【教案】曲線運動教案-2021-2022學年高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

教學內容：物理必修二第五章第一節(jié)《曲線運動》教學目標：1.新課程標準內容：知道曲線運動的瞬時速度方向，能運用極限思想理解瞬時速度的方向，并會在軌跡圖上畫出某點的速度方向。理解曲線運動是變速運動，知道物體做曲線運動的條件。能運用牛頓第二定律和分解與合成的方法分析曲線運動，進一步理解運動與相互作用的觀念。2.新課標解讀：在已學直線運動的基礎上，從觀察生活中的曲線運動和實驗現(xiàn)象入手，探究曲線運動的速度方向；知道曲線運動是變速運動，增加對速度矢量性的認識；通過運用牛頓第二定律進行科學推理，得出物體做曲線運動的條件，進一步發(fā)展運動與相互作用觀念。3.《學科指導意見》內容及解讀：本節(jié)是整章教學的知識基礎。學生已經(jīng)學過直線運動、牛頓運動定律，對力與運動的關系有了一定的認識。曲線運動與直線運動的顯著區(qū)別是它的速度的方向時刻在變化，教學中可通過“生活體驗→實驗探究→理論認知”逐步推進的方式來解決曲線運動速度方向的確定問題。教學重點：1.什么是曲線運動；2.物體做曲線運動的方向；3.物體做曲線運動的條件，曲線運動的受力方向。教學難點：1.理解曲線運動的速度方向；2.會根據(jù)物體做曲線運動的條件分析具體問題。學情分析：學生已經(jīng)通過必修一的學習，學習了直線運動，知道了位移、速度、加速度、力的矢量性，知道牛頓運動定律，已經(jīng)掌握了基本的受力分析和運動分析。因此，本節(jié)的學習可以引導學生觀察生活和實驗現(xiàn)象，由學生自行分析曲線運動的特點和受力情況。由于曲線運動是速度方向時刻改變的，導致學生容易認為曲線運動受變力作用，這是本節(jié)課要對學生進行辨析的內容。課時安排：1課時教學過程：導入復習回顧：我們剛學完了物理必修一，我們大致總結一下，必修一里學習的內容。教師引導學生回顧：運動的知識主要是直線運動、力、以及運動與力的關系方面的內容（牛頓運動定律），強調力是改變物體運動狀態(tài)的原因。視頻展示：生活中的曲線運動，包括汽車在彎曲的路面行駛、拋出的籃球在空中做拋體運動、運動員投擲鏈球和標槍、噴泉噴出的水珠（線）、行星繞太陽運動等等。導入新課：生活和自然中到處都是曲線運動，今天我們一起學習必修二第五章拋體運動的第一節(jié)《曲線運動》。新課教學我們由表及里，由淺入深地了解曲線運動。曲線運動問題1.什么是曲線運動?它與直線運動最明顯的區(qū)別是什么？直線運動的軌跡是直線，而曲線運動的軌跡是一條曲線（也有學生會回答曲線運動的速度方向在改變）。曲線運動的速度方向問題2.物體做曲線運動時，速度的方向是怎樣的呢？視頻展示：砂輪打磨金屬件時從邊緣射出的火星微粒的運動方向、旋轉中鏈球的飛出的方向、汽車輪緣飛濺出的泥漿等等。師生討論：通過觀看視頻中的現(xiàn)象，初步判斷：圓周運動的速度方向沿軌跡圓的切線方向，圓軌跡上不同的點切線方向不同，所以圓周運動的速度方向時刻改變。師：我們用實驗驗證一下以上結論。實驗：旋轉的陀螺甩出小墨水珠，觀察墨水在紙上的印跡，墨水離開陀螺邊沿瞬間的速度方向如何？結論：圓周運動的速度方向沿軌跡圓的切線方向。理論解釋：v當時間Δt或位移Δx趨近于零時，瞬時速度等于平均速度。結論：曲線運動的質點在某一點（或某一時刻）的速度方向在曲線的這一點的切線方向上。課堂練習鞏固：練習（1）教材第5頁第1題。練習（2）（多選）以下說法正確的是(）A、曲線運動一定是變速運動B、變速運動一定是曲線運動C、曲線運動的加速度一定不為零D、曲線運動軌跡上任一點的切線方向就是質點在這一點的瞬時速度方向結論：曲線運動速度方向時刻在改變，是變速運動。曲線運動的條件曲線運動是變速運動，那么它的加速度a必不等于0，力是產生加速度的原因，因此曲線運動的合力F也必不等于0。問題3：那么合外力在滿足什么條件時物體才會做曲線運動呢？學生互動演示：拋籃球使它做直線運動：靜止釋放、豎直上拋、豎直下拋；拋籃球使它做曲線運動：斜拋或平拋。師生活動：教師引導學生分析籃球做直線和曲線運動的原因。猜想：當速度方向和合外力的方向不在同一條直線上時，物體做曲線運動。實驗：在光滑的水平面上具有某一初速度的小鋼球在運動方向一側放一條形磁鐵時小鋼球將如何運動？學生討論分析原因：由于小球在運動過程中受到一個側力，小球將改變軌跡而做曲線運動。結論：物體做曲線運動的條件：當物體所受合力的方向和它的速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運動。提問：做曲線運動的物體運動軌跡、速度方向與其所受合外力方向三者位置關系如何？觀察現(xiàn)象（如圖），分析得到：力的方向決定了加速度的方向，加速度的方向即是速度改變的方向。因此，曲線運動軌跡始終夾在合外力方向與速度方向之間，合外力指向軌跡內側。鞏固練習：練習（3）如圖，物體在恒力F作用下沿曲線從A運動到B,這時突然使它所受力反向（大小不變），則物體以后的運動情況（）A、可能沿曲線Ba運動B、可能沿直線Bb運動C、可能沿曲線Bc運動D、可能沿原曲線由B返回A練習（4）（多選）物體在光滑水平桌面受三個水平恒力（不共線）處于平衡狀態(tài)，當把其中一個水平恒力撤去時，物體將（）A.物體可能做勻加速直線運動B.物體可能做勻減速直線運動C.物體有可能做曲線運動D.物體一定做曲線運動問題4：受恒力作用的物體可以做曲線運動嗎？師生討論總結如下：課堂總結曲線運動的特點（1）軌跡是一條曲線；（2）某點的瞬時速度的方向，就是通過這一點的切線方向；（3）曲線運動的速度方向時刻在改變，所以是變速運動，必有加速度。曲線運動的條件質點所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直線上，即v≠0，F(xiàn)≠0，且F與v的夾角既不等于0°，也不等于180°。注意辨析F、a、v三