51曲线运动教学设计-高一下学期物理人教版

第7页共7页课题5.1曲线运动课型新授课（1课时）教材分析《曲线运动》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》必修2模块中“曲线运动与万有引力定律”主题下的内容，内容要求为：“通过实验，了解曲线运动，知道物体做曲线运动的条件.”“观察生活中的曲线运动”。《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对该内容的解读为：本内容与学生在必修课程中所学的直线运动和定性了解曲线运动相衔接，通过拓展学生对机械运动的认识，进一步发展学生对运动和相互作用的观念和运用所学知识研究新问题的能力。要求学生从观察生活中的曲线运动和实验现象入手，了解曲线运动的速度方向沿切线方向，发展学生对速度的矢量性的认识，从而知道曲线运动是变速运动。本节是整章知识的基础，本节研究曲线运动的一般特点，在此基础上，再研究特殊的曲线运动——平抛运动、抛体运动和匀速圆周运动，进而学习天体运动，将“天上力学”与“地上力学”统一。从知识体系上看，曲线运动的速度方向是曲线运动的运动学特征，而做曲线运动的条件则是曲线运动的动力学特征，从运动学到动力学，符合牛顿力学的研究思路。从学生认知的建构过程来看，了解曲线运动的速度方向只是知道事物的结果，掌握曲线运动的条件才能理解出现该结果的原因，这样才能在逻辑上帮助学生深刻理解本节的两个重点内容.学情分析学生在必修第一册的学习中对直线运动的特点和规律已经理解透彻，掌握了力与运动的关系，学生具备一定的观察、操作、分析实验现象和总结物理规律的能力，但要对曲线运动的规律探究重新实验设计，还有一定的困难，因此在学习过程中要引导学生主动参与，设计实验，注重搜集、处理信息，并总结结论。教学目标1.物理观念知道曲线运动的定义及物体做曲线运动的条件，知道曲线运动的速度方向；掌握曲线运动合外力、速度及轨迹之间的关系，并能够运用它们之间的关系解决实际问题．2.科学思维体验建立曲线运动的物理模型，运用类比推理方法，进行曲线运动的描述，发展运用所学知识研究新问题的能力，并运用所学知识分析、解决实际问题.3.科学探究通过观察生活中的曲线运动和实验现象，培养学生合作科学探究意识与设计探究方案的能力。4.科学态度与责任调动学生积极参与讨论的兴趣，激发求知欲，培养学生乐于探究的的精神。教学重点、难点教学重点：曲线运动的速度方向及运动性质；物体做曲线运动的条件教学难点：曲线运动速度方向的变化；理解曲线运动是变速运动教学方法讲授、演示、讨论、实验探究、合作学习与探究教学手段教学工具多媒体，不同规格的钢球，发光的玩具小球，不同规格的塑料水管，磁铁，斜槽，墨水，画有曲线轨迹的纸教学活动学生活动设计意图一、引入新课展示发光的小球抛出去的运动情况，它的轨迹与必修第一册中学习的直线运动不同。并展示出用频闪照相拍摄出来的合成照片：问1：它的运动轨迹有什么特点？曲线运动：物体运动轨迹是曲线的运动.问2：抛出的小球的运动轨迹有什么特点？为什么抛出的小球会做曲线运动呢？二、进行新课1）环节一：观察曲线运动曲线运动是生活中更普遍的运动形式，展示生活中的曲线运动的三种情境：决杀时刻抛出的篮球浩瀚宇宙中行星的运动美妙的花式飞行2）环节二：探究曲线运动的速度方向（1）猜想：做曲线运动的某点的速度沿什么方向呢？从两种情境中可见，速度方向可能沿着切线方向（2）实验设计：问题1：如何让物体按照既定的轨迹做曲线运动？