5.1曲線運動教案

高一年級物理組集體備課教案 1 第五章第五章 曲線運動曲線運動 5 15 1 曲線運動曲線運動 三維教學目標三維教學目標 1 1 知識與技能 知識與技能 l 知道曲線運動中速度的方向 理解曲線運動是一種變速運動 2 知道物體做曲線運動的條件是所受的合外力與它的速度方向不在一條直線 上 2 2 過程與方法 過程與方法 1 體驗曲線運動與直線運動的區(qū)別 2 體驗曲線運動是變速運動及它的速度方向的變化 3 3 情感 態(tài)度與價值觀 情感 態(tài)度與價值觀 1 能領略曲線運動的奇妙與和 諧 發(fā)展對科學的好奇心與求知欲 2 有參與科技活動的熱情 將物理知識應用于生活和生產實踐中 教學重點 教學重點 什么是曲線運動 物體做曲線運動的方向的確定 物體做曲線運動 的條件 教學難點 教學難點 物體做曲線運動的條件 教學方法 教學方法 探究 講授 討論 練習 教具準備 教具準備 PPT 課件 小鋼球 條形磁鐵 教學過程 教學過程 一 新課導入 一 新課導入 前面我們學習過了各種直線運動 包括勻速直線運動 勻變速直線運動 下面來看這個小實驗 判斷該物體的運動狀態(tài) 實驗 實驗 1 演示自由落體運動 該運動的特征是什么 軌跡是直線 2 演示平拋運動 該運動的特征是什么 軌跡是曲線 讓學生進行總結 這種運動與我們前面學過的運動形式有本質的區(qū)別 前面我們學過的運動的軌跡都是直線 而我們現在看到的這種運動的軌跡 是曲線 我們把這種運動稱為曲線運動 概念 概念 軌跡是曲線的運動叫曲線運動 其實曲線運動是比直線運動普遍的運動情形 現在請大家舉出一些生活中的 曲線運動的例子 例如 汽車拐彎 足球籃球乒乓球在空中的運動 微觀世界里如電子繞原 子核旋轉 宏觀世界里如天體運行 生活中如投標搶 擲鐵餅 跳高 跳遠等 均為曲線運動 二 新課教學 二 新課教學 1 1 曲線運動速度的方向 曲線運動速度的方向 高一年級物理組集體備課教案 2 在前面學習直線運動的時候我們已經知道了任何確定的直線運動都有確定 的速度方向 這個方向與物體的運動方向相同 現在我們又學習了曲線運動 大家想一想我們該如何確定曲線運動的速度方向 在解決這個問題之前我們先來 看幾張圖片 如下圖 觀察圖中所描述的現象 你能不能說清楚 砂輪打磨下來的熾熱的微粒 飛 出去的鏈球 它們沿著什么方向運動 射出的火星是砂乾與刀具磨擦出的微粒 由于慣性 以脫離砂輪時的速度沿 切線方向飛出 切線方向即為火星飛出時的速度方向 對于鏈球也是同樣的道 理 它們也會沿著脫離點的切線方向飛出 剛才的幾個物體的運動軌跡都是圈 我們總結曲線運動的方向沿著切線方向 但對于一般的曲線運動是不是也是這樣呢 下面我們來做個實驗看一看 一般的 曲線運動是什么情況 演示實驗演示實驗 可用 可用 pptppt 視頻播放 視頻播放 如圖 6 1 3 所示 水平桌面上擺一條曲線軌道 它是由幾段稍短的軌道組 合而成的 鋼球由軌道的一端滾入 通過壓縮彈簧射人或通過一個斜面滾入 在軌道的束縛下鋼球做曲線運動 在軌道的下面放一張白紙 蘸有墨水的鋼球 從出口 A 離開軌道后在白紙上留下一條運動的軌跡 它記錄了鋼球在 A 點的運 動方向 拿去一段軌道 鋼球的軌道出口改在田中且同樣的方法可以記錄鋼球 