高中物理 5_1 曲線運(yùn)動(dòng)教案 新人教版必修21

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5.1 曲線運(yùn)動(dòng)一、教材分析本節(jié)教材主要有兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)：曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向和物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件教材一開始比較曲線運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)，提出兩者之間的明顯區(qū)別，引出曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向問題，緊接著通過觀察一些常見的現(xiàn)象，得到曲線運(yùn)動(dòng)中速度方向是時(shí)刻改變的，且質(zhì)點(diǎn)在某點(diǎn)的速度方向是曲線上該點(diǎn)的切線方向再結(jié)合矢量的特點(diǎn)，給出曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。關(guān)于物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，教材從實(shí)驗(yàn)入手得到，再通過實(shí)例加以說明，最后從牛頓第二定律角度從理論上加以分析。本節(jié)教材的知識(shí)內(nèi)容和能力因素，是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的重要補(bǔ)充，是對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的進(jìn)一步理解和完善，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)二、教學(xué)目 標(biāo)： （一、）知識(shí)與技能l.、知道曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向，理解曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)2知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是所受的合外力與它的速度方向不在一條直線上（二、）過程與方法1體驗(yàn)曲線運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)的區(qū)別2體驗(yàn)曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)及它的速度方向的變化（三、）情感、態(tài)度與價(jià)值觀1能領(lǐng)略曲線運(yùn)動(dòng)的奇妙與和諧，發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲2有參與科技活動(dòng)的熱情，將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐中三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：（一）教學(xué)重點(diǎn)1什么是曲線運(yùn)動(dòng)2物體做曲線運(yùn)動(dòng)的方向的確定3物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件（二）教學(xué)難點(diǎn)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件四、教學(xué)方法：探究、講授、討論、練習(xí)五、教學(xué)手段： 教具準(zhǔn)備：投影儀、投影片、斜面、小鋼球、小木球、條形磁鐵六、教學(xué)活動(dòng)新課導(dǎo)入 (展示問題) 師：前面我們學(xué)習(xí)過了各種直線運(yùn)動(dòng)，包括勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)等下面來看這個(gè)小實(shí)驗(yàn)，判斷該物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(演示實(shí)驗(yàn)) (1)演示自由落體運(yùn)動(dòng) 師：該運(yùn)動(dòng)的特征是什么? 生：軌跡是直線 (2)演示平拋運(yùn)動(dòng) 師：該運(yùn)動(dòng)的特征是什么? 生：軌跡是曲線 師：這里我們看到一種我們前面沒有學(xué)過的運(yùn)動(dòng)形式，它與我們前面學(xué)過的運(yùn)動(dòng)形式有本質(zhì)的區(qū)別前面我們學(xué)過的運(yùn)動(dòng)的軌跡都是直線，而我們現(xiàn)在看到的這種運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線，我們把這種運(yùn)動(dòng)稱為曲線運(yùn)動(dòng) 概念：軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)叫曲線運(yùn)動(dòng) 師：其實(shí)曲線運(yùn)動(dòng)是比直線運(yùn)動(dòng)普遍的運(yùn)動(dòng)情形，現(xiàn)在請大家舉出一些生活中的曲線運(yùn)動(dòng)的例子 生：微觀世界里如電子繞原子核旋轉(zhuǎn)； 宏觀世界里如天體運(yùn)行； 生活中如投標(biāo)搶、擲鐵餅、跳高、跳遠(yuǎn)等均為曲線運(yùn)動(dòng)新課教學(xué) （一）、曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向師：在前面學(xué)習(xí)直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)候我們已經(jīng)知道了任何確定的直線運(yùn)動(dòng)都有確定的速度方向，這個(gè)方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同或相反，現(xiàn)在我們又學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動(dòng)，大家想一想我們該如何確定曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向?在解決這個(gè)問題之前我們先來看幾張圖片(如圖61l、612) 師：觀察圖中所描述的現(xiàn)象，你能不能說清楚，砂輪打磨下來的熾熱的微粒飛出去的鏈球，它們沿著什么方向運(yùn)動(dòng)?生：擦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(shí)的速度沿切線方向飛出，切線方向即為火星飛出時(shí)的速度方向?qū)τ阪溓蛞彩峭瑯拥牡览恚鼈円矔?huì)沿著脫離點(diǎn)的切線方向飛出師：剛才的幾個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡都是圓，我們總結(jié)曲線運(yùn)動(dòng)的方向沿著切線方向，但對(duì)于一般的曲線運(yùn)動(dòng)是不是也是這樣呢?