高一物理必修2教案(新人教版全冊)_-_1

1、11. 前言：物體做勻速直線運動的條件是什么？做直線運動的條件又是什么？生甲：物體做勻速直線運動的時候所受的合外力為零，而且反過來如果物體所受的合外力是零則物體會處在靜止或者勻速直線運動狀態(tài)。生乙：若物體做直線運動則需要它受的合外力的方向與它運動的方向保持一致，這個時候如果合外力的大小不變則物體的運動可能是勻加速或者勻減速，如果合外力的大小是變化的，則物體做變加速運動。2導入新課：什么是曲線運動？師：物體運動徑跡是曲線而不是直線的運動稱為曲線運動。曲線運動比直線運動復雜得多，而自然界中普遍發(fā)生的運動大多是曲線運動，所以運用已學過的運動學的基本概念和動力學的基本規(guī)律牛頓運動定律研究曲線運動問題是

2、十分必要的。一、曲線運動速度的方向1質(zhì)點做曲線運動時，速度方向是時刻改變的。如圖5.11所示的是砂輪打磨工件的情景，提出問題：我們該如何描述鐵屑飛出時的運動方向？師生共同探討得出：“質(zhì)點在某一點的速度，沿曲線在這一點的切線方向”的結論。2質(zhì)點在某一點(或某一時刻 的速度方向是在曲線的這一點的切線方向上。注意：物理中所講的“切線方向”與數(shù)學上的“切線方向”是有區(qū)別的。 二、曲線運動的性質(zhì)：曲線運動一定是變速運動因為速度是矢量，既有大小，又有方向。當速度的大小發(fā)生改變，或者速度的方向發(fā)生改變，或者速度的大小和方向都發(fā)生改變，就表示速度矢量發(fā)生了變化。而曲線運動中速度的方向時刻在改變(無論速度大小是

3、否改變 ，即速度矢量時刻改變著，所以曲線運動必是變速運動。三、做曲線運動的物體一定具有加速度，所受合外力一定不等于零 做曲線運動的物體的速度時刻在改變，即運動狀態(tài)時刻在改變著，由牛頓運動定律可知，力是改變物體運動狀態(tài)的原因即改變速度的原因，力是產(chǎn)生加速度的原因。而加速度等于速度的變化v 與時間t 的比值。只要速度有改變，即v O ，就一定具有加速度。四、物體做曲線運動的條件1當合外力的方向與初速度在同一直線上的情況下，合外力所產(chǎn)生的加速度只改變速度的大小，不改變速度的方向，此時物體只能作變速直線運動。2運動物體所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時，合外力所產(chǎn)生的加速度就不但可以改變速

4、度的大小，而且可以改變速度 的方向，物體將做曲線運動，如圖5.1-2所示?！緦W習探究】物體受力與運動關系對照表 2 3 45 5.3 拋體運動的規(guī)律教學過程一、引入師：剛剛我們學習了運動的合成與分解。在今后的學習中我們要學會用分解合成的方法來處理實際生活中的一些復雜的運動。師：本節(jié)課我們一起來研究一種常見的運動：拋體運動。那什么是拋體運動？大家在日常生活中肯定經(jīng)常見到下面的這些運動。將物體以任意角度拋出，比如壘球，鐵餅，標槍等。師：要研究這們的運動，就必須對物體進行受力分析，這些被拋出的物體在空中運動時受到幾個力的作用？生：重力、空氣阻力。師：回答得很好！空氣阻力一般情況下與速度有關，那這樣的

5、運動是勻變速運動嗎？ 生：不是，重力是恒定不變的，但阻力卻隨著速度在變化，所以肯定不是勻變速。 師：既然不是勻變速，這就給我們的研究帶來了困難。加速度變化的運動是很復雜的運動?，F(xiàn)在研究的難點就在于阻力的影響，如果沒有阻力，那物體在空中只受重力，就是一個勻變速運動。對于研究勻變速運動我們還是很有經(jīng)驗的。那空氣阻力的影響能忽略嗎，研究表明，如果物體的密度大一點，體積小一點，這時空氣阻力對物體運動的影響就很小，可以忽略。像剛才講的壘球，鐵餅，標槍等在空中運動時空氣阻力的影響就可以忽略。師：既然一定條件下空氣阻力影響可以忽略，那我們就可以忽略次要因素，抓住主要因素。對于以一定速度拋出的物體，如果忽略空

6、氣阻力，物體只受重力，這樣的運動就叫做拋體運動?！径x】：以一定的速度將物體拋出，忽略空氣阻力，只受重力，這樣的運動叫做拋體運動。所以拋體運動也是一個理想的模型?，F(xiàn)實中如果物體的密度大一點，體積小一點，以一定的速度將它們拋出，它們在空中的運動可以近似成拋體運動。對比自由落體運動，體會理想模型的建立觀看視頻，感受生活中的拋體運動二、平拋運動師：接著我們來研究拋體運動中比較有代表性的一個運動，叫平拋運動。顧名思義就是說將物體以一定的速度0v 水平拋出，不計空氣阻力。師：平拋運動物體的運動軌跡是怎樣的呢？要研究物體的運動就要研究物體的受力。師：平拋運動受力情況怎樣？生：只受重力。師：是勻變速嗎？生：

