曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)及教學(xué)設(shè)計(jì)

《曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向》說課稿說課題目：曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向說課教師：王艷麗學(xué)校名稱：天津市耀華中學(xué)使用器材：曲線運(yùn)動(dòng)速度方向演示儀一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路或創(chuàng)新點(diǎn)本實(shí)驗(yàn)利用留痕法可以直觀呈現(xiàn)出勻速圓周運(yùn)動(dòng)及一般曲線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度方向，即磁性小球在失去徑向吸引力后由于慣性做直線運(yùn)動(dòng)的軌跡能夠直觀的顯示出來，突破了教材中通過理論分析的方式認(rèn)識(shí)曲線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度方向的方法，且磁性畫板可以重復(fù)利用，節(jié)能環(huán)保。實(shí)驗(yàn)原理曲線運(yùn)動(dòng)速度方向演示儀主要由磁性小球、磁性畫板、轉(zhuǎn)盤、可伸縮鐵片等構(gòu)成，將磁性小球吸附在鐵片上，打開開關(guān)，小球隨轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，按下鐵片，小球由于具有慣性會(huì)沿該時(shí)刻的速度方向飛出，在磁性畫板上留下飛出軌跡，可以發(fā)現(xiàn)，該軌跡與轉(zhuǎn)盤相切；通過在原有鐵片側(cè)面放置長度不同的鋁片，按下鐵片時(shí)，小球在鋁片的作用下做離心運(yùn)動(dòng)，即一半曲線運(yùn)動(dòng)，借助直尺比對(duì)可以發(fā)現(xiàn)小球飛出后的軌跡沿曲線的切線方向。實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)知道曲線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度方向，能夠借助工具分析曲線運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度方向；學(xué)生在已學(xué)勻速圓周運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度方向的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探究一般曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向；利用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容勻速圓周運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度方向；一般曲線運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度方向。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程（一）創(chuàng)設(shè)情境，提出問題播放甩干桶視頻。提出問題：物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度方向如何表示？設(shè)計(jì)意圖：通過生活實(shí)際，構(gòu)建曲線運(yùn)動(dòng)與生活的聯(lián)系，體現(xiàn)從生活走向物理。（二）猜想假設(shè)，理論分析曲線運(yùn)動(dòng)速度方向猜想：物體做曲線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度方向沿該點(diǎn)軌跡的切線方向，如圖1所示。理論分析：學(xué)生通過割線與切線的關(guān)系進(jìn)行理論分析。圖1設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行理論分析，構(gòu)建學(xué)科間的聯(lián)系，從理論層面得出結(jié)論。學(xué)生在此過程也會(huì)聯(lián)系汽車輪胎甩泥出去的軌跡提出曲線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度方向。（三）演示實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)曲線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度方向向?qū)W生介紹曲線運(yùn)動(dòng)速度方向演示儀，請(qǐng)學(xué)生進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，為便于學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，開啟希沃白板攝像投屏功能。演示實(shí)驗(yàn)1：學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材介紹，依次打出三條反應(yīng)不同轉(zhuǎn)速下的勻速圓周運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度圖像，借助鋼尺描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度方向，如圖2所示。圖2提出問題：如何得出一般曲線運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度方向？學(xué)生思考，分組討論。演示實(shí)驗(yàn)2：教師利用短鋁片做出一般曲線運(yùn)動(dòng)軌跡，并打出反應(yīng)瞬時(shí)速度的圖像，借助鋼尺描述一般曲線運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度方向，如圖3所示。圖3演示實(shí)驗(yàn)3：學(xué)生選用不同長度的鋁片驗(yàn)證不同曲線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度方向結(jié)論是否一致，如圖4所示。圖4設(shè)計(jì)意圖：通過三組演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生從勻速圓周運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度方向過渡到一般曲線運(yùn)動(dòng)速度方向，得出普遍結(jié)論。中間穿插討論、猜想、驗(yàn)證環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生建立研究問題的一般過程，并清晰地了解創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材、創(chuàng)新觀念，深刻認(rèn)識(shí)曲線運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度方向。。（四）遷移應(yīng)用，掌握曲線運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度方向?qū)W生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，畫出圓周運(yùn)動(dòng)一般曲線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度方向。設(shè)計(jì)意圖：呼應(yīng)引入部分的問題，鞏固所學(xué)的知識(shí)，體現(xiàn)從物理走向生活的過程。實(shí)驗(yàn)效果與評(píng)價(jià)（一）優(yōu)點(diǎn)：吸引力提供向心力，克服了軌道對(duì)小球運(yùn)動(dòng)方向的限制，突破學(xué)生認(rèn)知難點(diǎn)：利用”留痕法“顯化曲線運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度方向，便于觀察；直觀的顯示出一般曲線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度方向，驗(yàn)證結(jié)論的普適性。（二）不