第五章曲线运动导学案

常德市六中新课标高一物理必修2导学案《曲线运动》编者张志光-1-第五章曲线运动导学案5.1曲线运动班级：姓名：学习目标：1、知道什么叫曲线运动。2、明确曲线运动中速度的方向。3、理解曲线运动是一种变速运动。4、理解物体做曲线运动的条件，会用来分析具体问题。学习重点：1、物体做曲线运动速度的方向的判定。2、物体做曲线运动条件的分析、理解与应用。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。学法指导：1、要明确一个数学概念：曲线的切线。结合实际现象理解曲线运动中速度的方向特点2、要学会从力与运动的关系分析理解做曲线运动的条件。知识链接：1、变速运动的特点：速度矢量发生变化，即速度大小变化、速度方向变化、速度大小和方向同时变化。2、力与运动的关系：物体的加速度由合力决定，加速度的方向即为速度变化的方向。3、力和速度矢量的运算。教具：磁铁、小钢球、弯轨道、硬币、飞镖、多媒体软件学习过程：第一课时一、独立自学：1、运动轨迹是的运动叫曲线运动。2、做曲线运动的物体，不同时刻的速度具有的方向。3、研究物体的运动时，坐标系的选取是很重要的。我们研究物体做曲线运动时，已无法应用直线坐标系来处理，而应选取坐标系。4、过曲线上的A、B两点作直线，这条直线叫做曲线的。设想B点逐渐向A点移动，这条割线的位置也就不断变化。当B点非常非常接近A点时，这条割线就叫做曲线在A点的。常德市六中新课标高一物理必修2导学案《曲线运动》编者张志光-2-5、质点做曲线运动时，质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的方向。6、曲线运动中速度的方向在改变，所以曲线运动是运动。7、曲线运动可分为曲线运动和曲线运动。二、合作交流、质疑解难1、物体做曲线运动时，速度方向时刻改变。速度是矢量，它与力、位移等其它矢量一样，可以用它在相互垂直的两个方向的分矢量来表示。这两个分矢量叫分速度。Vx、Vy为它在两坐标轴上的分速度。由图可知：Vx=Vy=例、飞机起飞时以V=300km的速度斜向上飞，飞行方向与水平面的夹角成30°角，飞机在水平方向和竖直方向的分速度各是多大？画出速度分解的图示。练、在许多情况下，跳伞员离开飞机后最初一段时间降落伞并不张开，跳伞员做加速运动。随后落伞张开，跳伞员做减速运动。速度降至一定值后便保持不变，跳伞员做匀速运动，直至落地。如果无风时某跳伞员竖直下落。着地时速度是5m/s，在有风的情况下，风使他以4m/s的速度沿水平方向向东运动。他将以多大速度着地？计算并画图说明常德市六中新课标高一物理必修2导学案《曲线运动》编者张志光-3-小结：运动的合成与分解遵守平行四边形定则。三、反馈检测、拓展提高1、在沙漠上，甲壳虫在爬行过程中留下一段清晰的痕迹，如图所示，请标明甲壳虫在依次经过图中A、B、C、D四点时的速度方向。2、完成课本P7页第1题3、完成课本P7页第4题4、下列说法正确的是（）A、做曲线运动的物体速度的方向必定变化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四、课堂小结五、我的问题和感悟：ABCD常德市六中新课标高一物理必修2导学案《曲线运动》编者张志光-4-第二课时学习过程一、独立自学1、蜡块运动的数学描述①建立直角坐标系:以运动开始时蜡烛的位置为,水平向右的方向和竖直向上的方向分别为和的方向.②蜡块位置随时间变化的方程:X方向的方程.Y方向的方程.③蜡块运动的轨迹方程:④蜡块的速度:V=.蜡块的速度方向与X轴的方向的角Ø的正切。2、初速为V0的匀加速直线运动可看为和两种运动的合运动。3、水平抛出物体的运动可看为和两种运动的合运动。二、合作交流，释疑解难1、拿出一枚硬币，水平抛出后在空中（不计空气阻力，合外力就是重力）将做曲线运动问题：硬币做曲线运动物体的速度方向、合力方向及运动轨迹之间的空间关系怎样？（大致画出轨迹、标出一些位置的速度方向及合力方向，你会有所发现）结论：物体做曲线运动的条件是：物体做直线运动的条件是：三、反馈检测，拓展提高：1、关于以下三位同学对曲线运动的理解说法正确吗？