第六章教案曲线运动教案

江苏省六合高级中学物理新课程教案第1页共24页6.1曲线运动知识与技能1、知道什么是曲线运动；2、知道曲线运动中速度的方向是怎样确定的；3、知道物体做曲线运动的条件。过程与方法通过物体做曲线运动的条件的分析，提高学生能抓住要点对物理现象技术分析的能力情感态度与价值观使学生会在日常生活中，善于总结和发现问题。教学重点1、什么是曲线运动2、物体做曲线运动的方向的确定3、物体做曲线运动的条件教学难点物体做曲线运动的条件教学过程新课教学导入：前边几章我们研究了直线运动，下边同学们思考两个问题：1、什么是直线运动？2、物体做直线运动的条件是什么？在实际生活中，普遍发生的是曲线运动，那么什么是曲线运动？本节课我们就来学习这个问题。一、曲线运动（1）几种物体所做的运动导弹所做的运动；汽车转弯时所做的运动；人造卫星绕地球的运动；归纳总结得到：物体的运动轨迹是曲线。（2）提问：上述运动和曲线运动除了轨迹不同外，还有什么区别呢？（3）学生总结得到：曲线运动中速度方向是时刻改变的。过渡：怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻的速度方向呢？江苏省六合高级中学物理新课程教案第2页共24页2：曲线运动的速度方向（1）手通过细线拉一小球在光滑水平面上做圆周运动，在某位置A突然放手，描出小球的运动方向。学生回答，沿切线方向飞出。然后引导学生分析原因：放手后小球速度方向不再发生变化，由于惯性，从即刻起小球做匀速直线运动，沿切线飞出实例：a：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；b：撑开的带着水的伞绕伞柄旋转，伞面上的水滴沿伞边各点所划圆周的切线方向飞出。（2）分析总结得到：质点在某一点（或某一时刻）的速度的方向是在曲线的这一点的切线方向。（3）推理：a：只要速度的大小、方向的一个或两个同时变化，就表示速度矢量发生了变化。b：由于做曲线运动的物体，速度方向时刻改变，所以曲线运动是变速运动。c：曲线运动的一定有加速度，物体一定受到合外力。过渡：那么物体在什么条件下才做曲线运动呢？3：物体做曲线运动的条件（1）实验：一个在水平面上做直线运动的钢珠，如果从旁给它施加一个侧向力，它的运动方向就会改变，不断给钢珠施加侧向力，或者在钢珠运动的路线旁放一块磁铁，钢珠就偏离原来的方向而做曲线运动。（2）分析归纳得到：当物体所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一直线时，物体就做曲线运动。（3）学生举例说明：物体为什么做曲线运动。（4）用牛顿第二定律分析物体做曲线运动的条件：当合力的方向与物体的速度方向在同一直线上时，产生的加速度也在这条直线上，物体就做直线运动。如果合力的方向跟速度方向不在同一条直线上时，产生的加速度就和速度成一夹角，这时，合力就不但可以改变速度的大小，而且可以改变速度的方向，物体就做曲线运动。三、巩固训练：1．质点做曲线运动时A．速度的大小一定在时刻变化B．速度的方向一定在时刻变化C．它一定在做变速运动D．它可能是速率不变的运动2．某质点做曲线运动时A．在某一点的速度方向是该点曲线的切线方向图6.1江苏省六合高级中学物理新课程教案第3页共24页B．在任意时间内的位移大小总是大于路程C．在任意时刻质点受到的合外力不可能为零D．速度的方向与合外力的方向必不在一直线上3．下列判断中正确的是A．物体在恒力作用下不可能做曲线运动B．物体在变力或恒力作用下都有可能做曲线运动C．物体在变力作用下不可能做曲线运动D．物体做曲线运动时，某点的加速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向4．物体在几个力的共同作用下，做匀速直线运动，当其中一个力停止作用时，物体的可能运动形式是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5．如图所示，曲线为质点运动的轨迹，在通过位置P时速度、加速度及P附近的一段轨迹都在图上标出，其中可能正确的是6．