高中物理 5.1《曲线运动》教案2 新人教版必修2.doc

第五章 曲线运动本章概览 整体设想课标要求（1）会用运动合成与分解的方法分析抛体运动。（2）会描述匀速圆周运动。知道向心加速度。（3）能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。分析生活和生产中的离心现象。 （4）关注抛体运动和圆周运动的规律与日常生活的联系。重点难点教学重点：在以前研究直线运动时，建立了一套研究物体运动规律的方法，将这一套研究方法推广到研究曲线运动，是认知发展的必然。教学难点：讨论物体做曲线运动的条件；形成正确的逻辑思维，使学生在自己的知识基础上，通过实验和逻辑分析，一步一步“侦破”曲线运动的奥秘；构建向心加速度的合理知识结构。教法建议理解概念：重视指导学生理解圆周运动，线速度，角速度，向心加速度的基本概念。掌握线索：展示实例，说明曲线运动的方向，以实例说明在平面直角坐标系中如何研究物体的运动，运动的合成与分解。理论联系实际：分析生活中的圆周运动，通过牛顿第二运动定律推导向心力，并用实验验证向心力的表达式。课时安排整章可分三个单元，新授共8课时：第一单元1曲线运动 1课时第二单元2质点在平面内的运动1课时 3抛体运动的规律 1课时 4实验 研究平抛运动 1课时第三单元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 1课时单元总结1课时，单元测试2课时，讲评1课时。第1节 曲线运动【三维目标】一、知识与技能：1. 知道做曲线运动的物体的速度是时刻改变的，曲线运动是变速运动；速度的方向沿轨迹的切线方向。2. 知道曲线运动是一种变速运动，理解物体做曲线运动的条件。3. 能运用牛顿运动定律，分析讨论物体作曲线运动的条件。二、过程与方法：通过实验和讨论，让学生体会到做曲线运动的物体的速度是时刻改变的，曲线运动是变速运动；速度的方向沿轨迹的切线方向；理解物体做曲线运动的条件。三、情感态度和价值观：通过学习缩短物理知识与学生之间的距离，建立学生对物理、对科学的亲近感。促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。【教学设计】重点：曲线运动瞬时速度方向。难点：物体做曲线运动的条件。【教学方法】1. 在教学中，通过实例分析让学生要建立物体做曲线运动的图景，师生共同探讨得出做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向与物体轨迹之间的关系，并得到了做曲线运动的“质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向”的认识。2. 与教材中图5.11和图5.12所示的曲线运动的图景，生活中有很多，可以让学生们去观察，去体验。使学生认识到，物体做曲线运动的条件是：物体具有初速度，且物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。【课时安排】 1课时【知识梳理】高考资源网1.前言：物体做匀速直线运动的条件是什么？做直线运动的条件又是什么？生甲：物体做匀速直线运动的时候所受的合外力为零，而且反过来如果物体所受的合外力是零则物体会处在静止或者匀速直线运动状态。生乙：若物体做直线运动则需要它受的合外力的方向与它运动的方向保持一致，这个时候如果合外力的大小不变则物体的运动可能是匀加速或者匀减速，如果合外力的大小是变化的，则物体做变加速运动。2导入新课：什么是曲线运动？ 师：物体运动径迹是曲线而不是直线的运动称为曲线运动。曲线运动比直线运动复杂得多，而自然界中普遍发生的运动大多是曲线运动，所以运用已学过的运动学的基本概念和动力学的基本规律牛顿运动定律研究曲线运动问题是十分必要的。3讲授新课：一、曲线运动速度的方向图5.1-11质点做曲线运动时，速度方向是时刻改变的。如图5.11所示的是砂轮打磨工件的情景，提出问题：我们该如何描述铁屑飞出时的运动方向？ 师生共同探讨得出：“质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向”的结论。2质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是在曲线的这一点的切线方向上。注意：物理中所讲的“切线方向”与数学上的“切线方向”是有区别的。二、曲线运动的性质：曲线运动一定是变速运动因为速度是矢量，既有大小，又有方向。当速度的大小发生改变，或者速度的方向发生改变，或者速度的大小和方向都发生改变，就表示速度矢量发生了变化。而曲线运动中速度的方向时刻在改变(无论速度大小是否改变)，即速度矢量时刻改变着，所以曲线运动必是变速运动。 三、做曲线运动的物体一定具有加速度，所受合外力一定不等于零 做曲线运动的物体的速度时刻在改变，即运动状态时刻在改变着，由牛顿运动定律可知，力是改变物体运动状态的原因即改变速度的原因，力是产生加速度的原因。而加速度等于速度的变化v与时间t的比值。只要速度有改变，即vO，就一定具有加速度。