7、是的。師：加速度是多少？ 生：g m mg m F a 合=大小為g ，方向豎直向下。師：直線運動還是曲線運動？ 生：速度和合外力不在同一條直線上，做曲線運動。師：所以平拋運動是勻變速曲線運動。 【牢記】：平拋運動是勻變速曲線運動。讓學生體會勻變速曲線運動。不要一直認為勻變速運動就是勻變速曲線運動。勻變速運動包括勻變速直線運動和勻變速曲線運動。師：對于一個曲線運動，我們可以用分解合成的方法將它分解成兩個直線運動。分析合運動對應的初速度和加速度選擇適當?shù)膮⒖枷?，將速度及加速度進行分解出發(fā)點為原點O根據(jù)兩分運動方向各自的速度及加速度分析兩個分運動方向各自對應的運動狀態(tài)【牢記】：分運動間各自獨立，互

8、不干擾。三、平拋運動物體的位置 師：平拋運動任一時刻的位置如何確定？生：水平方向勻速，t 時間內(nèi)的位移為t 時間內(nèi)位 移為221gt y =，所以任一時刻的位置坐標為（t v 0，221gt ）師：t 時間內(nèi)的位移如何計算？生：222022 21( (gt t v y x s +=+= 與水平方向夾角00221tan v gt t v gt =四、平拋運動的軌跡師：我們已經(jīng)知道平拋運動物體任一時刻的位置坐標，那xy 間的關系式是怎樣的，它們描述的函數(shù)圖象即物體的運動軌跡又是怎樣的？ 生：任一時刻有：g 0v g 0vx y 水平方向x 豎直方向y 加速度a 初速度 0 g 0 0v 速度為 的

9、勻速直線運動 0v 自由落體運動 師：其實數(shù)學中拋物線的名稱就是這樣得來的。 【牢記】：平拋物體運動軌跡是一條拋物線。 五、平拋運動的速度師：物體任一時刻的速度如何確定？某一時刻有三個速度量：該時刻水平方向的速度、豎直方向的速度及合速度。我們要求解物體某一時刻的速度，求解的是哪一個呢？ 生：是指物體的真實速度，合速度。 師：那合速度如何求解呢？生：將該時刻下水平方向分速度和豎直方向分速度用平行四邊形定則進行合成。有0v v x = gt v y = 22022 (gt v v v v y x+=+= 0t a n v gtv v xy = 師：速度所在的直線方向與平拋運動軌跡是怎樣的幾何關系？

10、 生：相切，因為曲線運動上某點的速度方向為該點的切線方向。 【體會】：曲線運動上某點的速度方向為該點的切線方向。 六、平拋運動落地時間師：若將一物體以速度0v 從高度為h 的某點水平拋出，則物體的落體時間如何確定？生：根據(jù)分運動與合運動的等時性，我們可以從x 方向的勻速運動規(guī)律中求時間，也可以從y 方向的自由落體運動規(guī)律中求時間，求出來的時間是一樣的。【牢記】：只要知道了下落高度，平拋運動的時間就確定了。水平位移由高度h 和初速度0v 共同決定。七、觀看視頻文件，加強感官印象1、平拋條件分解規(guī)律；2、平拋物體的運動t v x 0=221gt y=2202x v g y =函數(shù)圖象是一條拋物線t

11、 v x 0=221gt y =0v xt =gh t 2= 水平方向勻速運動 豎直方向自由落體 需要知道x 和 0v 只要知道h 就行 師：速度方向的反向延長線與X 軸的交點O 有什么特點。0tan v gt v v x y = 00221t a n v gt t v gt = t a n 2t a n =O A AO AOPAO A PA '='22 O 是AO 中點。 【牢記】：速度方向的反向延長線與X 軸的交點為水平位移的中點 八、斜拋運動 師：如果物體拋出時速度不是沿水平方向，而是斜向上或斜向下，我們把這種運動叫做斜拋運動。下面我們以斜上拋運動為例進行研究。 師：斜拋

12、運動物體的運動軌跡是怎樣的呢？同樣我們必須對做斜拋運動的物體進行受力分析師：斜拋運動受力情況怎樣？ 生：只受重力。 師：是勻變速嗎？ 生：是的。師：加速度是多少？生：g m mgm F a 合=大小為g ，方向豎直向下。師：直線運動還是曲線運動？生：速度和合外力不在同一條直線上，做曲線運動。 師：所以平拋運動是勻變速曲線運動。師：因為是曲線運動，我們可以用分解合成的方法將它分解成兩個直線運動。 以下步驟留給你生自己推導，教師巡視 分析合運動對應的初速度和加速度選擇適當?shù)膮⒖枷?，將速度及加速度進行分解 同樣可以沿水平方向和豎直方向建立直角坐標系如圖出發(fā)點為原點O根據(jù)兩分運動方向各自的速度及加速度

13、分析兩個分運動方向各自對應的運動狀態(tài)加速度a初速度任一時刻的位置水平方向勻速，t 時間內(nèi)的位移為t v x =cos 0，豎直方向為豎直上拋運動，t 時間內(nèi)位移為2021s i n gt t v y -=，所以任一時刻的位置坐標為（t v cos 0，2021sin gt t v -） 位移22y x s +=tv gt t v -=cos 1sin tan 020任一時刻的速度t v v x =cos 0 gt v v y -=sin 0 22yx v v v += xy v v =t a n最大高度及落地時間 水平方向：勻速t v x =cos 0 c o s0v xt =豎直方向：豎直上

