5.1曲线运动+教学设计-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第第页第五章抛体运动第1节曲线运动教学设计课题5-1曲线运动课型新课课时1主备人教学目标1、会从运动学角度理解曲线运动：通过对曲线运动的观察和认识，知道什么是曲线运动；通过演示实验，知道曲线运动的瞬时速度方向，并能运用极限思想理解瞬时速度方向，会在曲线运动轨迹图上画出某点的速度方向；理解曲线运动是变速运动。2、会从动力学角度分析曲线运动：通过实验和理论分析讨论物体做曲线运动的条件。通过实验和理论两个视角的研究，得出物体做曲线运动的条件,并能归纳物体做直线、曲线运动的条件，进一步理解力与运动的关系；知道曲线运动轨迹与合外力、瞬时速度的关系，能根据力与速度的方向大致画出物体的运动轨迹，初步体会力对速度方向的改变。3、知道曲线运动是更一般的运动形式，了解曲线运动在生活中的广泛存在，引起学生学习本章内容的兴趣；围绕物体曲线运动的速度方向、做曲线运动的条件两个重点，把生活经验、实验探究、分析推理和现象解释有机地结合起来，层层递进，充分感受物理的逻辑魅力，培养学生物理核心素养。学习重点1、物体做曲线运动的方向的判定。2、物体做曲线运动的条件。学习难点1、理解曲线运动是变速运动。2、会根据物体做曲线运动的条件分析具体问题。学情分析学生在现实生活中接触过许多曲线运动，根据他们的认知水平很容易接受什么是曲线运动，对于曲线运动的方向有一定的直观感受；另外一方面，学生通过必修1的学习，能处理典型的直线运动问题，但对牛顿运动定律的应用还不够熟悉，对力与运动的关联体验还比较单一，也不够深入。通过初中以及高一前期实验训练，学生有一定的实验操作能力和观察分析能力。学生能通过动手实验，建立曲线运动瞬时速度方向与运动轨迹之间、速度方向与合力方向之间的关联体验。对曲线运动方向的理论探究，学生能接受由割线到切线的逼近；但对于曲线运动速度方向与合力方向之间关联的理论探究，对学生来讲比较困难，可以师生共同探究。核心知识1、曲线运动的速度方向2、物体做曲线运动的条件教学内容及教师活动设计学生活动设计归纳总结环节一：引入新课展示曲线运动图片：通过图片创设物体做曲线运动的情境，让学生分析这些运动的共同点。设问：物体的运动从轨迹的不同可以分为两大类，是哪两类？请举例说明。学生活动：观察、思考，尝试分析曲线运动的运动学特点。学生活动：思考，归纳、回答。一.曲线运动1.定义：运动轨迹是曲线的运动叫作曲线运动。2.曲线运动的特点：轨迹是曲线，速度方向不断变化。3.运动按轨迹分类：①直线运动②曲线运动提示：曲线运动是比直线运动更一般的运动环节二：进行新课1、曲线运动的速度方向提出问题：曲线运动的速度方向是时刻改变的，该怎样确定物体的速度方向呢？课件演示：(1)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；(2)通过教材弯曲轨道演示实验的分析与思考，认识曲线运动物体在轨迹上某个位置的速度方向。理论探究：引导学生阅读教材1-2页有关内容，明确切线的概念。引导学生利用极限思想理解瞬时速度的方向沿切线方向。提问：①速度是矢量，既有大小，又有方向。那么速度的变化包含哪几层含义？②有人说，作曲线运动的物体一定具有加速度，该怎样理解？③由以上两个问题，可以更进一步概括出曲线运动的运动学特征，应该怎样描述？强化训练：出示例题，学生练习。通过练习，使学生加强对曲线运动瞬时速度方向沿切线方向的认识。【例题1】曲线滑梯如图所示，试标出人从滑梯上滑下时在A、B、C、D各点的速度方向。【例题2】教材习题1除运动员入水前一段时间外，在哪几个位置头部的速度方向与入水时速度v的方向相同？在哪几个位置与速度v的方向相反？在图中标出这些位置。本题以“梦之队”为素材设置问题，可以适当拓展，对学生进行爱国主义教育。学生活动：学生通过观察火星沿切线飞出；小球沿从出口沿直线（沿弯管切线）射出，从感性上认识曲线运动的瞬时速度方向。学生活动：阅读教材，回答什么是曲线的切线；如何准确描述曲线运动物体的速度方向？学生活动：思考并回答问题。深刻理解曲线运动是变速运动。学生活动：学生练习，加深对瞬时速度方向沿切线方向的理解。学生活动：学生在课本上完成练习。