高中物理必修二教案1第一節(jié)-曲線運動

PAGEPAGE4曲線運動一、課標(biāo)要求：1.會用運動合成與分解的方法分析拋體運動。2.會描述勻速圓周運動。知道向心加速度。3.能用牛頓第二定律分析勻速圓周運動的向心力。分析生活中的離心現(xiàn)象。4.關(guān)注拋體運動和圓周運動的規(guī)律與日常生活的聯(lián)系。二、重點難點：1.教學(xué)重點：在以前研究直線運動時，建立了一套研究物體運動規(guī)律的方法，將這一套研究方法推廣到研究曲線運動，是認(rèn)知發(fā)展的必然。2.教學(xué)難點：討論物體做曲線運動的條件；形成正確的邏輯思維，使學(xué)生在自己的知識基礎(chǔ)上，通過實驗和邏輯分析，一步一步“偵破”曲線運動的奧秘；構(gòu)建向心加速度的合理知識結(jié)構(gòu)。教法建議：理解概念：重視指導(dǎo)學(xué)生理解圓周運動，線速度，角速度，向心加速度的基本概念。掌握線索：展示實例，說明曲線運動的方向，以實例說明在平面直角坐標(biāo)系中如何研究物體的運動，運動的合成與分解。理論聯(lián)系實際：分析生活中的圓周運動，通過牛頓第二運動定律推導(dǎo)向心力，并用實驗驗證向心力的表達(dá)式。課時安排：整章可分三個部分，新授共8課時：第一部分1．曲線運動1課時第二部分2．質(zhì)點在平面內(nèi)的運動1課時3．拋體運動的規(guī)律1課時4．實驗研究平拋運動1課時第三部分5．圓周運動1課時6．向心加速度1課時7．向心力1課時8．生活中的圓周運動1課時單元總結(jié)1課時，單元測試2課時，講評1課時。束縛下鋼球做曲線運動。在軌道的下面放一張白紙，蘸有墨水的鋼球從出口A離開軌道后在白紙上留下一條運動的軌跡，它記錄了鋼球在A點的運動方向。拿去一段軌道，鋼球的軌道出口改在田中且同樣的方法可以記錄鋼球在軌道B點的運動方向。觀察一下，白紙上的墨跡與軌道(曲線)有什么關(guān)系？墨跡與軌道只有一個交點，說明了墨跡所在的直線為軌道所在曲線在該點的切線，也就是說質(zhì)點在某一點（或某一時刻）的速度的方向是在曲線的這一點的切線方向。很好。通過這個實驗我們總結(jié)出了確定傲曲線運動的物體在任意一點的速度方向，下面我們再從理論上對這個結(jié)論證明一下，以加深大家的理解。把我們前面學(xué)過的瞬時速度的求解方法應(yīng)用到這里，我們就可以求出任意一點的速度了。下面我們來看這個過程是怎樣的。（1）如圖5.1-4，要求直線上的某處A點的瞬時速度，可在離A不遠(yuǎn)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：VAB=XAB/t可知：VAB的方向與XAB的方向一致，t越小，VAB越接近A點的瞬時速度，當(dāng)t→0時，AB曲線即為切線，A點的瞬時速度為該點的切線方向。由此我們就可以肯定我們剛才所得出的結(jié)論是正確的。明確了曲線運動的方向之后，我們來考慮這樣一個問題：在運動過程中，曲線運動的速度和直線運動的速度最大的區(qū)別是什么？在運動的過程中，直線運動的速度方向不發(fā)生變化，而曲線運動速度方向時期在變。很好。那我們由速度的性質(zhì)知，速度是矢量，既有大小又有方向。在勻變速運動中，速度大小發(fā)生變化，我們說這是變速運動，而在曲線運動中，速度方向時刻在改變，我們也說它是變速運動。實際上這個過程我們可以這樣來理解：速度是矢量+速度方向變化，速度矢量就發(fā)生了變化→具有加速度→曲線運動是變速運動。（二）物體做曲線運動的條件為什么有些物體做直線運動，有些物體做曲線運動呢?下面我們通過幾個實驗來研究以下這個問題。如課本圖5.1-11所示的裝置放在水平桌面上，在斜面頂端放置一鋼球，放開手讓鋼球自由滾下，觀察鋼球在桌面上的運動情況，記住鋼球的運動軌跡。（鋼球做直線運動，速度逐漸減小。）請同學(xué)們來分析鋼球在桌面上的受力情況？（鋼球受豎直向下的重力，豎直向上的支持力，還受到滑動摩擦力的作用。）摩擦力的方向如何？（摩擦力的方向與運動方向在同一直線上，但與運動方向相反）演示實驗：在剛才實驗中，鋼球的運動路徑旁邊放一塊磁鐵，重復(fù)剛才的實驗操作，觀察鋼球在桌面上的運動情況？（鋼球傲曲線運動）分析鋼球在桌面上的受力情況？（鋼球受豎直向下的重力，豎直向上的支持力，還受到方向與運動方向相反的滑動摩擦力的作用，此外還受到磁鐵的吸引力。）