14、拋。豎直上拋運動是一個對稱的運動，最大高度gv h 2 sin (20=，時間g v t sin 20=【牢記】：斜上拋運動是對稱的：a 斜向上運動與斜向下運動的軌跡對稱。 b 斜向上運動與斜向下運動的時間相等。c 同一高度上的兩點，速度大小相等，速度方向與水平線的夾角相同 九、關于坐標系的建立師：在剛才我們的研究中，我們都是選擇沿水平方向和豎直方向建立直角坐標系，那是不是我們一定要研究水平方向和豎直方向建立坐標系呢？師：不是的，坐標系的建立是以方便研究問題為原則。參考系的建立是任意的。只要牢記，建立參考系分解運動后兩分運動是各自獨立，互不干擾。例8、一個小球從傾角為的斜面上A 點以水平速度V

15、0拋出，不計空氣阻力，它落到斜面上B 點所用的時間為多少？落到斜面上時速度大小方向如何？一、沿水平方向和豎直方向建立直角坐標系 gv t v gt t v gttan 2tan 210002=02220tan 4 (v gt v v +=+=二、若沿斜面方向（x ）和垂直于斜面方向(yv Ax:初速度為cos 0v 加速度為sin g 的勻加速直線運動y:類豎直上拋。初速度為sin 0v 加速度為cos g時間由豎直方向求解：gv g v t tan 2cos sin 200= 師：那是不是一定要建立直角坐標系呢？師：也不是，比如斜上拋運動我們就可以沿初速度方向和豎直方向建立坐標系，則斜拋運動

16、分解為沿初速度方向的斜向上的勻速直線運動和自由落體運動兩個分運動，用矢量合成法則求解。十、勻變速公式應用的思想糾正師：前面我們學習勻變速直線運動時學習了很多勻變速運動公式，像at v v t +=0、2021at t v s +=等。那這些公式的適用范圍你們知道嗎？它們能用于求解拋體運動嗎？ 生：不能，那只適用于直線運動。生：能！這些公式的適用范圍不僅僅是勻變速直線運動，而是所有的勻變速運動，包括勻變速直線運動和勻變速曲線運動。拋體運動是勻變速曲線運動，所以也能用這些公式求解。師：回答得很好！這些公式的適用范圍是勻變速運動，大家仔細看看公式里每一部分的量均是矢量，這些公式的計算應該遵循矢量計算

17、法則：三角形定則或平行四邊形定則。那有同學肯定會想：我們前面學習應用這些公式時為什么沒有用三角形定則或平行四邊形定則呢？因為前面我們學習的是直線運動，對于同一直線上的矢量加減我們可以用設正方向，同向為正，反向為負，把矢量計算變?yōu)闃肆坑嬎愕暮啽惴椒?。其實這個方法的本質(zhì)還是矢量加減。 【牢記】：我們前面學習的運動學公式的適用范圍不僅僅是勻變速直線運動，而是所有的勻變速運動5.4 實驗：研究平拋運動教學過程 師：在上節(jié)課的學習中我們通過理論研究了解到平拋運動可以分解水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。本節(jié)課我們的學習目標就是通過設計實驗來驗證我們通過理論分析得到的結論是否正確。 一、水平

18、方向的運動規(guī)律師：首先我們先來研究平拋運動水平方向的運動規(guī)律。理論分析知平拋運動水平方向的運動規(guī)律是勻速直線運動。那么請同學們設計一個實驗方案來驗證這個結論。 學生思考討論，5分鐘后，請各組派一個代表發(fā)言。大家共同討論。師：綜合大家的思想，為了驗證這個結論，實驗設計的方向是能夠觀察到初速度為0v 的平拋運動水平方向的運動與速度為0v 的水平方向的勻速直線運動運動情況相同。為此我們?nèi)蓚€物體，一個物體A 以某一0v 速度在水平方向做勻速直線運動，另一個物體B 以同樣速度0v 為初速度做平拋運動，根據(jù)理論，結果應該是AB 兩物體水平方向的相對位置不變，如果兩物體出發(fā)點的水平坐標相同，則在運動過程中

19、AB 兩物體始終處于同一豎直方向，即水平位置始終相同。師：根據(jù)這個思想，我這里有個實驗案例供大家參考。兩個相同的弧形軌道上面分別裝有電磁鐵，將小球分別吸在電磁鐵上，然后切斷電源，兩球同時開始運動， 仔細體會這個實驗的設計原理，大家都來說說這個實驗觀察到的實驗結果應該又是什么？生：觀察到的結果應該是兩球相撞。有條件的帶領學生做實驗，驗證學生的猜想。 無條件的帶領學生觀看視頻動畫。（平拋與勻速直線運動的比較）【實驗表明】:平拋運動水平方向的運動規(guī)律是勻速直線運動。二、豎直方向的運動規(guī)律師：接著我們研究平拋運動豎直方向的運動規(guī)律。理論分析知平拋運動豎直方向的運動規(guī)律是自由落體運動。兩樣請同學們設計一