高考资源网 四、物体做曲线运动的条件 1当合外力的方向与初速度在同一直线上的情况下，合外力所产生的加速度只改变速度的大小，不改变速度的方向，此时物体只能作变速直线运动。图5.1-22运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，合外力所产生的加速度就不但可以改变速度的大小，而且可以改变速度 的方向，物体将做曲线运动，如图5.1-2所示。【学习探究】物体受力与运动关系对照表【例一】物体做曲线运动（ A ）A速度的方向时刻在改变。B速度的大小一定会改变。C速度的方向不能确定。D不一定是变速运动。【例二】下列关于运动状态与受力关系的说法中，正确的是( CD ) A物体的运动状态发生变化，物体的受力情况一定变化。 B物体在恒力作用下，一定作匀变速直线运动。 C物体的运动状态保持不变，说明物体所受的合外力为零。 D物体作曲线运动时，受到的合外力可以是恒力。图5.1-3【例三】如图5.1-3所示，汽车在一段弯曲水平路面上匀速行驶，关于它受到的水平方向的作用力的示意图，可能正确的是图中F为地面对车的静摩擦力，f为它行驶时所受阻力( C ) 高考资源网课堂训练：1对曲线运动中的速度方向，下列说法中正确的是（ C ） A曲线运动中，质点在任一位置处的速度方向总是通过这一点的轨迹曲线的切线方向。 B旋转淋湿的雨伞时，伞面上的水滴是由内向外的螺旋运动，故水滴的速度方向不是沿其轨迹的切线方向。 C旋转淋湿的雨伞时，伞面上的水滴是由内向外的螺旋运动，水滴在任何位置处的速度方向仍是通过该点轨迹曲线的切线方向。图5.1-4 D只有做圆周运动的物体，瞬时速度的方向才是轨迹在该点的切线方向。2如图5.1-4所示，一物体由静止开始下落一小段时间后突然受一恒定水平风力的影响，但着地前一小段时间风突然停止，则其运动轨迹可能的情况是图中的哪一个?（ C ）3如图5.1-5所示，一物体作速率不变的曲线运动，轨迹如图所示，物体运动到A、B、c、D四点时，图中关于物体速度方图5.1-5向和受力方向的判断，哪些点可能是正确的? （ A D ）【课堂小结】1 曲线运动速度的方向：质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向。2 曲线运动是变速运动。3 物体做曲线运动的条件：当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。课后作业：1关于运动的性质，以下说法中正确的是( A ) A曲线运动一定是变速运动。 B变速运动一定是曲线运动。 C曲线运动一定是变加速运动。 D物体的加速度数值、速度数值都不变的运动一定是直线运动。2关于力和运动，下列说法中正确的是（ A ） A物体在恒力作用下可能做曲线运动。 B物体在变力作用下不可能做直线运动。高考资源网 C物体在恒力作用下不可能做曲线运动。 D物体在变力作用下不可能保持速率不变。3物体受到几个力的作用而做匀速直线运动，如果只撤掉其中的一个力，其它力保持不变，它可能做( BCD ) A匀速直线运动 B匀加速直线运动 C匀减速直线运动 D曲线运动4若已知物体的速度方向和它所受合力的方向，如图5.1-6所示，可能的运动轨迹是( BC )图5.1-6图5.1-75如图5.1-7所示，某质点在恒力F作用下从A点沿图中曲线运动到B点，到达B点后，质点受到的力大小仍为F，但方向相反，则它从B点开始的运动轨迹可能是图中的( A ) A曲线a B曲线b C曲线C D以上三条曲线都不可能6关于曲线运动，下列说法中正确的是( CD ) A加速度方向一定不变 B加速度方向和速度方向始终保持垂直 C加速度方向跟所受的合外力方向始终一致高考资源网 D加速度方向总是指向圆形轨迹的圆心7一个质点受到两个互成锐角的力F1和F2的作用，由静止开始运动，若运动中保持两个力的方向不变，但F1突然增大F，则质点此后( A ) A一定做匀变速曲线运动 B可能做匀速直线运动 C可能做变加速曲线运动 D一定做匀变速直线运动阅读材料：答同步卫星三问现在，可以用同步卫星传送微波。由于同步卫星静止在赤道上空36000km高的地方，用它来做中继站，可以使无线电信号跨越大陆和海洋。只要有三颗卫星，广播就可以传遍全世界。请问：为什么同步卫星要发射在赤道上方?图5.1-9同步卫星是指运行期与地球自转周期相等的地球图5.1-8卫星。这里所说的“静止”是相对地球静止。如图5.1-8所示，若同步卫星位于赤道平面的上方或下方，则地球对它的万有引力Fa或Fb的一个分力Fa1或Fb1是它环绕地球的向心力，另一个分力Fa2或Fb2将使卫星向赤道平面运动。这样，同步卫星在环绕地球运动的同时，将会在赤道附近振动，从而卫星与地球不能同步。若将卫星发射到赤道上方的C点，则地球对它的万有引力Fc全部用来充当它做圆周运功的向心力。所以卫星就能与地球同步，因此，同步卫星一定要发射在赤道上方。因同步卫星的周期等于地球自转的周期是一定的，所以同步卫星离地面的高度也是一定的。设地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，卫星的质量为m，离地面的高度高考资源网为