高一物理人教版必修二第5章拋體運(yùn)動 第1課曲線運(yùn)動 學(xué)案

5.1曲線運(yùn)動學(xué)習(xí)目標(biāo)：1．知道描述曲線運(yùn)動的方法。2．理解曲線運(yùn)動的速度方向，理解曲線運(yùn)動的性質(zhì)。3．知道處理復(fù)雜運(yùn)動的基本方法——運(yùn)動的合成與分解。4．理解物體做曲線運(yùn)動的條件。教學(xué)重難點：重點:曲線運(yùn)動的條件。難點:軌跡彎曲方向與所受合外力的方向的關(guān)系。教學(xué)過程：導(dǎo)入新課】到目前為止，我們只研究了物體沿著一條直線的運(yùn)動。實際上，在自然界和技術(shù)中，曲線運(yùn)動隨處可見。

教師隨手拋出的一個粉筆頭它的運(yùn)動。同學(xué)們能舉出一些生活中的曲線運(yùn)動的例子嗎？其實曲線運(yùn)動隨處可見，小到微觀世界如核外電子繞原子核高速轉(zhuǎn)動，大到天體運(yùn)動如地球繞太陽公轉(zhuǎn)。所以研究曲線運(yùn)動的特點（位移、速度）和物體在什么情況下做曲線運(yùn)動等問題將具有非常重要的實際意義，這也是我們本節(jié)課的重點和難點。我們先來探究曲線運(yùn)動的位移，請看活動一【自主研習(xí)教材P2“曲線運(yùn)動的位移”板塊，建構(gòu)曲線運(yùn)動的位移】并完成相應(yīng)的練習(xí)。曲線運(yùn)動的位移討論并評講以上我們探究了曲線運(yùn)動的位移，接下來探究區(qū)別于直線運(yùn)動最直觀的物理量是速度。曲線運(yùn)動的物體的速度方向1、三個演示實驗

演示在旋轉(zhuǎn)的砂輪上磨刀具。

觀察并思考問題：磨出的火星如何運(yùn)動？為什么？

分析：磨出的火星是砂輪與刀具磨擦出的微粒，由于慣性，以脫離砂輪時的速度沿切線方向飛出，切線方向即為火星飛出時的速度方向。演示撐開帶有雨滴的雨傘繞柄旋轉(zhuǎn)，傘邊緣上的水滴如何運(yùn)動？

觀察并思考：水滴為什么會沿脫離時的軌跡的切線飛出？

分析：同上演示鏈球運(yùn)動員運(yùn)動到最快時突然松手，在脫手處小球如何飛出？

觀察并思考：鏈球為什么會沿脫手處的切線飛出？分析：同上2、理論分析：思考并討論：

（1）在變速直線運(yùn)動中如何確定某點的瞬時速度？分析：如要求直線上的某處A點的瞬時速度，可在離A不遠(yuǎn)處取一B點，求AB的平均速度來近似表示A點的瞬時速度，如果時間取得更短，這種近似更精確，如時間趨近于零，那么AB間的平均速度即為A點的瞬時速度。

（2）在曲線運(yùn)動中如何求某點的瞬時速度？

分析：用與直線運(yùn)動相同的思維方法來解決。

先求AB的平均速度，據(jù)式：可知：的方向與的方向一致，越小，越接近A點的瞬時速度，當(dāng)時，AB曲線即為切線，A點的瞬時速度為該點的切線方向?？梢?，速度的方向為質(zhì)點在該處的切線方向，且方向是時刻改變的。因此，曲線運(yùn)動是變速運(yùn)動?！窘Y(jié)論】：質(zhì)點在某一點（或某一時刻）的速度方向在曲線的這一點的切線方向上。曲線運(yùn)動中速度的方向是時刻改變，所以曲線運(yùn)動是變速運(yùn)動。根據(jù)所學(xué)知識完成活動二的相關(guān)問題2、3。討論匯報。曲線運(yùn)動中速度的方向時刻在變化，速度是矢量，他與位移、力等矢量一樣，可以用相互垂直的兩個方向的分矢量來表示，這兩個矢量叫做分速度。如物體速度的大小為v，速度方向與水平方向的夾角為θ，則物體沿水平方向的分速度vx=,沿豎直方向的分速度vy=。根據(jù)所學(xué)知識完成問題4，請同學(xué)報答案?！具^渡】剛才學(xué)習(xí)了怎樣用物體的位置和速度描述它在平面中的運(yùn)動，并且有了理論基礎(chǔ)，下面我們通過實例分析、蠟塊的運(yùn)動，就可以有更清晰的認(rèn)識。1：合運(yùn)動和分運(yùn)動（1）做課本演示實驗：a在長約80—100cm一端封閉的管中注滿清水，水中放一個由紅蠟做成的小圓柱體R（要求它能在水中大致勻速上?。?，將管的開口端用膠塞塞金。b，將此管緊貼黑板豎直倒置，在蠟塊就沿玻璃管勻速上升，做直線運(yùn)動，記下它由A移動到B所用的時間。C：然后，將玻璃管重新倒置，在蠟塊上升的同時，將玻璃管水平向右勻速移動，觀察到它是斜向右上方移動的，經(jīng)過相同的時間，它由A運(yùn)動到C：

