高中物理 5.1 曲線運(yùn)動(dòng)教案 新人教版必修2

1、物理必修2人教新課標(biāo)5.1 曲線運(yùn)動(dòng)教案課 題§5.1 曲線運(yùn)動(dòng)課 型新授課（2課時(shí)）教 學(xué) 目 標(biāo)知識(shí)與技能 l. 知道曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向，理解曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng) 2知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是所受的合外力與它的速度方向不在一條直線上 過程與方法 1體驗(yàn)曲線運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)的區(qū)別 2體驗(yàn)曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)及它的建度方向的變化 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1能領(lǐng)略曲線運(yùn)動(dòng)的奇妙與和諧，發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲 2有參與科技活動(dòng)的熱情，將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐中教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn) 1什么是曲線運(yùn)動(dòng) 2物體做曲線運(yùn)動(dòng)的方向的確定 3物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件教學(xué)難點(diǎn) 物體微曲線運(yùn)動(dòng)的條件

2、教 學(xué) 方 法 探究、講授、討論、練習(xí)教 學(xué) 手 段教具準(zhǔn)備 投影儀、投影片、斜面、小鋼球、小木球、條形磁鐵教 學(xué) 活 動(dòng)新課導(dǎo)入 (展示問題) 師：前面我們學(xué)習(xí)過了各種直線運(yùn)動(dòng)，包括勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)等下面來看這個(gè)小實(shí)驗(yàn)，判斷該物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) (演示實(shí)驗(yàn)) (1)演示自由落體運(yùn)動(dòng) 師：該運(yùn)動(dòng)的特征是什么? 生：軌跡是直線 (2)演示平拋運(yùn)動(dòng) 師：該運(yùn)動(dòng)的特征是什么? 生：軌跡是曲線 師：這里我們看到一種我們前面沒有學(xué)過的運(yùn)動(dòng)形式，它與我們前面學(xué)過的運(yùn)動(dòng)形式有本質(zhì)的區(qū)別前面我們學(xué)過的運(yùn)動(dòng)的軌跡都是直線，而我們現(xiàn)在看到的這種運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線，我們把這種運(yùn)動(dòng)稱為曲線運(yùn)動(dòng) 概

3、念：軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)叫曲線運(yùn)動(dòng) 師：其實(shí)曲線運(yùn)動(dòng)是比直線運(yùn)動(dòng)普遍的運(yùn)動(dòng)情形，現(xiàn)在請(qǐng)大家舉出一些生活中的曲線運(yùn)動(dòng)的例子 生：微觀世界里如電子繞原子核旋轉(zhuǎn)； 宏觀世界里如天體運(yùn)行； 生活中如投標(biāo)搶、擲鐵餅、跳高、既遠(yuǎn)等均為曲線運(yùn)動(dòng)新課教學(xué) 一、曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向師：在前面學(xué)習(xí)直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)候我們已經(jīng)知道了任何確定的直線運(yùn)動(dòng)都有確定的速度方向，這個(gè)方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同，現(xiàn)在我們又學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動(dòng)，大家想一想我們?cè)撊绾未_定曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向?在解決這個(gè)問題之前我們先來看幾張圖片(如圖61l、612)師：觀察圖中所描述的現(xiàn)象，你能不能說清楚，砂輪打磨下來的熾熱的微粒飛出去的鏈球，它們沿著什么方向運(yùn)動(dòng)?生

4、：唐出的火星是砂乾與刀具磨擦出的微粒，由于慣性，以脫離砂輪時(shí)的速度沿切線方向飛出，切線方向即為火星飛出時(shí)的速度方向?qū)τ阪溓蛞彩峭瑯拥牡览?，它們也?huì)沿著脫離點(diǎn)的切線方向飛出師：剛才的幾個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡都是圈，我們總結(jié)曲線運(yùn)動(dòng)的方向沿著切線方向，但對(duì)于一般的曲線運(yùn)動(dòng)是不是也是這樣呢?下面我們來做個(gè)實(shí)驗(yàn)看一看，一般的曲線運(yùn)動(dòng)是什么情況(演示實(shí)驗(yàn))如圖613所示水平桌面上擺一條曲線軌道，它是由幾段稍短的軌道組合而成的鋼球由軌道的一端滾入(通過壓縮彈簧射人或通過一個(gè)斜面滾入)，在軌道的束縛下鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)在軌道的下面放一張白紙，蘸有墨水的鋼球從出口A離開軌道后在白紙上留下一條運(yùn)動(dòng)的軌跡，它記錄了鋼球在A

5、點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向拿去一段軌道鋼球的軌道出口改在田中且同樣的方法可以記錄鋼球在軌道B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向觀察一下，白紙上的墨跡與軌道(曲線)有什么關(guān)系?生：墨跡與軌道只有一個(gè)交點(diǎn)，說明了墨跡所在的直線為軌道所在曲線在該點(diǎn)的切線，也就是說質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時(shí)刻)的速度的方向是在曲線的這一點(diǎn)的切線方向師：很好通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們總結(jié)出了確定傲曲線運(yùn)動(dòng)的物體在任意一點(diǎn)的速度方向，下面我們?cè)購睦碚撋蠈?duì)這個(gè)結(jié)論證明一下，以加深大家的理解把我們前面學(xué)過的瞬時(shí)速度的求解方法應(yīng)用到這里，我們就可以求出任意一點(diǎn)的速度了下面我們來看這個(gè)過程是怎樣的(1)如圖614，要求直線上的某處A點(diǎn)的瞬時(shí)速度，可在離A不遠(yuǎn)處取一B點(diǎn)，求AB的

