《曲线运动》教学设计

曲线运动教学设计 第五章曲线运动 5.1 曲线运动（3课时） 三维教学目标 1、知识与技能 （l）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与它的速度方向不在一条直线上。 2、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建度方向的变化。 3、情感、态度与价值观 （1）能领略曲线运动的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲； （2）有参与科技活动的热情，将物理知识应用于生活和生产实践中。 教学重点：什么是曲线运动；物体做曲线运动的方向的确定；物体做曲线运动的条件。 教学难点：物体微曲线运动的条件。 教学方法：探究、讲授、讨论、练习 教具准备：投影仪、投影片、斜面、小钢球、小木球、条形磁铁。 教学过程： 第一节曲线运动 （一）新课导入 前面我们学习过了各种直线运动，包括匀速直线运动、匀变速直线运动、自由落体运动等。下面来看这个小实验，判断该物体的运动状态。 实验：（1）演示自由落体运动，该运动的特征是什么？（轨迹是直线） （2）演示平抛运动，该运动的特征是什么？（轨迹是曲线） 这里我们看到一种我们前面没有学过的运动形式，它与我们前面学过的运动形式有本质的区别。前面我们学过的运动的轨迹都是直线，而我们现在看到的这种运动的轨迹是曲线，我们把这种运动称为曲线运动。 概念：轨迹是曲线的运动叫曲线运动。其实曲线运动是比直线运动普遍的运动情形，现在请大家举出一些生活中的曲线运动的例子？（微观世界里如电子绕原子核旋转；宏观世界里如天体运行；生活中如投标抢、掷铁饼、跳高、既远等均为曲线运动） （二）新课教学 1、曲线运动速度的方向 在前面学习直线运动的时候我们已经知道了任何确定的直线运动都有确定的速度方向，这个方向与物体的运动方向相同，现在我们又学习了曲线运动，大家想一想我们该如何确定曲线运动的速度方向?在解决这个问题之前我们先来看几张图片(如图61l、612)。 观察图中所描述的现象，你能 _清楚，砂轮打磨下来的炽热的微粒。飞出去的链球，它们沿着什么方向运动？ 射出的火星是砂乾与刀具磨擦出的微粒，由于惯性，以脱离砂轮时的速度沿切线方向飞出，切线方向即为火星飞出时的速度方向。对于链球也是同样的道理，它们也会沿着脱离点的切线方向飞出。 刚才的几个物体的运动轨迹都是圈，我们总结曲线运动的方向沿着切线方向，但对于一般的曲线运动是不是也是这样呢?下面我们来做个实验看一看，一般的曲线运动是什么情况。 (演示实验) 在匀变速运动中，速度大小发生变化，我们说这是变速运动，而在曲线运动中，速度方向时刻在改变，我们也说它是变速运动。 实际上这个过程我们可以这样来理解：速度是矢量+速度方向变化，速度矢量就发生了变化具有加速度曲线运动是变速运动。 （2）物体做曲线运动的条件 演示实验：在刚才实验中，钢球的运动路径旁边放一块磁铁，重复刚才的实验操作，观察钢球在桌面上的运动情况？ （钢球傲曲线运动） 分析钢球在桌面上的受力情况？（钢球受竖直向下的重力，竖直向上的支持力，还受到方向与运动方向相反的滑动摩擦力的作用，此外还受到磁铁的吸引力。） 引力的方向如何？（引力的方向随着钢球的运动不断改变，但总是不与运动方向在同一直线上。） 演示实验：把上次实验用的钢球改为同等大小的木球重复上次实验，观察木球运动情况？（木球做直线运动，速度不断减小。） 分析木球在桌面上的受力情况？（木球受竖直向下的重力、竖直向上的支持力，还受到方向与运动方向相反的滑动摩擦力的作用，木球并不受到磁铁给它的吸引力。） 演示实验：随手抛出一个粉笔头，观察粉笔头的运动状态？（粉笔头做曲线运动） 结论：当物体所受的合力方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体将做曲线运动。 3、交流与讨论 （1）飞机扔炸弹，分析为什么炸弹做曲线运动？ （2）我们骑摩托车或自行车通过弯道时，我们侧身骑，为什么？ （3）盘山公路路面有何特点?火车铁轨在弯道有何特点？ 4、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时，物体做曲线运动。 板书设计： 5.1 曲线运动 1、曲线运动 定义：运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。 2、物体做曲线运动的条件 当物体所受的合力方向跟它的逮度方向不在同一直线上时，物体将做曲线运动。 3、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。 