高中物理《曲线运动》教案2 新人教版必修2.doc

第一课时：曲线运动 教学目标： 一、知识目标： 1、知道什么是曲线运动； 2、知道曲线运动中速度的方向是怎样确定的； 3、知道物体做曲线运动的条件。 二、能力目标： 通过物体做曲线运动的条件的分析，提高学生能抓住要点对物理现象技术分析的能力 三、德育目标： 使学生会在日常生活中，善于总结和发现问题。 教学重点： 1、什么是曲线运动 2、物体做曲线运动的方向的确定 3、物体做曲线运动的条件 教学难点： 物体做曲线运动的条件 教学方法： 实验、讲解、归纳、推理法 教学用具： 投影仪、投影片、录像带、放像机、小钢球、条形磁铁 教学步骤： 一、导入新课： 前边几章我们研究了直线运动，下边同学们思考两个问题： 1、什么是直线运动？ 2、物体做直线运动的条件是什么？ 在实际生活中，普遍发生的是曲线运动，那么什么是曲线运动？本节课我们就来学习这个问题。 二、新课教学 （一）用投影片出示本节课的学习目标 1、知道轨迹是曲线的运动，叫做曲线运动。 2、理解曲线运动是一种变速运动。 3、知道物体做曲线运动的条件。 （二）学习目标完成过程 1、曲线运动 （1）放录像，展示几种物体所做的运动 a：导弹所做的运动；汽车转弯时所做的运动；人造卫星绕地球的运动； b：归纳总结得到：物体的运动轨迹是曲线。 （2）提问：上述运动和曲线运动除了轨迹不同外，还有什么区别呢？ （3）用CAI课件对比小车在平直的公路上行驶和弯道上行驶的情况。 学生总结得到：曲线运动中速度方向是时刻改变的。过渡：怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻的速度方向呢？ 2：曲线运动的速度方向 （1）放录像： a：在砂轮上磨刀具时，刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线方向飞出； b：撑开的带着水的伞绕伞柄旋转，伞面上的水滴沿伞边各点所划圆周的切线方向飞出。 （2）分析总结得到：质点在某一点（或某一时刻）的速度的方向是在曲线的这一点的切线方向。 （3）推理： a：只要速度的大小、方向的一个或两个同时变化，就表示速度矢量发生了变化。 b：由于做曲线运动的物体，速度方向时刻改变，所以曲线运动是变速运动。过渡：那么物体在什么条件下才做曲线运动呢？ 3：物体做曲线运动的条件 （1）用CAI课件模拟实验：一个在水平面上做直线运动的钢珠，如果从旁给它施加一个侧向力，它的运动方向就会改变，不断给钢珠施加侧向力，或者在钢珠运动的路线旁放一块磁铁，钢珠就偏离原来的方向而做曲线运动。 （2）观察完模拟实验后，学生做实验。 （3）分析归纳得到：当物体所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一直线时，物体就做曲线运动。 （4）学生举例说明：物体为什么做曲线运动。 （5）用牛顿第二定律分析物体做曲线运动的条件： 当合力的方向与物体的速度方向在同一直线上时，产生的加速度也在这条直线上，物体就做直线运动。 如果合力的方向跟速度方向不在同一条直线上时，产生的加速度就和速度成一夹角，这时，合力就不但可以改变速度的大小，而且可以改变速度的方向，物体就做曲线运动。 三、巩固训练： 1、关于曲线运动，下列说法正确的是 。 A：曲线运动一定是变速运动； B：曲线运动速度的方向不断的变化，但速度的大小可以不变； C：曲线运动的速度方向可能不变； D：曲线运动的速度大小和方向一定同时改变。 2、物体在力F1、F2、F3的共同作用下做匀速直线运动，若突然撤去外力F1，则物体的运动情况是 A、必沿着F1的方向做匀加速直线运动； B、必沿着F1的方向做匀减速直线运动； C、不可能做匀速直线运动； D、可能做直线运动，也可能做曲线运动。 四、小结 1、运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动。 