四川省射洪縣射洪中學高中物理《曲線運動》教案 新人教版必修2

1、第五章 曲線運動本章設(shè)計 本章以平拋運動和圓周運動為例，介紹物體做曲線運動的條件、規(guī)律及研究方法運動的合成與分解，這種方法是處理曲線問題的基本方法，它既是對力的合成與分解的一種深化鞏固，更滲透著研究物理問題的方法思想. 學生學習了曲線運動的方向后，教材通過讓學生做一個“飛鏢”，觀察飛鏢在空中做斜拋運動時飛鏢的指向不斷地發(fā)生變化的情景，觀察飛鏢落入地面及插入泥土的指向，聯(lián)系飛鏢在空中做曲線運動的軌跡，體會曲線運動的速度方向與軌跡曲線相切的關(guān)系.重視學生對物理現(xiàn)象和規(guī)律的親身體驗，學生經(jīng)過親身觀察和體驗后，既容易理解知識，又對知識印象深刻. 在“探究平拋運動的規(guī)律”這節(jié)課中，教材給出了明確的探究思

2、路，但沒有給出確定的實驗步驟，而是介紹了三種不同的實驗方法和裝置，這樣做的目的是使學生重視探究的科學方法，在對這些案例理解的基礎(chǔ)上，根據(jù)自身的條件，創(chuàng)造性地設(shè)計自己的探究方案，發(fā)散學生的思維. 教材構(gòu)建了更為合理的知識結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的教材是先學向心力后研究向心加速度，這樣做的好處是對應(yīng)了牛頓第二定律的邏輯思想，但不能理解向心加速度是反映圓周運動物體速度變化的快慢這一本質(zhì)含義. 研究勻速圓周運動要注意以下幾個問題：1正確分析物體的受力，確定向心力. 由牛頓運動定律可知，產(chǎn)生加速度的力是物體受到的各個力的合力，因此產(chǎn)生向心加速度的力是向心力.向心力一般是由合力提供的，在具體問題中也可以是由某個實際的力

3、提供，如拉力、重力、摩擦力等.2確定勻速圓周運動的各物理量之間的關(guān)系. 描述勻速圓周運動的物理量主要是線速度、角速度、軌道半徑、周期和向心加速度.這里需要指出的是在計算中常常遇到值的問題，一定注意帶入3.14而不是180°，因為圓周運動中的角速度是以弧度/秒（rad/s）為單位的.例如鐘表的分針周期是60分鐘，求它轉(zhuǎn)動的角速度.根據(jù)=，那么=1.74×10-3 rad/s. 通過本節(jié)的學習，首先要明確物體做曲線運動的條件和如何描述曲線運動，學會運動的合成與分解的基本方法；其次，應(yīng)認識到牛頓運動定律同樣適用于曲線運動，它是反映物體機械運動的基本定律；再次，應(yīng)領(lǐng)會到運動的合成與

4、分解是物理等效思想的方法在曲線運動研究過程中的具體應(yīng)用. 全章共8節(jié)，建議用9課時，各課時安排如下：1 曲線運動1課時2 質(zhì)點在平面內(nèi)的運動2課時3 拋體運動的規(guī)律1課時4 實驗：研究平拋運動1課時5 圓周運動1課時6 向心加速度1課時7 向心力1課時8 生活中的圓周運動1課時1 曲線運動文本式教學設(shè)計整體設(shè)計 本節(jié)主要內(nèi)容是做曲線運動物體的速度方向的判定，以及物體做曲線運動的條件.曲線運動是一種變速運動，特別是勻速圓周運動，并不是勻速運動，而是一種變速運動，因為物體的運動方向時刻在變化.教學中要突出矢量性的分析教學，讓學生進一步感受矢量的含義. 對于曲線運動的教學，教師可以聯(lián)系各種生活實例以

5、及前面學習過的直線運動的知識來幫助學生理解.在此基礎(chǔ)上進一步引入曲線運動的方向性問題，首先讓學生討論如何確定曲線運動的方向，教師可以通過點撥引導，讓學生自己設(shè)計可行的實驗方案，進而通過實驗找出任意曲線運動的速度方向與其運動軌跡的關(guān)系，然后教師引導學生證明這個結(jié)論.對于物體做曲線運動的條件，更要從實際出發(fā)，通過大量列舉生活中的實例，分析、總結(jié)、歸納出結(jié)論，千萬不要想當然地直接告訴學生結(jié)論.教給學生方法比教給學生知識重要得多，教師在教學中一定要突出學生的主體地位.教學重點1.什么是曲線運動.2.物體做曲線運動方向的判斷.3.物體做曲線運動的條件.教學難點物體做曲線運動的條件.課時安排1課時三維目標