引力的方向如何？（引力的方向隨著鋼球的運動不斷改變，但總是不與運動方向在同一直線上。）演示實驗：把上次實驗用的鋼球改為同等大小的木球重復(fù)上次實驗，觀察木球運動情況？（木球做直線運動，速度不斷減小。）分析木球在桌面上的受力情況？（木球受豎直向下的重力、豎直向上的支持力，還受到方向與運動方向相反的滑動摩擦力的作用，木球并不受到磁鐵給它的吸引力。）演示實驗：隨手拋出一個粉筆頭，觀察粉筆頭的運動狀態(tài)？（粉筆頭做曲線運動）分析粉筆頭的受力情況？（受豎直向下的重力的作用。）在以上幾個實驗中，第一個鋼球只受到與運動方向在同一條直線上與運動方向垂直的力的作用，做的是直線運動，木球同樣也受到這樣的力的作用，也是做直線運動，面第二個鋼球受到一個與運動方向成一定夾角的力的作用，做的是曲線運動；粉筆頭受的重力與它的運動方向也不在同一條直線上，粉筆頭傲曲線運動．由此我們可以得出什么樣的情況下物體會做曲線運動？結(jié)論：當(dāng)物體受到與運動方向不垂直也不在同一條直線上的力的作用時，會做曲線運動。現(xiàn)在大家來看這樣一道題，如圖6．1—6所示，光滑水平桌面上放置質(zhì)量為m的物體，受到與水平方向成。角斜向上的力的作用，分析該物體的運動情況？（物體做勻加速直線運動。）物體的受力情況是怎樣的？（受豎直向下的重力、豎直向上的支持力以及拉力。）拉力與運動方向有什么關(guān)系？（與運動方向有一定角度）剛才我們總結(jié)說：當(dāng)物體受到與運動方向成一定角度的力的作用時，物體會做曲線運動，而在這個實驗中，物體受的力與運動方向成一定角，但物體并沒有做曲線運動，這是什么原因呢？對于鋼球來說，它不僅受到與運動方向成一定角度的力的作用，而且它所受到的合外力的方向也與運動方向成一定角度，鋼球做曲線運動；對于粉筆頭來說，它所受到的重力就是它受到的合外力，與運動方向成一定角度，粉筆頭做曲線運動；對于剛才實驗中的物體來說，雖然它所受到的拉力與運動方向成一定角度，但物體所受的合外力仍然與運動方向在同一直線上，所以該物體并沒有做曲線運動。那我們該如何總結(jié)物體做曲線運動的條件呢？結(jié)論：當(dāng)物體所受的合力方向跟它的速度方向不在同一直線上時，物體將做曲線運動。（三）交流與討論（1）飛機扔炸彈，分析為什么炸彈做曲線運動？（2）我們騎摩托車或自行車通過彎道時，我們側(cè)身騎，為什么？（3）盤山公路路面有何特點?火車鐵軌在彎道有何特點？參考解答（1）炸彈離開飛機后由于慣性，具有與飛機同樣的水平初速度，且受重力，初速度與重力方向有一定角度，所以做曲線運動。（2）騎摩托車或自行車通過彎道時，我們和車一起做曲線運動，這個時候人和車這個整體需要一個與運動方向成一定夾角的力來完成這個曲線運動，我們側(cè)身正是為了提供這個力。（3）盤山公路的路面并不是水平的，而是一邊高一邊低；火車鐵軌在彎道的時候兩根鐵軌并不是一般高的，而是一個高一個低．之所以這樣設(shè)計，正是因為各種車輛爬盤山公路的時候做的都是曲線運動，火車拐彎時也是曲線運動，這些曲線運動都需要一個與運動方向成一定夾角的力來完成．盤山公路和火車鐵軌的這種設(shè)計就是為提供這個力服務(wù)的。（四）課堂小結(jié)：（1）運動軌跡是曲線的運動叫曲線運動。（2）曲線運動中速度的方向是時刻改變的，質(zhì)點在某一點的瞬時速度的方向在曲線的這一點的切線上。（3）當(dāng)合外力F的方向與它的速度方向有一夾角時，物體做曲線運動。（五）板書設(shè)計:5.1曲線運動1、曲線運動定義：運動軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。2、物體做曲線運動的條件當(dāng)物體所受的合力方向跟它的逮度方向不在同一直線上時，物體將做曲線運動。3、曲線運動速度的方向質(zhì)點在某一點的速度，沿曲線在這一點的切線方向。4、曲線運動的性質(zhì)曲線運動過程中速度方向始終在變化，因此曲線運動是變速運動。三、課堂練習(xí)：1.關(guān)于曲線運動，下列說法正確的是…………………(A)A.曲線運動一定是變速運動B.曲線運動逮度的方向不斷地變化。但速度的大小可以不變C.曲線運動的逮度方向可能不變D.曲線運動的速度大小和方向一定同時改變2.對曲線運動中的速度的方向，下列說法正確的是…(A