高中物理人教版必修二51曲線運(yùn)動教案

1、 教學(xué)課題曲線運(yùn)動所用教材教材名稱：物理 必修2 ，第 五 章 第1節(jié) 1-3頁出版社：人民教育出版社教材分析實(shí)際上，在自然界和科技中，最常見最普遍的運(yùn)動是變速運(yùn)動，而變速運(yùn)動的軌跡分為直線和曲線兩種，曲線運(yùn)動較直線運(yùn)動更為常見。宇宙間行星的運(yùn)動，微觀世界中原子分子的運(yùn)動，都是曲線運(yùn)動，因此研究曲線運(yùn)動是力學(xué)研究的必然。本節(jié)課所采用的教材是人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗教科書物理必修2（2019年11月第2版）第五章第一節(jié)“曲線運(yùn)動”。本節(jié)內(nèi)容是這一章的基礎(chǔ)，要求學(xué)生學(xué)習(xí)后知道曲線運(yùn)動的速度方向，理解物體作曲線運(yùn)動的條件?！扒€運(yùn)動”作為本章的開篇，總體介紹了曲線運(yùn)動的諸多特征：運(yùn)動的軌跡為曲線的

2、運(yùn)動叫做曲線運(yùn)動；曲線運(yùn)動是一個變速運(yùn)動；質(zhì)點(diǎn)作曲線運(yùn)動某一點(diǎn)的速度方向沿著曲線該點(diǎn)的切線方向；物體作曲線運(yùn)動的條件是物體所受的作用力與速度方向不在一條直線上。學(xué)習(xí)了本節(jié)的知識，才能更好的理解和掌握平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動等幾個特殊的曲線運(yùn)動，為后面的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)?？梢哉f本節(jié)是一個總述，介紹所有曲線運(yùn)動的特點(diǎn)，后面的幾小節(jié)作為分支，本章總體看有著從普遍到特殊的安排特點(diǎn)。 學(xué)情分析在整個中學(xué)階段，學(xué)生的抽象邏輯思維得到了迅速的發(fā)展，與成人期的思維水平基本保持一致。進(jìn)入高中階段以后，學(xué)生的抽象邏輯思維屬于理論型，已具有充分的假設(shè)性、預(yù)計性及內(nèi)省性，高中生已能在頭腦中進(jìn)行完全屬于抽象符號的推導(dǎo)，能以理論作

3、指導(dǎo)去分析、解決各種問題。在學(xué)習(xí)本課之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了高一物理必修1的全部課程，所以對運(yùn)動學(xué)的學(xué)習(xí)已經(jīng)很充分，實(shí)驗方法與技能上也有了一定的基礎(chǔ)。具體的說：學(xué)生已經(jīng)掌握了直線運(yùn)動的所有特點(diǎn)，知道了如何描述勻速運(yùn)動、勻變速運(yùn)動等經(jīng)典的運(yùn)動形式。對變速這一概念有了初步的體會，但在原來研究的變速運(yùn)動中，主要研究的是速率改變的運(yùn)動，并沒有接觸過速度方向改變的變速運(yùn)動，這需要深入的學(xué)習(xí)。牛頓第二定律的學(xué)習(xí)使學(xué)生知道了力是改變物體速度的原因，這對研究曲線運(yùn)動產(chǎn)生的原因很有幫助。高中數(shù)學(xué)已經(jīng)接觸到極限的思想，在解決很多物理問題時都會用到這一數(shù)學(xué)方法，在本節(jié)課中，研究曲線運(yùn)動的方向時就用到了極限分析法。高中物