如图所示，物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B，这时突然使它所受的力反向而大小不变（即由F变为—F），在此力作用下，物体以后的运动情况将A．物体可能沿Ba曲线运动B．物体可能沿Bb曲线运动C．物体可能沿Bc曲线运动D．物体可能沿原曲线由B返回A四、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α时，物体就做曲线运动。五、作业：P34T2、3评价手册江苏省六合高级中学物理新课程教案第4页共24页6.2运动的合成与分解知识与技能1、在具体问题中知道什么是合运动，什么是分运动。2、知道合运动和分运动是同时发生的，并且互不影响。3、知道运动的合成和分解的方法遵循平行四边形法则。过程与方法使学生能够熟练使用平行四边形法则进行运动的合成和分解情感态度与价值观使学生明确物理中研究问题的一种方法，将曲线运动分解为直线运动。教学重点对一个运动能正确地进行合成和分解。教学难点具体问题中的合运动和分运动的判定。教学过程新课教学导入：上一节我们学习了曲线运动，它比直线运动复杂，为研究复杂的运动，就需要把复杂的运动分为简单的运动，本节课我们就来学习一种常用的一种方法——运动的合成各分解。1：合运动和分运动（1）做课本演示实验：a在长约80—100cm一端封闭的管中注满清水，水中放一个由红蜡做成的小圆柱体R（要求它能在水中大致匀速上浮），将管的开口端用胶塞塞金。b，将此管紧贴黑板竖直倒置，在蜡块就沿玻璃管匀速上升，做直线运动，记下它由A移动到B所用的时间。C：然后，将玻璃管重新倒置，在蜡块上升的同时，将玻璃管水平向右匀速移动，观察到它是斜向右上方移动的，经过相同的时间，它由A运动到C：江苏省六合高级中学物理新课程教案第5页共24页（2）分析：红蜡块可看成是同时参与了下面两个运动，在玻璃管中竖直向上的运动（由A到B）和随玻璃管水平向右的运动（由A到D），红蜡块实际发生的运动（由A到C）是这两个运动合成的结果。（4）总结得到什么是分运动和合运动a：红蜡块沿玻璃管在竖直方向的运动和随管做的水平方向的运动，叫做分运动。红蜡块实际发生的运动叫做合运动。b：合运动的（位移、速度）叫做合（位移、速度）分运动的（位移、速度）叫做分（位移、速度）c：两分运动具有独立性、合运动与分运动具有等时性。2、运动的合成和分解：水平运动：x＝vxt竖直运动：y＝vyt合运动：s＝22xy＝t22xyvvtanθ＝yxvvv＝22xyvv（1）（2）运动的合成和分解遵循平行四边形法则（三）例题分析1、用投影片出示课本例12、出示分析思考题（1）说明红蜡块参与哪两个分运动（2）据实验观察知道，分运动和合运动所用的时间有什么关系？（3）红蜡块的两个分速度应如何求解？（4）如何分解合速度3：分析解答上述几个问题后，用实物投影仪展示解题过程江苏省六合高级中学物理新课程教案第6页共24页解：竖直方向的分速度smsmv/045.0209.01水平方向的分速度smsmv/04.0208.02合速度:smvvv/100.6222214、同学们看课本的解题过程，并说明是如何求解的。三、巩固训练1．关于运动的合成与分解，下列说法中正确的是A．两个速度大小不等的匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动B．两个直线运动的合运动一定是直线运动C．两个匀加速直线运动的合运动不可能是曲线运动D．合运动是匀变速直线运动时，其分运动中至少有一个是匀变速直线运动2．小船在静水中的速度是4m/s，在水流速度为3m/s、宽为60m的河中渡河时，（1）若小船的船头正对着河岸过河时，它将在何处抵岸？过河的时间为多少？（2）如果小船要正对着河岸抵岸，行驶时船头应指向什么方向？过河的时间又是多少？（设河中的水流速度到处一样）3．有一小船位于宽100m的河的正中间，在该位置下游的100m处河流变成瀑布。设河水的流速为5m/s，为了使小船安全到达河岸而不至于从瀑布处落下，求小船的最小行驶速度。4．如图所示，汽车以v0＝5.0m/s的速度在水平路面上开动，通过绳子牵引重物P。