《曲線運動》教學(xué)設(shè)計

1、曲線運動教學(xué)設(shè)計 江蘇省姜堰第二中學(xué)黃開智 一、設(shè)計思想 就曲線運動的知識點而言，實際上只有兩個，一是曲線運動的速度方向，二是曲線 運動的條件。如果說，教師通過簡單的圖片展示、理論推導(dǎo)后，就將以上兩結(jié)論直接告知學(xué) 生，相信學(xué)生也是比較容易接受的，剩下的時間就可以通過習(xí)題加以鞏固。但如此，未免有 過于注重物理學(xué)科知識，而忽略了物理學(xué)科思維、物理學(xué)科方法等核心素養(yǎng)的嫌疑。因此， 解決該問題的關(guān)鍵在于施教的理念和方法上。 本節(jié)課，教師通過大量的演示實驗，并在問題的引導(dǎo)下， 讓學(xué)生通過觀察實驗現(xiàn)象，自 主獲取實驗結(jié)論，進而又通過實驗直接驗證學(xué)生所得出的結(jié)論，完全遵循伽利略科學(xué)實驗的 探究方法，即發(fā)現(xiàn)問

2、題猜想探究驗證結(jié)論一一交流，實際上也是學(xué)校提出 的問題鏈導(dǎo)學(xué)模式的具體化應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)問題一一解決問題一一感悟問題。在問題發(fā)現(xiàn)的環(huán) 節(jié)上，通過開放性的實驗，引導(dǎo)學(xué)生思考，發(fā)散學(xué)生思維；在問題解決的過程中，通過小組 合作探究，交流討論，體會知識獲取的樂趣；在問題感悟時，學(xué)生自主小結(jié)，并將已學(xué)知識 運用到指導(dǎo)實踐生活當(dāng)中來，體會STS的意義，提高科學(xué)素養(yǎng)。 二、教材分析 教學(xué)要求：知道曲線運動的概念，知道曲線運動中速度的方向且理解曲線運動是一種變 速運動，知道物體做曲線運動的條件，并掌握速度和合外力方向與曲線彎曲情況之間的關(guān)系。 本課是整章教學(xué)的基礎(chǔ)， 但不是重點內(nèi)容， 通過實驗和討論， 讓學(xué)生體會到

3、曲線運動的 物體的速度是時刻改變的，曲線運動是變速運動， 速度的方向是曲線的切線方向。本節(jié)課知 識內(nèi)容主要有兩點：1、曲線運動的速度方向如何；2、物體做曲線運動的條件。 三、學(xué)情分析 必修1，學(xué)生已經(jīng)初步掌握幾種運動，但都局限于直線運動，而曲線運動是最為常 見的運動。其實在初中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)過什么是直線運動，什么是曲線運動，也知道曲線運動 是常見的運動，但是不知道曲線運動的特點和原因。雖然學(xué)生在必修1學(xué)過速度的矢量 性，但是在實際學(xué)習(xí)中常常忽略了速度的方向，也就是說學(xué)生對“曲線運動是變速運動”的 掌握有困難。此外，在獲取“曲線運動的速度方向為切線方向”和“合外力與速度不共線， 物體做曲線運動”的

4、結(jié)論時，雖較為簡單，但實驗驗證過程卻不容易。學(xué)生分組實驗時，容 易滾跑小鋼珠，要求學(xué)生小心配合。幾何作圖可能難以下手，教師可以適當(dāng)提示。學(xué)生主要 的學(xué)習(xí)行為是觀察、回答、實驗。 四、教學(xué)目標(biāo) 1、知識與技能： (1 )知道曲線運動的速度方向并認(rèn)識曲線運動是一種變速運動 (2 )理解物體做曲線運動的條件并掌握軌跡彎曲方向與受力方向的位置關(guān)系 (3 )會將曲線運動的相關(guān)知識應(yīng)用到生產(chǎn)生活實踐中去 2、過程與方法 (1) 經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題猜想探究驗證結(jié)論一一交流的探究過程 (2) 經(jīng)歷并體會研究問題要先從特殊到一般，由定性到定量的過程 (3) 嘗試用數(shù)學(xué)幾何原理在物理研究中應(yīng)用 3、情感態(tài)度與價值觀 （