把运动员头部的运动看作质点的运动，深化对曲线运动的速度方向沿该点轨迹的切线方向的认识。二、曲线运动的速度方向1.质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向。2.运动性质：曲线运动一定是变速运动。注意：曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动。例1：解析例2：解析中国跳水队自1984年参加第23届奥运会以来已近40年，代代传承、新旧演替，前辈带新人，冠军做教练，诞生了“第一枚金牌”高敏、“铁娘子”周继红、“跳水皇后”郭晶晶、“金牌收割机”全红婵、“一届三金历史第一人”王宗源……这其中不只是技巧的传授，更是精神品格的赓续。在突破中传承，在传承中突破，站在一代代前辈的肩膀上，跳水新星缔造出一个又一个“世界奇迹”。在薪火相传中充分诠释了“更快、更高、更强，更团结”的奥林匹克格言的魅力。体育竞技，决胜常在毫厘之间，坚持最高的标准、最严格的要求，精心雕琢、精心演练、精心设计。千锤百炼下的中国精神，汇聚了新时代下砥砺奋进的强劲动力。2、物体作曲线运动的条件教师活动：出示问题，让学生设计实验方案。如何利用一块磁铁，使小钢球：①加速仍做直线运动；②减速仍做直线运动；③做曲线运动。教师活动：巡回指导，了解学生的实验过程，解决可能遇到的问题。教师活动：听取学生汇报，点评，并和学生一起总结物体做曲线运动的条件。课件展示：印证以上结论，同时增强对曲线运动条件的感性认识。教师活动：和学生一起从动力学角度和运动学角度总结物体做曲线运动的条件；归纳力与运动性质之间的关系。学生活动：思考问题，设计方案。学生代表发表见解，汇报实验方案和实验结果。学生活动：认真观看课件，体会物体作曲线运动的条件。三、物体做曲线运动的条件1.物体做曲线运动的条件：（1）动力学角度：物体所受合外力方向和它的速度方向不在一条直线上时，物体做曲线运动（2）运动学角度：当物体的加速度方向与它的速度方向不在一条直线时，物体做曲线运动。2.力与运动性质的关系：（1）当物体不受力或所受合外力为零时，物体做匀速直线运动或处于静止状态。（2）当物体所受合外力方向与运动方向在同一直线上时，物体做变速直线运动。（3）当物体所受合外力方向与运动方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。3、探究曲线运动轨迹、速度方向、合外力方向三者之间的关系。教师活动：展示教材图例：“用飞镖显示曲线运动的速度方向”设问：1、如何确定飞镖落地瞬间的运动方向？如何确定飞镖在空间个点的速度方向？2、分析飞镖速度方向改变的原因？3、引导学生在课本图片上描绘飞镖的运动轨迹，标出各点速度方向和重力方向，思考曲线运动物体的轨迹弯曲方向和所受合外力方向之间有什么关系？有何规律？课堂练习：学生当堂练习，巩固所学知识。【例题3】教材习题5：一个物体在光滑水平面上运动，其速度方向如图5.1-7中的v所示。从A点开始，它受到向前但偏右（观察者沿着物体前进的方向看，下同）的合力。到达B点时，这个合力的方向突然变得与前进方向相同。到达C点时，合力的方向又突然改为向前但偏左。物体最终到达D点。请你大致画出物体由A至D的运动轨迹，并标出B点、C点和D点。学生活动：认真阅读教材“做一做”，分析飞镖落地时的速度方向以及在空间各点的速度方向。结合曲线运动的条件分析飞镖做曲线运动的原因。学生活动：学生按要求描绘运动轨迹，标出各点速度方向和重力方向，观察总结三者之间关系。学生活动：学生完成练习。四、轨迹与合外力、速度方向之间的关系：1.轨迹总是夹在合力方向和速度方向之间。2.轨迹总是弯向受力的一侧。（力总是指向轨迹的凹侧）【解析】如图所示，AB段是曲线运动、BC段是直线运动、CD段是曲线运动。板书设计5.1曲线运动一、曲线运动的定义：运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。二、曲线运动的速度方向：质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向。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。三