的2倍时，它的轨道半径和所受的向心力分别为原来的几倍？ 3．（1）用CAI课件展示思考与讨论中的物理情景（2）分析木块受几个力的作用？各是什么性质的力？（3）木块所受的向心力是由什么提供的？ 四 小结

1．什么是向心力和向心加速度？它们的大小和方向有什么特点？ 2．向心力的求解公式（1）_____（2）_____ 3．向心加速度的求解公式（1）_____（2）_____ 4．匀速圆周运动是一种什么性质的运动？ 五 作业

《向心加速度》教学设计3

教师活动

学生活动

引入新课

1．播放视频欣赏：2009年2月22日进行的大冬会花样滑冰双人滑比赛毫无悬念，我国名将张丹、张昊以195．32分夺得冠军，在家门口收获了他们的大冬会三连冠。

2．提出问题：视频中张丹、张昊的运动做什么运动？

4．展示视频1──链球的运动；视频2──播放一段汽车拐弯的视频。

5．根据学生已有的背景知识，提出下列问题：

①为什么链球离手后会沿直线（切线）飞出，运动员如何控制它飞出的方向？

②离手后球不受任何力的作用吗？

③汽车转弯处路面要做成倾斜的？路面倾斜直接影响到什么力？转弯则表明了什么样的运动状态？

6．教师在每个问题提出后及时组织同学们做简要的分析和讨论。

7．总结归纳：其实这些问题归根到底都是做圆周运动的物体的受力问题！我们知道圆周运动也是曲线运动，曲线运动的条件？──力与速度不在一条直线上，这样力才能改变物体运动的方向。但链球出手后在重力作用下，做的是抛物线运动，而离手前就能做圆周运动，可见圆周运动物体的受力与抛体受力还有不同的地方。本节课要研究的是物体做匀速圆周运动时的加速度，了解物体的受力情况有助于加速度问题的解决。

8．我们已经知道，作曲线运动的物体，速度一定是变化的，一定有加速度。圆周运动是曲线运动，那么做圆周运动的物体，加速度的大小和方向如何来确定呢？下面我们共同来探讨这个问题。

1．仔细观察后回答：张丹、张昊的运动做圆周运动。

2．认真听老师讲解，并联系实际积极思考。

3．认真思考，讨论、交流后，积极发表见解。

①由于惯性，球离手后失去手的拉力，将保持原有运动状态不变。所以飞出时沿切线。②球离手后靠重力做抛体运动。球离手后也受力，做的是斜抛运动，离手前则做圆周运动。可见手的拉力与圆周运动之间有关联。链球转得越快，人就越站立不稳。可见手的拉力大小与圆周运动的快慢有关。

③转弯是曲线运动（其他学生补充：在这里就是圆周运动，不是平抛）使支持力的方向不再是竖直向上的，说明支持力的方向与圆周运动有关；而且转得越厉害，坡度就越大。

进行新课

感知加速度的方向

1．投影图5．6－1和图5．6－2以及对应的问题。图2中地球受到什么力的作用？这个力可能沿什么方向？图2中小球受到几个力的作用？这几个力的合力沿什么方向？

3．提出问题：我们这节课要研究的是匀速圆周运动的加速度，上面两个例题却在研究物体所受的力，为什么呢？

4．指导学生用细线和小球做实验。分组用细线拉小钢球、小木球让其做匀速圆周运动，改变小球的转速、细线的长度多做几次。

5．提出问题：是不是由此可以得出结论：“任何物体做匀速圆周运动的加速度都指向圆心”？

6．指出：暂时不能，因为上面只研究了有限的实例，还难以得出一般性的结论。然而这样的研究十分有益，因为它强烈地向我们提示了问题的答案，给我们指出了方向，但是我们具体研究时仍要从加速度的定义来进行（）。下面我们将对圆周运动的加速度方向作一般性的讨论。

1．认真观看交流后回答：图1中地球受到指向太阳的引力作用。图2中小球受到重力、支持力和绳子的拉力三个力的作用，其合力即为绳子的拉力，方向指向圆心。

2．根据牛顿第二定律可知，知道了物体所受的合外力，就可以知道物体的加速度，这样就可以通过力来研究加速度吧。牛顿第二定律告诉我们，物体的加速度方向总是和它的受力方向一致，这个关系不仅对直线运动正确，对曲线运动也同样正确。所以先通过研究力来感知加速度，特别是加速度的方向。

