曲線運(yùn)動(dòng)集體教案

1、第五章 曲線運(yùn)動(dòng)集體教案第一節(jié) 曲線運(yùn)動(dòng)執(zhí)筆：田婧 審核：備課組 課時(shí)：3課時(shí)教學(xué)目標(biāo)：一、知識(shí)與技能1.知道什么是曲線運(yùn)動(dòng)2. 知道曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)，知道曲線運(yùn)動(dòng)中瞬時(shí)速度的方向能在曲線的軌跡上畫出各點(diǎn)的速度方向。2.掌握物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件及分析方法。二、過程與方法通過物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件的分析，提高學(xué)生能抓住要點(diǎn)對(duì)物理現(xiàn)象技術(shù)分析的能力三、情感態(tài)度與價(jià)值觀使學(xué)生會(huì)在日常生活中，善于總結(jié)和發(fā)現(xiàn)問題。教學(xué)重點(diǎn)1物體做曲線運(yùn)動(dòng)的方向的確定2物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件教學(xué)難點(diǎn)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件教學(xué)過程新課引入：拋出一顆糖或粉筆頭，學(xué)生接住。問：糖做什么運(yùn)動(dòng)？怎么分析這類運(yùn)動(dòng)？這是本章學(xué)習(xí)的內(nèi)容

2、。首先學(xué)習(xí)：什么是曲線運(yùn)動(dòng)？用哪些物理量來描述它，物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是什么?第一節(jié) 曲線運(yùn)動(dòng)新課教學(xué)：師：請(qǐng)同學(xué)們先閱讀教材，并思考導(dǎo)學(xué)案上的問題，同時(shí)做好記錄。學(xué)生展示，教師總結(jié)。（一） 曲線運(yùn)動(dòng)的物體的位移問題一：運(yùn)動(dòng)會(huì)上，射擊運(yùn)動(dòng)員將子彈水平射出，子彈在空中做曲線運(yùn)動(dòng)。（1） 子彈在空中做運(yùn)動(dòng)的過程中，子彈相對(duì)于槍口的位移是否發(fā)生變化？（2） 為描述子彈的運(yùn)動(dòng)，需建立怎樣的坐標(biāo)系？如何在這種坐標(biāo)系中描述子彈的位移？結(jié)論：可以通過二維坐標(biāo)系描述曲線運(yùn)動(dòng)，用兩個(gè)分矢量表示和位移。（二） 曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向ABCD問題二：（1）請(qǐng)列舉你見過的曲線運(yùn)動(dòng)，說明做曲線運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻速度

3、的方向？（2）曲線運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)明顯的區(qū)別是什么？（3）下圖是某曲線滑梯，試標(biāo)出人從滑梯上滑下時(shí)在A、B、C、D各點(diǎn)的速度方向。（4）為什么曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)？反過來說對(duì)嗎？（舉例說明）（5）水平射出的子彈在某一時(shí)刻速度的大小和方向如何表示？ （1）師：手通過細(xì)線拉一小球在光滑水平面上做圓周運(yùn)動(dòng)，在某位置A突然放手，描出小球的運(yùn)動(dòng)方向。 生：沿切線方向飛出。然后引導(dǎo)學(xué)生分析原因：放手后小球速度方向不再發(fā)生變化，由于慣性，從即刻起小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿切線飛出。視頻實(shí)例：a：在砂輪上磨刀具時(shí)，刀具與砂輪接觸處有火星沿砂輪的切線方向飛出； b：撐開的帶著水的傘繞傘柄旋轉(zhuǎn)，傘面上的水滴沿傘邊各點(diǎn)所劃

4、圓周的切線方向飛出。c：飛出去的鏈球d：在泥濘的道路上啟動(dòng)摩托車剛才的幾個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡都是圈，我們總結(jié)曲線運(yùn)動(dòng)的方向沿著切線方向，但對(duì)于一般的曲線運(yùn)動(dòng)是不是也是這樣呢?下面我們來做個(gè)實(shí)驗(yàn)看一看，一般的曲線運(yùn)動(dòng)是什么情況。(演示實(shí)驗(yàn))如圖613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(gè)斜面滾入)，在軌道的束縛下鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)。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(yùn)動(dòng)的軌跡，它記錄了鋼球在A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)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(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向。觀察一下