2、曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点的瞬时速度的方向在曲线的这一点的切线上。 3、当合外力F的方向与它的速度方向有一夹角a时，物体做曲线运动。五、作业 练习一 五、板书设计： 第二课时：运动的合成和分解 教学目标： 一、知识目标： 1、在具体问题中知道什么是合运动，什么是分运动。 2、知道合运动和分运动是同时发生的，并且互不影响。 3、知道运动的合成和分解的方法遵循平行四边形法则。 二、能力目标： 使学生能够熟练使用平行四边形法则进行运动的合成和分解 三、德育目标： 使学生明确物理中研究问题的一种方法，将曲线运动分解为直线运动。 教学重点： 对一个运动能正确地进行合成和分解。 教学难点： 具体问题中的合运动和分运动的判定。 教学方法： 训练法、推理归纳法、电教法、实验法 教学用具： 投影仪、投影片、多媒体、CAI课件、玻璃管、水、胶塞、蜡块、秒表 教学步骤： 一、导入新课 上一节我们学习了曲线运动，它比直线运动复杂，为研究复杂的运动，就需要把复杂的运动分为简单的运动，本节课我们就来学习一种常用的一种方法运动的合成各分解。 二、新课教学 （一）用投影片出示本节课的学习目标 1：理解什么是合运动，什么是分运动，能在具体实例中找出分运动的合运动和合运动的分运动。 2、知道什么是运动的合成，什么是运动的分解。 3、理解合运动和分运动的等时性。 4、理解合运动是按平行四边形定则由分运动合成的。 （二）学习目标完成过程 1：合运动和分运动 （1）做课本演示实验： a在长约80100cm一端封闭的管中注满清水，水中放一个由红蜡做成的小圆柱体R（要求它能在水中大致匀速上浮），将管的开口端用胶塞塞金。 b，将此管紧贴黑板竖直倒置，在蜡块就沿玻璃管匀速上升，做直线运动，记下它由A移动到B所用的时间。C：然后，将玻璃管重新倒置，在蜡块上升的同时，将玻璃管水平向右匀速移动，观察到它是斜向右上方移动的，经过相同的时间，它由A运动到C： （2）分析： 红蜡块可看成是同时参与了下面两个运动，在玻璃管中竖直向上的运动（由A到B）和随玻璃管水平向右的运动（由A到D），红蜡块实际发生的运动（由A到C）是这两个运动合成的结果。 （3）用CAI课件重新对比模拟上述运动 （4）总结得到什么是分运动和合运动 a：红蜡块沿玻璃管在竖直方向的运动和随管做的水平方向的运动，叫做分运动。 红蜡块实际发生的运动叫做合运动。 b：合运动的（位移、速度）叫做合（位移、速度） 分运动的（位移、速度）叫做分（位移、速度） 2、运动的合成和分解： （1） （2）运动的合成和分解遵循平行四边形法则 （三）例题分析 1、用投影片出示课本例1 2、出示分析思考题 （1）说明红蜡块参与哪两个分运动 （2）据实验观察知道，分运动和合运动所用的时间有什么关系？ （3）红蜡块的两个分速度应如何求解？ （4）如何分解合速度 3：分析解答上述几个问题后，用实物投影仪展示解题过程解：竖直方向的分速度水平方向的分速度合速度: 4、同学们看课本的解题过程，并说明是如何求解的。 三、巩固训练 1、飞机以速度v斜向上飞行，方向余水平方向成30o角 （1）分析飞机的分运动个合运动 （2）求出水平方向的vx和竖直方向的vy 2、分析：两个分运动是直线运动，什么情况下他们的合运动不是直线运动？什么情况下它们的合运动是直线运动？ 四、小结： 本节课我们主要学习了 1：什么是合运动和分运动 2：什么是运动的合成和分解 3：运动的合成和分解遵循平行四边形法则 4：分运动和合运动具有等时性 五、作业： 本章练习二 六、板书设计：第三节 平抛物体的运动 教学目标： 一、知识目标： 1、知道什么是平抛及物体做平抛运动的条件。 2、知道平抛运动的特点。 3、理解平抛运动的基本规律。 二、能力目标： 通过平抛运动的研究方法的学习，使学生能够综合运用已学知识，来探究新问题的研究方法。 三、德育目标： 通过平抛的理论推证和实验证明，渗透实践是检验真理的标准。 