5.1【教学设计】《曲线运动》(人教)

人民教育出版社高中物理必修2畅言教育用心用情服务教育《曲线运动》本节知识是全章教学的基础，在必修1中学生已经学习了匀速和匀变速直线运动，但对曲线运动的认识确实熟悉而又陌生的。所以学习曲线运动时，首先要让学生了解曲线运动与直线运动的显著区别—速度的方向在不断发生变化，在平面直角坐标中，用位移或速度在坐标轴方向的分矢量来代表它。第二，认识曲线运动的性质以及物体做曲线运动的条件，教材的内容顺序就是按照接触-感知-理解-掌握这四步开展的，呈现出层层递进的关系。本节的学习加深了学生对运动学掌握的深度，也为学生对全章教材内容的学习奠定了基础。一、知识与技能1、知道曲线运动是变速运动。2、知道曲线运动中速度的方向是如何确定的，能在曲线上的轨迹图中画出各点的速度方向。◆教材分析◆教学目标人民教育出版社高中物理必修2畅言教育用心用情服务教育3。初步认识运动的合成与分解且遵循平行四边形定则。3。能够定性分析运动的合成与分解问题，能够用图示方法及数学表达式表示合速度与分速度4、结合实例理解物体做曲线运动的条件，能运用牛顿第二定律分析曲线运动的条件，掌握速度与合力方向以及曲线弯曲情况之间的关系。二、过程与方法1、经历蜡块运动的探究过程，体会平面中运动的合成与分解的思路与方法。2、通过实验归纳物体做曲线运动的条件，提高学生能抓住要点分析物理现象的能力以及学习物理的兴趣。三、情感态度与价值观5、让学生领略曲线运动的奇妙与和谐，提高学生对科学的好奇心与求知欲．6、让学生有参与科学探究活动的热情，将物理知识应用于生活和生产实践中的意愿。1、理解物体做曲线运动的条件。2、掌握运动的合成与分解。教学PPT，小钢球、吸铁石、蜡块、长玻璃管等一、新课导入教学活动：播放一些生活中常见的曲线运动图片。教师描述：同学们，在上一学期的学习中我们学习了物体的一些运动规律，像匀速直线运动、匀变速直线运动等，并结合牛顿定律从动力学角度深入理解了运动与力的关系。但同学们有没有发现，在前面的学习中我们学习的都是直线运动，而现实生活中更多见到的是曲线运动。所以从今天开始我们就来研究物体的曲线运动。◆教学过程◆教学重难点◆◆课前准备◆人民教育出版社高中物理必修2畅言教育用心用情服务教育教师提问：那么你觉得什么是曲线运动？比较直线运动它是否复杂一些？引导学生回答：就是运动轨迹是曲线的运动，它的运动相对直线运动比较复杂。教师提问：那么我们怎么才能较为详细的描述出曲线运动的特征呢？想一想我们是通过哪些方面来描述直线的运动的？学生回答，教师肯定。(位移和速度两个方面)二、曲线运动的位移1、教学活动：学生阅读课本相关内容，尝试回答以下问题（1）曲线运动的轨迹是什么样的？（2）一维坐标系能否描述出曲线运动的位移情况？为什么？（3）在平面直角坐标系中，我们用什么量值来代表做曲线运动物体的位移比较方便？（4）曲线运动的位移与路程的大小关系如何？学生独立阅读后，讨论得出相关答案：（1）定义：运动轨迹是一条曲线。（2）由于曲线运动不在一个维度上，所以一维坐标系无法准确的描述出位移情况。（3）用曲线上的A点的坐标XA和YA来表示比较方便。（4）位移小于路程。教师叙述：为了完整的描述曲线运动的特征，除了位移之外，我们还应该用到速度这个物理量。三、曲线运动的速度教学活动：播放切割机切割钢管的视频，继续让学生体会做圆周运动物体在脱离圆周运动瞬间的运动情景，并回答思考与讨论中提出的问题。学生回答，教师先不做结论。教师提问：物体做曲线运动时速度的方向有什么特点？速度的方向会变化吗？