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第五章 曲线运动一、学习目标:第一节 曲线运动近期目标知道物体做曲线运动的原因长远目标速度方向、合外力方向、轨迹弯曲方向之间的关系三维目标知识与技能：1知道曲线运动中速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动。2知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上。过程与方法：1体验曲线运动与直线运动的区别。2体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化。情感、态度与价值观：1能领略曲线运动的奇妙与和谐，增强对科学的好奇心与求知欲。2激发参与科技活动的热情，善于将物理知识应用于生活和生产实践中。难点1.对砂轮打磨刀具实验的解释。2.是曲线运动速度方向的理论证明。3.曲线运动发生的条件。基本要求l.知道什么叫曲线运动。2.知道曲线运动中速度的方向，能在轨迹图上画出速度方向。3.知道曲线运动是一种变速运动。4.知道物体做曲线运动的条件。较高要求掌握速度和合外力方向之间的关系。说明不要求会画速度变化量矢量图。第二节质点在平面内的运动近期目标1.曲线运动的有关实验：也就是书上的那个关于蜡块的实验（要牢牢掌握，因为会有很多相关类型题）。2.运动的合成和分解：这是解决复杂运动的一种基本方法（想要掌握就要做题，还是大量做，要会平行四边形法或三角形法）长远目标绳头等相关速度的分解及类平抛运动的分解方法。三维目标知识与技能：1.通过几个实验认识合运动与分运动，知道合运动与分运动具有等时性，等效性，独立性。2.理解合运动与分运动的位移关系、速度关系、加速度关系都遵循平行四边形定则。3.能用平行四边形定则处理简单的运动的合成与分解的问题。4.提高学生的观察能力和动手能力。过程与方法：1.在学习中体会物理学中研究物体的运动所常用的位置坐标的方法。2.学习与体会将曲线运动分解为直线运动的方法。3.通过实验，亲身体验探究的过程，学习探究的方法。4.经过理论探究，总结物理规律，解释实验现象。情感、态度与价值观：1.亲历实验过程，激发对科学研究的兴趣，体验科学探究的快乐。2.帮助学生形成理论联系实际的科学态度。3.在学习中提高自主的意识，在交流中培养合作的精神。难点1.用合成和分解的方法解决有关具体问题。2.理解两个互成角度直线运动的合运动可以是直线运动，也可以是曲线运动。基本要求1.知道物体的运动轨迹不是直线时，需要建立平面直角坐标系进行研究。2.知道什么是合运动，什么是分运动，知道合运动和分运动的等时性。3.知道什么是运动的合成，什么是运动的分解。4.知道运动的合成与分解遵循平行四边形定则。较高要求1.能定性分析运动的合成与分解问题。2.能用图示方法表示合速度与分速度。3.知道两个匀速直线运动的合运动仍是匀速直线运动。4.能根据分运动确定合运动的位移和速度。说明本节只要求计算两个匀速直线运动的合运动问题。第三节抛体运动的规律近期目标以平抛运动为载体重点突出运动的合成与分解的研究方法，斜抛问题可通过实际例子做为研究方法的再次应用和引申留给学生在课外讨论长远目标抛物线与斜面及圆周的组合问题三维目标知识与技能：1.知道什么是抛体运动，什么是平抛运动知道抛体运动的轨迹是曲线。2.知道抛体运动的受力特点，会运用运动的合成与分解的方法探究平抛运动的规律。3.会确定平抛运动的速度，能应用平抛运动的规律解决简单的实际问题。过程与方法：1.体验平抛运动规律的探究过程，体会运动的合成和分解在探究平抛运动规律中的应用。2.通过观察演示实验，概括出平抛运动的特点。培养学生观察，分析能力情感、态度与价值观：1.通过实验探究平抛运动的规律，激发学习兴趣，增强求知的欲望。2.利用已知的直线运动规律来研究复杂的曲线运动，渗透物理学中化繁为简的思想。难点应用数学知识分析归纳抛体运动的规律基本要求1.知道什么是抛体运动、什么是平抛运动。2.知道平抛运动的受力特点，会用运动的合成与分解的方法分析平抛运动。3.理解平抛运动的规律，知道平抛运动的轨迹是条抛物线。4.知道分析一般抛体运动的方法运动的合成与分解。5.会确定平抛运动的速度和位移。较高要求1.知道抛体运动的受力特点以及受力和运动的关系。2.知道抛体运动是匀变速曲线运动。3.理解平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。说明1.不要求推导合运动的轨迹方程，不要求计算有关平抛运动的相遇问题。2.不要求定量计算有关斜抛运动的问题。第四节实验：研究平抛运动近期目标平抛运动在竖直和水平方向的运动特点长远目标根据抛物线的特点求平抛初速度三维目标知识与技能：掌握平抛运动在在水平方向和竖直方向的运动特点。