5、1）主動細(xì)心觀察，注意關(guān)注身邊的科學(xué)，積極參與學(xué)習(xí)活動 （2）感受到科學(xué)研究問題源于生活實踐，獲得的結(jié)論服務(wù)于生活實踐，體會學(xué)以致用的感 受 五、重點難點 重點：讓學(xué)生體驗獲得“曲線運動的速度方向是切線方向”的實驗過程 難點：如何讓學(xué)生獲得物體做曲線運動的條件 六、教學(xué)策略與手段 在教學(xué)活動上：體現(xiàn)學(xué)生的主體性，體現(xiàn)教師的指導(dǎo)性和服務(wù)性 在教學(xué)方法上：以問題為抓手，做到問問相連，環(huán)環(huán)相扣，從問題的發(fā)現(xiàn)，至到問題的解 決，最后到問題的感悟，形成問題鏈導(dǎo)學(xué)；以小組合作形式為依托，小組討論，合作研 究，共同進步 在教學(xué)程序上：基本上按照加涅信息加工模型。引起注意告知學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)刺 激回憶先決性的學(xué)習(xí)

6、呈現(xiàn)刺激材料提供學(xué)習(xí)幫助一一引出作業(yè)提供作業(yè) 提供反饋一一評價作業(yè)一一促進保持和遷移，通過問題鏈把教、學(xué)、練、 評有機整 合 在學(xué)習(xí)過程上：突出學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題猜想探究驗證結(jié)論應(yīng)用 在認(rèn)知過程上：突出人類的學(xué)習(xí)規(guī)律和認(rèn)知規(guī)律，即由特殊到一般，由簡單到復(fù)雜 在教學(xué)理念上：突出科學(xué)的研究源于生活實踐，服務(wù)于生活實踐，認(rèn)識到“下結(jié)論必須 要有科學(xué)依據(jù)” 七、課前準(zhǔn)備 學(xué)生無需預(yù)習(xí)課本，否則像已知謎底的猜謎活動那樣，那些探究的活動和問答沒有意義。 要做好教學(xué)用具準(zhǔn)備工作，具體教學(xué)器材有：遙控飛機模型；飛鏢及飛鏢靶；過山車軌道模 型；砂輪；薄膜手套、小鋼珠、紅色印泥、白紙，弧形護欄（塑料+鐵皮），斜面，條形

7、磁 鐵，調(diào)試多媒體設(shè)備。 八、教學(xué)過程 曲線運動 師：同學(xué)們，上午好！從今天開始，我們進入必修 2的學(xué)習(xí)。大家請看這幾種運動： 一 是小球沿著過山車軌道模型的運動；二是直升機模型機翼及機身的運動。（投影停留在第1 頁：標(biāo)題） 【問題提岀環(huán)節(jié)】 問題一：請同學(xué)們觀察，這些運動，有什么共同點？ 生：物體都在做曲線運動 師：從軌跡上來看，這些運動和我們之前學(xué)習(xí)的直線運動有很大的不同，并且曲線運動在實 際生活中無處不在（播放投影第2頁：曲線運動圖片），因此我們有必要對這種運動進行一 番研究。我們把軌跡是曲線的運動，稱之為曲線運動。（播放投影第3頁：曲線運動的定義） 問題二：那么同學(xué)們覺得，曲線運動的哪

8、些方面值得我們研究？（開放性問題） 生：物體的位移、速度、加速度、軌跡，物體為什么做曲線運動等 師：很好。（教師對學(xué)生提出的問題，逐一板書，并最后進行逐一評價）同學(xué)們剛才提到的 這些方面確實都值得研究，我們不妨先從最基礎(chǔ)的開始，本節(jié)課我們要解決的主要問題有兩 個：一是曲線運動的速度方向如何，二是物體做曲線運動的條件。其他的，我們會在稍后的 幾節(jié)課中慢慢學(xué)習(xí)。（播放投影第3頁：本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容） 問題三：那大家覺得曲線運動的速度具有什么特點呢？帶著這樣的問題，我們再來看幾個實 驗：一是水滴從旋轉(zhuǎn)的羽傘上飛出； 二是切割機切割鋼鐵產(chǎn)生的火花。（請同學(xué)們思考一下， 教師適當(dāng)提示學(xué)生）（播放投影第4頁

9、：雨傘+砂輪） 師：大家觀察到的雨滴是如何運動的？飛濺出來的火花是怎樣運動的？ 生：雨滴從雨傘的邊沿飛出來，火花從砂輪邊沿飛濺出來 師：說明了什么？ 生：都是從切線方向出來的。沿著圓周的切線方向，沿著軌跡的切線方向；做曲線運動的物 體的速度方向為軌跡的切線方向 師：很好，說明大家觀察還是很仔細(xì)的。剛才的幾個運動有個共同點，就是物體都在做圓周 運動，有特殊的嫌疑，是不是一般的曲線運動其速度方向也是沿切線方向的呢？為此，我們 就通過實驗來進一步驗證這個觀點。（播放投影第5頁：探究活動（1）（回到導(dǎo)學(xué)案：活 動探究（1） 【問題解決環(huán)節(jié)】 探究活動（1）:曲線運動的速度方向 實驗器材：小鐵球，斜面體

