《曲線運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、曲線運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì) 江蘇省姜堰第二中學(xué)黃開智 一、設(shè)計(jì)思想 就曲線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)點(diǎn)而言，實(shí)際上只有兩個(gè)，一是曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向，二是曲線 運(yùn)動(dòng)的條件。如果說，教師通過簡(jiǎn)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(shí)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(shí)，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(shí)驗(yàn)，并在問題的引導(dǎo)下， 讓學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，自 主獲取實(shí)驗(yàn)結(jié)論，進(jìn)而又通過實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證學(xué)生所得出的結(jié)論，完全遵循伽利略科學(xué)實(shí)驗(yàn)的 探究方法，即發(fā)現(xiàn)問

2、題猜想探究驗(yàn)證結(jié)論一一交流，實(shí)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(shí)驗(yàn)，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(huì)知識(shí)獲取的樂趣；在問題感悟時(shí)，學(xué)生自主小結(jié)，并將已學(xué)知識(shí) 運(yùn)用到指導(dǎo)實(shí)踐生活當(dāng)中來，體會(huì)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(yùn)動(dòng)的概念，知道曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向且理解曲線運(yùn)動(dòng)是一種變 速運(yùn)動(dòng)，知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)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(diǎn)內(nèi)容， 通過實(shí)驗(yàn)和討論， 讓學(xué)生體會(huì)到

3、曲線運(yùn)動(dòng)的 物體的速度是時(shí)刻改變的，曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)， 速度的方向是曲線的切線方向。本節(jié)課知 識(shí)內(nèi)容主要有兩點(diǎn)：1、曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向如何；2、物體做曲線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，但都局限于直線運(yùn)動(dòng)，而曲線運(yùn)動(dòng)是最為常 見的運(yùn)動(dòng)。其實(shí)在初中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)過什么是直線運(yùn)動(dòng)，什么是曲線運(yùn)動(dòng)，也知道曲線運(yùn)動(dòng) 是常見的運(yùn)動(dòng)，但是不知道曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)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(shí)際學(xué)習(xí)中常常忽略了速度的方向，也就是說學(xué)生對(duì)“曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)”的 掌握有困難。此外，在獲取“曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向?yàn)榍芯€方向”和“合外力與速度不共線， 物體做曲線運(yùn)動(dòng)”的

4、結(jié)論時(shí)，雖較為簡(jiǎn)單，但實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過程卻不容易。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(shí)驗(yàn)。 四、教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能： (1 )知道曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向并認(rèn)識(shí)曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng) (2 )理解物體做曲線運(yùn)動(dòng)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(huì)將曲線運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)應(yīng)用到生產(chǎn)生活實(shí)踐中去 2、過程與方法 (1) 經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題猜想探究驗(yàn)證結(jié)論一一交流的探究過程 (2) 經(jīng)歷并體會(huì)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(jià)值觀 （

5、1）主動(dòng)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(dòng) （2）感受到科學(xué)研究問題源于生活實(shí)踐，獲得的結(jié)論服務(wù)于生活實(shí)踐，體會(huì)學(xué)以致用的感 受 五、重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：讓學(xué)生體驗(yàn)獲得“曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向是切線方向”的實(shí)驗(yàn)過程 難點(diǎn)：如何讓學(xué)生獲得物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件 六、教學(xué)策略與手段 在教學(xué)活動(dòng)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(jìn)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(píng)價(jià)作業(yè)一一促進(jìn)保持和遷移，通過問題鏈把教、學(xué)、練、 評(píng)有機(jī)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(yàn)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(jiǎn)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(shí)踐，服務(wù)于生活實(shí)踐，認(rèn)識(shí)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(dòng)那樣，那些探究的活動(dòng)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(jī)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(hù)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(yùn)動(dòng) 師：同學(xué)們，上午好！從今天開始，我們進(jìn)入必修 2的學(xué)習(xí)。大家請(qǐng)看這幾種運(yùn)動(dòng)： 一 是小球沿著過山車軌道模型的運(yùn)動(dòng)；二是直升機(jī)模型機(jī)翼及機(jī)身的運(yùn)動(dòng)。（投影停留在第1 頁：標(biāo)題） 【問題提岀環(huán)節(jié)】 問題一：請(qǐng)同學(xué)們觀察，這些運(yùn)動(dòng)，有什么共同點(diǎn)？ 生：物體都在做曲線運(yùn)動(dòng) 師：從軌跡上來看，這些運(yùn)動(dòng)和我們之前學(xué)習(xí)的直線運(yùn)動(dòng)有很大的不同，并且曲線運(yùn)動(dòng)在實(shí) 際生活中無處不在（播放投影第2頁：曲線運(yùn)動(dòng)圖片），因此我們有必要對(duì)這種運(yùn)動(dòng)進(jìn)行一 番研究。我們把軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)，稱之為曲線運(yùn)動(dòng)。（播放投影第3頁：曲線運(yùn)動(dòng)的定義） 問題二：那么同學(xué)們覺得，曲線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)等 師：很好。（教師對(duì)學(xué)生提出的問題，逐一板書，并最后進(jìn)行逐一評(píng)價(jià)）同學(xué)們剛才提到的 這些方面確實(shí)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(gè)：一是曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向如何，二是物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。其他的，我們會(huì)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(yùn)動(dòng)的速度具有什么特點(diǎn)呢？帶著這樣的問題，我們?cè)賮砜磶讉€(gè)實(shí) 驗(yàn)：一是水滴從旋轉(zhuǎn)的羽傘上飛出； 二是切割機(jī)切割鋼鐵產(chǎn)生的火花。（請(qǐng)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(yùn)動(dòng)的？飛濺出來的火花是怎樣運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的物 體的速度方向?yàn)檐壽E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(gè)運(yùn)動(dòng)有個(gè)共同點(diǎn)，就是物體都在做圓周 運(yùn)動(dòng)，有特殊的嫌疑，是不是一般的曲線運(yùn)動(dòng)其速度方向也是沿切線方向的呢？為此，我們 就通過實(shí)驗(yàn)來進(jìn)一步驗(yàn)證這個(gè)觀點(diǎn)。（播放投影第5頁：探究活動(dòng)（1）（回到導(dǎo)學(xué)案：活 動(dòng)探究（1） 【問題解決環(huán)節(jié)】 探究活動(dòng)（1）:曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向 實(shí)驗(yàn)器材：小鐵球，斜面體