4、曲线运动的性质 曲线运动过程中速度方向始终在变化，因此曲线运动是变速运动。 5.2平抛运动（2课时） 三维教学目标 1、知识与技能 （1）在具体情景中，知道合运动、分运动分别是什么，知道其同时性和独立性； （2）知道运动的合成与分解，理解运动的合成与分解遵循平行四边形定则； （3）会用作图和计算的方法，求解位移和速度的合成与分解问题。 2、过程与方法 （1）通过对抛体运动的观察和思考，了解一个运动可以与几个不同的运动效果相同，体会等效替代的方法； （2）通过观察和思考演示实验，知道运动独立性学习化繁为筒的研究方法； （3）掌握用平行四边形定则处理简单的矢量运算问题。 3、情感、态度与价值观 （1）通过观察，培养观察能力； （2）通过讨论与交流，培养勇于表达的习惯和用科学语言严谨表达的能力。 教学重点 （1）明确一个复杂的运动可以等效为两个简单的运动的合成或等效分解为两个简单的运动； （2）理解运动合成、分解的意义和方法。 教学难点：分运动和合运动的等时性和独立性；应用运动的合成和分解方法分析解决实际问题。 教学方法：探究、讲授、讨论、练习 教学用具：演示红蜡烛运动的有关装置。 教学过程： 第二节平抛运动 （一）新课导入 上节课我们学习了曲线运动的定义，性质及物体做曲线运动的条件，先来回顾一下这几个问题：什么是曲线运动？（运动轨迹是曲线的运动是曲线运动。） 怎样确定做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向？（质点在某一点的速度方向沿曲线在这一点的切线方向。） 物体在什么情况下做曲线运动？（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。） 通过上节课的学习，我们对曲线运动有了一个大致的认识，但我们还投有对曲线运动进行深入的研究，要研究曲线运动需要什么样的方法呢？这节课我们就来研究这个问题。 （二）新课教学 我们先来回想一下我们是怎样研究直线运动的，同学们可以从如何确定质点运动的位移来考虑。 可以沿着物体或质点运动的轨迹建立直线坐标系，通过物体或质点坐标的变化可以确定其位移，从而达到研究物体运动过程的目的。 下面我们就来探究一下怎样应用运动的合成与分解来研究曲线运动。 演示实验：如图62l所示，在一端封闭、长约l m的玻璃管内注满清水，水中放一红蜡做的小圆柱体R，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。(图甲) 将这个玻璃管倒置(图乙)，蜡块R就沿玻璃管上，如果旁边放一个米尺，可以看到蜡块上升的速度大致不变，即蜡块做匀连直线运动。 再次将玻璃管上下颠倒，在蜡块上升的同时将玻璃管水平向右匀速移动，观察蜡块的运动。(图丙) 1、蜡块的位置 蜡块在两个方向上做的都是匀速直线运动，所以x、y可以通过匀速直线运动的位移公式x=vt获得，即： x=vxt y=vyt 2、蜡块的运动轨迹 我们可以先从公式(1)中解出t t=x/vxy=vy x/vx 现在我们对公式进行数学分析，看看它究竟代表的是一条什么样的曲线呢？ 由于蜡块在x、y两个方向上做的都是匀速直线运动，所以vy 、vx都是常量所以vy /vx也是常量，可见公式表示的是一条过原点的倾斜直线。 3、蜡块的位移 在坐标系中，线段OP的长度就代表了物体位移的大小。现在我找一位同学来计算一下这个长度。 因为坐标系中的曲线就代表了物体运动的轨迹，所以我们只要求出该直线与x轴的夹角就可以了。要求我们只要求出它的正切就可以了。 tan=vy /vx 这样就可以求出，从而得知位移的方向。 4、交流与探究 现在我们探讨了蜡块在玻璃管中的运动，请大家考虑实际生活中我们遇到的哪些物体的运动过程与蜡块相似？典型事例：小船过河， 5、蜡块的速度 根据我们前面学过的速度的定义，物体在某过程中的速度等于该过程的位移除以发生这段位移所需要的时间，即前面我们已经求出了蜡块在任意时刻的位移的大小所以我们可以直接计算蜡块的位移，直接套入速度公式我们可以得到什么样的速度表达式？带人公式可得： 分析这个公式我们可以得到什么样的结论？ vy /vx都是常量， 生变化的，即蜡块做的是匀速运动。 我们就可以得出运动合成与分解的概念了： 也是常量。也就是说蜡块的速度是不发 由分运动求合运动的过程叫做运动的合成； 由合运动求分运动的过程叫做运动的分解。 思考与讨论 如果物体在一个方向上的分运动是匀速直线运动，在与它垂直方向的分运动是匀加速直线运动。合运动的轨迹是什么样的？（参考提示：匀速运动的速度V1和匀速运动的初速度的合速度应如图623所示，而加速度a与v2同向，则a与v合必有夹角，因此轨迹为曲线。） 