5、，白紙上的墨跡與軌道(曲線)有什么關(guān)系？墨跡與軌道只有一個(gè)交點(diǎn)，說明了墨跡所在的直線為軌道所在曲線在該點(diǎn)的切線，也就是說質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)（或某一時(shí)刻）的速度的方向是在曲線的這一點(diǎn)的切線方向。師生分析總結(jié)得到：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)（或某一時(shí)刻）的速度的方向是在曲線的這一點(diǎn)的切線方向。（2）生：物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線，它就做直線運(yùn)動(dòng)。若為曲線，就做曲線運(yùn)動(dòng)。曲線運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)明顯的區(qū)別是，曲線運(yùn)動(dòng)的方向是時(shí)刻改變的。（3）學(xué)生練習(xí)（4）生：由于速度是矢量，速度的變化不僅指速度大小的變化，也包括速度方向的變化，由于曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向在其所處位置的切線上，一直在變化，所以曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。由加速度的定義a=/t可

6、得物體具有加速度。生：但是，具有加速度的變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng)。如果加速度和速度方向在一條直線上的，那么物體的速度會(huì)增加或減小，它仍然是變速運(yùn)動(dòng)，但不是曲線運(yùn)動(dòng)。（5）可以通過兩個(gè)分矢量來表示大小，速度方向與水平方向的夾角來表示方向師：那么物體在什么條件下才做曲線運(yùn)動(dòng)呢？（三） 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件問題三：（1）一小鋼球在水平光滑來面上正在做勻速直線運(yùn)動(dòng)，給你一磁鐵，如何使小鋼球加速仍做直線運(yùn)動(dòng)，減速仍做直線運(yùn)動(dòng)。做曲線運(yùn)動(dòng)？（2）請(qǐng)舉例說明物體做作曲線運(yùn)動(dòng)的條件？（3）從牛頓第二定律出發(fā)，說明物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。（1）如果將一磁鐵放在它的前方，鋼球會(huì)加速仍做直線運(yùn)動(dòng)。放在它后方，鋼球會(huì)減

7、速仍做直線運(yùn)動(dòng)，如果放在側(cè)向，鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)。（觀看視頻）（2）學(xué)生舉例說明物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件：隨手拋出一個(gè)粉筆頭的曲線運(yùn)動(dòng)，人造衛(wèi)星的曲線運(yùn)動(dòng)，騎摩托車過彎道的曲線運(yùn)動(dòng)中各自的受力情況師生互動(dòng)總結(jié)：直線加速： F的方向與v的方向一致。直線減速： F的方向與v的方向相反。曲線運(yùn)動(dòng)： F的方向與v的方向成一角度；此時(shí)，物體的加速度與V的方向也呈一定的角度。即且F與v的夾角既不等于0也不等于180。（3）生用牛頓第二定律分析物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件：從牛頓第二定律出發(fā)，當(dāng)合力的方向與物體的速度方向在同一直線上時(shí)，產(chǎn)生的加速度也在這條直線上，物體就做直線運(yùn)動(dòng)。如果合力的方向跟速度方向不在同一條直線上時(shí)

8、，產(chǎn)生的加速度就和速度成一夾角，這時(shí)，合力就不但可以改變速度的大小，而且可以改變速度的方向，物體就做曲線運(yùn)動(dòng)。問題四：下圖是拋出的鉛球運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖（把鉛球看成質(zhì)點(diǎn)）畫出鉛球沿這條曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)在A、B、C、D、E各點(diǎn)的速度方向，及鉛球在各點(diǎn)的受力方向（空氣阻力不計(jì)） 小結(jié)：1. 曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向是時(shí)刻改變的，質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方向在曲線的這一點(diǎn)的切線上2. 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件.作業(yè):見導(dǎo)學(xué)案板書: 第二課時(shí)：運(yùn)動(dòng)的合成和分解教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)與技能1.知道物體的運(yùn)動(dòng)軌跡不是直線時(shí)，需要建立平面直角坐標(biāo)系進(jìn)行研究2. 在具體情景中，知道合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)分別是什么，知道其同時(shí)性和獨(dú)立性；3

9、.初步認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法遵循平行四邊形法則4、初步知道兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)不一定是直線運(yùn)動(dòng)。二、過程與方法（1）通過對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)的觀察和思考，了解一個(gè)運(yùn)動(dòng)可以與幾個(gè)不同的運(yùn)動(dòng)效果相同，體會(huì)等效替代的方法；（2）通過觀察和思考演示實(shí)驗(yàn)，知道運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性學(xué)習(xí)化繁為筒的研究方法；（3）掌握用平行四邊形定則處理簡(jiǎn)單的矢量運(yùn)算問題。三、情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）通過觀察，培養(yǎng)觀察能力；（2）通過討論與交流，培養(yǎng)勇于表達(dá)的習(xí)慣和用科學(xué)語言嚴(yán)謹(jǐn)表達(dá)的能力。教學(xué)重點(diǎn)：1.明確一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)可以等效為兩個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)的合成或等效分解為兩個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng).2.理解運(yùn)動(dòng)合成、分解的意義和方法.教學(xué)難點(diǎn)：1.分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)