比如汽车在弯道行驶时运动方向变化了吗？学生回答：物体做曲线运动速度的方向一直在变，教师指正：回答得很好！这里要提醒大家的是我们平时所讲的物体的运动方向就是指物体瞬时速度的方向。教师提问：现在我们知道做曲线运动的物体的速度方向一直在变，那物体在某一时刻或某一位置具体的速度方向是怎样的呢？人民教育出版社高中物理必修2畅言教育用心用情服务教育教学活动：播放演示实验如图所示，水平桌面上摆一条曲线轨道，它是由几段稍短的轨道组合而成的．钢球由轨道的一端滚入(是通过一个斜管道滚入的)，在轨道的束缚下钢球做曲线运动．在轨道的下面放一张白纸，蘸有墨水的钢球从出口A离开轨道后在白纸上留下一条运动的轨迹，它记录了钢球在A点的运动方向。拿去一段轨道，钢球的轨道出口改变，且用同样的方法可以记录钢球在轨道B点的运动方向．观察一下，白纸上的迹印与轨道(曲线)有什么关系?教师提问：为什么说从A点离开轨道后在白纸上留下的轨迹记录了钢球在A点的运动方向？教师引导学生分析：因为A离开轨道后不再受轨道束缚，在白纸上做的是直线运动。教师提问：白纸上的迹印与轨道(曲线)有什么关系?教师引导学生分析：迹印与轨道只有一个交点，说明了迹印所在的直线为轨道所在曲线在该点的切线，也就是说质点在某一点(或某一时刻)的速度的方向是在曲线的这一点的切线方向。教学活动：带领学生从速度的定义加深理解这个结论教师：速度的定义式是什么？学生：等于位移除以时间。教师：该公式求解出来的是平均速度还是瞬时速度？学生：因为对应的是一段时间，求解出来的是平均速度。教师：平均速度的方向是怎样的？学生：平均速度的方向与位移的方向相同。教师：很好！如右图所示质点做曲线运动在时间△t内从A到B，这段时间内的位移即为直线AB，平均速度的方向就是直线AB的方向。教师：那同学们还记得瞬时速度是如何求解的呢？引导学生：瞬时速度是平均速度的极限值。就是说时间间隔△t取得越短，该时间段内的运动速度变化就越小，该段时间内的运动近似成匀速直线运动的误差就越小，平均速度代表瞬时速度的误差就越小。当△t→0时，平均速度的极限值就是瞬时速度。教师：如图：如果△t取得越小，平均速度的方向依次变为割线AC、AD…的方向（注意ABCD人民教育出版社高中物理必修2畅言教育用心用情服务教育已逐渐逼近A处切线的方向）。当△t→0时,割线就成了切线，即平均速度极限值即为A点的瞬时速度,它的方向便在过A的切线方向上。教师提问：曲线运动中，物体的做的是变速运动吗？我们可以从什么角度得到结论？教师指导学生得出：速度是运动状态的描述手段之一。速度是矢量，有大小和方向。大小和方向中任何一个变化了，速度均发生了变化。物体做曲线运动时，速度的方向在不断变化，所以曲线运动是变速运动。教师提问：好，速度是矢量，我们知道矢量是可以合成与分解的，并符合平行四边形法则，那么我们又是怎么去分解曲线运动的速度的呢。请同学阅读课本相关内容后回答。引导学生得出结论：在某位置的瞬时速度可以分解为相互垂直的两个分速度。vx=vsinθvy=vcosθ教学活动：让学生自行阅读理解课本相关内容的例题，加深对合速度，分速度的理解。三、运动描述的实例教学活动：演示玻璃管静止时红蜡块的匀速上升，玻璃管在水平方向上做匀速运动时红蜡块的运动。教师提问：在黑板的背景前观察蜡块的运动，我们发现，玻璃管静止时蜡块作竖直向上的匀速运动，当玻璃管也在水平方向上匀速运动时，那么蜡块在这两个方向上的运动特点又是怎样的呢？学生小组讨论并总结：蜡块参与了两个运动，一个是竖直方向的匀速直线运动，一个是水平方向的匀速直线运动。