问题2:如何使在既定的轨道上的物体获得初速度？问题3:如何显现出小球脱离轨道的速度?a.把管道弯成曲线形状，并在轨道末端滴上红墨水，让小球在管道内做曲线运动b.把管道对折成曲线轨道，并在末端滴上红墨水，让小球在轨道间运动问题5:我们需要用到哪些实验器材？（3）实验器材：小钢球、管道、墨水（4）进行实验：2人一组合作，利用器材和方案进行实验，描绘出给出的曲线上A、B、C三点的速度方向（5）实验结论问题1：球从轨道末端飞出后，轨迹是直线还是曲线？问题2：为什么飞出时的方向即为该点的速度方向呢？问题3：球飞出后的轨迹直线和飞出时的位置是什么关系呢？（6）理论推导速度的定义式为v=eq\f(∆x,∆t)，计算出来的为一段时间内的平均速度.时间间隔越小，位移越小.当时间间隔∆t→0时，所求为瞬时速度.当时间趋于零时，位移方向和曲线上的质点位置切线方向共线。根据速度定义，速度方向与速度变化量方向始终相同，故速度方向和切线方向共线.质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向.思考与讨论：为了避免上图中自行车轮把泥水甩到身上，怎么设计？问题：你还能找出生活中其它能够显现曲线运动的速度方向的例子吗？视频：旋转的陀螺边缘的速度思考与讨论：曲线运动是什么性质的运动？问题4：下面是一质点从A经B到C的轨迹，从轨迹上的A、B、C三点的速度看，方向变化吗？大小变化吗？ABC总结：速度是矢量，既有大小又有方向，轨迹上每点的速度方向都不同，即曲线运动的速度时刻在变化，曲线运动是一种变速运动。3）环节三：探究曲线运动的条件（1）猜想：物体如果不受力，将静止或做匀速直线运动。那么，你认为物体在什么条件下做曲线运动呢？问题1：球竖直上抛时，速度方向指向哪里？小球受到哪些力？合力指向哪里？速度方向和合力方向有何关系？问题2：直线运动中，物体受到的合力方向和速度方向始终共线吗？问题3：物体做曲线运动，合力方向和速度方向共线吗？（2）实验设计问题4：如何让物体做直线运动？问题5:如何让物体从做直线运动变成做曲线运动？a.把一铁球放在倾斜轨道上，在正对轨道位置放一条形磁铁，静止释放小球b.把条形磁铁放到轨迹的侧面，再释放小球问题6:我们需要用到哪些实验器材？（3）实验器材：小钢球、条形磁铁，斜轨（4）进行实验：请学生到前面演示实验（5）实验结论：磁铁放在轨道正前方时，小铁球做直线运动；磁铁放在轨道旁边时，小铁球做曲线运动问题1：小铁球在水平桌面上运动时，受到哪些力？问题2：小铁球做直线运动时合力与速度方向什么关系？问题3：小铁球做曲线运动时合力方向和速度方向在一条直线上吗？总结结论：曲线运动条件：物体所受合力方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动.由于加速度方向和合力方向相同，加速度方向和速度方向不共线时，物体做曲线运动.GvGv思考与讨论1：课前提出来的，抛出去的发光小球，为什么会做曲线运动？问题1：曲线运动力的方向与轨迹有什么特点？问题2：轨迹、力以及速度方向间有什么关系呢？总结：无力不拐弯，拐弯必有力，两向夹一线，轨迹在中间，合力指凹侧，曲线向力方向弯。学以致用：如图所示，汽车在一段弯曲的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(C)（图中F为地面对其的静摩擦力，Ff为它行驶时所受的阻力.)