20、個實驗方案來驗證這個結論。學生思考討論，5分鐘后，請各組派一個代表發(fā)言。大家共同討論。師：綜合大家的思想，為了驗證這個結論，實驗設計的方向是能夠觀察到從某高度H 做平拋運動的物體豎直方向的運動跟從同一高度H 自由下落的物體的運動情況相同。為此我們?nèi)蓚€物體，主要就是取兩個物體，一個物體A 從某一高度H 做自由落體運動，另一個物體B 以某一速度0v 從同一高度H 做平拋運動，如果它們同時出發(fā)，根據(jù)理論，結果應該它們豎直方向運動情況一樣，AB 兩物體豎直方向的相對位置不變，運動過程中AB 兩物體始終處于同一水平方向，即豎直位置始終相同。師：根據(jù)這個思想，我這里有個實驗案例供大家參考。用小錘打擊彈簧

21、金屬片，金屬片把A 球沿水平方向拋出，同時B 球被松開，自由下落。A 、B 兩球同時開始運動。 仔細體會這個實驗的設計原理，大家都來說說這個實驗觀察到的實驗結果應該又是什么？生：觀察到的結果應該是兩球同時落體，因為對于“同時”用眼睛不容易確定，但我們可以聽聲音，如果是一個聲音，說明同時落地。有條件的帶領學生做實驗，驗證學生的猜想。 無條件帶領學生看視頻文件：平拋豎起方向運動；觀看動畫：平拋與自由落體綜合觀看動畫：平拋物體的運動【實驗表明】:平拋運動豎直方向的運動自由落體運動。三、通過實驗獲得平拋運動軌跡師：剛才的演示實驗中，我們進行的都是定性的觀察，如果要定量地對平拋運動進行研究，我們首先必須

22、設法描繪物體做平拋運動的軌跡。師：為了獲得平拋運動的軌跡，我這里提供幾種方法供同學們自己選擇方法1：用水流研究平拋物體的運動如圖，倒置的飲料瓶內(nèi)裝著水，瓶塞內(nèi)插著兩根兩端開口的細管，其中一根彎成水平，且水平端加接一段更細的硬管作為噴嘴。水從噴嘴中射出，在空中形成彎曲的細水柱，它顯示了平拋運動的軌跡。設法把它描在背后的紙上就能進行分析處理了。 插入瓶中的另一根細管的作用，是保持從噴嘴射出水流的速度不變，使其不隨瓶內(nèi)水面的下降而減小。這是因為該管上端與空氣相通，A 處水的壓強始終等于大氣壓，不受瓶內(nèi)水面高低的影響。因此，在水面降到A 處以前的很長一段時間內(nèi)，都可以得到穩(wěn)定的細水柱。方法2:用數(shù)碼照

23、相機或數(shù)碼攝像機記錄平拋運動的軌跡數(shù)碼相機大多具有攝像功能，每秒鐘拍攝約15幀照片。可以用它拍攝小球從水平桌面飛出后做平拋運動的幾張連續(xù)照片。如果用數(shù)學課上畫函數(shù)圖象的方格黑板做背景，就可以根據(jù)照片上小球的位置在方格紙上畫出小球的軌跡。方法3:斜面、小槽、小球等實驗儀器(實驗室最常用的一種方法實驗圖如下： 1、將平拋運動實驗器置于桌面，裝好平拋軌道，使軌道的拋射端處于水平位置。調(diào)節(jié)調(diào)平螺絲，觀察重垂線或氣泡水準，使面板處于豎直平面內(nèi)，卡好定位板。2、將描跡記錄紙襯墊一張復寫紙或打字蠟紙，緊貼記錄面板用壓紙板固定在面板上，使橫坐標x 軸在水平方向上，縱坐標y 軸沿豎直方向向下(若用白紙，可事先用

24、鉛筆在紙上畫出x 、y 坐標軸線 ，并注意使坐標原點的位置在平拋物體(鋼球 的質(zhì)心(即球心 離開軌道處。3、把接球擋板拉到最上方一格的位置。4、將定位板定在某一位置固定好。鋼球緊靠定位板釋放，球沿軌道向下運動，以一定的初速度由軌道的平直部分水平拋出。5、下落的鋼球打在向面板傾斜的接球擋板上，同時在面板上留下一個印跡點。6、再將接球擋板向下拉一格，重復上述操作方法，打出第二個印跡點，如此繼續(xù)下拉水平噴出的細水柱顯示平拋運動軌跡。A接球擋板，直至最低點，即可得到平拋的鋼球下落時的一系列跡點。7、變更定位板的位置，即可改變鋼球平拋的初速度，按上述實驗操作方法，便可打出另一系列跡點。8、取下記錄紙，將

25、各次實驗所記錄的點分別用平滑曲線連接起來，即可得到以不同的初速度做平拋運動的軌跡圖線。如圖所示。 實驗注意事項：（）必須保證記錄面板處于豎直平面內(nèi)，使平拋軌道的平面靠近板面。（）調(diào)節(jié)斜槽末端水平，使小球飛出時的速度是水平方向。可將小球放于此處調(diào)節(jié)到小球不會左右滾動即可。（）貼坐標紙時，可以用重錘線幫助完成，使重錘線與坐標紙的一條線重合，則這條線就是縱坐標。 （）坐標原點是斜槽末端處小球球心的位置。（）每次從同一高度無初速釋放小球。（）選取軌跡上離原點較遠的點來測量x, y 的值可減小誤差。描點時，應使視線與所描的點齊平。觀看實驗動畫：研究平拋運動實驗3改進版在做“研究平拋物體的運動”的實驗中，

