《曲線運動》設(shè)計 省賽一等獎

《曲線運動》教學(xué)設(shè)計【設(shè)計思路】教材分析本課題是人教版普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書《必修2》第五章第1節(jié)的內(nèi)容。主要內(nèi)容包括曲線運動的位移、曲線運動的速度、物體曲線運動描述的實例以及做曲線運動的條件。由于曲線運動是生活中常見的運動，教材提供了大量的實例介紹。此外，教材還介紹了描述曲線運動的方法，這是本章學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，為后續(xù)的課程學(xué)習(xí)起到了鋪墊作用。學(xué)情分析從認(rèn)識結(jié)構(gòu)上看，高一學(xué)生已經(jīng)在必修一中完成了直線運動的學(xué)習(xí)，掌握了一定的研究運動的方法，這對本章的學(xué)習(xí)有利。從發(fā)展的需求看，本節(jié)內(nèi)容中包含了許多物理研究方法，比如說推理能力、極限思想、運動的合成與分解的思想，這都是物理學(xué)習(xí)中學(xué)生所需要的。教學(xué)目標(biāo)知識與技能掌握曲線運動的位移和速度表示方式及特點；知道物體做曲線運動的條件；學(xué)會分析、描述紅滴管的運動。過程與方法通過曲線運動速度方向的探索，體驗科學(xué)研究的過程；通過描述紅滴管運動，掌握運動合成與分解的方法。情感態(tài)度價值觀在研究曲線運動的過程中，感受物理知識解決實際問題的成就感，形成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度并提高探究能力。教學(xué)重點曲線運動的速度、物體做曲線運動的條件以及對紅滴管運動的研究教學(xué)難點描述曲線運動教學(xué)分析原本，對于《曲線運動》這一節(jié)課，教學(xué)指導(dǎo)意見建議是兩課時的內(nèi)容，而老教材也把這一節(jié)的內(nèi)容分成兩節(jié)講述。但考慮到溫州中學(xué)的學(xué)生有較強的接受能力，因此借鑒新教材的編排思路，在研究曲線運動的速度方向、性質(zhì)、條件的傳統(tǒng)講法之后，給出一道飛機斜飛的題目，“飛機起飛時以100m/s的速度斜向上飛，飛行方向與水平面成30°，則飛機每分鐘爬高多少？”把位移、速度的分解融入習(xí)題，是比較合適的。然而，習(xí)題的設(shè)置源于課本，又有別于課本。若直接引用課本問題“飛機起飛時以300km/h的速度斜向上飛，飛行方向與水平面的夾角為30°。求水平方向的分速度vx和豎直方向的分速度vy?！憋@得生硬。而計算“飛機每分鐘爬高”，使得速度的分解有目的性。另外，對于課本中最后的滴管實驗，除了教材中的兩個分運動均為勻速直線運動的情況，我認(rèn)為還可以提出其中一個分運動是勻加速直線運動的問題作為發(fā)展要求。由此，授課內(nèi)容從直線運動過渡到曲線運動，使得學(xué)生學(xué)習(xí)運動的合成與分解，目的性更強。教學(xué)方法直觀演示法、實驗法、啟發(fā)式提問法、討論法、講授法相結(jié)合教具演示實驗：砂輪機、金屬片、系繩小球、鐵架臺、帶針筒的塑料瓶、水桶、毛皮、橡膠棒、玻璃管（內(nèi)有紅色小滴管）；分組實驗：木板、白紙、圖釘、軟管、小鋼球、環(huán)形磁鐵。【課堂實錄】生活實例，新課導(dǎo)入曲線運動是生活中常見的運動。舉例：跳水運動員在起跳、嫦娥衛(wèi)星發(fā)射、飛機特技、摩天輪轉(zhuǎn)動。提問：描述一個運動，需要描述哪幾個物理量？預(yù)設(shè)：速度、位移、時間。