6、平均速度來近似表示A點(diǎn)的瞬時(shí)速度，如果時(shí)間取得更短，這種近似更精確，如時(shí)間趨近于零，那么AB間的平均速度即為A點(diǎn)的瞬時(shí)速度(2)在曲線運(yùn)動(dòng)中如何求某點(diǎn)的瞬時(shí)速度?分析：用與直線運(yùn)動(dòng)相同的思維方法來解決先求AB的平均速度，據(jù)式：VAB=XAB/t可知：VAB的方向與XAB的方向一致，t越小，VAB越接近A點(diǎn)的瞬時(shí)速度，當(dāng)t0時(shí)，AB曲線即為切線，A點(diǎn)的瞬時(shí)速度為該點(diǎn)的切線方向由此我們就可以肯定我們剛才所得出的結(jié)論是正確的明確了曲線運(yùn)動(dòng)的方向之后，我們來考慮這樣一個(gè)問題：在運(yùn)動(dòng)過程中，曲線運(yùn)動(dòng)的速度和直線運(yùn)動(dòng)的速度最大的區(qū)別是什么?生：在運(yùn)動(dòng)的過程中，直線運(yùn)動(dòng)的速度方向不發(fā)生變化，而曲線運(yùn)動(dòng)速度方

7、向時(shí)期在變 師：很好那我們由速度的性質(zhì)知，速度是矢量，既有大小又有方向在勻變速運(yùn)動(dòng)中，速度大小發(fā)生變化，我們說這是變速運(yùn)動(dòng)而在曲線運(yùn)動(dòng)中速度方向時(shí)刻在改變，我們也說它是變速運(yùn)動(dòng)實(shí)際上這個(gè)過程我們可以這樣來理解：速度是矢量+速度方向變化，速度矢量就發(fā)生了變化具有加速度曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng) 下面我們來看幾個(gè)題目 課堂訓(xùn)練 l.關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是( ) A.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng) B.曲線運(yùn)動(dòng)逮度的方向不斷地變化。但速度的大小可以不變 C.曲線運(yùn)動(dòng)的逮度方向可能不變 D.曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向一定同時(shí)改變 2對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)中的速度的方向，下列說法正確的是( ) A.在曲線運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)在任一位

8、置的速度方向總是與這點(diǎn)的切線方向相同 B.在曲線運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)的速度方向有時(shí)也不一定是沿著軌跡的切線方向 C.旋轉(zhuǎn)雨傘時(shí)傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運(yùn)動(dòng)，故水滴速度方向不是沿其切線方向的 D.旋轉(zhuǎn)雨傘時(shí)，傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運(yùn)動(dòng)，水滴速度方向總是沿其軌道的切線方向 參考答案 1A 解析：對(duì)于曲線運(yùn)動(dòng)來說，在運(yùn)動(dòng)的過程中，物體速度方向始終在變化，所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)在這個(gè)過程中物體速度的大小是否發(fā)生變化，并不影響曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)因此，速度大小可能變化，也可能不變所以本題應(yīng)該選擇A 2AD 解析：本題主要考查物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度方向，解此題只要把握一點(diǎn)：不論在任何情況下，曲線運(yùn)動(dòng)速度方

9、向總是與其軌道的切線方向一致的，所以本題應(yīng)該選擇AD 二、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件 師：為什么有些物體做直線運(yùn)動(dòng)，有些物體做曲線運(yùn)動(dòng)呢?下面我們通過幾個(gè)實(shí)驗(yàn)來研究以下這個(gè)問題實(shí)驗(yàn)與探究如圖615所示的裝置放在水平桌面上在斜面頂端放置一鋼球，放開手讓鋼球自由滾下，觀察鋼球在桌面上的運(yùn)動(dòng)情況，記住鋼球的運(yùn)動(dòng)軌跡生：鋼球做直線運(yùn)動(dòng)，速度逐漸減小師：請(qǐng)同學(xué)們來分析鋼球在桌面上的受力情況生：鋼球受豎直向下的重力，豎直向上的支持力，還受到滑動(dòng)摩擦力的作用師：摩擦力的方向如何? 生：摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上，但與運(yùn)動(dòng)方向相反(演示實(shí)驗(yàn))在剛才實(shí)驗(yàn)中，鋼球的運(yùn)動(dòng)路徑旁邊放一塊磁鐵，重復(fù)剛才的實(shí)驗(yàn)操作，觀