26、為了確定小球在不同時刻所通過的位置，實驗時用右圖所示的裝置，將一塊平木板釘上復寫紙和白紙， 豎直立于槽口前某處，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止滑下，小球撞在木板上留下痕跡A ；將木板向后移距離x ，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止滑下，小球撞在木板上留下痕跡B ；又將木板再向后移距離x ，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止滑下，再得到痕跡C 。以此也能得到軌跡。 師：改進版與原版有什么估點？ 生：得出的用來描軌跡的點的水平距離相等，根據(jù)平拋運動的特點，相鄰兩點間的時間間隔應該是一樣的。四、對平拋運動軌跡的研究師：通過實驗我們手頭上已經(jīng)有了好幾條平拋運動的軌跡了，根據(jù)平拋運動的軌跡我們能得出平拋運動

27、水平方向勻速，豎直方向自由落體這樣的結論嗎？怎樣判斷？生：能，根據(jù)理論如果物體做平拋運動，則任一時刻物體的坐標應該為（t v 0，221gt ），并且得到平拋運動的軌跡方程2202x v g y =，202v g 是一個常量，所以平拋運動物體任一時刻的位置坐標x 、y 應該滿足 (2常量a xy =。我們在得到的平拋運動軌跡上任選幾個點，測量出坐標，看y 與x 2的比值是否是一個常量。如果是，說明物體做的是平拋運動。五、計算平拋運動的初速度師：根據(jù)平拋運動的軌跡如何求解平拋運動的初速度呢？圖2生：根據(jù)公式2202x v g y =有y gx v 220=例1、平拋物體的運動規(guī)律可以概括為兩點：

28、一是水平方向上做勻速直線運動；二是豎直方向上做自由落體運動。為了研究平拋物體的運動，可做這樣的實驗：如圖所示，用小錘打擊彈性金屬片，A 球水平飛出，同時B 球被松開，做自由落體運動。兩球同時落到地面。則這個實驗（ ）A 只能說明上述規(guī)律中的第一條B 只能說明上述規(guī)律中的第二條C 不能說明上述規(guī)律中的任何一條D 能同時說明上述兩條規(guī)律?！窘馕觥浚涸擃}考查對平拋運動及其分運動的理解，同時考查探究問題的思維能力。實驗中A 球做平拋運動，B 球做自由落體運動，兩球同時落地說明A 球平拋運動的豎直分運動和B 球相同，而不說明A 球的水平分運動是勻速直線運動，所以B 項正確。A 、C 、D 三項都不對。故

29、本題選擇B 。例2、在研究平拋運動的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長為cm L 25. 1=，若小球在平拋運動途中的幾個位置如圖中的a 、b 、c 、d 所示，則小球平拋的初速度的計算式為0v =_（用L ，g 表示），其值為_（取g=9.8m/2s ）?！窘馕觥浚焊鶕?jù)題意，仔細審查圖中a 、b 、c 、d 四點的相對位置，發(fā)現(xiàn)相鄰的兩點間的水平距離均為2L ，這里就隱含著“物體在相鄰的兩點間運動時間相等”的條件，設這相等時間為0T ，由于豎直方向是加速度為g 的勻加速運動，由2aT S =可得20gT L =，再由水平方向是勻速運動得200L v T =，聯(lián)立上述兩式解得s

30、 m Lg v /70. 020=。 例3、如圖所示，是用頻閃照相得到的一個平拋小球的照片，照相機每隔相等時間曝光一次，拍照時，不能保持底片的上邊緣是水平，請用合理的辦法確定圖中重力加速度方向（保留作圖痕跡）。若圖距與實際距離之比為1：10。在這種情況下， 若只用刻度尺，如何求得該小球的初速度v 0和曝光時間間隔T ？(重力加速度g 已知（1）寫出測量的主要步驟和需要測量的物理量，并在圖上標出有關物理量的符號；（2）用測得的物理量和有關常量，寫出計算該小球初速度v 0的表達式v 0. 【解析】：把首末兩點相連并且三等份，各等份點與對應順序的照片上的點相連，即是重力加速度所在的直線，并標明方向.

31、 用刻度尺測出圖中的x 和y 1、y 2, 則有:T v x 010=, 2121010gT y y =-解得g y y T 121010-=, 1200101010y y g x v -= 或者用23兩球間的位移減去12兩球間的位移差的方向就是重力方向。例4、如圖634所示，以9.8/m s 的水平初速度拋出的物體，飛行一段時間后，垂直地撞在傾角030=的斜面上，則物體飛行時間是多少？（29.8/g m s =） 【解析】：平拋物體的運動在水平方向的分運動是勻速直線運動，所以撞在斜面上時，水平方向速度9.8/x v m s =，合速度垂直于斜面，即合速度v 與x v （水平方向）成060角，