4、理必修是面向全體高中生的，我所設(shè)計的課程是面向今后要學(xué)理科的高中生的。學(xué)習(xí)理科必須具備一定的推導(dǎo)能力，所以我相信學(xué)生應(yīng)該能接受。教學(xué)目標(biāo)一、知識與技能1、知道什么是曲線運(yùn)動。2、知道曲線運(yùn)動中速度的方向，理解曲線運(yùn)動是一種變速運(yùn)動。3、理解物體做曲線運(yùn)動的條件。能用牛頓第二定律分析曲線運(yùn)動的條件，掌握速度與合外力方向與曲線彎曲情況之間的關(guān)系。 二、過程與方法1、通過列舉生活實(shí)例的過程，體會認(rèn)識新事物的方法。2、通過實(shí)驗與理論結(jié)合的過程，體會科學(xué)探究的方法。三、情感、態(tài)度與價值觀1、感受生活中的曲線運(yùn)動，增強(qiáng)對科學(xué)的好奇心與求知欲。2、激發(fā)參與科技活動的熱情，善于將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐中

5、。教學(xué)重點(diǎn)1、 物體作曲線運(yùn)動速度方向的確定。2、物體做曲線運(yùn)動的條件。教學(xué)難點(diǎn)1、理解曲線運(yùn)動是變速運(yùn)動。2、用牛頓第二定律分析物體做曲線運(yùn)動的條件，能用曲線運(yùn)動相關(guān)知識解決實(shí)際的問題。設(shè)計特點(diǎn)與理念本堂課主要由老師的演示實(shí)驗、及理論推導(dǎo)探究組成。整節(jié)課都運(yùn)用比較的方法，以直線運(yùn)動作為參考，引導(dǎo)學(xué)生了解曲線運(yùn)動的特點(diǎn)。力求通過以學(xué)生為主、教師為輔的教學(xué)，使全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)在研究曲線運(yùn)動的過程中得到提高。讓學(xué)生從生活中的曲線運(yùn)動出發(fā)，用科學(xué)的態(tài)度看待生活中的曲線運(yùn)動，真正做到“從生活走向物理，由物理走向社會”。運(yùn)用生活中的物理也能縮短物理知識與學(xué)生的距離，讓學(xué)生感覺到物理就在身邊。在學(xué)習(xí)本節(jié)

6、課后，力求學(xué)生能運(yùn)用曲線運(yùn)動的相關(guān)知識解決生活中的一些簡單的問題，如設(shè)計自行車擋泥板的位置等。實(shí)驗探究與理論探究結(jié)合的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體會物理的樂趣，領(lǐng)悟科學(xué)思想和精神。本節(jié)課主要采用引導(dǎo)式的綜合教學(xué)方法，中間結(jié)合實(shí)驗以培養(yǎng)學(xué)生的動手動腦的能力。教學(xué)方法情景激學(xué)、互動探究、實(shí)驗演示、啟發(fā)講授、總結(jié)歸納教學(xué)器材1實(shí)驗儀器：小球、塑料軟管、墨水、瓶蓋帶小孔的水瓶 、水輪、水槽2多媒體：PPT、圖片、視頻資料課時安排1節(jié)（45分鐘）教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動方法手段備注一、引入新課“在開始今天的新課之前，我們先來做一個簡單的小實(shí)驗。我手上是一塊糖，現(xiàn)在我將糖向上拋出，請大家仔細(xì)觀察糖在上升過程中的運(yùn)動軌跡

7、是怎樣的，作的是什么運(yùn)動?！睂?shí)驗：豎直向上將糖拋出“糖的運(yùn)動軌跡是怎樣的呢？”“可以看到，糖的運(yùn)動軌跡是直線的?，F(xiàn)在我再來拋一次糖，誰接住了，這塊糖就歸誰了。但是不能光忙著接糖，要注意觀察糖的運(yùn)動軌跡發(fā)生了怎樣的變化。”實(shí)驗：斜拋出糖果“它的運(yùn)動軌跡是怎樣的呢？還是直線嗎？”“可以看到糖的運(yùn)動軌跡已經(jīng)不再是直線了，糖在空中劃過了一道優(yōu)美的曲線。咱們原來研究的運(yùn)動它的運(yùn)動軌跡都是直線的，這種運(yùn)動軌跡可是沒有研究過的，今天咱們就來研究這種不同于直線運(yùn)動的運(yùn)動形式曲線運(yùn)動?！卑鍟?-1 曲線運(yùn)動仔細(xì)觀察并回答：運(yùn)動軌跡是直線，是豎直上拋運(yùn)動。配合教師接住糖果并回答：是一條曲線。教法：實(shí)驗演示演示實(shí)