教学重点： 1、平抛运动的特点和规律 2、学习和借借鉴本节课的研究方法 教学难点： 平抛运动的规律 教学方法： 实验观察法、推理归纳法、讲练法 教学用具： 平抛运动演示仪、自制投影片、电脑、多媒体课件 教学步骤： 一、导入新课： 用枪水平地射出一颗子弹，子弹将做什么运动，这种运动具有什么特点，本节课我们就来学习这个问题。 二、新课教学 （一）用投影片出示本节课的学习目标 1、理解平抛运动的特点和规律 2、知道研究平抛运动的方法 3、能运用平抛运动的公式求解有关问题 （二）学习目标完成过程 1：平抛物体的运动 （1）简介平抛运动： a：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，物体只在重力作用下所做的运动，叫平抛运动。 b：举例：用力打一下桌上的小球，使它以一定的水平初速度离开桌面，小球所做的就是平抛运动，并且我们看它做的是曲线运动。 c：分析说明平抛运动为什么是曲线运动？（因为物体受到与速度方向成角度的重力作用） （2）巩固训练 a：物体做平抛运动的条件是什么？ b：举几个物体做平抛运动的实例 （3）a：分析说明：做平抛运动的物体；在水平方向上由于不受力，将做匀速直线运动 b：在竖直方向上物体的初速度为0，且只受到重力作用，物体做自由落体运动。 c：实验验证： 1用CAI课件模拟课本图516的实验， 2模拟的同时，配音说明： 用小锤打击弹性金属片时，A球就向水平方向飞出，做平抛运动，而同时B球被松开，做自由落体运动。 3实验现象：（学生先叙述，然后教师总结） 现象一：越用力打击金属片，A飞出水平距离就越远。 现象二：无论A球的初速度多大，它会与B球同时落地。对现象进行分析：得到平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，水平方向的速度大小并不影响平抛物体在竖直方向上的运动。 4在CAI课件显示出在相等时间内水平方向前进的水平距离是相等的。得到平抛运动的水平分运动是匀速的，且不受竖直方向的运动的影响。 （4）针对训练：用多媒体出示 平抛运动是一种曲线运动，它的水平分运动是 ，竖直分运动是 。 2、平抛运动的规律 （1）平抛运动的物体在任一时刻的位置坐标的求解。a：以抛点为坐标原点，水平方向为x轴（正方向和初速度v的方向相同），竖直方向为y轴，正方向向下，则物体在任意时刻t的位置坐标为 b：运用该公式我们就可以求得物体在任意时刻的坐标找到物体所在的位置，用平滑曲线把这些点连起来，就得到平抛运动的轨迹抛物线。 （2）平抛速度求解：a：水平分速度b：竖直分速度 c：t秒末的合速度 d：的方向 （三）例题分析 1、用多媒体出示例题 一架老式飞机高处地面0.81km的高度，以2.5102km/h的速度水平飞行，为了使飞机上投下的炸弹落在指定的目标，应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹？不计空气阻力。 2、用电脑模拟题目所述的物理情景 3、在投影仪上出示下列思考题： （1）从水平飞行的飞机上投下的炸弹，做什么运动？为什么？ （2）炸弹的这种运动可分解为哪两个什么样的分运动？ （3）要想使炸弹投到指定的目标处，你认为炸弹落地前在水平方向通过的距离与投弹时飞机离目标的水平距离之间有什么关系？ 4：解决上述问题，并让学生书写解题过程 5：在多媒体上投影解题过程：解:因为所以又在这段时间内炸弹通过的水平距离为所以0.89km 答：飞机应在离轰炸目标水平举例是0.89km的地方投弹。 三、巩固训练 1、填空： （1）物体做平抛运动的飞行时间由 决定。 （2）物体做平抛运动时，水平位移由 决定。 （3）平抛运动是一种 曲线运动。 2、从高空中水平方向飞行的飞机上，每隔1分钟投一包货物，则空中下落的许多包货物和飞机的连线是 A：倾斜直线 B：竖直直线 C：平滑直线 D：抛物线 3、平抛一物体，当抛出1秒后它的速度与水平方向成45o角，落地时速度方向与水平方向成60o角。 （1）求物体的初速度； （2）物体的落地速度。 四、小结 本节课我们学习了 1、什么是平抛运动 2、平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向自由落体运动的合运动3、平抛运动的规律 五、作业： 课本P89练习三 六、板书设计：第四节 匀速圆周运动 教学目标： 一、知识目标： 1、知道什么是匀速圆周运动 2、理解什么是线速度、角速度和周期 3、理解线速度、角速度和周期之间的关系 二、能力目标： 能够匀速圆周运动的有关公式分析和解决有关问题。 三、德育目标： 通过描述匀速圆周运动快慢的教学，使学生了解对于同一个问题可以从不同的侧面进行研究。 教学重点： 1、理解线速度、角速度和周期 2、什么是匀速圆周运动 3、线速度、角速度及周期之间的关系 教学难点： 对匀速圆周运动是变速运动的理解 教学方法： 讲授、推理归纳法 教学用具： 投影仪、投影片、多媒体 教学步骤： 一、导入新课 （1）物体的运动轨迹是圆周，这样的运动是很常见的，同学们能举几个例子吗？（例：转动的电风扇上各点的运动，地球和各个行星绕太阳的运动等） （2）今天我们就来学习最简单的圆周运动匀速圆周运动 二、新课教学 （一）用投影片出示本节课的学习目标 1、理解线速度、角速度的概念 2、理解线速度、角速度和周期之间的关系 3、理解匀速圆周运动是变速运动 （二）学习目标完成过程 1、匀速圆周运动 （1）用多媒体投影一个质点做圆周运动，在相等的时间里通过相等的弧长。 （2）并出示定义：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧长度相同这种运动就叫匀速圆周运动。 （3）举例：通过放录像让学生感知：一个电风扇转动时，其上各点所做的运动，地球和各个行星绕太阳的运动，都认为是匀速圆周运动。 （4）通过电脑模拟：两个物体都做圆周运动，但快慢不同，过渡引入下一问题。 2、描述匀速圆周运动快慢的物理量 （1）线速度 a：分析：物体在做匀速圆周运动时，运动的时间t增大几倍，通过的弧长也增大几倍，所以对于某一匀速圆周运动而言，s与t的比值越大，物体运动得越快。 b：线速度 1）线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。 2）线速度是矢量，它既有大小，也有方向。3）线速度的大小 4）线速度的方向在圆周各点的切线方向上 5）讨论：匀速圆周运动的线速度是不变的吗？ 6）得到：匀速圆周运动是一种非匀速运动，因为线速度的方向在时刻改变。 （2）角速度 a：学生阅读课文有关内容 b：出示阅读思考题 1）角速度是表示 的物理量 2）角速度等于 和 的比值 3）角速度的单位是 c：说明：对某一确定的匀速圆周运动而言，角速度是恒定的 d：强调角速度单位的写法rad/s （3）周期、频率和转速 a：学生阅读课文有关内容b：出示阅读思考题：1） 叫周期， 叫频率； 叫转速 2）它们分别用什么字母表示？3）它们的单位分别是什么？c阅读结束后，学生自己复述上边思考题。 （4）线速度、角速度、周期之间的关系 a：过渡：既然线速度、角速度、周期都是用来描述匀速圆周运动快慢的物理量，那么他们之间有什么样的关系呢？ b：用投影片出示思考题 一物体做半径为r的匀速圆周运动 1）它运动一周所用的时间叫 ，用T表示。它在周期T内转过的弧长为 ，由此可知它的线速度为 。 2）一个周期T内转过的角度为 ，物体的角速度为 。c：通过思考题总结得到： d：讨论 1）当v一定时，与r成反比 2）当一定时及v与r成正比 3）当r一定时，v与成正比 （三）实例分析（用投影片出示） 例1：分析下图中，A、B两点的线速度有什么关系？分析得到：主动轮通过皮带、链条、齿轮等带动从动轮的过程中，皮带（链条）上各点以及两轮边缘上各点的线速度大小相等。 