你是怎么理解的？同学A：曲线运动一定是变速运动，而变速运动不一定是曲线运动。常德市六中新课标高一物理必修2导学案《曲线运动》编者张志光-5-同学B：曲线运动是指物体运动的轨迹是曲线的运动，物体作曲线运动时所受到的合外力一定不为零，既可以是恒力，也可以是变力。同学C：当物体做曲线运动时，物体所受合外力的方向与初速度方向可以成锐角，钝角或直角。2、匀速直线运动、匀变速直线运动和曲线运动这三种不同运动的类比比较项目运动名称合力F加速度a速度v合力F(a)方与v方向匀速直线运动匀变速直线运动曲线运动3、以下关于力与运动的关系的说法中，正确的是（）A、物体在恒力的作用下，不可能做曲线运动B、物体在变力的作用下，不可能做曲线运动C、物体在恒力的作用下，可能做曲线运动D、物体在变力的作用下，不可能做加速运动4、质量为m的物体，在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动，保持F1、F2不变，仅将F3的方向改变900（大小不变）后，物体可能做（）A、加速度大小为F3/m的匀变速直线运动B、加速度大小为2F3/m的匀变速直线运动C、加速度大小为2F3/m的匀变速曲线运动D、匀速直线运动常德市六中新课标高一物理必修2导学案《曲线运动》编者张志光-6-5、完成课本P7页第5题四、课堂小结五、我的问题和感悟：曲线运动轨迹是F(a)与v方向共线曲线运动速度大小可变，可不变变变是运动速度方向沿方向，时刻曲线运动a恒定a变化特点2条件常德市六中新课标高一物理必修2导学案《曲线运动》编者张志光-7-5．2平抛体运动班级：姓名：学习目标1、掌握抛体运动的动力学和运动学规律2、学会用运动的合成与分解知识来解决抛体运动问题学习重点：抛体运动的处理方法和运动规律学习难点：抛体运动的处理方法和运动规律学法指导：抛体运动是比较复杂的曲线运动，我们仍需要从物体的受力情况来确定其运动情况。因此我们是采用运动的合成与分解（特别是正交分解）的方法来探究抛体运动的规律，即在一个平面直角坐标系中来研究抛体运动。知识链接：力与运动的关系（牛顿第二定律及其矢量性），正交分解法教具：小球、平抛运动仪、多媒体软件第一课时学习过程一、独立自学（一）感知抛体运动1、做抛体运动的物体只受到作用，其、均不变。2、生活中常见的抛体运动分为、、、等几种运动。（二）探究平抛运动规律1、平抛运动物体的初速度方向与重力方向。2、以抛出点为坐标原点，以水平方向为x轴的方向，竖直向下的方向为y轴的方向，建立平面直角坐标系。那么：①做平抛运动的物体在x轴方向上做运动。它的加速度为。在y轴方向上做运动。它的加速度为。②做平抛运动的物体沿x轴方向上运动的速度vx和位移x随时间的变化规律分别为、。沿y轴方向上运动的速度vy和位移y随时间的变化规律分别为、。思考1、下列关于平抛运动的说法中，正确的是（）A、平抛运动是非匀变速运动B、平抛运动是匀速运动C、平抛运动是匀变速曲线运动D、平抛运动是加速度方向不变、大小变化的曲线运动常德市六中新课标高一物理必修2导学案《曲线运动》编者张志光-8-二、合作交流，释疑解难1、平抛物体运动的速度①请你在图1中画出物体运动到P点时的速度v的方向，并根据平行四边形定则，画出速度v与两个分速度vx、vy所构成的平行四边形。②请写出用vx、vy表示的物体运动到P点的速度v（即合速度）的大小和方向的计算式。思考2、将一个物体以10m/s的速度从10m的高度水平抛出，不计空气阻力，取g=10m/s2。求：①落地时它的速度大小是多少？②落地时它的速度方向与地面的夹角θ是多少？2、平抛运动的时间、位移问题①设将一小球以速度v0从离地高h处水平抛出，请你求出小球经多长时间着地？并根据计算结果说明，做平抛运动的物体的运动时间由什么条件决定？②请你用所掌握的知识来解释课本第10页“做一做”中A、B两球运动时间的关系。结论：③在问题①中，小球落地时的水平位移是多少？做平抛运动的物体的水平位移由什么条件决定？思考1：合位移为多大？方向如何？