6、知識與技能1.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.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.情感態(tài)度與價值觀 能領(lǐng)略曲線運動的奇妙與和諧，培養(yǎng)對科學的好奇心和求知欲.課前準備教具準備：多媒體課件、斜面、小鋼球、小木球、條形磁鐵.知識準備：復習勻速直線運動的特點和受力情況.教學過程導入新課情景導入 生活中有很多種運動情況，我們學習過各種直線運動，包括勻速直線運動、勻變速直線運動（包括自由落體）等，我們知道這幾種運動的共同特點是物體運動的方向不變.下面我們來欣

7、賞幾組畫面（多媒體播放）： 拋出去的標槍、宇宙中的星體的運動又是一種怎樣的運動呢？演示導入演示1.自由釋放一支較小的粉筆頭；演示2.平行拋出一支相同大小的粉筆頭.兩支粉筆頭的運動情況有什么不同呢？學生交流討論.結(jié)論：前者是直線運動，后者是曲線運動.復習導入 前邊幾章我們研究了直線運動，同學們思考以下兩個問題：1.什么是直線運動？2.物體做直線運動的條件是什么？ 學生交流討論并回答. 在實際生活中，普遍發(fā)生的是曲線運動，那么什么是曲線運動？本節(jié)課我們就來學習這個問題.推進新課 曲線運動是人們常見的運動形式，如運動員擲出的鐵餅是沿著曲線運動的，發(fā)射出的導彈在空中是沿著曲線飛行的，汽車拐彎時的運動是

8、曲線運動，地球、月球、人造地球衛(wèi)星沿軌道的運動是曲線運動.讓學生列舉生活中有關(guān)曲線運動的例子.問題：曲線運動中速度的方向是時刻改變的，怎樣確定做曲線運動的物體在任意時刻速度的方向呢？一、曲線運動速度的方向演示1：在旋轉(zhuǎn)的砂輪上磨刀具.演示2：撐開帶有水滴的雨傘繞柄旋轉(zhuǎn).問題1：磨出的火星如何運動？為什么？問題2：水滴沿什么方向飛出?為什么?教師此時可引導學生用畫圖的方式與實驗相結(jié)合分析.實驗與探究 用線拴一石頭，用手拿著線的一端，使石塊做圓周運動.當石塊旋轉(zhuǎn)到你事先選定的方位時，將手中的線釋放，石塊拋出，請另一個同學記下石塊的落地點，將通過拋出點垂直于地面的豎直線在地面上的垂足與落地點連一條直

9、線.結(jié)論：石頭會沿脫手處的切線方向飛出.讓學生總結(jié)出曲線運動的方向.思考并討論： 1.在變速直線運動中如何確定某點的瞬時速度？分析：如要求直線上的某處A點的瞬時速度，可在離A不遠處取一B點，求AB的平均速度來近似表示A點的瞬時速度，時間取得越短，這種近似越精確，如時間趨近于零，那么AB間的平均速度即為A點的瞬時速度.2在曲線運動中如何求某點的瞬時速度？交流討論：先求AB的平均速度，據(jù)式：vAB=可知：vAB的方向與sAB的方向一致，t越小，vAB越接近A點的瞬時速度，當t0時，AB曲線即為切線，A點的瞬時速度方向為該點的切線方向.可見，速度的方向為質(zhì)點在該處的切線方向，且方向是時刻改變的.結(jié)論

10、：曲線運動中速度的方向是時刻改變的，質(zhì)點在某一點（或某一時刻）的速度方向在曲線的這一點的切線方向上.補充問題：什么是切線？ P和Q是曲線C上鄰近的兩點，P為定點，當Q點沿著曲線C無限地接近P點時，割線PQ的極限位置PT叫做曲線C在點P的切線，P點叫做切點；經(jīng)過切點P并且垂直于切線PT的直線PN叫做曲線C在點P的法線（無限逼近的思想）.設(shè)疑：曲線運動是勻速運動還是變速運動？問題引導：速度是_（矢量、標量），所以只要速度方向變化，速度矢量就發(fā)生了_，也就具有_，因此曲線運動是_.學生討論并總結(jié)：矢量 變化 加速度 變速運動課堂訓練1.關(guān)于曲線運動，下列判斷正確的是（ ）A.曲線運動的速度大小可能不

11、變 B.曲線運動的速度方向可能不變C.曲線運動的速度可能不變 D.曲線運動可能是勻變速運動答案：AD2.曲線滑梯如圖所示，試標出人從滑梯上滑下時在A、B、C、D各點的速度方向.提示：人在各點的速度方向在曲線的這一點的切線方向上，且指向人的運動方向.3.質(zhì)點在力F的作用下做曲線運動，下列各圖是質(zhì)點受力方向與運動軌跡圖，正確的是（ ）答案：ACD師生共同分析：曲線運動既然是變速運動，它一定要有加速度.問題：那么物體在什么情況下做曲線運動呢？二、物體做曲線運動的條件<方案一>實驗1.在光滑的水平面上具有某一初速度的小球，在不受外力作用時將如何運動？學生實驗后討論：由于小球在運動方向上不受