下面我们来看一个通过运动的合成与分解解决实际问题的例子。 课堂训练 （1）关于运动的合成，下列说法中正确的是?( ) A合运动的速度一定比每一个分运动的速度大 B两个匀速直线运动的合运动，一定是匀速直线运动 C两个分运动是直线运动的合运动，一定是直线运动 D两个分运动的时间，一定与它们的合运动的时间相等 （2）如果两个分运动的速度大小相等且为定值，则以下说法中正确的是?( ) A两个分运动夹角为零，合速度最大 B两个分运动夹角为90，合速度大小与分速度大小相等 C合速度大小随分运动的夹角的增大而减小 D两个分运动夹角大于120，合速度的大小等于分速度 （3）小船在静水中的速度是v，今小船要渡过一河流，渡河时小船朝对岸垂直划行，若航行至中心时，水流速度突然增大，则渡河时间将?( ) A增大 B减小 C不变 D无法确定 小结：这节课我们学习的主要内容是探究曲线运动的基本方法运动的合成与分解。这种方法在应用过程中遵循平行四边形定则，在实际的解题过程中，通常选择实际看到的运动为合运动，其他的运动为分运动。 运动的合成与分解包括以下几方面的内容：速度的合成与分解；位移的合成与分解；加速度的合成与分解。 合运动与分运动之间还存在如下的特点：独立性原理：各个分运动之间相互独立，互不影响。等时性原理，合运动与分运动总是同时开始，同时结束，它们所经历的时间是相等的。 板书设计： 5.3实验：研究平抛运动（3课时） 三维教学目标 1、知识与技能 （1）理解平抛运动是匀变速运动，其加速度为g； （2）掌握抛体运动的位置与速度的关系。 2、过程与方法 （1）掌握平抛运动的特点，能够运用平抛规律解决有关问题； （2）通过例题分析再次体会平抛运动的规律。 3、情感、态度与价值观 （1）有参与实验总结规律的热情，从而能更方便地解决实际问题； （2）通过实践，巩固自己所学的知识。 曲线运动教学设计 湖北省沙市中学 彭博 一、教学目标 知识与能力：知道什么是曲线运动，理解曲线运动的性质，瞬时速度的方向掌握物体做曲线运动的条件，并用牛顿第二定律分析，速度与合外力方向与曲线弯曲情况之间的关系。 过程与方法：体验直线运动与曲线运动的区别，通过观察演示和探究实验，熟悉科学探究的一般方法。 情感态度价值观：领会曲线运动奇妙与和谐，培养学生对科学的好奇心和求知欲。 二、学情分析 学生通过必修一的学习，已经初步掌握了如何描述直线运动以及将直线运动与物体受力条件结合起来，但是生活中更常见的是曲线运动，因此有必要在直线运动的基础上，沿着一般研究思路继续探究曲线运动。 三、重难点 重点：物体做曲线运动方向的判断和物体做曲线运动的条件 难点：对曲线运动性质的理解，合外力方向与曲线弯曲的关系 四、内容设置和方案 本节课通过分析生活中常见的相关物理现象和实验，将物理概念和生活实际结合起来，促进学生对各种情况下物体做曲线运动的速度方向和做曲线运动的条件的理解。 五、教学过程 5-1曲线运动教学设计 陆家中学 高一物理组 一、设计思想： 本节曲线运动是整章教学的知识基础，通过本节课让学生知道什么叫曲线运动，知道曲线运动是一种变速运动，知道曲线运动中瞬时速度的方向，知道物体做曲线运动的条件。本节的教学重点有两个，分别是：1物体做曲线运动的速度方向的确定2物体做曲线运动的条件其中物体做曲线运动的条件是本节的难点本节课采用讲授、实验、探究等多种教学方式，采取了观察实验，理论分析，思维探究、分析实例、设计试验等新的教学尝试。 二、教学设计流程图 三、学情分析： 高一学生，在初中的学习中对于直线运动的特点和规律已经了解，曲线运动在知识结构上对于学习者是比较新的内容，又涉及到对矢量的理解，学生掌握这部分知识就具有一定的难度。但由于现实生活中曲线运动的实例不胜枚举，通过平时的生活经验，学习者对曲线运动的定义和特点已经有了一定的认知基础，可以首先从熟悉的内容开始，然后进入新知识，当学习者将新知识与过去的知识和经验联系起来时，就会对新知识产生比较浓厚的兴趣。 学生在掌握了直线运动的情况下进一步去研究和掌握较复杂的与实际生活更紧密联系的曲线运动。本节是学生的认知由直线到曲线的一个转折点。学习的好坏直接影响今后曲线运动的学习。同时本节由于问题既抽象又紧贴实际生活，学生在认知上既难又易，容易造成学生的是是而非。只要概念不清或模糊，极易对问题的解释和解决造成错误。因而针对本节的曲线运动的速度方向和产生条件这两个重、难点应从实际出发，做好演示实验，结合理论的分析把问题直观化，从而有效的解决 四、教学目标： 知识与技能： l. 知道曲线运动的定义，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与它的速度