32、如圖，所以豎直方向速度0tan 60y x v v = 因為y v gt = ，所以9.8y v t s g =，即為所求的飛行時間 §5.5勻速圓周運動1做勻速圓周運動的物體的速度方向是在圓周的每一點的切線方向上，因此速度方向總與半徑垂直，時刻在變化著，所以勻速圓周運動是變速運動，做勻速圓周運動的物體處于非平衡狀態(tài)。所謂“勻”，應理解為“勻速率”。即勻速圓周運動確切的說是勻速率圓周運動。2描述圓周運動的物理量的關系。 其中T 、f 、三個量中任一個確定，其余兩個量也應確定了，但v 還和半徑r 有關。 3在分析傳動裝置的各牧物理量時，要抓住不等量和相等量的關系。同軸的各點角速度 相等

33、，而線速度 與半徑r 成正比，在不考慮皮帶打滑的情況下，傳動皮帶與皮帶連接的兩輪邊緣的各點線速度大小相等，而角速度 與半徑r 成反比。 4、關于圓周運動應注意以下幾點1）勻速圓周運動和非勻速圓周運動的區(qū)別，從運動學角度來說：勻速圓周運動的線速度大小不改變，方向時刻改變，而非勻速圓周運動的線速度大小和方向均在改變；從動力學角度來說。做勻速圓周運動的物體所受合外力總是指向圓心，即物體所受合外力完全提供向心力，只改變物體速度的方向，不改變速度的大小此時， ；非勻速圓周運動的物體受到的合外力不總是指向圓心，物體受合外力的作用是沿法線方向的分力改變物體的速度方向，而沿切線方向的另一分力改變物體速度大小2

34、）圓周運動的加速度方向在時刻改變，因此圓周運動不是勻變速運動，更不是平衡狀態(tài)，它是非勻變速運動3）解決圓周運動問題的關鍵是正確對物體進行受力分析，找出向心力的來源，列出動力學方程當某個沿直徑方向的力具體方向不明時，可假設一個方向進行列式。5、正確理解勻速圓周運動知識點的確切物理含義，熟練掌握勻速圓周運動規(guī)律及應用1）特點 變速運動。2）描述圓周運動的幾個物理量（1）角速度（ ）；大?。?， 其中轉過角度，所需時間。 與T 的關系： 。（2）線速度（ ）； 大?。?， 其中 弧長， 所需時間。 v 與T 關系： 方向：質(zhì)點運動軌跡（圓）的切線方向。 （3）向心加速度（a ）； 大?。夯?。 方向

35、：指向圓心（可見向心加速度是變化的）。向心加速度是描述勻速圓周運動的物體線速度方向改變快慢的物理量。§5.6 向心加速度教學過程一、引入師：上節(jié)課我們學習了圓周運動中比較有代表性的勻速圓周運動，同學們回憶一下，勻速圓周運動有什么特點？生：勻速圓周運動是線速度大小不變（或角速度不變）的圓周運動。師：勻速圓周運動是勻速運動嗎？生：不是，勻速圓周運動雖然線速度大小不變，但線速度方向一直在變化，所以勻速圓周運動是變速運動。師：勻速圓周運動有加速度嗎？ 生：有！根據(jù)加速度公式tv a =知只要速度變化了，就存在加速度。 師：好，那請大家回答下面的問題。例1、如下圖，物體沿順時針方向做勻速圓周運

36、動，角速度=rad/s，半徑R=1m 。0時刻物體處于A 點，s 31后物體第一次到達B 點，求 這s 31內(nèi)的速度變化量； 這s 31內(nèi)的平均加速度?！窘馕觥浚海?）速度變化量等于末速度減去初速度。速度變化量：如圖= 由圖知方向夾角 （2）根據(jù)加速度公式ma =31【牢記】：要注意的是：速度是矢量，矢量加減法則跟標量加減法則是不一樣的，矢量加減法則是三角形定則；前面在學習直線運動時，我們是直接對速度進行加減的，沒有用什么三角形定則，這是怎么回事？答：這是因為對于同一直線上的矢量加減，我們可以通過選定正方向，同向為正，反向為負的方法將復雜的矢量計算變成簡單的標量計算。這個方法的本質(zhì)還是矢量加減

37、法則。例2、一物體做平拋運動的初速度為10m/s，則1秒末物體速度多大？2秒末速度多大？1秒末至2秒末這段時間內(nèi)速度變化量是多大？加速度是多大？ 師：通過上面的解題過程，我相信大家對矢量的理解又加深了。既然勻速圓周運動是變A 10m/s速運動，存在加速度，那它的加速度有什么特點呢？勻速圓周運動會是我們以前接觸過的勻變速運動嗎？這就是今天我們的學習目標：研究勻速圓周運動的加速度的特點。 師：我們都知道，對于加速度的研究，我們可以從兩個方面進行：1、單純從運動學角度用公式t v v a t 0-=來研究加速度；2、從結合受力從動力學角度用公式m Fa =來研究加速度。今天我們從第1個方面來研究加速

38、度。二、探究向心加速度大小及方向 方向師：從理論上講，瞬時加速度是t 0時平均加速度的極限值。由圖可知，當時間間隔t 取值越來越小時，越來越小，越接近于0；越來越大，越接近于90°，當t 0時，=90°，v 與A v 垂直。公式tv a =在t 0時的極限值就是A 點的瞬時加速度，因為加速度的方向與v 方向相同，于是可知A 點的瞬時加速度與A 點瞬時速度垂直，指向圓心。大小師：請同學們根據(jù)上面的分析，嘗試推導出向心加速度大小的表達式。【解析】：R AB v v R v AB v = t ABR v t v a = 當t 0時，AB S AB =有t 0時v t s t AB

