尊敬的各位评委老师好,我是高中物理组面试 [具体序号] 号考生,我试讲的题目是《向心加速度》,下面开始我的试讲。
同学们好,上课。
师:同学们,大家还记得我们之前学习过的圆周运动吗?
生:记得。
师:那老师问一下,匀速圆周运动的 “匀速” 指什么?物体做圆周运动是否是速度不变的运动呢?
生:匀速圆周运动的 “匀速” 仅仅是速度大小不变,但速度方向时刻改变。
师:是的,大家说的都没错。依据运动学,速度变化必然会有加速度,此时的加速度有什么特点呢?
师:今天这节课我们就来学习如何解决这个问题。
师:大家打开课本,看一下并分析教材上 “思考与讨论” 中地球绕太阳做匀速圆周运动、桌面上小球绕一点做匀速圆周运动的实例,思考一下,小球做圆周运动靠的是什么力呢?
生:根据牛顿运动定律,匀速圆周运动的物体存在指向圆心的力。
师:我们可以根据例子发现,有力拉着物体做圆周运动,并且这个力产生了加速度,这一加速度方向与力的方向相同,均指向圆心。
师:这就是向心加速度。任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心,这个加速度叫做向心加速度。
师:我们都知道向心加速度是一个矢量,方向指向圆心,那他的大小如何计算?
师:同学们可以根据加速度定义式
进行思考。
师:同学们先在小组内合作,并且尝试在图中将
表示出来。
师:同学们有讨论的结果了吗?哪位同学想分享一下?
生:可以选取相近两点,做相同长度切线用来表示速度
、
,把点与圆心连接起来为半径
。平移到
、
,作
。
师:很好,然后同学们可以通过刚才的图示,计算出
的表达式。
师:同学们可以发现速度
与
的夹角也为
,且速度大小
。
师:当
很小时,弧长与弦长相等。
师:我们由此可以得出速度变化量
。
师:最后同学们进行进一步的推导,我们能得出向心加速度的表达式:由
,再利用
,得到
。
师:在公式
中,说明向心加速度与
既成反比又成正比,是否存在矛盾?
生:不矛盾,因为
有两个因素影响。
师:正确的说法是:当线速度相同时,半径越大,向心加速度越小,如皮带传动;当角速度相同时,半径越大,向心加速度越大,如同轴转动。
师:同学们,不知不觉这节课就要结束了,哪位同学愿意谈一下你这节课都有哪些收获呢?
生:我们这节课学习了向心加速度的概念,理解了向心加速度的推导过程,能利用向心加速度的表达式进行简单的计算。
师:看来大家都收获颇丰。
师:同学们课后思考:有加速度,必然有力,那么向心加速度是什么力产生的?
这堂课就上到这里,下课。同学们再见。
我的试讲到此结束,感谢各位评委老师的耐心聆听。