高一物理人教版必修二第5章拋體運動 第1課曲線運動 學(xué)案

5.1曲線運動學(xué)習(xí)目標：1．知道描述曲線運動的方法。2．理解曲線運動的速度方向，理解曲線運動的性質(zhì)。3．知道處理復(fù)雜運動的基本方法——運動的合成與分解。4．理解物體做曲線運動的條件。教學(xué)重難點：重點:曲線運動的條件。難點:軌跡彎曲方向與所受合外力的方向的關(guān)系。教學(xué)過程：導(dǎo)入新課】到目前為止，我們只研究了物體沿著一條直線的運動。實際上，在自然界和技術(shù)中，曲線運動隨處可見。

教師隨手拋出的一個粉筆頭它的運動。同學(xué)們能舉出一些生活中的曲線運動的例子嗎？其實曲線運動隨處可見，小到微觀世界如核外電子繞原子核高速轉(zhuǎn)動，大到天體運動如地球繞太陽公轉(zhuǎn)。所以研究曲線運動的特點（位移、速度）和物體在什么情況下做曲線運動等問題將具有非常重要的實際意義，這也是我們本節(jié)課的重點和難點。我們先來探究曲線運動的位移，請看活動一【自主研習(xí)教材P2“曲線運動的位移”板塊，建構(gòu)曲線運動的位移】并完成相應(yīng)的練習(xí)。曲線運動的位移討論并評講以上我們探究了曲線運動的位移，接下來探究區(qū)別于直線運動最直觀的物理量是速度。曲線運動的物體的速度方向1、三個演示實驗

演示在旋轉(zhuǎn)的砂輪上磨刀具。

觀察并思考問題：磨出的火星如何運動？為什么？

分析：磨出的火星是砂輪與刀具磨擦出的微粒，由于慣性，以脫離砂輪時的速度沿切線方向飛出，切線方向即為火星飛出時的速度方向。演示撐開帶有雨滴的雨傘繞柄旋轉(zhuǎn)，傘邊緣上的水滴如何運動？

觀察并思考：水滴為什么會沿脫離時的軌跡的切線飛出？

分析：同上演示鏈球運動員運動到最快時突然松手，在脫手處小球如何飛出？

觀察并思考：鏈球為什么會沿脫手處的切線飛出？分析：同上2、理論分析：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，如果時間取得更短，這種近似更精確，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？

分析：用與直線運動相同的思維方法來解決。

先求AB的平均速度，據(jù)式：可知：的方向與的方向一致，越小，越接近A點的瞬時速度，當時，AB曲線即為切線，A點的瞬時速度為該點的切線方向。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。因此，曲線運動是變速運動?！窘Y(jié)論】：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。曲線運動中速度的方向是時刻改變，所以曲線運動是變速運動。根據(jù)所學(xué)知識完成活動二的相關(guān)問題2、3。討論匯報。曲線運動中速度的方向時刻在變化，速度是矢量，他與位移、力等矢量一樣，可以用相互垂直的兩個方向的分矢量來表示，這兩個矢量叫做分速度。如物體速度的大小為v，速度方向與水平方向的夾角為θ，則物體沿水平方向的分速度vx=,沿豎直方向的分速度vy=。根據(jù)所學(xué)知識完成問題4，請同學(xué)報答案。【過渡】剛才學(xué)習(xí)了怎樣用物體的位置和速度描述它在平面中的運動，并且有了理論基礎(chǔ)，下面我們通過實例分析、蠟塊的運動，就可以有更清晰的認識。1：合運動和分運動（1）做課本演示實驗：a在長約80—100cm一端封閉的管中注滿清水，水中放一個由紅蠟做成的小圓柱體R（要求它能在水中大致勻速上浮），將管的開口端用膠塞塞金。b，將此管緊貼黑板豎直倒置，在蠟塊就沿玻璃管勻速上升，做直線運動，記下它由A移動到B所用的時間。C：然后，將玻璃管重新倒置，在蠟塊上升的同時，將玻璃管水平向右勻速移動，觀察到它是斜向右上方移動的，經(jīng)過相同的時間，它由A運動到C：