下面我們來做個(gè)實(shí)驗(yàn)看一看，一般的曲線運(yùn)動(dòng)是什么情況 如圖613所示水平桌面上擺一條曲線軌道，它是由幾段稍短的軌道組合而成的鋼球由軌道的一端滾入(通過壓縮彈簧射人或通過一個(gè)斜面滾入)，在軌道的束縛下鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的軌跡，它記錄了鋼球在A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向拿去一段軌道鋼球的軌道出口改在圖中B點(diǎn)且同樣的方法可以記錄鋼球在軌道B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向觀察一下，白紙上的墨跡與軌道(曲線)有什么關(guān)系?生：墨跡與軌道只有一個(gè)交點(diǎn)，說明了墨跡所在的直線為軌道所在曲線在該點(diǎn)的切線，也就是說質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時(shí)刻)的速度的方向是在曲線的這一點(diǎn)的切線方向師：很好通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們總結(jié)出了確定做曲線運(yùn)動(dòng)的物體在任意一點(diǎn)的速度方向。明確了曲線運(yùn)動(dòng)的方向之后，我們來考慮這樣一個(gè)問題：在運(yùn)動(dòng)過程中，曲線運(yùn)動(dòng)的速度和直線運(yùn)動(dòng)的速度最大的區(qū)別是什么?生：在運(yùn)動(dòng)的過程中，直線運(yùn)動(dòng)的速度方向不發(fā)生變化，而曲線運(yùn)動(dòng)速度方向時(shí)刻在變師：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(yùn)動(dòng)中，速度大小發(fā)生變化，我們說這是變速運(yùn)動(dòng)而在曲線運(yùn)動(dòng)中速度方向時(shí)刻在改變，我們也說它是變速運(yùn)動(dòng)實(shí)際上這個(gè)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(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng) 下面我們來看幾個(gè)題目 課堂訓(xùn)練 l.關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是( ) A.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng) B.曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向不斷地變化。但速度的大小可以不變 C.曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向可能不變 D.曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向一定同時(shí)改變 2對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)中的速度的方向，下列說法正確的是( ) A.在曲線運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)在任一位置的速度方向總是與這點(diǎn)的切線方向相同 B.在曲線運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)的速度方向有時(shí)也不一定是沿著軌跡的切線方向 C.旋轉(zhuǎn)雨傘時(shí)傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運(yùn)動(dòng)，故水滴速度方向不是沿其切線方向的 D.旋轉(zhuǎn)雨傘時(shí)，傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運(yùn)動(dòng)，水滴速度方向總是沿其軌道的切線方向 參考答案 1A 解析：對(duì)于曲線運(yùn)動(dòng)來說，在運(yùn)動(dòng)的過程中，物體速度方向始終在變化，所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)在這個(gè)過程中物體速度的大小是否發(fā)生變化，并不影響曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)因此，速度大小可能變化，也可能不變所以本題應(yīng)該選擇A 2AD 解析：本題主要考查物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度方向，解此題只要把握一點(diǎn)：不論在任何情況下，曲線運(yùn)動(dòng)速度方向總是與其軌道的切線方向一致的，所以本題應(yīng)該選擇AD （二）、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件 師：為什么有些物體做直線運(yùn)動(dòng)，有些物體做曲線運(yùn)動(dòng)呢?下面我們通過幾個(gè)實(shí)驗(yàn)來研究以下這個(gè)問題 實(shí)驗(yàn)與探究 如圖615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(yùn)動(dòng)情況，記住鋼球的運(yùn)動(dòng)軌跡生：鋼球做直線運(yùn)動(dòng)，速度逐漸減小師：請同學(xué)們來分析鋼球在桌面上的受力情況生：鋼球受豎直向下的重力，豎直向上的支持力，還受到滑動(dòng)摩擦力的作用師：摩擦力的方向如何? 生：摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上，但與運(yùn)動(dòng)方向相反(演示實(shí)驗(yàn))在剛才實(shí)驗(yàn)中，鋼球的運(yùn)動(dòng)路徑旁邊放一塊磁鐵，重復(fù)剛才的實(shí)驗(yàn)操作，觀察鋼球在桌面上的運(yùn)動(dòng)情況生：鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)師：分析鋼球在桌面上的受力情況生：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(yùn)動(dòng)方向相反的滑動(dòng)摩擦力的作用，此外還受到磁鐵的吸引力師：引力的方向如何?