3．在教师的指导下做实验。在实验中，充分感知做匀速圆周运动的物体所受的力或合外力指向圆心，所以物体的加速度也指向圆心。

速度的变化量

1．出示例题：向东做加速运动，初速度5m/s，末速度8m/s，试画出速度的改变量。某物体向东做减速运动，初速度8m/s，末速度5m/s，试画出速度的改变量。

2．引导学生在练习本上画出物体加速运动和减速运动时速度变化量δv的图示。

第一步：分别在a点和b点作出速度矢量va和vb，由于是匀速圆周运动，va和vb的长度是一样的。

第二步：将va的起点移到vb 的起点；末速度v2不在同一直线上的变化量δv。

第三步：在图上画出速度改变量△v。

3．问：速度的变化量是矢量还是标量？从以上两例我们知道速度改变量可以怎样画法？如果初速度v1和末速度v2不在同一直线上，如何表示速度的变化量δv？

4．引导学生分析并在黑板上板演画出初速度v1和末速度v2不在同一直线上的变化量δv。

5．投影学生所画的图示，点评、总结。

6．倾听学生回答，启发和引导学生解决疑难，总结并点评。同时引出下一课题。

1．分组讨论认真思考后在练习本上画出物体加速运动和减速运动时速度变化量的图示并回答问题。

2．在老师的引导下画出初速度v1和末速度v2不在同一直线上的变化量δv。

向心加速度

指导学生阅读教材“向心加速度”部分，投影图5．6－3，引导学生思考：①在a、b两点画速度矢量va和vb时，要注意什么？②va将的起点移到vb点时要注意什么？③如何画出质点由a点运动到b点时速度的变化量δv？④δv／δt表示的意义是什么？⑤δv与圆的半径平行吗？在什么条件下，δv与圆的半径平行？

倾听学生回答，必要时给学是以有益的启发和帮助，引导学生解决疑难，回答学生可能提出的问题。

3．指导学生阅读教材“做一做”栏目，要求学生分小组讨论后在练习本上推导向心加速度的公式。

4．巡视学生的推导情况，解决学生推导过程中可能遇到的困难，给与帮助，回答学生可能提出的问题。

5．．师生互动，共同这样来推导向心加速度的公式。

图1

如图1所示，做匀速圆周运动的物体的线速度大小为v，角速度为ω，轨迹半径为r。物体从a点运动到b点，经历时间t，位移为s。可以将位移分解为沿切线方向的位移s1和沿半径方向的位移s2。当时间t很小很小时，可以认为物体在切线方向做匀速直线运动，在半径方向做初速度为0的匀加速直线运动，加速度为a，即s1=vt 于是

其方向沿半径方向，即为向心加速度。

投影学生推导的过程，和学生一起点评、总结。

指出：上面的推导不涉及“地球公转”、“小球绕图钉转动”等具体的运动，结论具有一般性：作匀速圆周运动的物体加速度指向圆心。这个加速度称为向心加速度。

1．按照老师提出的思考问题，认真阅读教材，思考问题并回答。

2．阅读教材“做一做”栏目中的内容和同学一起讨论并在练习本上推导向心加速度的公式。（在教师的指导下分为5步）

①分别作出质点在a、b两点的速度矢量（长度一样）。

②将va的起点移到b，并保持va的长度和方向不变。

③以va的箭头端为起点，vb的箭头端为终点作矢量δv。

④δv/δt 是质点由a到b的平均加速度，δv 的方向就是加速度的方向。

⑤当δt 很小很小时，ab非常接近☆☆，等腰三角形的底角接近直角，δv 的方向跟va（或vb）的方向垂直。即指向圆心。

3．引导学生思考并完成“思考与讨论”栏目中提出的问题。深化本节课所学的内容。

典型例题

例：如图所示，一个大轮通过皮带拉着小轮转动，皮带和两轮之间无相对滑动，大轮的半径是小轮半径的2倍，大轮上的一点s离转动轴的距离是半径的1/3。当大轮边缘上的p点的向心加速度是0．12m/s2时，大轮上的s点和小轮边缘上的q点的向心加速度各为多大？

解析：p点和s点在同一个转动轮子上，其角速度相等，即ωp＝ωs．由向心加速度公式

a＝rω2可知：as/ap＝rs/rp，∴as＝rs/rp·ap＝1/3×0．12m/s2＝0．04m/s2。

由于皮带传动时不打滑，q点和p点都在由皮带传动的两个轮子边缘，这两点的线速度的大小相等，即vq＝vp。由向心加速度公式a＝v2/r可知：аq/аp＝rp/rq，∴aq＝rp/rq×ap＝2/1×0．12m/s2＝0．24 m/s2。

（点拨：解决这类问题的关键是抓住相同量，找出已知量、待求量和相同量之间的关系，即可求解。）

问题讨论：①在已知ap的情况下，为什么求解a q时要用公式a＝rω2

而求解aq时，要用公式a＝v2/r？

②回忆一下初中电学中学过的导体的电阻消耗的电功率与电阻的关系式：p＝i2r和p＝u2/r，你能找出电学中的电功率p与电阻r的关系及这里的向心加速度a与圆周半径r的关系之间的相似之处吗？

课堂总结

教师活动

学生活动

1．出示课堂练习。

2．引导组织学生回顾本节知识。

3．组织各小组成员在相互合作的基础上，进行小结。

4．教师对该堂课的内容进行总结和对学生的总结给予肯定和评价。

5．指出：①掌握怎样表示速度的变化量；

②匀速圆周运动的加速度的方向是指向圆心的──向心加速度；

③向心加速度的计算式an= =rω2=vω 按照要求完成课堂练习。

根据老师提供的信息回顾本节知识。

在相互合作交流的基础上做好书面总结。

听老师总结，补充修改自己的书面总结。