10、，紅色印泥，可彎曲式護(hù)欄（鐵皮護(hù)欄+塑料護(hù)欄），白紙， 薄膜手套 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證曲線運(yùn)動(dòng)的速度沿著軌跡的切線方向 實(shí)驗(yàn)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(hù)欄做曲線運(yùn)動(dòng)， 小球從A點(diǎn)離開護(hù)欄后，觀察小球離開護(hù)欄后的軌跡特點(diǎn)；將鐵皮護(hù)欄沿著之前的軌跡 后撤至B處，同時(shí)，撤去塑料護(hù)欄（其作用是保證小球做曲線運(yùn)動(dòng)的一致性），重復(fù)小 球的曲線運(yùn)動(dòng)；重復(fù)上述步驟，觀察小球在C點(diǎn)離開護(hù)欄的軌跡特點(diǎn)。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：通過三次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)小鐵球在白紙上A、B、C三點(diǎn)的速度方向，均為軌跡在 該點(diǎn)的切線方向（教師指導(dǎo)學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)，并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）（切換為實(shí)物投影，展示 學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果，并激發(fā)學(xué)生得出

11、實(shí)驗(yàn)結(jié)論） 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：曲線運(yùn)動(dòng)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(jìn)入投影第6頁：實(shí)驗(yàn)結(jié)論+圖片） 【問題感悟環(huán)節(jié)】 師：通過我們大費(fèi)周折的實(shí)驗(yàn)，得出了一個(gè)常識(shí)的結(jié)論，其實(shí)我們可以通過簡(jiǎn)單的邏輯推理， 便可以得岀該結(jié)論。如圖，質(zhì)點(diǎn)沿曲線從A運(yùn)動(dòng)到B，過A、B兩點(diǎn)作直線，這條直線叫做 曲線的割線。從 A到B就是質(zhì)點(diǎn)位移的方向，也是它從A至B的平均速度方向。設(shè)想 A點(diǎn) 逐漸向B點(diǎn)移動(dòng)，這條割線的位置就不斷變化，當(dāng)A點(diǎn)非常接近B點(diǎn)時(shí)，這條割線就將與過 B點(diǎn)的切線重合，因此，質(zhì)點(diǎn)在B點(diǎn)瞬時(shí)速度方向就是曲線在B點(diǎn)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(shí)

12、反饋、鞏固、評(píng)價(jià)、遷移） 畫出如題所示軌跡上的 A、B、C三點(diǎn)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(gè)乒乓球，當(dāng)給乒乓球一個(gè)初速度，讓其在光滑的水平面上運(yùn)動(dòng)，則乒 乓球做什么運(yùn)動(dòng)？ 生：勻速直線運(yùn)動(dòng) 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(yùn)動(dòng)？ 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(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)。 【問題解決環(huán)節(jié)】 探究活動(dòng)（2）:曲線運(yùn)動(dòng)的條件（成因）？（ 播放投影第9頁：探究活動(dòng)2） 實(shí)驗(yàn)器材：條形磁鐵，小鐵球，斜面體，白紙 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

13、：探究物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件 實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)軌跡 實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)形式 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)物體所受合外力與物體的運(yùn)動(dòng)方向不共線時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)（引導(dǎo)學(xué)生 得出結(jié)論） 【問題感悟環(huán)節(jié)】 探究活動(dòng)（3）:活動(dòng)要求：請(qǐng)畫岀飛鏢以及月球的在A、B、C三點(diǎn)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(dòng)3） 師：通過對(duì)上述兩個(gè)做曲線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)形式，我們將在后續(xù)的學(xué)習(xí)中，會(huì)陸續(xù)進(jìn)行更為深入的研究。本節(jié) 課，我們學(xué)習(xí)、研究了：曲線運(yùn)動(dòng)的概念，曲線運(yùn)動(dòng)的速度特點(diǎn)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。 請(qǐng)大家看到導(dǎo)學(xué)案的第3點(diǎn)：曲線運(yùn)動(dòng)的特征小結(jié)，花兩分鐘時(shí)間，獨(dú)立完成。（播放投影 第11頁：曲線運(yùn)動(dòng)特征小結(jié)） 九、作業(yè)