8、驗引入新課，兩種運(yùn)動軌跡相類比，學(xué)生很明顯的觀察到二者的區(qū)別。二、新課教學(xué)1、曲線運(yùn)動的定義“既然要研究曲線運(yùn)動，我們首先就要知道，什么是曲線運(yùn)動。按照直線運(yùn)動的定義，運(yùn)動軌跡是直線的運(yùn)動叫直線運(yùn)動。推此及彼，運(yùn)動軌跡為曲線的運(yùn)動我們就叫它曲線運(yùn)動。”板書：一、定義 運(yùn)動軌跡為曲線“其實(shí)我們的現(xiàn)實(shí)生活中大多數(shù)的運(yùn)動都是曲線運(yùn)動，大到宇宙中行星的運(yùn)動，小到分子原子的運(yùn)動。誰能舉出生活中的曲線運(yùn)動的例子？”“大家說的這些都是曲線運(yùn)動。老師這里也準(zhǔn)備了幾個曲線運(yùn)動的例子，我們一起來分享一下?！盤PT展示曲線運(yùn)動圖片和視頻資料。“這些圖片是我看到的身邊的曲線運(yùn)動。我們都知道，今年世界上舉行了兩場盛會，

9、一場是我們國家舉行的世博會。世博會開幕的當(dāng)晚，漫天的煙火將上海照耀成一個不夜之城。第一幅圖片就是上海世博會的煙花，可以可到，火藥在空中作的是曲線運(yùn)動，留下了彎曲的光軌跡，非常的漂亮。另一場盛會呢是剛剛閉幕的世界杯，世界杯賽場上足球作的基本上都是曲線運(yùn)動。下面我們就來看一個視頻，仔細(xì)觀察一下足球作的曲線運(yùn)動。”2、曲線運(yùn)動的速度方向“每當(dāng)認(rèn)識一個新的事物的時候，我們都會想辦法來描述它。誰來說一下，我們是用什么物理量來描述直線運(yùn)動的？”“直線運(yùn)動可以用這些物理量來描述，曲線運(yùn)動一樣可以用這些物理量來描述。曲線運(yùn)動的位移和直線運(yùn)動一樣，也是由初始點(diǎn)指向末點(diǎn)。曲線運(yùn)動的加速度比較難理解，咱們將在以后進(jìn)

10、行研究?，F(xiàn)在我們首先來研究一下物體作曲線運(yùn)動的速度?！薄八俣群臀灰埔粯樱且粋€矢量。所有的矢量都由大小與方向兩部分組成，直線運(yùn)動中速度的方向沿著運(yùn)動的方向，那么曲線運(yùn)動的速度方向是怎樣的呢？”板書：二、速度的方向“物體作直線運(yùn)動的過程中，速度的方向是不變的。而物體作曲線運(yùn)動時，速度的方向是不斷變化著的?！卑鍟?1、不斷變化“整體上速度的方向不斷變化，那請大家猜想一下質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向又是怎樣的呢？”“有的同學(xué)說沿著曲線的切線方向，這個說法對嗎？咱們先來看一段實(shí)驗視頻，請同學(xué)們仔細(xì)觀察砂輪和鐵的接觸點(diǎn)上火星飛出的方向?！辈シ派拜唽?shí)驗視頻：砂輪與鐵棒接觸點(diǎn)火星飛出的方向沿著砂輪的切線方向。“