过程与方法：探究过程，体会平抛运动在竖直和水平方向的运动规律。情感态度与价值观：设计平抛运动的轨迹，体会实验的步骤和艰辛。难点描绘平抛运动的轨迹基本要求1.知道平抛运动的条件。2.知道斜槽与木板的调节要求。3.知道坐标系与坐标原点的确定方法。4.知道用实验获得平抛运动轨迹的方法与步骤。5.知道确定初速度需要测量的物理量，会计算平抛运动的初速度。较高要求会推导平抛运动初速度计算的表达式。说明不要求进行实验误差分析。第五节圆周运动近期目标理解线速度、角速度及它们之间的关系长远目标圆周运动中的时间计算三维目标知识与技能：1.知道什么是圆周运动及匀速圆周运动。2.理解什么是线速度、角速度。3.理解线速度、角速度和周期之间的关系。4.能够用匀速圆周运动的有关公式分析和计算有关问题过程与方法：运用极限法理解线速度的瞬时性，掌握如何运用圆周运动的特点去分析有关问题。体会有了线速度以后为什么还要引入角速度，运用数学知识推导角速度的单位。情感态度价值观：通过极限思想和数学知识的运用，体会学科知识间的联系，建立普遍联系的观点。难点理解匀速圆周运动是变加速运动基本要求1.知道什么是圆周运动、什么是匀速圆周运动。2.知道线速度的物理意义，认识匀速圆周运动线速度的方向和特点。3.知道角速度的物理意义，掌握线速度和角速度的关系。4.了解转速和周期的意义。较高要求1.掌握角速度与转速、周期的关系。2.能在具体的情景中确定线速度、角速度与半径的关系。3.掌握皮带（链条）传动、摩擦轮传动等问题中物理量之间的约束关系。说明只要求讨论竖直平面内变速圆周运动最高点和最低点线速度和角速度的关系。第六节向心加速度近期目标理解匀速圆周运动中加速度的产生原因，掌握向心加速度的确定方法和计算公式长远目标天体运动加速度的产生原因及计算三维目标知识与技能：1.理解速度变化量和向心加速度的概念2.知道向心加速度和线速度、角速度的关系式。3.能够运用向心加速度公式求解有关问题。过程与方法：体验向心加速度的导出过程，领会推导过程中用到的数学方法。情感、态度与价值观：培养学生思维能力和分析问题的能力，培养学生探究问题的热情、乐于学习的品质。难 点向心加速度方向的确定过程和向心加速度公式的应用基本要求1.知道匀速圆周运动是变速运动，具有指向圆心的加速度向心加速度。2.知道向心加速度的表达式，并会用来进行简单的计算。3.能根据问题情景选择合适的向心加速度的表达式。较高要求1.会作矢量图表示速度的变化量与速度之间的关系。2.加深理解加速度与速度、速度变化量的区别。3.体会匀速圆周运动向心加速度方向的分析方法。4.知道向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，知道变速圆周运动的向心加速度的方向。说明1.不要求计算变速圆周运动的加速度问题。2.不要求掌握向心加速度公式的推导方法。第七节向心力近期目标1.理解向心力的概念和公式的建立。2.理解向心力的公式，并能用来进行计算。3.理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。长远目标天体运动的向心力万有引力重力之间的关系三维目标知识与技能：1.知道什么是向心力，理解它是一种效果力。2.理解向心力公式的确切含义，并能用来进行简单的计算。3.知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力，知道合外力的作用效果。过程与方法：1.通过对向心力概念的探究体验，让学生理解其概念。并掌握处理问题提出问题，分析问题，解决问题。2.在验证向心力的表达式的过程中，体会控制变量法在解决问题中的作用。3.经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程，让学生领会解决问题从特殊到一般的思维方法。并学会用运动和力的观点分析、解决问题。情感态度与价值观：1.经历从自己提出问题到自己解决问题的过程，培养学生的问题意识及思维能力。2.经历从特殊到一般的研究过程，培养学生分析问题、解决问题的能力。3.实例、实验紧密联系生活，拉近科学与学生的距离，使学生感到科学就在身边，调动学生学习的积极性，培养学生的学习兴趣。难点1.向心力的来源。2.理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。基本要求1.了解向心力概念，知道向心力是根据力的效果命名的。2.体验向心力的存在，掌握向心力的表达式。3.会分析向心力的来源，计算简单情景中的向心力。4.初步了解“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的原理。5.会测量、分析实验数据，获得实验结论。较高要求1.从牛顿第二定律角度理解向心力的表达式。2.