10、的等時(shí)性和獨(dú)立性.2.理解兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)可以是直線運(yùn)動(dòng)，也可以是曲線運(yùn)動(dòng).教學(xué)建議生活和生產(chǎn)中遇到的運(yùn)動(dòng)都是比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，直接研究復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)有一定困難，所以研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)時(shí)，人為地把它分解為幾個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)來研究，這是一種處理問題的方法。教學(xué)中一定要做好實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)給學(xué)生一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，總結(jié)出：合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性。并初步向?qū)W生揭示兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)之間互不影響、各自獨(dú)立進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理（該原理下節(jié)課教學(xué)中結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)的分解加以強(qiáng)化）。教學(xué)過程新課引入：教師活動(dòng)：提出問題：關(guān)于合成和分解的問題我們已經(jīng)學(xué)過，是什么的合成與分解呢？學(xué)生回答：力的合成與分解。教師活動(dòng)：繼續(xù)提問：進(jìn)行力的合成和分

11、解時(shí)遵循什么規(guī)律？學(xué)生回答：平行四邊形定則教師活動(dòng)：引入課題今天我們學(xué)習(xí)關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成與分解問題。運(yùn)動(dòng)的合成與分解又是如何進(jìn)行的呢？為什么要學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)的合成與分解呢？新課教學(xué)：請(qǐng)先閱讀教材思考：?jiǎn)栴}一：在物理1的學(xué)習(xí)中，我們是如何定量描述物體的直線運(yùn)動(dòng)情況的？如研究物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和時(shí)刻、位置和位移速度的變化等情況？如果物體的運(yùn)動(dòng)軌跡不是直線，應(yīng)該建立怎樣的坐標(biāo)系？思考、回顧學(xué)過的知識(shí)并回答：描述物體的直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在參考系中建立一維坐標(biāo)系，用坐標(biāo)和坐標(biāo)的變化來研究。物體的運(yùn)動(dòng)軌跡不是直線，應(yīng)建立平面直角坐標(biāo)系。（一）分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)教師活動(dòng)：實(shí)驗(yàn)演示（演示兩次）：紅蠟塊的運(yùn)動(dòng)。1、管不動(dòng)，紅蠟塊在注

12、滿水的長(zhǎng)直玻璃管中勻速上浮時(shí)間t。2、紅蠟塊上升的同時(shí)將管子勻速右移，觀察蠟塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t。學(xué)生活動(dòng)：觀察實(shí)驗(yàn)1、注意觀察小蠟塊的運(yùn)動(dòng)情況。2、注意實(shí)驗(yàn)時(shí)強(qiáng)調(diào)的問題。3、在觀察完成以后討論思考下面思考題。上述三個(gè)運(yùn)動(dòng)哪一個(gè)的效果和另外兩個(gè)依次進(jìn)行的效果相同？問題二：討論： 說明紅蠟塊在豎直方向做什么運(yùn)動(dòng)？在水平方向做什么運(yùn)動(dòng)？實(shí)際在哪個(gè)方向做什么運(yùn)動(dòng)？蠟塊的分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間有什么關(guān)系？在效果上有何關(guān)系？紅蠟塊的合速度應(yīng)如何求解？紅蠟塊在t時(shí)刻處于怎樣的位置？沿著什么樣的軌跡運(yùn)動(dòng)？教師活動(dòng)：聽取學(xué)生描述觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，點(diǎn)評(píng)總結(jié)：1、合運(yùn)動(dòng)是實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)，其余具有某一方面效果的運(yùn)動(dòng)則為分

13、運(yùn)動(dòng)。2、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，即同時(shí)開始，同時(shí)結(jié)束。各分運(yùn)動(dòng)合成起來與合運(yùn)動(dòng)有相同的效果3、各個(gè)分運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性.即各個(gè)分運(yùn)動(dòng)互不影響。4、分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)滿足平行四邊定則即分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)的關(guān)系獨(dú)立性：分運(yùn)動(dòng)之間是互不相干的，即各個(gè)分運(yùn)動(dòng)均按各自規(guī)律運(yùn)動(dòng)，彼此互不影響。等時(shí)性：各個(gè)分運(yùn)動(dòng)及其合運(yùn)動(dòng)總是同時(shí)發(fā)生，同時(shí)結(jié)束，經(jīng)歷的時(shí)間相等；等效性：各分運(yùn)動(dòng)疊加起來的效果與合運(yùn)動(dòng)相同。同體性：分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)必須對(duì)應(yīng)同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)。5、為描述紅蠟塊的運(yùn)動(dòng)，建立平面直角坐標(biāo)系：選蠟塊開始運(yùn)動(dòng)的位置為原點(diǎn)，水平向右的方向和豎直向上的方向分別為x軸和y軸的正方向。蠟塊在兩個(gè)方向上做的都是勻速直線運(yùn)動(dòng)，

