物理：5.1《曲線運動》教案(新人教版必修)

1、第五章曲線運動5.1 曲線運動教學目標（一）知識與技能1 .知道什么是曲線運動2 .知道曲線運動中：速度的方向是如何確定的，理解曲線運動是變速運動。3 .結合實例理解物體做曲線運動的條件，對比直線運動和曲線運動條件，加深對牛頓定律的理解。（二）過程與方法4 .通過物體做曲線運動的條件的分析，提高學生能抓住要點對物理現(xiàn)象技術分析的能力（三）情感態(tài)度與價值觀5 .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.6 .有參與科技活動的熱情，將物理知識應用于生活和生產(chǎn)實踐中教學重點1 .知道什么是曲線運動2 .知道曲線運動中速度的方向是如何確定的3 .理解物體做曲線運動的條件教教學難點1.理解

2、物體做曲線運動的條件教學過程一、引入師：同學們，在前面的學習中我們學習了物體的一些運動規(guī)律，像勻速直線運動、勻變速 直線運動等，并結合牛頓定律從動力學角度深入理解了運動與力的關系。但大家有沒有發(fā) 現(xiàn)，在前面的學習中我們學習的都是直線運動，而現(xiàn)實生活中更多見到的是曲線運動。所 以從今天開始我們就來研究曲線運動。師：什么是曲線運動？生：顧名思義，就是運動軌跡是曲線的運動。師：同學們能不能舉幾個物體做曲線運動的例子。生：從微觀來講，電子繞原子核旋轉(zhuǎn)，從天體運動來講，地球繞太陽運動。還有就是我們?nèi)粘Ｉ钪幸姷降臄S鉛球、鐵餅。跳高跳遠等。師：不錯，我這兒也有一些視頻，大家一起來看看二、曲線運動【定義】：

3、運動軌跡是曲線的運動。師：下面我們來一起討論曲線運動的運動規(guī)律。師：曲線運動的位移與路程是什么樣的關系？生：位移的大小小于路程。師：回答得很好！說明大家對標量和矢量的概念已經(jīng)形成。師：曲線運動平均速度與平均速率的關系怎樣？生：平均速度的大小小于平均速率。師：瞬時速度與瞬時速率的關系怎樣？生：瞬時速度的大小就是瞬時速率。其實不管對于什么樣的運動，瞬時速率的定義就是瞬時 速度的大小。三、曲線運動速度的方向師：物體做曲線運動時速度的方向有什么特點？速度的方向會變化嗎？比如汽車在彎道行駛時運動方向變化了嗎？生：物體做曲線運動速度的方向一直在變，師：回答得很好！這里要提醒大家的是我們平時所講的物體的運動

4、方向就是指物體瞬時速 度的方向。【提醒】：我們平時所講的物體的運動方向就是指物體瞬時速度的方向。師：現(xiàn)在我們知道做曲線運動的物體的速度方向一直在變，那物體在某一時刻或某一位置具體的速度方向是怎樣的呢？演示實驗如圖所示，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

5、（曲線）有什么關系？【問題】：為什么說從A點離開軌道后在白紙r上留下的軌跡記錄了鋼球在 A點的運動方向？【解析】：因為A離開軌道后不再受軌道束縛，在白 ,紙上做的是直線運動，則物體做直線運動的方向就是物體離開 A點的速度方向【問題】：白紙上的墨跡與軌道（曲線）有什么.關系？【解析】：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(zhì)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。從速度的定義理解這個結論師：下面我們從速度的定義來理解這個結論。師：速度的定義式是什么？生：V s該公式求解出來的是平均速度還是瞬時速度?BA因為對應的是一段時間，求解出