11、可以看到，大部分的火星還是沿著砂輪的切線方向飛出的?？墒巧拜喪且粋€圓形，是一種特殊的曲線，那么物體作一般的曲線運(yùn)動過程中某點(diǎn)的速度方向也沿該點(diǎn)的切線方向嗎？“下面我們再通過實(shí)驗親眼驗證看速度的方向是不是沿切線的方向。“實(shí)驗：將塑料軟管彎曲成任意曲線，作為小球運(yùn)動的曲線軌道。在彎管的出口處滴一些墨水，保證小球在出軌道了以后還可以在紙上留下運(yùn)動軌跡。另一根彎管立起來接在進(jìn)口處，作為給小球提供初速度工具。釋放小球，讓小球在白紙上留下軌跡。引導(dǎo)學(xué)生觀察小球出軌道后的軌跡和彎曲的曲線軌道之間有什么關(guān)系。 “軌跡和我們的曲線軌道之間有什么關(guān)系呢？”“現(xiàn)在咱們在實(shí)驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行理論的分析。”板書：2、沿著曲

12、線的切線方向AB講解：A點(diǎn)到B點(diǎn)的位移方向沿著A、B點(diǎn)的連線方向，由A點(diǎn)指向B點(diǎn)。當(dāng)B點(diǎn)不斷地向A點(diǎn)處移動時，位移的方向也在不斷的改變。當(dāng)B點(diǎn)非常接近A點(diǎn)時，A與B點(diǎn)的連線就是曲線的切線，也就是說A到B位移的方向就是切線的方向。A點(diǎn)速度的方向與位移的方向一致，所以A點(diǎn)的速度方向沿切線的方向。 “所以，質(zhì)點(diǎn)作曲線運(yùn)動任意一點(diǎn)的速度方向是沿著曲線在這一點(diǎn)的切線方向的。我們再在曲線上找一個隨意找一個C點(diǎn)，請同學(xué)來標(biāo)明質(zhì)點(diǎn)在這一點(diǎn)的速度方向。我們知道，曲線上一點(diǎn)的切線有兩個方向，判斷速度的方向主要還是看它位移的方向?！?“實(shí)驗中看到這一點(diǎn)的位移沿著切線的方向，所以速度也沿著切線的方向。請同學(xué)們思考一個

13、問題，曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動嗎？”“這就出現(xiàn)分歧了，有的同學(xué)說不一定是，有的同學(xué)說一定是。說不一定的同學(xué)可能想到曲線運(yùn)動的速度大小可能不變。能想到這點(diǎn)很好，咱們在以后的課中就會研究這種速度大小不變的曲線運(yùn)動。但是速度是由大小和方向兩部分組成的，我們已經(jīng)知道曲線運(yùn)動速度的方向是不斷變化的，所以曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動?！?、 物體做曲線運(yùn)動的條件“同學(xué)們有沒有想過，物體怎樣才能做曲線運(yùn)動呢？”板書：三、物體作曲線運(yùn)動的條件“先來回憶一下，我們以前學(xué)過物體做直線運(yùn)動的條件，請哪位同學(xué)回答一下？”講解：由牛頓第一定律和牛頓第二定律可知，物體在不受力的時候做勻速直線運(yùn)動或靜止。做勻速直線運(yùn)動的物體當(dāng)受到

14、和速度方向在同一直線上的力后，產(chǎn)生加速度，做速度與加速度，力三者在同一直線上的勻加速直線運(yùn)動?！暗侨绻矬w所受力和它的速度不在同一直線上呢？會出現(xiàn)什么結(jié)果？現(xiàn)在我們就來看一個實(shí)驗，仔細(xì)觀察兩次水流的形狀有什么不同，想一想產(chǎn)生這種不同的原因是什么。”實(shí)驗：第一次豎直向下擠壓瓶子，讓水流豎直向下流動，與重力沒有夾角。第二次斜向下擠壓瓶子，水流斜著流動，初速度方向與重力有夾角，即與重力不在一條直線上。 “誰來說一下看到了怎樣的變化。”理論分析。F1F2vF講解：將力F分解到平行于速度和垂直于速度兩個方向上，平行于速度的在速度的方向上產(chǎn)生加速度改變速度的大小；垂直于速度的分力產(chǎn)生垂直于速度的加速度，