（2）分析：紅蠟塊可看成是同時參與了下面兩個運(yùn)動，在玻璃管中豎直向上的運(yùn)動（由A到B）和隨玻璃管水平向右的運(yùn)動（由A到D），紅蠟塊實際發(fā)生的運(yùn)動（由A到C）是這兩個運(yùn)動合成的結(jié)果。（3）用CAI課件重新對比模擬上述運(yùn)動（4）總結(jié)得到什么是分運(yùn)動和合運(yùn)動a：紅蠟塊沿玻璃管在豎直方向的運(yùn)動和隨管做的水平方向的運(yùn)動，叫做分運(yùn)動。紅蠟塊實際發(fā)生的運(yùn)動叫做合運(yùn)動。b：合運(yùn)動的（位移、速度）叫做合（位移、速度）分運(yùn)動的（位移、速度）叫做分（位移、速度）2、運(yùn)動的合成和分解：（1）（2）運(yùn)動的合成和分解遵循平行四邊形法則例題分析1、用投影片出示課本例12、出示分析思考題（1）說明紅蠟塊參與哪兩個分運(yùn)動（2）據(jù)實驗觀察知道，分運(yùn)動和合運(yùn)動所用的時間有什么關(guān)系？（3）紅蠟塊的兩個分速度應(yīng)如何求解？（4）如何分解合速度物體做曲線運(yùn)動的條件，觀察與思考三個對比實驗說明：以下三個實驗是在實物展示臺面上做的，由于展示臺是玻璃面，而運(yùn)動的物體是小鋼球，摩擦力很小，可看成光滑的平面。初速度是從一斜槽上滑到臺面上實現(xiàn)。在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在不受外力時將如何運(yùn)動？討論結(jié)果：由于小球在運(yùn)動方向上不受外力，合外力為零，根據(jù)牛頓第一定律，小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動。（動畫演示受力分析）在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在運(yùn)動方向的正前方向或正后方向放一條形磁鐵將如何運(yùn)動？

討論結(jié)果：由于小球在運(yùn)動方向受磁鐵作用，會使小球加速或減速，但仍做直線運(yùn)動。（動畫演示受力分析）在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在運(yùn)動方向一側(cè)放一條形磁鐵時小球?qū)⑷绾芜\(yùn)動？

討論結(jié)果：由于小球在運(yùn)動過程中受到一個側(cè)力，小球?qū)⒏淖冘壽E而做曲線運(yùn)動。（動畫演示受力分析）2、從以上實驗得出三個啟示：啟示一：物體有初速度但不受外力時，將做什么運(yùn)動？（提問）答：勻速直線運(yùn)動（如實驗一）啟示二：物體沒有初速度但受外力時，將做什么運(yùn)動？（提問）答：做加速直線運(yùn)動（如自由落體運(yùn)動等）啟示三：物體既有初速度又有外力時，將做什么運(yùn)動？答：a、當(dāng)初速度方向與外力方向在同一直線上（方向相同或相反）時將做直線運(yùn)動。（如豎直上拋、實驗二等）b、當(dāng)初速度與外力不在同一直線上時，做曲線運(yùn)動。（如實驗水平拋物體等）提問：根據(jù)以上實驗及啟示，分析做曲線運(yùn)動的條件是什么？3、結(jié)論：做曲線運(yùn)動的條件是：要有初速度（2）要有合外力（3）初速度與合外力有一個角度討論：物體的初始狀態(tài)如何？答：靜止或勻速直線運(yùn)動（說明：題目沒有明確）合外力情況如何？答：開始合外力為零，當(dāng)撤去一個力時，物體將受到與撤去的力大小相等，方向相反的合外力。（（動畫演示受力分析過程）物體將如何運(yùn)動？答：a、當(dāng)初速度為零時，一定做勻加速直線運(yùn)動b、當(dāng)初速度不為零時，當(dāng)初速度方向與合外力方向相同或相反時，做勻變速直線運(yùn)動；當(dāng)初速度與合外力方向有角度時，物體做曲線運(yùn)動。因此本題答案是：C?？偨Y(jié)：3、物體做曲線運(yùn)動的條件播放視頻資料：一個在水平面上做直線運(yùn)動的鋼珠，如果從旁給它施加一個側(cè)向力，它的運(yùn)動方向就會改變，不斷給鋼珠施加側(cè)向力，或者在鋼珠運(yùn)動的路線旁放一塊磁鐵，鋼珠就偏離原來的方向而做曲線運(yùn)動?！緦嶒灐浚簩嶒炗^察完模擬實驗后，學(xué)生做實驗?！咎釂枴浚簩W(xué)生舉例說明物體為什么做曲線運(yùn)動。用牛頓第二定律分析物體做曲線運(yùn)動的條件：當(dāng)合力的方向與物體的速度方向在同一直線上時，產(chǎn)生的加速度也在這條直線上，物體就做直線運(yùn)動。如果合力的方向跟速度方向不在同一條直線上時，產(chǎn)生的加速