在軌道 B 點的運動方向 觀察一下 白紙上的墨跡與軌道 曲線 有什么關系 墨跡與軌道只有一個交點 說明了墨跡所在的直線為軌道所在曲線在該點的 切線 也就是說質點在某一點 或某一時刻 的速度的方向是在曲線的這一點 的切線方向 為了讓學生明確切線的意義 可以用圓的切線來解釋 O r v 高一年級物理組集體備課教案 3 注意 物理中所講的 切線方向 與數學上的 切線方 向 是有區(qū)別的 區(qū)別是 物理學與數學上所講的 切線方向 在性質上是相同的 物理學上的 切線方向 一般與里的方向相同 是單向的 數學書的 切線方向 是雙向的 由此我們就可以肯定我們剛才所得出的結論是正確的 2 2 曲線運動的性質 曲線運動的性質 明確了曲線運動的方向之后 我們來考慮這樣一個問題 在運動過程中 曲 線運動的速度和直線運動的速度最大的區(qū)別是什么 在運動的過程中 直線運動的速度方向不發(fā)生變化 而曲線運動速度方向 時期在變 那我們由速度的性質知 速度是矢量 既有大小又有方向 在勻變速運動中 速度大小發(fā)生變化 我們說這是變速運動 而在曲線運動中 速度方向時刻在 改變 我們也說它是變速運動 實際上這個過程我們可以這樣來理解 速度是矢量 速度方向變化 速度矢 量就發(fā)生了變化 具有加速度 曲線運動是變速運動 下面我們來看幾個題目 下面我們來看幾個題目 1 關于曲線運動 下列說法正確的是 A 曲線運動一定是變速運動 B 曲線運動逮度的方向不斷地變化 但速 度的大小可以不變 C 曲線運動的逮度方向可能不變 D 曲線運動的速度大小和方向一定同時改 變 2 對曲線運動中的速度的方向 下列說法正確的是 A 在曲線運動中 質點在任一位置的速度方向總是與這點的切線方向相同 B 在曲線運動中 質點的速度方向有時也不一定是沿著軌跡的切線方向 C 旋轉雨傘時 傘面上的水滴由內向外做螺旋運動 故水滴速度方向不是沿其 高一年級物理組集體備課教案 4 切線方向的 D 旋轉雨傘時 傘面上的水滴由內向外做螺旋運動 水滴速度方向總是沿其軌 道的切線方向 參考答案參考答案 1 A 解析 對于曲線運動來說 在運動的過程中 物體速度方向始終在變化 所以曲線運動一定是變速運動 在這個過程中 物體速度的大小是否發(fā)生變化 并不影響曲線運動是變速運動 因此 速度大小可能變化 也可能不變 所以 本題應該選擇 A 2 AD 解析 本題主要考查物體做曲線運動時的速度方向 解此題只要把握 一點 不論在任何情況下 曲線運動速度方向總是與其軌道的切線方向一致的 所以本題應該選擇 AD 3 3 物體做曲線運動的條件 物體做曲線運動的條件 為什么有些物體做直線運動 有些物體做曲線運動呢 下面我們通過幾個實 驗來研究以下這個問題 如圖 6 1 5 所示的裝置放在水平桌面上 在斜面頂端放置一鋼球 放開 手讓鋼球自由滾下 觀察鋼球在桌面上的運動情況 記住鋼球的運動軌跡 鋼球做直線運動 速度逐漸減小 請同學們來分析鋼球在桌面上的受力情況 鋼球受豎直向下的重力 豎 直向上的支持力 還受到滑動摩擦力的作用 摩擦力的方向如何 摩擦力的方向與運動方向在同一直線上 但與運動 方向相反 演示實驗 演示實驗 在剛才實驗中 鋼球的運動路徑旁邊放一塊磁鐵 重復剛才的實驗 操作 觀察鋼球在桌面上的運動情況 