学以致用：一个物体在光滑的水平面上运动，其速度方向如图所示，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，达到B点时，这个合力的方向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。请你大致画出由A至D的运动轨迹，并标出B点、C点和D点。Fv三、课堂小结我们这节课知道了曲线运动的定义，探究了曲线运动的速度方向及条件了解了曲线运动一定是变速运动，其速度方向一定变化，大小不一定变化。本节探究过程中，我们用了类比探究直线运动规律时的方法，建立了处理机械运动的思维模式，再次深化了力与运动的关系，再次体会了探究物理规律的归纳的思想。后面的学习中，我们将认识一些特殊的曲线运动，比如，抛体运动、圆周运动等。四、课堂练习（1）做一做：用箭头飞镖显示曲线运动的速度方向（2）练习：1.关于曲线运动，下列说法正确的是（A）A．做曲线运动的物体的速度一定变化B．速度变化的运动一定是曲线运动C．加速度恒定的运动不可能是曲线运动D．做曲线运动的物体所受合外力有可能与速度在同一直线上2.质点做曲线运动，经过A、B、C三点，速度方向分别是VA、VB、VC，所受合力分别是FA、FB、FC，他们方向如图所示，其中合力方向画的不正确的是（B）VAVAVBVCFCFBFACBA3.某物体受同一平面内的三个力作用而做匀速直线运动，从某时刻起撤去其中一个力，而其它力不变，则该物体()A.一定做匀加速直线运动B.一定做匀减速直线运动C.其轨迹可能是曲线D.其轨迹不可能是直线课后作业：书本P5课后练习观察小球的运动情况，迁移对比其直线运动的区别，得出曲线运动的概念观察图片，联系生活实际学生思考小组讨论并探究学生回答：1、设置一个曲线轨道2、使用水管、线轨、钢管等等，让小球、物块、石块等等物体沿着轨道运动3、倾斜轨道4、用带颜色的液体滴在轨道末端或是沾在物体上学生回答：1、球飞出后轨迹是直线2、由于惯性3、飞出后的直线是沿着飞出时的位置方向的联系物理知识解决实际问题，弄清生活中物体的设计优点学生观察、思考并回答：三点的速度方向不同，大小不一定变化学生回答：变速运动根据实验探究的思路思考如何进行科学探究学生思考并解答一位学生演示，其他学生仔细观察并思考问题学生思考回答：1、重力、支持力、摩擦力、磁铁的吸引力2、合力与速度方向共线3、不在一条直线上从理论推导角度看曲线运动的轨迹、速度及力的方向之间的关系学生回答：1、曲线运动力的方向总是指向轨迹的凹侧2、轨迹夹在力与速度之间思考并解答用所学知识解决实际问题学生总结不易直观察觉的物理现象，用频闪照相的方式直观的显现出来，实现从感性到理性的认知通过PPT展示生活中的曲线运动，增强学生把物理与生活相联系的意识从实际生活出发，通过生活情境中的图片引导学生猜想速度方向采用生活中易得常见的用具作为实验器材，学生体会到物理、实验取材于生活、应用于生活引导学生主动参与实验探究过程，采用不同的方式描绘，提高学生的动手能力，提高学生合作意识，开拓学生思维，提高学生的思维能力，增强科学探究的严谨性，提高科学探究的过程认识，提高解决实际问题的意识和能力培养学生的优化意识从理论推导的角度认识曲线运动的速度方向，促进学生的逻辑推理能力，加深对极限思想的应用，增强知识迁移的意识。及时巩固，加深理解，并逐步推理，提高知识迁移能力学以致用，增加理解通过演示实验探究做曲线运动的条件，吸引学生注意，提高学生兴趣，增强学生动手实践能力与合作精神，培养学生科学探究精神。体会实验探究的过程从所学知识中不断探究新的问题培养学生归纳与总结能力前后呼应，提高学生解决问题的意识，及生活与物理相联系的意识巩固知识，提高认识提高总结能力，提升语言表达能力提高认识和应用能力，加深知识理解板书设计5.1曲线运动1.定义：运动轨迹为曲线的运动2.速度方向：某一点的速度方向沿曲线在这一点的切线方向3.性质：曲线运动一定是变速运动（速度的方向变化）4.条件：物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上教学反思自制器材，自制教具，激发学生学习物理的兴趣

使用生活中简单的器材制作教具，进行探究，让学生体会到实验