高中物理 第一节 曲线运动-1教案 新人教版必修2

用心 爱心 专心1 第六章第六章 曲线运动曲线运动 教学建议 教学建议 一 教学目标 1 知识和技能目标 1 知道曲线运动中速度的方向 理解曲线运动一种变速运动 2 知道合运动和分运动 理解运动的合成和分解遵循平行四边形定则 会用作 图法和直角三角形知识解决有关位移和速度的合成 分解问题 3 理解平抛运动是一个匀变速曲线运动 会用运动的合成和分解的方法分析解 决有关平抛运动的问题 4 理解描述圆周运动的线速度 角速度的概念 以及两者之间的关系 理解向 心力和向心加速度的概念 知道它们的变化特点 理解圆周运动是非匀变速曲线运动 5 能结合具体的生活实例 分析圆周运动中向心力的来源 能具体解决有关圆 周运动的问题 会分析生活和生产中的离心现象 2 体验型目标 1 利用简单器具 体验曲线运动中速度的方向 领会曲线运动的条件 体会力 对物体运动速度的影响 2 探究平抛运动的规律 会描绘平抛运动的轨迹 3 通过查找资料 对比世纪弹道的形状与抛物线的差异 并尝试做出解释 4 估测自行车拐弯时受到的向心力 5 调查公路拐弯处的倾斜情况或铁路拐弯处两条铁轨的高度差异 并写出分析 报告 6 比较研究平抛运动和圆周运动的不同方法 体会只是对人类文明进步的巨大 影响 二 教学重点和难点 1 力对物体运动的影响与物体做曲线运动的条件 2 从等效的思想理解运动的合成与分解 3 平抛运动的规律的探索与运用 4 圆周运动的规律 向心力来源分析 及应用圆周运动的知识分析生活和生产 中的具体问题 三 教学中注意以下几点 1 注意通过过程的分析 方法上的探索 使学生顺其自然地获取新知 例如 对于曲线运动方向的认知上 可通过大量实例使学生获取感性认识 然后 一道学生从 极限 的角度进行理论分析 从而形成对曲线运动方向的正确理解 另外 在对合 分运动关系的认识上 抛体运动规律的探究上 圆周运动中向心加速度的方向 的探究上都体现出这一点 2 帮组学生设计完成相关的简单实验 使学生在体验中完成对知识的理解与把 握 3 对于重点和难点问题 应抓住要害 放慢过程 降低台级 化解难点 例如 对于运动的合成与分解 要通过更多一些具体事例 使学生明白运动之间的等效性 对 于向心加速度概念的理解 教材中从运动学的角度出发进行描述 针对这一难点 首先 抓住 速度变化量 这一要害 分成几个台阶 先认识直线运动中 速度变化量 然后 逐渐过渡到曲线运动的 速度变化量 进一步使学生通过作图法会求 速度变化量 用心 爱心 专心2 再结合加速度的普遍定义来认识向心加速度的大小和方向 t a 4 对于学生的探究性活动 要注意将统一的探究思路和不同的实验方案结合起 来 鼓励学生大胆创新 设计与课本不同的实验方案 不要死记实验器材 装置 不走 等条文 课程标准要求 课程标准要求 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 第一节第一节 曲线运动曲线运动 探索 自学尝试解决下列问题探索 自学尝试解决下列问题 1 为什么说曲线运动一定是一个变速运动 曲线运动中速度的方向不断变化 所以曲线运动必定是一个变速运动 2 运动的物体受到力的作用 试分析以下情况下 力 F 对物体运动的速度 V 的影响 1 力 F 与速度 V 的方向相同 力的作用效果是使速度的大小不断变大 速度的方向保持不变 2 力 F 与速度 V 的方向相反 力的作用效果是使速度的大小不断变小 速度的方向保持不变 3 力 F 与速度 V 的方向互相垂直 力的作用效果是使速度的方向不断变化 速度的大小保持不变 4 力 F 与速度 V 的方向成某一角度 力的作用效果是 将力 F 沿速度的方向和垂直于速度的方向进行分解成两个力 F1 和 F2 F1使速度的大小不断变化 F2时速度的方向发生变化 3 归纳得出物体做曲线运动的条件 当力 F 与速度 V 的方向不共线时 速度的方向必定发生变化 物体将做曲线运动 要点归纳要点归纳 1 理解曲线运动是一个变速运动 速度是一个矢量 既有大小 又有方向 假如在运动过程中只有速度的大小的变化 而物体的速度方向不变 则物体只能作直线运动 因此 若物体做曲线运动 表明了物 体的速度方向发生的变化 因为速度是一个矢量 方向变化了 即使大小不变 速度这 个物理量也发生了变化 所以曲线运动一定是变速运动 2 