教师提问：通过观察蜡块参与这两种运动的最终效果是怎样的？是匀速吗？轨迹是直线吗？学生讨论回答，教师不做肯定回应。人民教育出版社高中物理必修2畅言教育用心用情服务教育教师叙述：对于物体的运动特点，我们不能单凭眼睛观察，要精确的描述物体的运动特点，必须从理论上进行严密的推导。下面我们就以蜡块为例探究它在平面内的运动性质到底如何。引导流程：1、确定物体的运动性质，需要哪些物理量之间的关系呢？学生思考讨论：位置、位移、速度、加速度、时间是用来描述质点运动运动性质的物理量。2、质点的位置我们如何确定？学生思考归纳：直线运动的描述可以建立直线坐标，对于蜡块在平面内的运动我们可以选择熟悉的平面直角坐标系。根据上面观察讨论，引导学生归纳位置坐标：x=vxt；y=vyt教师提问：观察我们刚才得到的关于蜡块位置的两个方程．如何才能得到蜡块的轨迹方程？学生总结归纳：根据数学知识，从这两个关系式中消去变量t，就可以得到关于x，y两个变量的方程了。学生自主探究：y=vyvxx教师设疑：从蜡块的轨迹方程中你能得到什么信息？学生讨论：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．物理意义就是蜡块相对于黑板的运动轨迹是直线，即蜡块做的是直线运动。教师顺带引导学生得出合速度大小，合速度方向的表达式：（1）v=√=vy+vx（2）tanθ=vy/vx四、物体做曲线运动的条件教师叙述：刚刚我们研究了曲线运动的运动规律，下面我们来研究物体做曲线运动的条件。前面牛顿定律的学习中我们知道了物体的运动和力的关系。力是改变物体运动状态的原人民教育出版社高中物理必修2畅言教育用心用情服务教育因。那物体做曲线运动时的受力有什么特点呢？教师演示：以抛粉笔为例体会。分别上抛，下抛，自由落体，斜抛。让学生注意观察粉笔在空中运动的轨迹。教师描述：物体的运动规律不是仅仅由合外力决定的，粉笔在空中只受重力，重力方向竖直向下，但物体在空中的运动方向不一定是竖直向下的，物体的运动规律除了与合外力有关外还与物体的速度有关。即物体的运动由速度与合外力共同决定1、竖直上抛过程：速度向上，合外力向下，向上做减速直线运动2、竖直下抛过程：速度向下，合外力向下，向下做加速直线运动3、由静止下落：竖直向下加速直线运动4、其它任意角度抛出：曲线运动引导学生得出结论：合外力与速度同一直线，做直线运动。同向加速，反向减速；合外力与速度不在同一直线，做曲线运动。教师演示：1、一斜面装置放在水平桌面上．在斜面顶端放置一钢球，放开手让钢球自由滚下，观察钢球在桌面上的运动情况，记住钢球的运动轨迹。学生观察：钢球做直线运动，速度逐渐减小。教师提问：你认为钢球在水平面上都受到哪些力，方向如何？学生讨论：钢球受竖直向下的重力，竖直向上的支持力，还受到滑动摩擦力的作用．摩擦力的方向与运动方向在同一直线上，但与运动方向相反。2、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。学生观察：钢球做曲线运动。教师提问：你是如果理解这次钢球为何做曲线运动的呢？引导学生：钢球受竖直向下的重力，竖直向上的支持力，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。教师引导学生得出结论：当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。且合外力指向曲线弯曲的一侧。人民教育出版社高中物理必修2畅言教育用心用情服务教育略◆教学反思