曲線運動的速度演示實驗——砂輪打磨實驗準(zhǔn)備：砂輪、鐵片。引導(dǎo)學(xué)生觀察顆粒離開砂輪時飛出方向。預(yù)設(shè)：沿軌跡的切線方向飛出。演示實驗——投擲小球請一位學(xué)生上臺嘗試，將小球擲到目標(biāo)位置。介紹鏈球運動。分組實驗——鋼球在軌道上的運動介紹裝置。組織學(xué)生進行分組實驗，研究物體做曲線運動速度的特點。學(xué)生代表講述實驗思路，分析實驗結(jié)果。對學(xué)生的回答做出評價、補充，提示導(dǎo)軌還可以拆了再做。曲線運動的速度特點總結(jié)：質(zhì)點在某一點的速度，是沿曲線在這一點的切線方向。提問：一個曲線運動的切線方向是不是一直在改變的？說明速度的方向也？說明曲線運動是直線運動還是變速運動？總結(jié)：曲線運動是變速運動。物體做曲線運動的條件分組實驗——鋼球在磁鐵的吸引下的運動提問：a.曲線運動是變速運動，說明有Δv，那這個物體一定有什么？b.是不是說明，物體做曲線運動，一定受到了合外力？實驗準(zhǔn)備：環(huán)形磁鐵與小鋼球。原本小鋼球在桌面上做直線運動，組織學(xué)生進行分組實驗，研究物體做曲線運動對力與速度的要求。啟發(fā)思考：a.那磁鐵能不能放在運動的正后方？會做什么運動？b.你發(fā)現(xiàn)磁鐵應(yīng)該放在小鋼球的哪個位置？c.怎樣的合外力，能使物體做曲線運動？力與速度應(yīng)該滿足怎樣的關(guān)系？d.反過來，怎樣使物體做直線運動呢？演示實驗——力使水流做曲線運動學(xué)生上臺演示實驗。請學(xué)生想辦法，讓水流做曲線運動。預(yù)設(shè)：學(xué)生對水流橫著吹了一口。指導(dǎo)學(xué)生示范用帶電橡膠棒使水流做曲線運動。物體做曲線運動的條件學(xué)生總結(jié)：物體做曲線運動的條件是合力的方向和速度的方向不在一條直線上。引導(dǎo)學(xué)生舉出地球公轉(zhuǎn)、斜拋物體等生活實例。運動描述的實例飛機爬高問題過渡：現(xiàn)在拿到一個曲線運動的問題，我們還是不知道怎么解決。其實我們可以從直線運動的問題入手，從中尋找解決曲線運動問題的辦法。提出問題：飛機起飛時以100m/s的速度斜向上飛，飛行方向與水平面成30°，則飛機每分鐘爬高多少？啟發(fā)提問：a.飛機做勻速直線運動，發(fā)生一個斜向上的位移l，大小等于vt。l是不是爬高？b.還會算水平飛行距離嗎？c.這一種做法嗎？除了位移可以分解，還有什么能分解？d.飛機一分鐘的水平位移和豎直位移都能算，那么能夠確定飛機一分鐘后所在的位置。實際上，飛機每時每刻所在的位置，是不是都能確定下來了？位置、軌跡、速度都確定下來了，這個運動是不是非常清楚了？總結(jié)：這就是一種方法。把水平方向的運動和豎直方向的運動研究清楚，那整個運動就非常清楚了。2.方法教學(xué)這種方法能不能用到曲線運動中呢？直接研究曲線運動并不容易，但是它的x、y方向都是直線運動，很好研究。只要這兩個方向的直線運動清楚，那么曲線運動的速度，不就是x、y方向速度的分速度嗎？位置不就是x方向的位移和y方向位移的合位移對應(yīng)的位置嗎？各個時刻的位置都確定下來，軌跡不也清楚了嗎？這種通過研究兩個方向的直線運動來解決曲線運動問題的方法，我們今后將進行更深入的討論。3.學(xué)會分析——紅滴管的運動（1）小滴管勻速上升展示儀器。示意學(xué)生仔細(xì)觀察倒置后小滴管的運動情況。啟發(fā)提問：a.小滴管大概在做一個什么運動？b.若倒置同時，玻璃管也勻速右移，你覺得小滴管的軌跡如何？是直線還是曲線？辦法一：運用頻閃照片。辦法二：excel圖表。a.怎么建立坐標(biāo)系呢？以什么為原點？b.