物体做曲线运动的条件 曲线运动既然是一个变速运动 就一定有加速度 物体所 受的合外力一定不为零 当合外力的方向与速度方向共线时 加速度的方向也必与速度方向共线 物体做的是加速直线 运动或减速直线运动 这样 欲使物体作曲线运动 合外 力的方向也必与速度方向不共线 如图 6 1 1 若我们将 F 用其两个互相垂直的分力来取代 其中一个沿 v 的方向 另一个沿与 v 垂直的方向 这时可以看出 F1产生的效果 是用来改变 v 的大小 而方向的改变只能由 F2来完成了 3 力对物体运动的影响 1 当 F 与 v 方向共线时 F 的作用效果主要是改变速度的大小 也改变速度的方 V F1 F F2 6 1 1 用心 爱心 专心3 向 2 当 F 与 v 方向垂直时 产生的加速度方向与 v 垂直 这时 F 起到改变 v 的方 向的作用 3 当 F 与 v 方向成某一角度 如图 6 1 1 将 F 用其两个分力 F1 F2来取代 F1与 v 共线 改变 v 的大小 F2与 v 垂直 改变 v 的方向 因此 F 既能改变 v 的大小 又能改变 v 的方向 4 注意两点 第一 曲线运动中的某段时间内的位移方向与某时刻的速度方向不同 位移方向是由起始位置指向末位置的有向线段 速度方向则是沿轨迹上该点的切线方向 第二 曲线运动中的路程和位移的大小一般不同 路程是指路径的长度 位移的大小则 是始末位置间有向线断的长度 例题探究与解答例题探究与解答 例例 1 如图 6 1 2 是一质点从 A G 的轨迹曲线 B C D E F 是轨迹上的点 请你画出质点在轨迹各点的瞬时速度方向 作出 A D E G 的位移矢量 分析 瞬时速度方向与曲线上该点切线方向一致 故应如图 6 1 3 所示 位移矢量即 连接初末位置的有向的线段 如图 6 1 3 所示 说明说明 该题的关键是注意位移的方向与速度方向之间的区别 例例 2如图 6 1 4 所示 物体在恒力 F 作用下沿曲线从 A 运动到 B 这时突然使它所受力 反向 大小不变 即由 F 变为 F 在此力作用下 物体以后的运动情况 下列说法正确 的是 A 物体不可能沿曲线 Ba 运动 B 物体不可能沿直线 Bb 运动 C 物体不可能沿直线 Bc 运动 D 物体不可能沿原曲线由 B 返回 A 分析 分析 本题考查曲线运动条件 物体受力方向与速度方向不在一条直线上时 物体将 做曲线运动 力的方向是指向轨迹弯曲的一侧的 AB 曲线向下弯曲 说明力 F 沿某一方 向指向 AB 弯曲一侧 若换成 F 其方向指向另一侧 故曲线要向上弯曲 物体可能沿 Bc 方向运动 如果物体在 B 点不受力 物体可能沿 Bb 方向做匀速直线运动 如果物体 受力不变 则物体可能沿 Ba 曲线运动 故此时只有可能沿曲线 Bc 运动 答案 ABD 说明说明 根据曲线运动物体所受合力 图 6 1 5 A B C D E F G 图 6 1 2 A B C D E F G 图 6 1 3 c b B a A 图 6 1 4 c b B a A 图 6 1 5 FN F N 用心 爱心 专心4 必指向曲线凹侧也可判定 该题中可 依据法向分力改变速度方向 从而影 响轨迹走向判断 如图 6 1 5 所示 物体在 B 点所受恒力必有垂直于速度 方向的法向力 FN 当合力反向后 FN必反向变为 F N 则轨迹必向上弯 即可能为 Bc 例例 3 下面说法中正确的是 A 做曲线运动物体的速度方向必定是变化的 B 速度变化的运动必定是曲线运动 C 加速度恒定的运动不可能是曲线运动 D 加速度变化的运动必定是曲线运动 分析 分析 在曲线运动中 运动质点在任一点的速度方向 就是通过这一点的曲线的切线 方向 所以曲线运动的速度方向一定变化 所以 A 正确 速度是矢量 既有大小又有方 向 速度大小或方向其中一个变化或两个都变化 速度就变化 若速度大小变化 方向 不变 且速度方向与加速度方向在一条直线上 物体就做变速直线运动 故 B 不正确 物体做曲线运动的条件是加速度方向与速度方向不在一条直线上 而不是要求加速度是 否为恒量 C 不正确 加速度是矢量 既有大小又有方向 若加速度方向不变 仅是大 小变化 且加速度方向与速度方向在一条直线上时 物体做变加速度直线运动 所以 D 不正确 答案 A 说明说明 解答此题 要注意理解物体做曲线运动的条件和物体做曲线运动的特点 进一 步理解速度 