若汽车从A点开到B点，AB＝20m。求：（1）此过程中重物P的平均加速度；（2）若H＝4m，物体P的平均速度。６．３探究平抛运动的规律江苏省六合高级中学物理新课程教案第7页共24页知识与技能１．知道平抛运动的特点为是初速度方向水平，只有竖起方向受到重力作用，运动轨迹是抛物线。２．知道平抛运动形成的条件。３．理解平抛运动是匀变速运动，其加速度为g。４．能应用平抛运动的规律分析实际问题。过程与方法１．在知识教学中应同时进行科学研究过程教育，本节课以研究平抛物体运动规律为中心所展开的课堂教学，应突出一条研究物理科学的一般思想方法的主线：观察现象→初步分析→猜测→实验研究→得出规律→重复实验→鉴别结论。２．利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动，渗透物理学“化曲为直”“化繁为简”的方法及“等效代换”“正交分解”的思想方法。情感、态度与价值观通过重复多次实验，进行共性分析，归纳分类，达到鉴别结论的教育目的，同时还能进行理论联系实际的教育。教学重点平抛运动的特点和规律教学难点平抛运动的规律教具平抛竖落仪课时安排２课时教学过程【新课导入】问题：在什么情况下物体做曲线运动？答：当物体所受的合力跟它的速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。问题：合运动和分运动之间以及各个分运动之间存在什么关系呢？答：合运动和分运动所经历的时间一定是相同的，这是等时性原理；各个分运动之间是相互独立、互不影响的，这是独立性原理。在学习了曲线运动的基本概念和处理方法以后，我们应该把这些理论应用到实际的曲线运动中来，这就是我们这一节课要讨论的运动——平抛运动。【新课教学】江苏省六合高级中学物理新课程教案第8页共24页一、抛体运动【演示实验】把一个粉笔头以任意角度向空中抛出。问题：粉笔头做什么运动？答：曲线运动。问题：粉笔头受到哪些力作用？答：重力和空气阻力。但一般情况下空气阻力相对于重力可以忽略不计。问题：在现实生活中还有哪些运动与粉笔头的运动相似？小结：１。以一定的初速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体所做的运动叫做抛体运动。２．初速度沿水平方向的抛体运动叫做平抛运动。３．抛体运动还有竖直上抛、竖直下抛、斜向上抛、斜向下抛。二、平抛运动竖直方向的运动规律问题：参考课本的图6.3-2，猜测做平抛运动的物体在竖直方向可能做什么运动？依据是什么？答：由于做平抛运动的物体只受重力作用，所以竖直方向可能做自由落体运动。【演示实验】用平抛竖落仪做对比实验，改变仪器的高度重复多次实验，观察（听）实验现象。问题：两个物体各做什么运动？答：一个小球做自由落体运动，一个物体做平抛运动。问题：本实验说明了什么问题？答：两个小球总是同时落地，说明两个小球在竖直方向的运动是相同的，即平抛运动在竖直方向做的是自由落体。三、平抛运动水平方向的运动规律问题：能不能用与研究竖直方向的运动规律类似的方法研究水平方向的运动？答：可以，理论依据是小球在水平方向不受力的作用，猜测应该做匀速运动，所以可以用评价手册P41例1的装置进行实验验证。我们还可以从另一个角度来探究水平方向的运动规律，如果能够知道平抛运动的物体在相等的时间间隔内（控制变量）水平方向的位移，就可以判断水平方向做什么运动了。要这样进行处理的话，就要解决好下面的几个问题。（１）设法通过实验得到平抛运动的轨迹。（２）在平抛运动的轨迹上找到每隔相等时间物体所到达的位置。（３）测量两相邻位置间的水平位移，分析这些位移的特点。问题：怎样找经过相等时间物体所在的位置？答：根据已经得到的竖直方向的规律，因为竖直方向做自由落体运动，而初速度为零的匀变速直线运动的物体在相等时间间隔内的位移之比为１∶３∶５……。所以，只要在轨迹上找到纵坐标满足上述条件的点，相邻点之间的时间间隔就相等。获得轨迹的方法用课本上的参考案例２。江苏省六合高级中学物理新课程教案第9页共24页实验注意事项：（１）贴有坐标纸的板要处在竖直平面内，小球的运动轨迹与板平行。（２）调节斜槽末端水平，使小球飞出时的速度是水平方向。可以用