5.1+曲線運動+教案-2022-2023學年高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

人教版(2019)高中物理必修第二冊《曲線運動》教學設計課題《曲線運動》單元第一單元學科物理年級必修第二冊核心素養(yǎng)目標物理觀念：學生遷移直線運動，了解曲線運動，拓展對機械運動的認識，進一步發(fā)展運動和相互作用的觀念。運用牛頓第二定律進行科學推理，得出物體做曲線運動的條件是物體所受的合外力方向與運動方向不在同一條直線上，加深對力與運動的關系的認識?？茖W思維：學生體驗建立曲線運動的物理模型，運用類比推理方法，進行曲線運動的描述，發(fā)展運用所學知識研究新問題的能力，并運用所學知識分析、解決實際問題.科學探究：學生觀察生活中的曲線運動和實驗現(xiàn)象，經(jīng)歷基于觀察提出物理問題、形成猜想和假設、設計實驗與制定方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋這一科學探究過程，深化對速度的矢量性的認識，科學推理曲線運動是變速運動?？茖W態(tài)度與責任：以實驗和理論推導相結(jié)合，體會科學探究嚴謹認真、實事求是的精神。體會當所取變量范圍足夠小時，變和不變的統(tǒng)一性、曲和直的統(tǒng)一性，滲透辯證唯物主義世界觀。重點曲線運動速度方向的變化；物體做曲線運動的條件難點曲線運動速度方向的變化；理解曲線運動是變速運動教學方法講授法、實驗法、問題導向法、討論法、小組合作探究。教學準備PPT多媒體課件、小鐵球、磁鐵、陀螺、白板、墨汁、斜面體，紅色印泥、可彎曲式護欄、白紙、視頻資源教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖導入新課又到了四年一度的世界杯,世界杯上神乎其神的香蕉球，竟然會自己拐彎？這種香蕉球都是怎么踢出來的呢？各圖中物體運動有什么共同點？看視頻，討論討論，發(fā)言由2022年卡塔爾世界杯和生活實例引入，激發(fā)學生興趣。講授新課從軌跡上來看，這些運動和我們之前學習的直線運動有很大的不同，并且曲線運動在實際生活中無處不在），因此我們有必要對這種運動進行一番研究。我們把軌跡是曲線的運動，稱之為曲線運動。總結(jié)：軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。思考：還有哪些曲線運動？這些運動就是接下來這兩章我們要學習的內(nèi)容。我們知道，物體做直線運動時，速度方向與運動軌跡一致。物體做曲線運動時，速度方向又是怎樣的呢？帶著這樣的問題，我們來看幾個實驗：學生思考交流討論回答問題幫助學生理解曲線運動鍛煉學生總結(jié)交流能力和自學能力為理解曲線運動的速度方向打下基礎曲線運動的速度方向演示實驗1.砂輪打磨火花沿什么方向飛出？圖中顯示了砂輪打磨金屬塊時，脫落“火星”的運動軌跡?！盎鹦恰痹诿撀淝八查g的速度方向如何？2.雨傘邊沿水滴沿什么方向飛出？圖中下雨天，在手中把雨傘轉(zhuǎn)動起來，水滴從雨傘四周脫落時候的運動朝哪個方向？3.實驗演示：陀螺甩出墨汁在老師的實驗當中顯示了旋轉(zhuǎn)陀螺邊沿甩出的紅墨水的印跡。墨水在離開陀螺邊沿瞬間的速度方向如何？觀察總結(jié)：沿著圓周的切線方向。演示實驗激發(fā)學生學習興趣。同時通過交流總結(jié)，鍛煉學生觀察分析問題的能力。對于任意的曲線運動，質(zhì)點的速度方向都是在軌跡的切線方向嗎？教師介紹演示實驗裝置，要求學生觀察球的運動，播放提前錄制好的實驗視頻。探究活動1（1）：曲線運動的速度方向●實驗器材：小鐵球，斜面體，紅色印泥，可彎曲式護欄（鐵皮護欄+塑料護欄），白紙，薄膜手套●實驗目的：驗證曲線運動的速度沿著軌跡的切線方向●實驗過程：將涂有黑色墨水的小鐵球從斜面體上自由釋放，讓其沿著護欄做曲線運動，小球從A點離開護欄后，觀察小球離開護欄后的軌跡特點；將鐵皮護欄沿著之前的軌跡后撤至B處，同時，撤去塑料護欄（其作用是保證小球做曲線運動的一致性），重復小球的曲線運動；重復上述步驟，觀察小球在C點離開護欄的軌跡特點?！駥嶒灛F(xiàn)象：通過三次實驗，發(fā)現(xiàn)小鐵球在白紙上A、B、C三點的速度方向，均為軌跡在該點的切線方向（教師指導學生操作實驗，并觀察實驗現(xiàn)象）要求：請同學們仔細觀察實驗現(xiàn)象，得出實驗初步結(jié)論。