14、所以x、y可以通過勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式x=vt獲得，即：x=vxt y=vyt消去t，y=vy x/vx可見表示的是一條過原點(diǎn)的傾斜直線。這也就是說，蠟塊相對(duì)于黑板的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線，即蠟塊做的是直線運(yùn)動(dòng)。(二)運(yùn)動(dòng)的合成和分解.教師總結(jié)：1.概念：已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)叫運(yùn)動(dòng)的合成；已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)叫運(yùn)動(dòng)的分解2.運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵循的原則：(1)運(yùn)動(dòng)的合成與分解實(shí)質(zhì)（研究?jī)?nèi)容）：運(yùn)動(dòng)是位置隨時(shí)間的變化，通常用位移、速度、加速度等物理量描述。所以，運(yùn)動(dòng)的合成與分解實(shí)質(zhì)就是對(duì)描述運(yùn)動(dòng)的上述物理量的合成與分解。(2)定則：由于描述運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度等物理量均是矢量，而矢量的合成與分解遵從“平

15、行四邊形定則”，所以運(yùn)動(dòng)的合成與分解也遵從“平行四邊形定則”。問題三：在上述實(shí)驗(yàn)中，若水平方向是加速運(yùn)動(dòng)，紅蠟塊的軌跡還是直線運(yùn)動(dòng)嗎？怎么分析紅蠟塊的運(yùn)動(dòng)？3.運(yùn)動(dòng)的合成與分解的目的：運(yùn)動(dòng)的合成與分解是解決復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的一種基本方法。它的目的在于把一些復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為比較簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)，這樣就可以應(yīng)用已經(jīng)掌握的有關(guān)直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來研究一些復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)。例題：例1、 飛機(jī)以300km/h的速度斜向上飛行，方向與水平方向成30o。求:水平方向的分速度vx和豎直方向的分速度vy的大小?例2、 火車以12m/s的速度向東行駛，雨點(diǎn)的速度為16m/s的速度，方向豎直向下，求：車中的人所觀察到雨點(diǎn)的速度，方

16、向如何？例3：如圖所示，用繩子把小船拉向湖的岸邊，若收繩的速度v恒定不變，試分析在靠岸過程中，船的速度怎樣變化？（試分析其合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的效果）.參考答案小船實(shí)際向左的運(yùn)動(dòng)是合運(yùn)動(dòng) 隨繩的運(yùn)動(dòng)是分運(yùn)動(dòng)一. 垂直繩的擺動(dòng)是分運(yùn)動(dòng)二.總結(jié)：4.對(duì)實(shí)際運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解的方法第一、分析對(duì)實(shí)際運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響的因素有哪些，從而明確實(shí)際運(yùn)動(dòng)同時(shí)參與了哪幾個(gè)運(yùn)動(dòng)。第二、要明確各個(gè)分運(yùn)動(dòng)各自獨(dú)立，互不影響，其位移、速度、加速度各自遵循自己的規(guī)律。第三，要明確各個(gè)分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)是同時(shí)進(jìn)行的。合運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度與各個(gè)分運(yùn)動(dòng)的位移(速度、加速度)在同一時(shí)間(同一時(shí)刻)滿足平行四邊形定則。那么，已知其中幾個(gè)量可求另外

17、幾個(gè)量。課堂小結(jié)第三課時(shí): 輪船渡河問題方法一：將輪船渡河的運(yùn)動(dòng)看作水流的運(yùn)動(dòng)(水沖船的運(yùn)動(dòng))和輪船相對(duì)水的運(yùn)動(dòng)(即設(shè)水不流動(dòng)時(shí)船的運(yùn)動(dòng))的合運(yùn)動(dòng)。方法二：將船對(duì)水的速度沿平行于河岸和垂直于河岸方向正交分解如圖所示，則v1+v2cos為輪船實(shí)際上沿河岸方向的運(yùn)動(dòng)速度，v2sin為輪船垂直于河岸方向的運(yùn)動(dòng)速度要使船垂直橫渡，則應(yīng)使v1+v2cos=0，此時(shí)渡河位移最小為d。要使船渡河時(shí)間最短，則應(yīng)使。v2sin最大，即當(dāng)=900時(shí)，渡河時(shí)間最短為t=d/v2。例1、一條河流寬度為180m，水流速度是v1=2.5m/s，(1)若船在靜水中航行速度為v2=5m/s，求：如果要求船劃到對(duì)岸時(shí)間最短，則船頭應(yīng)指向什么方向?最短時(shí)間是多少?位移是多少?如果要求船劃到對(duì)岸航程最短，則船頭應(yīng)指向什么方向?最短航程是多少?所用時(shí)間多長(zhǎng)?(2)