6、來的是平均速度。師：平均速度的方向是怎樣的?平均速度的方向與位移的方向相同。師：很好！如右圖所示質(zhì)點做曲線運動在時間t內(nèi)從A到B,這段時間內(nèi)的位移即為割線 AB,平均速度的方向就是割線AB的方向。師：那瞬時速度是如何求解的呢？生：數(shù)學語言講就是瞬時速度是平均速度白極限值。就是說時間間隔t取得越短，該時間段內(nèi)的運動速度變化就越小，該段時間內(nèi)的運動近似成勻速直線運動的誤差就越小，平均速度代表瞬時速度的誤差就越小。當 t一0時，平均速度的極限值就是瞬時速度師：如圖：如果 t取得越小，平均速度的方向依次變?yōu)楦罹€AC、AD的方向（注意已逐漸逼近A處切彳B線的方向）。當t 0時，割線就成了切線，即平均速/

7、S/C度極限彳1即為A點的瞬時速度，它的方向便在過 A的切線方向上。D【問題】：曲線運動中，物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變化了嗎?【解析】：速度是運動狀態(tài)的標志。速度是矢量，有大小和方向。大小和方向中任何一個變化了，速度均發(fā)生了變化。物體做曲線運動時，速度的方向在不斷變化，所以曲線運動是變速運動，運動狀態(tài)在不斷變化。【問題】：那曲線運動有加速度嗎？【解析】：因為加速度表示物體變化的快慢，既然速度變化了就一定有加速度。例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.曲線運動速度的方向不斷地變化。但速度的大小可以不變C.曲線運動的速度方向可能不變D.曲線運動的速度大小和方向一定同時改

8、變【答案】: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，并不影響物體是否做曲線運動。因此，速度大小可能變化，也可能不變，但速度方向一定變化。例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(zhì)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(zhì)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(zhuǎn)雨傘時.傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運動，故水滴速度方向不是沿其切線方向的D.旋轉(zhuǎn)雨傘時，傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運動，水滴速度方向總是沿其軌道的切線方向【答案】：AD【解析】

9、：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ADa【解析】：根據(jù)公式有例3、從A到B,經(jīng)過時間為5s,在A點的速度方向與水平方向成 300,偏向上。大小是5m/s , 在B點的速度大小也是 5m/s,但方向與水平方向成 300角，偏向下。求這段時間的加速度。t這里末速度大小是 5m/s,初速度大小也是 5m/s ,那它的力口 速度是不是0呢?不是！因為我們現(xiàn)在學的是矢量，有大小，有方向，兩個矢量的差不能直接用大小相減。必須用矢量運算法則。解法如下:VaVb通過作圖發(fā)現(xiàn)速度變化量是5m/s,方向向下

10、。所以加速度的大小是 5m/s2,方向向下。這條例題再次提醒我們，我們現(xiàn)在學習的是矢量，有大小，有方向，矢量之間的加減不能直接用大小加減，而要用矢量運算法則。四、曲線運動的條件師：剛剛我們研究了曲線運動的運動規(guī)律，下面我們來研究物體做曲線運動的條件。師：前面牛頓定律的學習中我們知道了物體的運動和力的關系。力是改變物體運動狀態(tài)的原因。那物體做曲線運動時的受力有什么特點呢？演示實驗1：以拋粉筆為例體會【體會】：物體的運動規(guī)律不是僅僅由合外力決定的，粉筆在空中只受重力，重力方向豎直向下，但物體在空中的運動不一定是豎直向下 的，物體的運動規(guī)律除了與合外力有關外還與物體的速度有關。即物體的運動由速度與合

11、外力共同決定豎直上拋過程：速度r向上，合外力向下，向上做減速直線運動豎起下拋過程：速度向下，合外力向下，向下做加速直線運動由靜止下落：豎直向下加速直線運動其它任意角度拋出：曲線運動結論：合外力與速度同一直線，做直線運動，同向加速，反向減速；合外力與速度不在同一直線，做曲線運動。演示實驗2:1、一斜面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.【觀察】：鋼球做直線運動，速度逐漸減小.【解析】：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.摩擦力的方向與運動方向在同一直線上，但與運動方向相反.2、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.【觀察】：鋼球傲曲線運動.【解析】：鋼球受豎直向下的重力， 豎直向上的支持力， 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.3、如果小球本來是靜止的，在它的任何一個方向放上磁鐵，那小球?qū)⒃鯓舆\動