39、AB=，R v t ABR vt va 2=又因為R v = 有v a R a R v a =或或22觀看動畫視頻：向心加速度三、向心加速度師：通過剛才的分析，我們得到結論：物體做勻速圓周運動時某點的向心加速度大小為v a R a R v a =或或22；方向與該點速度方向垂直，指向圓心。這個結論是通過理論推導出來的，不涉及某個具體的運動，如“地球繞太陽做近似的勻速圓周運動”“電子繞原子核做勻速圓周運動”等，所以這個結論具有一般性、普遍性。師：因為勻速圓周運動的加速度指向圓心，所以我們把勻速圓周運動的加速度又叫做向心加速度?！径x】：做勻速圓周運動物體的加速度由于指向圓心，又叫做向心加速度?！?/p>

40、公式】：v a R a R v a =或或22【單位】：m/s2 【方向】：指向圓心師：向心加速度的物理意義是什么呢？有同學能說一說嗎？生：加速度是描述物體速度變化快慢的物理量。師：做勻速圓周運動物體的線速度大小變了嗎？生：沒有。師：所以更詳細地講向心加速度的物理意義是描述線速度方向變化快慢的物理量?！疚锢硪饬x】：是用來描述物體做圓周運動的線速度方向變化快慢的物理量?！締栴}】：勻速圓周運動是勻變速運動嗎？生：不是，做勻速圓周運動物體的向心加速度大小不變，方向指向圓心，雖然都是指向圓心，但不同位置指向圓心的位置是不同的，所以不是勻變速?！纠斡洝浚簞蜃兯賵A周運動是非勻變速曲線運動。 §5

41、.8“生活中的圓周運動”教學設計【設計思想】本教學設計以新課程的三維目標為依據(jù)，重視學生的學習過程，體現(xiàn)“以學生為主體，以教師為主導”的新型師生關系，強化情感、態(tài)度與價值觀的教育，發(fā)展學生的科學素養(yǎng)。力圖在教學中營造活躍、寬松的學習氛圍，鼓勵學生合作探究，為學生與學生、教師與學生的交流與合作創(chuàng)設更多的機會，也為教學活動中的“生成”搭建舞臺。其設計特色有二，其一，密切聯(lián)系和關注時代的發(fā)展和社會的進步（火車提速）；其二，創(chuàng)造性地利用現(xiàn)代化儀器和設備進行實驗為教學服務，突破教學難點。【教材分析】課程標準要求學生能用牛頓第二定律分析勻速圓周運動的向心力。這就要求學生首先要知道什么是向心力，明確向心力與

42、向心加速度的關系，然后應用牛頓第二定律布列方程。本課內(nèi)容是圓周運動有關知識的綜合應用，是牛頓第二定律的重要應用之一，學習它有助于了解物理學的特點和研究方法，體會物理學在生活中的應用以及對社會發(fā)展的影響，同時也為后續(xù)知識的學習打下基礎。這節(jié)內(nèi)容安排2課時，這是第1課時的教學設計?！緦W情分析】在學習本節(jié)內(nèi)容之前，學生已學習了描述圓周運動的運動學量（如線速度、角速度、向心加速度等）和向心力；并已知道對于一般的曲線運動，盡管這時曲線各個地方的彎曲程度不一樣，但在研究時只要取足夠短的一小段，就可以采用圓周運動的分析方法進行處理；但學生對向心力的理解還不夠透徹，存在一些錯誤的前概念，例如部分學生錯誤地理解

43、為因為圓周運動而產(chǎn)生了向心力。處于高一階段的學生，其思維習慣中形象思維占的比例還比較大，邏輯思維的能力有待進一步的開發(fā)和提高；對于物理學科特定的研究方法和分析方法已有了一定的了解，但還不是非常的熟練，有待進一步地培養(yǎng)?！窘虒W過程】2. 引入課題師：生活中圓周運動的例子很多，你能列舉一些嗎？生： 師：生活中的圓周運動是多種多樣的，大家都知道圓周運動需要向心力，你能談談對向心力的認識嗎？生1：向心力總是指向圓心的；生2：向心力是按力的作用效果命名的力，并且是由其他力來提供的；師：組織、鼓勵學生向老師提問有關圓周運動的問題。生：積極提問。師：對學生的提問，教師首先要肯定其勇氣，并告訴學生他們所提的問

44、題多數(shù)會在這堂課中得到解決，這堂課將深入分析圓周運動的幾個特例，解決圓周運動問題的關鍵是分析向心力的來源，應用的規(guī)律仍然是牛頓第二定律，與前面所學的知識大同小異。點評：傳統(tǒng)教學中常見的是老師問、學生答，學生處于被動的地位。而現(xiàn)在推行的新課程強調(diào)以學生為主體，因此我們要把提問權還給學生。 “提出問題往往比解決問題更重要”，善于提出問題或發(fā)現(xiàn)問題是學生自主學習與主動探求知識的生動表現(xiàn)。在質(zhì)疑狀態(tài)下的學生取之所需，求知欲強，學生主動地參與到學習中去，學習興趣高，學習效率高。3. 實例1拐彎（水平面內(nèi)的圓周運動）師：首先，讓我們一起來看汽車拐彎（播放一段汽車拐彎側翻的視頻，如圖1）。 生：觀察和思考（