坐標(biāo)系的橫坐標(biāo)表示水平移動的距離，坐標(biāo)系的縱坐標(biāo)表示豎直方向上升的高度。水平移動的距離可以用x=vxt算出，豎直上升的高度可以用y=vyt算出。這樣，小滴管的位置就能在坐標(biāo)系上描出來，再將描出的點相連，能得到運動軌跡。下面，我們就用excel來這個圖。a.師生填寫表格、完成圖像。b.得到這樣的結(jié)果并不奇怪，你能不能感覺到后面的點應(yīng)該能落在這條直線上？c.甚至，水平勻速、豎直勻速的運動，不畫圖應(yīng)該就知道軌跡是一條直線。（停頓）用剛才的合速度和分速度想。兩個分速度的大小、方向都不變，那么合速度的大小方向是不是也不變？合速度的方向不變，所以是直線運動；合速度的大小不變，所以是勻速直線運動。（2）小滴管勻加速上升啟發(fā)提問：a.改變情況，若使小滴管勻加速上升，水平方向仍做勻速運動，你覺得滴管此時的運動軌跡應(yīng)該是怎樣的？直線還是曲線？b.為什么一定是曲線？生1：因為一個方向位移均勻變化，另一個不均勻變化。生2：因為一個分速度不變，另一個逐漸變大，所以合速度方向在變化。辦法：excel圖表。a.兩種想法都很好。當(dāng)然，直接把軌跡畫出來也可以。坐標(biāo)系和剛才一樣，只是豎直位移的算法有一些區(qū)別。此時，。師生填寫表格、完成圖像。對照一下，跟你剛才心里所想的曲線是不是吻合？板書設(shè)計曲線運動特點：速度沿切線方向且時刻變化x=vx=vxty=vyt條件：F與v不在一條直線上分位移x、y 合位移l分速度vx、vy合速度v

【課后反思】在設(shè)計本節(jié)課時，我希望盡力在課堂上，利用有限的實驗儀器，對書本上關(guān)于《曲線運動》的所有實驗做到重現(xiàn)。然而，這說起來容易，做起來相當(dāng)困難。比如，在“投擲小球”的實驗中，需要想辦法做出一個顏色鮮艷、大小可觀又不至于砸傷人的小球。“鋼球在軌道上的運動”的學(xué)生實驗中，需要考慮什么材料作為軌道合適，怎樣讓小鋼球留下痕跡，怎樣又能讓兩段軌道之間的接縫處盡量平滑?！颁撉蛟诖盆F的吸引下的運動”的學(xué)生實驗中，起初準(zhǔn)備的條形磁鐵由于磁力不強，后被磁性更強的環(huán)形磁鐵替代，并且對鋼球的大小也進行了調(diào)整。“力使水流做曲線運動”的實驗中，水流本身不顯色不易觀察，若加入墨水被稀釋效果不理想，最后發(fā)現(xiàn)使用牛奶最佳?！凹t滴管的運動”的實驗中，多次嘗試，發(fā)現(xiàn)在玻璃管中放入一枚紅滴管，通過控制滴管中水量的多少，能使其在管中勻速運動。通過這一節(jié)課，我也明顯感受到自己作為一名新老師的明顯不足。第一，語言啰嗦拖沓，描述不夠準(zhǔn)確到位。第二，個別問題設(shè)計不當(dāng)。如回答“日常生活中你有沒有見過力和速度的確不在一條直線上的曲線運動”時，學(xué)生思維開闊，舉出汽車轉(zhuǎn)彎、風(fēng)扇葉片旋轉(zhuǎn)等復(fù)雜模型，不易解釋，影響了課堂節(jié)奏?！菊n例點評】本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)設(shè)置具體、合理、可操作性強，在教材的處理上既能緊扣課標(biāo)及學(xué)科指導(dǎo)意見又能針對學(xué)生特點對教學(xué)內(nèi)容進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。教學(xué)思路清晰，重點難點突出，過渡銜接自然，時間安排合理，效率較高。演示及探究實驗設(shè)計巧妙，習(xí)題設(shè)置用意明確且效果良好。本節(jié)課根據(jù)《曲線運動》的內(nèi)容特