生：引力的方向隨著鋼球的運(yùn)動(dòng)不斷改變，但總是不與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上(演示實(shí)驗(yàn))把上次實(shí)驗(yàn)用的鋼球改為同等大小的木球重復(fù)上次實(shí)驗(yàn)觀察木球運(yùn)動(dòng)情況生：木球做直線運(yùn)動(dòng)，速度不斷減小師：分析木球在桌面上的受力情況生：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(yùn)動(dòng)方向相反的滑動(dòng)摩擦力的作用木球并不受到磁鐵給它的吸引力(演示實(shí)驗(yàn)) 隨手拋出一個(gè)粉筆頭，觀察粉筆頭的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 生：粉筆頭做曲線運(yùn)動(dòng) 師：分析粉筆頭的受力情況 生：受豎直向下的重力的作用師：在以上幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中，第一個(gè)鋼球只受到與運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上與運(yùn)動(dòng)方向垂直的力的作用，做的是直線運(yùn)動(dòng)，木球同樣也受到這樣的力的作用，也是做直線運(yùn)動(dòng)，而第二個(gè)鋼球受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向成一定夾角的力的作用，做的是曲線運(yùn)動(dòng)；粉筆頭受的重力與它的運(yùn)動(dòng)方向也不在同一條直線上，粉筆頭做曲線運(yùn)動(dòng)由此我們可以得出什么樣的情況下物體會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)?生：當(dāng)物體受到與運(yùn)動(dòng)方向不在同一條直線上的力的作用時(shí)，會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)師：現(xiàn)在大家來看這樣一道題如圖616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(yùn)動(dòng)情況生：物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)師：物體的受力情況是怎樣的?生：受豎直向下的重力、豎直向上的支持力以及拉力師：拉力與運(yùn)動(dòng)方向有什么關(guān)系?生：與運(yùn)動(dòng)方向有一定角度師：剛才我們總結(jié)說：當(dāng)物體受到與運(yùn)動(dòng)方向成一定角度的力的作用時(shí)，物體會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)，而在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，物體受的力與運(yùn)動(dòng)方向成角，但物體并沒有做曲線運(yùn)動(dòng)，這是什么原因呢?生：對(duì)于鋼球來說，它不僅受到與運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)方向成一定角度，鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)；對(duì)于粉筆頭來說，它所受到的重力就是它受到的合外力，與運(yùn)動(dòng)方向成一定角度，粉筆頭做曲線運(yùn)動(dòng)；對(duì)于剛才實(shí)驗(yàn)中的物體來說，雖然它所受到的拉力與運(yùn)動(dòng)方向成一定角度，但物體所受的合外力仍然與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上，所以該物體并沒有做曲線運(yùn)動(dòng)師：那我們該如何總結(jié)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件呢?生：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(shí)物體將做曲線運(yùn)動(dòng)交流與討論 1飛機(jī)扔炸彈，分析為什么炸彈做曲線運(yùn)動(dòng)? 2我們騎摩托車或自行車通過彎道時(shí)，我們側(cè)身騎，為什么? 3盤山公路路面有何特點(diǎn)?火車鐵軌在彎道有何特點(diǎn)? 參考解答 1炸彈離開飛機(jī)后由于慣性，具有與飛機(jī)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(yùn)動(dòng) 2騎摩托車或自行車通過彎道時(shí)，我們和車一起做曲線運(yùn)動(dòng)，這個(gè)時(shí)候人和車這個(gè)整體需要一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向成一定夾角的力來完成這個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)，我們側(cè)身正是為了提供這個(gè)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(shí)候兩根鐵軌并不是一般高的，而是一個(gè)高一個(gè)低之所以這樣設(shè)計(jì)，正是因?yàn)楦鞣N車輛爬盤山公路的時(shí)候做的都是曲線運(yùn)動(dòng)，火車拐彎時(shí)也是曲線運(yùn)動(dòng)，這些曲線運(yùn)動(dòng)都需要一個(gè)與運(yùn)動(dòng)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(jì)就是為提供這個(gè)力服務(wù)的小結(jié)1運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)叫曲線運(yùn)動(dòng)2曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向是時(shí)刻改變的，質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方向在曲線的這一點(diǎn)的切線上3當(dāng)合外力F的方向與它的速度方向不在一條直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng) 作 業(yè) 布置作業(yè) 教材第34頁“問題與練習(xí)”1，2，3七、板 書設(shè) 計(jì) 6.1 曲線運(yùn)動(dòng)（一、）曲線運(yùn)動(dòng)定義：運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)叫做曲線運(yùn)動(dòng)（二、）物體做曲線運(yùn)動(dòng)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(shí)，物體將做曲線運(yùn)動(dòng)（三、）曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度，沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向（四、）曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) 曲線運(yùn)動(dòng)過程中速度方向始終在變化，因此曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)八、教學(xué)反思與過去的教材相對(duì)照，盡管本書仍從砂輪落下微粒的運(yùn)動(dòng)入手，開始討論曲線運(yùn)動(dòng)的方向。但是，又有很大不同。過去是由課本描述現(xiàn)象，同時(shí)直接說出結(jié)論，本書則在學(xué)習(xí)的開始提出問題，書本不予解答，請學(xué)生考慮由現(xiàn)象應(yīng)該得出的結(jié)論。這類“思考與討論”、“說一說”等，都是為便于學(xué)生自主學(xué)習(xí)所創(chuàng)造的條件，符合新課程的教學(xué)理念和教學(xué)目標(biāo)。