10、，紅色印泥，可彎曲式護欄（鐵皮護欄+塑料護欄），白紙， 薄膜手套 實驗?zāi)康模候炞C曲線運動的速度沿著軌跡的切線方向 實驗過程：將涂有黑色墨水的小鐵球從斜面體上自由釋放，讓其沿著護欄做曲線運動， 小球從A點離開護欄后，觀察小球離開護欄后的軌跡特點；將鐵皮護欄沿著之前的軌跡 后撤至B處，同時，撤去塑料護欄（其作用是保證小球做曲線運動的一致性），重復(fù)小 球的曲線運動；重復(fù)上述步驟，觀察小球在C點離開護欄的軌跡特點。 實驗現(xiàn)象：通過三次實驗，發(fā)現(xiàn)小鐵球在白紙上A、B、C三點的速度方向，均為軌跡在 該點的切線方向（教師指導(dǎo)學(xué)生操作實驗，并觀察實驗現(xiàn)象）（切換為實物投影，展示 學(xué)生的實驗成果，并激發(fā)學(xué)生得出

11、實驗結(jié)論） 實驗結(jié)論：曲線運動的物體，其速度方向，為軌跡的切線方向（切回課件投影模式， 進入投影第6頁：實驗結(jié)論+圖片） 【問題感悟環(huán)節(jié)】 師：通過我們大費周折的實驗，得出了一個常識的結(jié)論，其實我們可以通過簡單的邏輯推理， 便可以得岀該結(jié)論。如圖，質(zhì)點沿曲線從A運動到B，過A、B兩點作直線，這條直線叫做 曲線的割線。從 A到B就是質(zhì)點位移的方向，也是它從A至B的平均速度方向。設(shè)想 A點 逐漸向B點移動，這條割線的位置就不斷變化，當(dāng)A點非常接近B點時，這條割線就將與過 B點的切線重合，因此，質(zhì)點在B點瞬時速度方向就是曲線在B點的切線方向。（播放投影 第7頁：2 B逼近圖） 【課堂練習(xí)環(huán)節(jié)】（及時

12、反饋、鞏固、評價、遷移） 畫出如題所示軌跡上的 A、B、C三點的速度方向（播放投影第8頁：例題，要求學(xué)生到電 子白板來完成） 【問題提岀環(huán)節(jié)】 問題四：老師手上有一個乒乓球，當(dāng)給乒乓球一個初速度，讓其在光滑的水平面上運動，則乒 乓球做什么運動？ 生：勻速直線運動 師：如果在乒乓球的正后方吹氣呢？ 生：直線加速 師：正前方吹起呢？ 生：直線減速 師：如何吹，才能讓其做曲線運動？ 生：側(cè)著吹 師：說明了什么？ 生：力的方向與速度方向不共線，質(zhì)點做曲線運動。 【問題解決環(huán)節(jié)】 探究活動（2）:曲線運動的條件（成因）？（ 播放投影第9頁：探究活動2） 實驗器材：條形磁鐵，小鐵球，斜面體，白紙 實驗?zāi)康?/p>

13、：探究物體做曲線運動的條件 實驗過程：在較為光滑的水平面上，在具有某一初速度的小球附近放一條形磁鐵，觀察 小球的運動軌跡 實驗現(xiàn)象： 磁鐵放置的方位 不放 正前方 正后方 左側(cè) 右側(cè) 小鐵球的運動形式 實驗結(jié)論：當(dāng)物體所受合外力與物體的運動方向不共線時，物體做曲線運動（引導(dǎo)學(xué)生 得出結(jié)論） 【問題感悟環(huán)節(jié)】 探究活動（3）:活動要求：請畫岀飛鏢以及月球的在A、B、C三點受力情況與速度情況, 并觀察分析軌跡、受力、速度三者的位置關(guān)系（播放投影第10頁：探究活動3） 師：通過對上述兩個做曲線運動物體的受力、速度方向、軌跡等分析，同學(xué)們有沒有發(fā)現(xiàn)什 么規(guī)律？ 生：軌跡被夾在速度的方向與受力的方向，且合力指向軌跡的凹側(cè)（引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論） 師：很好，以上兩種運動形式，我們將在后續(xù)的學(xué)習(xí)中，會陸續(xù)進行更為深入的研究。本節(jié) 課，我們學(xué)習(xí)、研究了：曲線運動的概念，曲線運動的速度特點，物體做曲線運動的條件。 請大家看到導(dǎo)學(xué)案的第3點：曲線運動的特征小結(jié)，花兩分鐘時間，獨立完成。（播放投影 第11頁：曲線運動特征小結(jié)） 九、作業(yè)