例2：分析下列情况下，轮上各点的角速度有什么关系？ 分析得到：同一轮上各点的角速度相同。 三、巩固训练 用电脑进行练习，并且进行激励评价和升级训练 （一）填空 1、做匀速圆周运动的物体线速度的 不变， 时刻在变，所以线速度是 （填恒量或变量），所以匀速圆周运动中，匀速的含义是 。 2、对于做匀速圆周运动的物体，哪些物理量是一定的？ （二）某电钟上秒针、分针、时针的长度比为d1：d2：d31：2：3，求 A：秒针、分针、时针尖端的线速度之比 B：秒针、分针、时针转动的角速度之比。 （三）师生共同解答课本本节的思考与讨论。 四、小结 1、什么叫匀速圆周运动？ 2、描述匀速圆周运动快慢的物理量有哪几个？分别说明它们的含义及求解公式，他们间的联系。 五、作业 课本练习四（P92）六、板书设计：第五节向心力、向心加速度 教学目标： 一、知识目标： 1、理解向心加速度和向心力的概念 2、知道匀速圆周运动中产生向心加速度的原因。 3、掌握向心力与向心加速度之间的关系。 二、能力目标： 1、学会用运动和力的关系分析分题 2、理解向心力和向心加速度公式的确切含义，并能用来进行计算。 三、德育目标： 通过a与r及、v之间的关系，使学生明确任何一个结论都有其成立的条件。 教学重点： 1、理解向心力和向心加速的概念。 2、知道向心力大小，向心加速的大小，并能用来进行计算。 教学难点： 匀速圆周运动的向心力和向心加速度都是大小不变，方向在时刻改变。 教学方法： 实验法、讲授法、归纳法、推理法 教学用具： 投影仪、投影片、多媒体、CAI课件、向心力演示器、钢球、木球、细绳 教学步骤： 一、引入新课 1：复习提问（用投影片出示思考题） （1）什么是匀速圆周运动 （2）描述匀速圆周运动快慢的物理量有哪几个？ （3）上述物理量间有什么关系？ 2、引入：由于匀速云的速度方向时刻在变，所以匀速圆周运动是变速曲线运动。而力是改变物体运动状态的原因。所以做匀速圆周运动的物体所受合外力有何特点？加速度又如何呢？本节课我们就来共同学习这个问题。 二、新课教学 （一）用投影片出示本节课的学习目标： 1、理解什么是向心力和向心加速度 2、知道向心力和向心加速度的求解公式 3、了解向心力的来源 （二）学习目标完成过程 1：向心力的概念及其方向 （1）在光滑水平桌面上，做演示实验 a：一个小球，拴住绳的一端，绳的另一端固定于桌上，原来细绳处于松驰状态 b：用手轻击小球，小球做匀速直线运动 c：当绳绷直时，小球做匀速圆周运动 （2）用CAI课件，模拟上述实验过程 （3）引导学生讨论、分析： a：绳绷紧前，小球为什么做匀速圆周运动？ b：绳绷紧后，小球为何做匀速圆周运动？小球此时受到哪些力的作用？合外力是哪个力？这个力的方向有什么特点？这个力起什么作用？ （4）通过讨论得到： a：做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合力的作用，这个力叫向心力。 b：向心力指向圆心，方向不断变化。 c：向心力的作用效果只改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。 2、向心力的大小 （1）体验向心的大小 a：每组学生发用细线联结的钢球、木球各一个，让学生拉住绳的一端，让小球尽量做匀速圆周运动，改变转动的快慢、细线的长短多做几次。 b：引导学生猜想：向心力可能与物体的质量、角速度、半径有关。 c：过渡：刚才同学们已猜想大向心力可能与m、v、r有关，那么，我们的猜想是否正确呢？下边我们通过实验来检验一下。 （2）a：用实物投影仪，投影向心力演示器。 b：介绍向心力演示的构造和使用方法 构造：（略）主要介绍各部分的名称 使用方法：匀速转动手柄1，可以使塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过杠杆的作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等方格可显示出两个球所受向心力的比值。 （3）操作方法： a：用质量不同的钢球和铝球，使他们运动的半径r和角速度相同观察得到：向心力的大小与质量有关，质量越大，向心力也越大。 b：用两个质量相同的小球，保持运动半径相同，观察向心力与角速度之间的关系 c：仍用两个质量相同的小球，保持小球运动的角速度相同，观察向心力的大小与运动半径之间的关系。 （4）总结得到：向心力的大小与物体质量m、圆周半径r和角速度都有关系，且给出公式：Fmr2（说明该公式的得到方法，空气变量法、定量测数据） （5）学生据推导向心力的另一表达式 3、向心加速度 （1）做圆周运动的物体，在向心力F的作用下必然要产生一个加速度，据牛顿运动定律得到：这个加速度的方向与向心力的方向相同，叫做向心加速度。 （2）结合牛顿运动定律推导得到 4、说明的几个问题： （1）由于a向的方向时刻在变，所以匀速圆周运动是瞬时加速度的方向不断改变的变加速运动。 （2）做匀速圆周运动的物体，向心力是一个效果力，方向总指向圆心，是一个变力。 （3）做匀速圆周运动的物体受到的合外力就是向心力。 三、巩固训练 1：向心加速度只改变速度的 ，而不改变速度的 。 2、一个做匀速圆周运动的物体，当它的转速度为原来的2倍时，它的线速度、向心力分别变为原来的几倍？如果线速度不变，当角速度变为原来的2倍时，它的轨道半径和所受的向心力分别为原来的几倍 3、（1）用CAI课件展示思考与讨论中的物理情景 （2）分析木块受几个力的作用？各是什么性质的力？ （3）木块所受的向心力是由什么提供的？ 四、小结 1：什么是向心力和向心加速度？它们的大小和方向有什么特点？ 2：向心力的求解公式（1） （2） 3：向心加速度的求解公式（1） （2） 4、匀速圆周运动是一种什么性质的运动？ 五、作业 课后练习三六、板书设计第六节 匀速圆周运动的实例分析 教学目标： （一）知识目标： 1、知道向心力是物体沿半径方向的合外力。 2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。 3、会在具体问题中分析向心力的来源。 （二）能力目标： 培养学生的分析能力、综合能力和推理能力，明确解决实际问题的思路和方法 （三）德育目标： 通过对几个实例的分析，使学生明确具体问题必须具体分析 教学重点： 1、掌握匀速圆周运动的向心力公式及与圆周运动有关的几个公式 2、能用上述公式解决有关圆周运动的实例 教学难点： 理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的，而不是一种特殊的力。 教学方法： 讲授法、分析归纳法、推理法 教学用具： 投影仪、投影片、录像机、录像带 教学步骤： 一、引入新课 1、复习提问： （1）向心力的求解公式有哪几个？ （2）如何求解向心加速度？ 2、引入：本节课我们应用上述公式来对几个实际问题进行分析。 二、新课教学 （一）用投影片出示本节课的学习目标： 1、知道向心力是物体沿半径方向所受的合外力提供的。 2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。 3、会在具体问题中分析向心力的来源，并进行有关计算。 （二）学习目标完成过程： 1：关于向心力的来源。 （1）介绍：分析和解决匀速圆周运动的问题，首先是要把向心力的来源搞清楚。 2：说明： a：向心力是按效果命名的力； b：任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力； c：不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用外，还要另外受到向心力。 3简介运用向心力公式的解题步骤： （1）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。 （2）