15、改變速度的方向。現(xiàn)在考慮一個極限狀況，當(dāng)力F垂直于速度方向時，只改變運(yùn)動的方向，而不改變速度的大小?！斑@種不改變速度大小的曲線運(yùn)動這就是我們在下面幾節(jié)將學(xué)習(xí)的勻速圓周運(yùn)動?！薄暗诙嗡銎靠诘乃俣确较蚴谴怪庇谄靠诘?，而重力的方向卻是垂直于地面的，二者之間有一定的角度，也就是說速度的方向與力的方向不在一條直線上。這個實(shí)驗就可以說明當(dāng)力與速度方向不在同一直線上的時候，物體做曲線運(yùn)動?！卑鍟何矬w所受合力方向跟它的速度方向不在同一直線上3、 曲線運(yùn)動的應(yīng)用“我們都知道，研究物理的一個重要原因就是要為人類解決問題，那同學(xué)們就有疑問了，學(xué)習(xí)曲線運(yùn)動能有什么解決什么問題呀。下面咱們來看一些例子?！盤PT展

16、示圖片：l 鏟雪機(jī)l 摩托車后輪的擋板l 砂輪上方的保護(hù)套l 自行車擋泥板“我們現(xiàn)在就來著重分析一下自行車擋泥板的工作原理?！睂?shí)驗：模擬自行車后輪帶起泥水?！翱梢钥吹?，水會從水輪的各個方向飛出。如果是泥水的話，很容易濺在人的身上。所以自行車擋泥板對人起著保護(hù)作用。下面請同學(xué)們分組討論分析一下自行車擋泥板的工作原理，以及設(shè)計的位置在哪里最合適?！苯處熝惨暯庖伞Ｋ伎?，大量舉例?；卮穑浩古仪蜍壽E、籃球軌跡、任意球軌跡等。學(xué)生觀看圖片。學(xué)生回憶直線運(yùn)動的相關(guān)知識。回答：位置、位移、速度、加速度等。學(xué)生猜想。猜測并回答：沿曲線的切線方向。學(xué)生仔細(xì)觀看視頻，觀察火星飛出的方向與砂輪之間有什么關(guān)系。學(xué)生在觀

17、察實(shí)驗的同時積極思考?；卮穑很壽E是曲線出口處那一點(diǎn)的切線。學(xué)生上黑板標(biāo)方向?；卮鹂赡軙a(chǎn)生分歧，和學(xué)生原來的認(rèn)識有關(guān)。回答：不一定。/是?；卮穑何矬w在不受力的時候，和受到與速度方向相同的力的時候。 觀察實(shí)驗現(xiàn)象并配合主動回答?；卮穑旱谝淮嗡鞯能壽E是直線，而第二次變成了曲線可能和重力有關(guān)。學(xué)生配合老師積極分析。分小組進(jìn)行討論討論。并分享小組討論成果。教法：講授法。用舊知識比較得到新知識教法：情境激學(xué)。通過圖片直觀的感受什么是曲線運(yùn)動。教法：實(shí)驗演示教法：演示實(shí)驗。教法：講授法。體現(xiàn)了化曲為直和極限的思想。教法：引導(dǎo)學(xué)習(xí)?；貞浽兄R，引出新知識教法：實(shí)驗演示教法：講授法。教法：引導(dǎo)學(xué)習(xí)教法：實(shí)驗演示學(xué)法：分組討論砂輪實(shí)驗有一定的危險性，不可在課堂完成。四、 小結(jié)“今天我們研究了曲線運(yùn)動，誰來總結(jié)一下物體做曲線運(yùn)動的特點(diǎn)？”回答：曲線運(yùn)動的方向沿曲線的切線方向。做曲線運(yùn)動的條件是速度的方向和力的方向不在同一