鋼球傲曲線運動 分析鋼球在桌面上的受力情況 鋼球受豎直向下的重力 豎直向上的支 持力 還受到方向與運動方向相反的滑動摩擦力的作用 此外還受到磁鐵的吸 引力 引力的方向如何 引力的方向隨著鋼球的運動不斷改變 但總是不與運 動方向在同一直線上 演示實驗 演示實驗 把上次實驗用的鋼球改為同等大小的木球重復上次實驗 觀察木球 運動情況 木球做直線運動 速度不斷減小 分析木球在桌面上的受力情況 木球受豎直向下的重力 豎直向上的支 持力 還受到方向與運動方向相反的滑動摩擦力的作用 木球并不受到磁鐵給 高一年級物理組集體備課教案 5 它的吸引力 演示實驗 演示實驗 隨手拋出一個粉筆頭 觀察粉筆頭的運動狀態(tài) 粉筆頭做曲線運 動 分析粉筆頭的受力情況 受豎直向下的重力的作用 在以上幾個實驗中 第一個鋼球只受到與運動方向在同一條直線上與運動 方向垂直的力的作用 做的是直線運動 木球同樣也受到這樣的力的作用 也 是做直線運動 面第二個鋼球受到一個與運動方向成一定夾角的力的作用 做 的是曲線運動 粉筆頭受的重力與它的運動方向也不在同一條直線上 粉筆頭 做曲線運動 由此我們可以得出什么樣的情況下物體會做曲線運動 結論 結論 當物體受到與運動方向不垂直也不在同一條直線上的力的作用時 會做 曲線運動 剛才我們總結說 當物體受到與運動方向成一定角度的力的作用時 物體 會做曲線運動 而在這個實驗中 物體受的力與運動方向成一定角 但物體并 沒有做曲線運動 這是什么原因呢 對于鋼球來說 它不僅受到與運動方向成一定角度的力的作用 而且它所 受到的合外力的方向也與運動方向成一定角度 鋼球做曲線運動 對于粉筆頭 來說 它所受到的重力就是它受到的合外力 與運動方向成一定角度 粉筆頭 做曲線運動 對于剛才實驗中的物體來說 雖然它所受到的拉力與運動方向成 一定角度 但物體所受的合外力仍然與運動方向在同一直線上 所以該物體并 沒有做曲線運動 那我們該如何總結物體做曲線運動的條件呢 結論 結論 當物體所受的合力方向跟它的速度方向不在同一直線上時 物體將 做曲線運動 4 4 交流與討論 交流與討論 1 飛機扔炸彈 分析為什么炸彈做曲線運動 2 我們騎摩托車或自行車通過彎道時 我們側身騎 為什么 參考解答參考解答 1 炸彈離開飛機后由于慣性 具有與飛機同樣的水平初速度 且受重力 初 速度與重力方向有一定角度 所以做曲線運動 2 騎摩托車或自行車通過彎道時 我們和車一起做曲線運動 這個時候人和 車這個整體需要一個與運動方向成一定夾角的力來完成這個曲線運動 我們側 身正是為了提供這個力 5 5 加深鞏固 加深鞏固 現在大家來看這樣一道題 課本第四頁例題 例題 飛機起飛時以 v 300km h 的速度斜向上飛 飛行方向與水平面得夾角為 30 飛機水平方向的分速度 vx km h 豎直方向上的分速度 vy km h 高一年級物理組集體備課教案 6 此處采用三角形的邊角關系來對速度方向進行分解 為下節(jié)課的平拋運 動作鋪墊 5 5 小結 小結 1 運動軌跡是曲線的運動叫曲線運動 2 曲線運動中速度的方向是時刻改變的 質點在某一點的瞬時速度的方向在 曲線的這一點的切線上 3 當合外力 F 的方向與它的速度方向有一夾角時 物體做曲線運動 4 物體做曲線運動的條件 板書設計 板書設計 5