45、學生興致高漲）師：汽車為什么沒能安全拐彎呢？影響汽車能否安全拐彎的因素又有哪些呢？相信這些正是同學在思考的問題，請同學們用物理學的方法來分析一番（投影汽車拐彎示意圖，如圖2）。（提示先是受力分析，然后分析由誰來提供向心力，最后應用牛頓第二定律列出動力學方程，分析供求關系。）生：汽車受到的力有重力、支持力、牽引力、摩擦力。其中向心力由沿轉彎半徑指向里面的靜摩擦力提供（教師在圖2中畫出）。師：那圓周運動需要的向心力是什么呢？ 生：是Rmv 2； 師：如果要讓汽車安全拐彎需要滿足怎樣的關系？（即動力學方程） 生：動力學方程為Rmv f 2。 師：汽車沒能安全拐彎的原因是什么？生：是因為汽車速度太大，

46、因而需要的向心力太大，或者說靜摩擦力提供的向心力不夠大。師：那在怎樣的情況下汽車恰好能安全拐彎呢？ 生：最大靜摩擦力等于拐彎所需要的向心力。 師：板書R mvumg 20=，并指明0為臨界速度。那么，在不改變汽車行駛速度的情況下，要讓汽車安全拐彎，我們可以怎么辦？生：增大摩擦因數(shù)、減小汽車質(zhì)量、增大轉彎半徑。師：減小汽車質(zhì)量，真的可以轉危為安嗎？生：思索后發(fā)現(xiàn)，Rmv umg 20=等式兩邊質(zhì)量可以消去，即與質(zhì)量無關。 師：剛才我們根據(jù)摩擦力提供向心力分析了汽車拐彎的安全問題，有沒有辦法讓其他力來提供向心力呢？停頓一段時間后展示賽車跑道圖片（如圖3）。 圖3 圖4生：觀察和思考后發(fā)現(xiàn)，可以讓路

47、面傾斜。師：引導學生用物理知識分析為什么讓路面傾斜可以增加拐彎的安全性。生：先是受力分析，然后進行力的合成或力的分解來分析向心力的來源，并與同學討論、交流其正確性。師：巡視并及時糾正學生的錯誤，如將重力和支持力的合力畫成沿斜面向下。提醒學生向心力必須指向圓心，因而肯定是在水平面內(nèi)。展示公路拐彎處的限速牌（如圖4），請學生分析在確定限速值時需要考慮哪些因素？生：公路的傾斜程度，摩擦因素，轉彎半徑以及車流量等。師：學習了與汽車拐彎有關的物理知識后，再讓我們來看看火車，火車是當今社會的重要交通工具之一（展示火車圖片，如圖5），可你有仔細觀察過火車車輪與鐵軌的構造嗎？（展示圖6）請描述它們的特點？ 圖

48、5圖6生：輪緣半徑大于車輪半徑，軌道將兩車輪的輪緣卡在里面。師：如果鐵路彎道是水平的，那么火車拐彎時將會出現(xiàn)什么情況？生：火車輪緣會擠壓鐵軌。師：追問是外軌還是內(nèi)軌？生：是外軌。師：火車質(zhì)量大，速度也大，因此所需的向心力大。外軌長期受到強烈擠壓就會損壞。你能想辦法改進一下嗎？生：（聯(lián)想到賽車跑道）使鐵路彎道傾斜。師：如果能根據(jù)轉彎半徑R 和火車速度V 來設計內(nèi)、外軌高度差或傾斜角，使轉彎時所需要的向心力剛好由重力和支持力的合力來提供，那么外軌就不再受輪緣的擠壓，從而可以大大延長使用壽命（動畫演示）。請同學們寫出這種情況下牛頓第二定律的表達式？生： Rmv mg F F 2tan =合向。 師：

49、可是現(xiàn)實中，鐵路建造完工后，傾斜角和轉彎半徑R 就已確定，因此要使外軌不受輪緣的擠壓，應該調(diào)整火車的行駛速度。請求出這個速度？ 生：Rmv mg 20tan =，tan 0gR v =。 師：那么，火車如果不是按此速度行駛，會怎么樣呢？生：討論和交流后得到：0v v >，外軌產(chǎn)生彈力起輔助作用；0v v <，內(nèi)軌產(chǎn)生彈力起輔助作用。師：(投影 今年4月18日，我國鐵路進行了第六次大提速，時速將達200公里以上，這必將為我國的經(jīng)濟騰飛注入新的活力。假設你是一位從事鐵路設計的工程師，你認為火車提速有必要對鐵路拐彎處進行改造嗎？應如何改造？生：分析、討論和交流。點評：傳統(tǒng)教學中強調(diào)的是如何把知識講清楚、講透徹，而新課程強調(diào)的是自主探究，充分展示過程和方法，實現(xiàn)學習方式的多樣化，貫徹從生活走向物理，從物理走向社會，突出STS 思想，展現(xiàn)物理學科的人文價值。通過汽車拐彎問題