加速度的矢量性及速度 加速度变化的特征 合作求解合作求解 1 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 则其运动轨迹的情况可能是图 6 1 6 中的 物体的运动可分为 个过程 它们分别 是 分析这几个过程的起始速度 分析这几个过程的受力情况 根据直线运动或曲线运动的条件判断各阶段的 轨迹 根据直线和曲线运动轨迹的特点画出曲线的轨迹 答案 答案 C 跟踪练习跟踪练习 一 选择题 1 做曲线运动的物体 在运动过程中 一定变化的物理量是 A 速率 B 速度 C 合外力 D 加速度 分析 分析 曲线运动中速度的方向必定发生变化 所以速度必定发生变化 选项 B 正确 ABCD 图 6 1 6 用心 爱心 专心5 一质点做曲线运动 在运动的某一位置 它的速度方向 加速度方向 以及所受 的合外力方向的关系是 A 速度 加速度 合外力的方向有可能都相同 B 加速度与合外力的方向一定相同 C 加速度方向与速度方向一定相同 D 速度方向与合外力方向可能相同 也可能不同 分析 分析 由牛顿第二定律可知 加速度方向必定与合外力方向一致 选项 B 正确 3 物体受几个力的作用而做匀速直线运动 若突然撤去其中一个力 它可能做 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 分析 分析 物体在几个力的作用下做匀速直线运动 说明物体处于平衡状态 撤掉其中一 个力其它几个力的合力必定与这个力大小相等方向相反 若这几个力的合力与原来物体 运动方向相同则作匀加速直线运动 若与原来方向相反 则作匀减速直线运动 若与原来 的运动方向不在一条直线上则作曲线运动 故选项 BCD 正确 4 质点在三个力 F1 F2 F3的作用下保持静止状态 若突然撤去 F1 则质点 A 一定做匀变速运动 B 一定做直线运动 C 一定做非匀变速直线运动 D 一定做曲线运动 分析 分析 物体在三个力的作用下保持静止状态 突然撤去 F1 则其另外两个力的合力与 F1 大小相等方向相反 物体在这个合力的作用下由静止开始作匀变速直线运动 故选项 AB 正确 5 关于物体的运动 下列说法中正确的是 A 物体做曲线运动时 它所受的合力一定不为零 B 做曲线运动物体 有可能处于平衡状态 C 做曲线运动物体 速度的方向一定时刻改变 D 做曲线运动物体 受到的合外力方向有可能与速度的方向在一条直线上 分析 分析 物体作曲线运动的条件就是所受的合外力不为零 且其所受的合外力方向与速 度方向不在一条直线上 故选项 AC 正确 6 一质点受到两个力 F1和 F2的作用 由静止开始运动一段时间后 保持两个力的方 向不变 其中力 F1突然增大 则此后质运动情况下列说法中正确的是 A 可能做变加速曲线运动 B 一定做匀变速曲线运动 C 一定做匀加速直线运动 D 在相等时间内质点的速度的变化量一定相等 分析 分析 质点由静止沿着两个力的合力方向作匀加速直线运动 当力 F1突然增大时 合力方向不再沿原来的运动方向 故一定做曲线运动 又因为 F1增大以后合力再不变化 故选项 B 正确 二 填空 用心 爱心 专心6 7 做曲线运动的物体 在某点的瞬时速度的方向就是通过这一点沿曲线的 方向 因而做曲线运动的物体的速度的方向 所以曲线 运动是一种 分析 分析 曲线运动中速度的方向就是沿曲线上该点的切线方向 速度的方向随时变化 所以曲线运动是一种变速运动 8 物体受恒力作用 力的方向和运动方向的夹角由大于逐渐减小到小于的过程 2 2 中 物体运动轨迹是 线 运动速度大小的变化情况是 分析 分析 合外力的方向与速度方向不在一条直线上 故物体作曲线运动 当力的方向与 运动方向的夹角由大于逐渐减小到的过程中 合外力作负功 速度变小 当力的方 2 2 向与运动方向的夹角由逐渐减小到小于的过程中 合外力作正功 速度变大 故运 2 2 动速度大小的变化情况为先变小后变大 三 综合题 9 人在平地上走路时 如果让两个脚掌轮流向后蹬地 人就一直向前走 如果让左 脚掌向左后方蹬地 人就向右前方转弯 若让右脚掌向右后方蹬地 人就向左前方转弯 试用牛顿运动定律及物体做直线或做曲线运动的条件 说明上述人行走的方式 分析 分析 人在走路时 两只脚掌轮流向后蹬地 给地一个向后的静摩擦力 由牛顿第 三定律可知 地面同时给人一个向前的静摩擦力作用 人