12、外力，合外力為零，根據(jù)牛頓第一定律，小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運動.實驗2.在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在運動方向的正前方向或正后方向放一條形磁鐵將如何運動？學生實驗后討論：由于小球在運動方向受磁力作用，會使小球加速或減速，但仍做直線運動.實驗3.在光滑的水平面上具有某一初速度的小球，在運動方向一側(cè)放一條形磁鐵時小球?qū)⑷绾芜\動？學生實驗后討論：由于小球在運動過程中受到一個側(cè)力，小球?qū)⒏淖冘壽E而做曲線運動.問題一：物體有初速度但不受外力時，將做什么運動？ 問題二：物體沒有初速度但受外力時，將做什么運動？ 問題三：物體既有初速度又受外力時，將做什么運動？結(jié)論：a.當初速度方向與外力方向在同一直線上

13、（方向相同或相反）時將做直線運動.b.當初速度與外力不在同一直線上時，做曲線運動.說明：實驗要在玻璃面實物展示臺面上做，而運動的物體是小鋼球，摩擦力很小，可看成光滑的平面;初速度從一斜槽上滑到臺面上來實現(xiàn).結(jié)論：物體做曲線運動的條件是：1.要有初速度；2.要受合外力；3.初速度與合外力有一個角度.<方案二>實驗探究器材：光滑玻璃板、小鋼球、磁鐵.演示：小鋼球在水平玻璃板上做勻速直線運動.問題：給你一塊磁鐵，如何使小鋼球做加速直線運動;減速直線運動;曲線運動.學生分組討論制定實驗方案.分析論證：加速直線運動：F的方向與v的方向_.減速直線運動：F的方向與v的方向_.曲線運動：F的方向

14、與v的方向_.結(jié)論：當物體所受的合力的方向與它的速度方向在同一直線時，物體做_；當物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時，物體就做_.物體做曲線運動的條件：_.注明：可以問題的形式讓學生通過實驗驗證并回答.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(cè)身騎，為什么？3.盤山公路路面有何特點？火車鐵軌在彎道有何特點？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

15、的力來完成這個曲線運動，我們側(cè)身正是為了提供這個力.3.盤山公路的路面并不是水平的，而是一邊高一邊低；火車鐵軌在彎道的時候兩根鐵軌并不是一般高的，而是一個高一個低.之所以這樣設(shè)計，正是因為各種車輛爬盤山公路的時候做的都是曲線運動，火車拐彎時也是曲線運動，這些曲線運動都需要一個與運動方向成一定夾角的力來完成.盤山公路和火車鐵軌的這種設(shè)計就是為提供這個力服務(wù)的.課堂訓練1.如圖所示，物體在恒力F作用下沿曲線從A運動到B點，這時突然使它所受的力反向但保持大小不變，則在此力作用下，物體以后的運動軌跡是圖中3條虛線中的（ ）A.Bc B.Bb C.Ba D.都不是答案：A2.關(guān)于做曲線運動的物體，下列說

16、法正確的是（ ）A.它所受的合力一定不為零B.有可能處于平衡狀態(tài)C.速度方向一定時刻改變D.受的合外力方向有可能與速度方向在同一條直線上答案：AC課堂小結(jié)1.曲線運動是變速運動，即使速度的大小沒有變化，速度的方向也在變化.2.當運動物體所受合外力的方向跟物體的運動方向不在同一直線上時，物體就做曲線運動，所以物體的加速度方向也跟速度方向不在同一直線上.布置作業(yè) 教材“問題與練習”1、2、3題.板書設(shè)計1.曲線運動一、曲線運動定義：運動軌跡是曲線的運動叫做曲線運動.二、物體做曲線運動的條件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.三、曲線運動速度的方向質(zhì)點在某一點的速度，沿曲線在這一點的切線方向.四、曲線運動的性質(zhì)曲線運動過程中速度方向始終在變化，因此曲線運動是變速運動.活動與探究課題：做曲線運動物體的速度方向.過程：讓撐開的帶有水的傘繞著傘柄旋轉(zhuǎn)，傘面上的水滴隨傘做曲線運動.當水滴從傘邊飛出時，可以看到水滴是沿著傘邊各點所畫圓周的切線方向飛出的.設(shè)計實驗方案找出水滴的速度方向.習題詳解1.解答：如圖所示，在