（2）分析：紅蠟塊可看成是同時參與了下面兩個運動，在玻璃管中豎直向上的運動（由A到B）和隨玻璃管水平向右的運動（由A到D），紅蠟塊實際發(fā)生的運動（由A到C）是這兩個運動合成的結(jié)果。（3）用CAI課件重新對比模擬上述運動（4）總結(jié)得到什么是分運動和合運動a：紅蠟塊沿玻璃管在豎直方向的運動和隨管做的水平方向的運動，叫做分運動。紅蠟塊實際發(fā)生的運動叫做合運動。b：合運動的（位移、速度）叫做合（位移、速度）分運動的（位移、速度）叫做分（位移、速度）2、運動的合成和分解：（1）（2）運動的合成和分解遵循平行四邊形法則例題分析1、用投影片出示課本例12、出示分析思考題（1）說明紅蠟塊參與哪兩個分運動（2）據(jù)實驗觀察知道，分運動和合運動所用的時間有什么關(guān)系？（3）紅蠟塊的兩個分速度應(yīng)如何求解？（4）如何分解合速度物體做曲線運動的條件，觀察與思考三個對比實驗說明：以下三個實驗是在實物展示臺面上做的，由于展示臺是玻璃面，而運動的物體是小鋼球，摩擦力很小，可看成光滑的平面。初速度是從一斜槽上滑到臺面上實現(xiàn)。在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在不受外力時將如何運動？討論結(jié)果：由于小球在運動方向上不受外力，合外力為零，根據(jù)牛頓第一定律，小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運動。（動畫演示受力分析）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？

討論結(jié)果：由于小球在運動方向受磁鐵作用，會使小球加速或減速，但仍做直線運動。（動畫演示受力分析）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？

討論結(jié)果：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。（動畫演示受力分析）2、從以上實驗得出三個啟示：啟示一：物體有初速度但不受外力時，將做什么運動？（提問）答：勻速直線運動（如實驗一）啟示二：物體沒有初速度但受外力時，將做什么運動？（提問）答：做加速直線運動（如自由落體運動等）啟示三：物體既有初速度又有外力時，將做什么運動？答：a、當初速度方向與外力方向在同一直線上（方向相同或相反）時將做直線運動。（如豎直上拋、實驗二等）b、當初速度與外力不在同一直線上時，做曲線運動。（如實驗水平拋物體等）提問：根據(jù)以上實驗及啟示，分析做曲線運動的條件是什么？3、結(jié)論：做曲線運動的條件是：要有初速度（2）要有合外力（3）初速度與合外力有一個角度討論：物體的初始狀態(tài)如何？答：靜止或勻速直線運動（說明：題目沒有明確）合外力情況如何？答：開始合外力為零，當撤去一個力時，物體將受到與撤去的力大小相等，方向相反的合外力。（（動畫演示受力分析過程）物體將如何運動？答：a、當初速度為零時，一定做勻加速直線運動b、當初速度不為零時，當初速度方向與合外力方向相同或相反時，做勻變速直線運動；當初速度與合外力方向有角度時，物體做曲線運動。因此本題答案是：C?？偨Y(jié)：3、物體做曲線運動的條件播放視頻資料：一個在水平面上做直線運動的鋼珠，如果從旁給它施加一個側(cè)向力，它的運動方向就會改變，不斷給鋼珠施加側(cè)向力，或者在鋼珠運動的路線旁放一塊磁鐵，鋼珠就偏離原來的方向而做曲線運動?！緦嶒灐浚簩嶒炗^察完模擬實驗后，學(xué)生做實驗?！咎釂枴浚簩W(xué)生舉例說明物體為什么做曲線運動。用牛頓第二定律分析物體做曲線運動的條件：當合力的方向與物體的速度方向在同一直線上時，產(chǎn)生的加速度也在這條直線上，物體就做直線運動。如果合力的方向跟速度方向不在同一條直線上時，產(chǎn)生的加速