小结：求解平抛运动问题方法归纳总结Oxyv0xyP图1常德市六中新课标高一物理必修2导学案《曲线运动》编者张志光-9-三、反馈检测，拓展提高1、在水平方向飞行的飞机上，相隔1s先后落下物体A和B，在A落地前，A物体将（）A、在B物体之前B、在B物体之后C、在B物体正下方D、在B物体前下方2、如图3所示，以9.8m/s的初速度水平抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角θ=30°的斜面上。则物体完成这段飞行的时间是(g取9.8m/s2)（）A、s33B、s332C、s3D、2s四、课堂小结五、我的问题和感悟：30°v0图3常德市六中新课标高一物理必修2导学案《曲线运动》编者张志光-10-第二课时一、合作交流，释疑解难1、平抛运动物体的轨迹①请同学们根据平抛运动物体沿x轴、y轴两个方向上运动的位移随时间的变化规律，推导出平抛运动的轨迹方程（即包含x、y两个变量的关系式）。②根据上述推导，你认为平抛物体运动的轨迹是一条怎样的曲线？2、一般抛体运动（可只介绍方法）1、斜抛运动物体的初速度和重力。（填“共线”或“不共线”）斜抛运动匀变速曲线运动。（填“是”或“不是”）2、物体抛出的初速度大小为v0，初速度与水平方向的夹角为θ（射角）。以抛出点为坐标原点，以水平方向为x轴的方向，竖直向上的方向为y轴的方向，建立平面直角坐标系。那么，在水平方向和竖直方向物体的初速度分别为：v0x=v0cosθ，v0y=v0sinθ。①做斜抛运动的物体在x轴、y轴方向上分别做什么运动？它的加速度多大？二、反馈检测，拓展提高1、在一次摩托车跨越壕沟的表演中，摩托车从壕沟的一侧以v=40m/s的速度沿水平方向飞向另一侧，壕沟两侧的高度及宽度如图2所示。摩托车前后轮的轴距为1.6m，不计空气阻力。①摩托车是否能越过壕沟？请计算说明。②如果摩托车能越过壕沟，它落地的速度多大？落地速度的方向与地面的夹角是多大（可用这个角的三角函数表示）？2.0m20m3.5mv图2θv0xv0yv0xyOxyv0xyP图1常德市六中新课标高一物理必修2导学案《曲线运动》编者张志光-11-2、一条水平放置的水管，横截面积S=2.0cm2,距地面高h=1.8m.水从管口以不变的速度源源不断地沿水平方向射出，水落到地面的位置到管口的水平距离是0.9m，问：每秒内从管口流出的水有多大体积？设管口横截面上各处水的速度相等。g取10m/s2,不计空气阻力。3、某卡车在限速60km/h的公路上与路旁的障碍物相撞，处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体，可以判断：其为事故车顶松脱的零件被抛出而陷在泥巴地中，警察测出这个零件在事故发生时的原位置与现落点的水平距离为13.3m，车顶距离地的竖直高度为2.45m，请你根据这些数据判定该车是否超速？三、课堂小结四、我的问题和感悟：常德市六中新课标高一物理必修2导学案《曲线运动》编者张志光-12-5．3实验：研究平抛运动(两课时)班级：姓名：学习目标1、知道平抛运动的条件及相应控制方法，知道用实验获得平抛运动轨迹的方法。2、知道判断运动轨迹是否是抛物线的方法。3、会推导平抛初速度的表达式，能依据实验数据计算平抛运动的初速度。学习重点：1、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线2、利用平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度学习难点：利用平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度学习方法：平抛运动是抛体运动中一种典型，在通过实验得到平抛运动的轨迹后，应结合数学二次函数中各变量的关系来分析其轨迹的特征，并应用运动的分解求出平抛运动物体的初速度。知识链接：平抛运动的规律，运动的分解，自由落体运动规律。教具：平抛运动仪、小球、复写纸、多媒体软件学习过程：一、独立自学1、平抛运动轨迹的判断思考1、该同学在实验中利用坐标纸得到平抛运动轨迹如图1（O为抛出点），为了判断该轨迹是否为抛物线，他对图象作了如下的处理：1）在坐标轴上取一点A1并测得M1坐标为（0.1m，0.2m