10、察鋼球在桌面上的運(yùn)動(dòng)情況生：鋼球傲曲線運(yùn)動(dòng)師：分析鋼球在桌面上的受力情況生：鋼球受豎直向下的重力，豎直向上的支持力，還受到方向與運(yùn)動(dòng)方向相反的滑動(dòng)摩擦力的作用，此外還受到磁鐵的吸引力師：引力的方向如何?生：引力的方向隨著鋼球的運(yùn)動(dòng)不斷改變，但總是不與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上(演示實(shí)驗(yàn))把上次實(shí)驗(yàn)用的鋼球改為同等大小的木球重復(fù)上次實(shí)驗(yàn)觀察木球運(yùn)動(dòng)情況生：木球做直線運(yùn)動(dòng)，速度不斷減小師：分析木球在桌面上的受力情況生：木球受豎直向下的重力、豎直向上的支持力，還受到方向與運(yùn)動(dòng)方向相反的滑動(dòng)摩擦力的作用木球并不受到磁鐵給它的吸引力(演示實(shí)驗(yàn)) 隨手拋出一個(gè)粉筆頭，觀察粉筆頭的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 生：粉筆頭做曲線運(yùn)動(dòng)

11、師：分析粉筆頭的受力情況 生：受豎直向下的重力的作用 師：在以上幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中，第一個(gè)鋼球只受到與運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上與運(yùn)動(dòng)方向垂直的力的作用，做的是直線運(yùn)動(dòng)，木球同樣也受到這樣的力的作用，也是做直線運(yùn)動(dòng)，面第二個(gè)鋼球受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向成一定夾角的力的作用，做的是曲線運(yùn)動(dòng)；粉筆頭受的重力與它的運(yùn)動(dòng)方向也不在同一條直線上，粉筆頭傲曲線運(yùn)動(dòng)由此我們可以得出什么樣的情況下物體會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)?生：當(dāng)物體受到與運(yùn)動(dòng)方向不垂直也不在同一條直線上的力的作用時(shí)，會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)師：現(xiàn)在大家來看這樣一道題如圖616所示，光滑水平桌面上放置質(zhì)量為m的物體，受到與水平方向成。角斜向上的力的作用，分析該物體的運(yùn)動(dòng)情況生：物體

12、做勻加速直線運(yùn)動(dòng)師：物體的受力情況是怎樣的?生：受豎直向下的重力、豎直向上的支持力以及拉力師：拉力與運(yùn)動(dòng)方向有什么關(guān)系?生：與運(yùn)動(dòng)方向有一定角度師：剛才我們總結(jié)說：當(dāng)物體受到與運(yùn)動(dòng)方向成一定角度的力的作用時(shí)，物體會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)，而在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，物體受的力與運(yùn)動(dòng)方向成。角，但物體并沒有做曲線運(yùn)動(dòng)，這是什么原因呢?生：對(duì)于鋼球來說，它不僅受到與運(yùn)動(dòng)方向成一定角度的力的作用而且它所受到的合外力的方向也與運(yùn)動(dòng)方向成一定角度，鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)；對(duì)于粉筆頭來說，它所受到的重力就是它受到的合外力，與運(yùn)動(dòng)方向成一定角度，粉筆頭做曲線運(yùn)動(dòng)；對(duì)于剛才實(shí)驗(yàn)中的物體來說，雖然它所受到的拉力與運(yùn)動(dòng)方向成一定角度，但物體所受

13、的合外力仍然與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上，所以該物體并沒有做曲線運(yùn)動(dòng)師：那我們?cè)撊绾慰偨Y(jié)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件呢?生：當(dāng)物體所受的合力方向跟它的速度方向不在同一直線上時(shí)物體將做曲線運(yùn)動(dòng)交流與討論 1飛機(jī)扔炸彈，分析為什么炸彈做曲線運(yùn)動(dòng)? 2我們騎摩托車或自行車通過彎道時(shí)，我們側(cè)身騎，為什么? 3盤山公路路面有何特點(diǎn)?火車鐵軌在彎道有何特點(diǎn)? 參考解答 1炸彈離開飛機(jī)后由于慣性，具有與飛機(jī)同樣的水平初速度，且受重力，初速度與重力方向有一定角度，所以做曲線運(yùn)動(dòng) 2騎摩托車或自行車通過彎道時(shí)，我們和車一起做曲線運(yùn)動(dòng)，這個(gè)時(shí)候人和車這個(gè)整體需要一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向成一定夾角的力來完成這個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)，我們側(cè)身正是為了提供這個(gè)力3盤山公路的路面并不是水平的，而是一邊高一邊低；火車鐵軌在彎道的時(shí)候兩根鐵軌并不是一般高的，而是一個(gè)高一個(gè)低之所以這樣設(shè)計(jì)，正是因?yàn)楦鞣N車輛爬盤山公路的時(shí)候做的都是曲線運(yùn)動(dòng)，火車拐彎時(shí)也是曲線運(yùn)動(dòng)，這些曲線運(yùn)動(dòng)都需要一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向成一定夾角的力來完成盤山公路和火車鐵軌的這種設(shè)計(jì)就是為提供這個(gè)力服務(wù)的小結(jié)1運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)叫曲線運(yùn)動(dòng)2曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向是時(shí)刻改變的，質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方向在曲線的這一點(diǎn)的切線上3當(dāng)合外力F的方向與它的速度方向有一夾角。