知道做变速圆周运动的物体所受的合力一般不指向圆心，可分解为切向分力和法向分力；匀速圆周运动的物体所受的合力一定指向圆心。3.知道向心力的公式也适用于变速圆周运动，对竖直平面上的变速圆周运动问题，能运用向心力公式对最高点和最低点作定量计算。说明1.不要求掌握用“等效圆”处理一般曲线运动。2.变速圆周运动和曲线运动的切向分力和切向加速度不作定量计算要求。第八节生活中的圆周运动近期目标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长远目标带电粒子在匀强磁场中运动分析三维目标知识目标：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。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。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。难点理解向心力是由某几力的合力提供的，而不是一种特殊的力基本要求1.能定性分析火车外轨比内轨高的原因。2.能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。3.知道航天器中的失重现象的本质。4.知道离心运动及其产生条件，了解离心运动的利用和防止。较高要求1.知道牛顿第二定律是分析生活中圆周运动的基本规律。2.进一步领会力与惯性对物体运动状态变化所起的作用。3.逐步养成用物理知识分析生活和生产中实际问题的习惯。说明1.不要求对离心运动进行定量计算。2.不要求分析与计算两个物体联结在一起做圆周运动时的问题。二、教学标准1.课时建议课时分配建议1.曲线运动1课时2.质点在平面内的运动2课时3.抛体运动的规律1课时4.实验：研究平抛运动2课时5.圆周运动1课时6.向心加速度1课时7.向心力1课时8.生活中的圆周运动2课时复习评估1课时2.教法建议曲线运动一章从知识体系看，涉及的是在自然界和技术中比前面所学直线运动更普遍的运动形式，因此研究曲线运动是力学研究的必然。从学生的认知发展来看，在以前研究直线运动时，学生建立了一套运用牛顿运动定律研究物体运动规律的方法，在本章将这一套研究方法推广到曲线运动的研究，是学生认知发展的必然。（1）学习曲线运动时要了解它与直线运动的显著区别：速度的方向在变化。要研究曲线运动，首先必须解决曲线运动速度方向的确定问题，认识曲线运动的性质和物体做曲线运动的条件。（2）教科书没有明确提出运动的合成和分解以及合运动、分运动等概念，但在教材内容中隐含了这种方法。教材中指出：在本节的实验和例题中，物体沿着互相垂直的两个方向的分速度都不随时间变化，但以上思想和方法对其他运动也是适用的。教师在完成研究蜡块位置、轨迹和速度问题后，可以让学生体会这种方法，并把它和力的合成和分解对比。对于基础较好的学生，可以明确提出这里所用的方法就是运动合成和分解的方法。（3）先提出并建立抛体运动的概念，指出平抛运动是抛体运动的一个特例，平抛运动的概念不需要从大量例子中归纳、粗象，只需说明平抛运动特点和条件。会用运动合成与分解的方法分析抛体运动。在讨论抛体的位置、运动轨迹和抛体的速度等问题时，教科书以平抛运动作为一个典型案例，应用运动的合成与分解方法和牛顿第二定律确定抛体运动的位置和速度，并用数学方法得到轨迹方程，这是一种重视理论分析和演绎思维的方式，有利于学生用所学知识和方法解决实际问题的能力。（4）研究平抛运动的实验，教科书提供了三个参考方案。各学校要根据自己的实际，自己选择一个参考方案进行实验。有条件的学校可将方案1与3结合起来，参考方案1要求学生自己做，参考方案3教师可事先拍好照片或录象，在学生完成实验后展示，并让学生比较两者的联系和区别。（5）匀速圆周运动的有关概念可以与描述直线运动的概念进行比较，教师可引导学生进一步推导匀速圆周运动角速度、线速度与周期的关系。教师要整理好教学目标，明确要讲清的概念、关系和要说明的问题，便于教学时有清晰的结构。(6)教科书对向心加速度的引入是从运动和力关系的讨论开始的。基本思路是：如果物体不受力，它将做匀速直线运动圆周运动不是直线运动，沿圆周运动的物体一定受力匀速圆周运动的物体，受的力是什么方向考虑实例：地球绕太阳运动，地球受到力的方向；细绳拉着小球在光滑的水平面上做圆周运动，小球所受合力的方向匀速圆周运动的物体所受的合力指向圆心直接给出向心加速度的两种表达式。教科书采用从力推知加速度的思路，降低了教学的难度，用迂回的办法避开难点，便于所有学生掌握向心加速度的大小和方向，在教学时要注意领会教科书的意图。(7)向心力的教学是循着先进行理论分析，再进行验证实验的顺序。从理论角度出发，根据牛顿第二定律，可以得出做匀速圆周运动的物体受到的合外力的方向和大小，即向心力的方向和大小。建议教师在完成上述工作后，能够向学生指出，圆周运动中力与运动的关系，遵守的仍然是牛顿运动定律。（）生活