初步結(jié)論：曲線運動速度方向是該點切線的方向。學生觀察實驗視頻，了解實驗基本步驟。學生代表上臺進行實驗操作。臺下學生觀察。物理是一門實驗性學科，通過實地化演示實驗，進一步提升學生學習興趣，通過動手實驗提升學生實驗能力。說明：物理是一門嚴謹?shù)目茖W，講究理論與實驗相結(jié)合。理論推導假設圖中的曲線是某一質(zhì)點的運動軌跡。若質(zhì)點在某一段時間內(nèi)從B點運動到A點，則質(zhì)點的平均速度方向由B點指向A點。當B點越來越靠近A點時，質(zhì)點的平均速度方向?qū)⒃絹碓浇咏麬點的切線方向。當B點與A點的距離接近0時，質(zhì)點在A點的速度方向沿過A點的切線方向。說明：利用平均速度推導的方法，將極限法融入其中，從理論上嚴格證明曲線運動速度的方向特點。學生觀看動畫，思考。實驗后進行理論推導，保證了知識的嚴謹性，使知識更全面的呈現(xiàn)知識生成的過程?？偨Y(jié)：曲線運動的速度方向質(zhì)點在某一點的速度，沿曲線在這一點的切線方向．遷移應用1.思考：如何設計自行車擋泥板？2.在體育比賽中,選手都是在保護欄里面擲鐵餅的，要想得分有效的話,應該在什么范圍內(nèi)擲出鐵餅?(作圖分析)學生思考，討論，回答。理論聯(lián)系實際，讓學生能把物理知識應用到實際生活中去，同時讓學生感受到物理應用在生活中的方方面面。曲線運動中，物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變化了嗎？曲線運動有加速度嗎？二、曲線運動的特點：速度是矢量，有大小和方向。大小和方向中任何一個變化了，速度均發(fā)生了變化。物體做曲線運動時，速度的方向在不斷變化，總結(jié)：曲線運動一定是變速運動，運動狀態(tài)在不斷變化。只要速度有改變，即△v≠O，就一定具有加速度。概念辨析1.曲線運動的速度方向可能不變。（）2.曲線運動一定是變速運動，但變速運動不一定是曲線運動。3.物體的速度不斷改變，它一定做曲線運動。（）4.如圖所示，從M到N是某花樣滑冰運動員入場時的運動軌跡，運動員在軌跡上的四個點a、b、c、d的速度方向標注正確的是（

）對點訓練下列說法正確的是()A.做曲線運動的物體速度一定發(fā)生變化B.速度方向發(fā)生變化的運動一定是曲線運動C.速度變化的運動一定是曲線運動D.加速度變化的運動一定是曲線運動學生回答問題，總結(jié)規(guī)律。提升學生總結(jié)能力，解決問題能力。物體做曲線運動的條件：物體如果不受力，將靜止或做勻速直線運動。那么，你認為物體在什么條件下做曲線運動呢？觀察兩幅圖，想一想物體在什么條件下做曲線運動？探究活動2：曲線運動的條件（成因）？●實驗器材：條形磁鐵，小鐵球，斜面體，白紙●實驗目的：探究物體做曲線運動的條件●實驗過程：在較為光滑的水平面上，在具有某一初速度的小球附近放一條形磁鐵，觀察小球的運動軌跡●實驗結(jié)論：當物體所受合外力與物體的運動方向不共線時，物體做曲線運動（引導學生得出結(jié)論）總結(jié)：物體做曲線運動的條件：當物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運動。學生分組實驗，總結(jié)規(guī)律。通過分組實驗進一步提升學生學習興趣，通過動手實驗提升學生實驗探究能力。拓展延伸：1.做曲線運動的物體運動軌跡、速度方向與其所受合力方向三者位置關系如何？由牛頓第二定律可知，質(zhì)點所受合力的方向與其加速度的方向相同，做曲線運動的物體的軌跡與速度方向相切，并向合力方向彎曲，(如圖所示)夾在速度方向與合力方向之間?？偨Y(jié)：做曲線運動的物體所受合力的方向總指向曲線的凹側(cè)。2.研究曲線運動中速度大小的變化情況時，可將物體所受的合力沿速度所在直線的方向(切線方向)和垂直速度的方向(法線方向)進行分解，切線方向上的分力F1，將產(chǎn)生切向加速度，其作用是改變速度的大小，而垂直速度方向上的分力F2將產(chǎn)生法向加速度，其作用是改變速度的方向?？偨Y(jié)：學生思考，討論回答。思維延伸，鍛煉學生學會運用曲線運動的知識去解決實際問題。對點訓練若已知物體運動的初速度v0的方向及它受到的恒定的合力F的方向,如圖所示。則物體運動可能的軌跡是()揭秘香蕉球當足球快速旋轉(zhuǎn)時，其左右兩側(cè)受到空氣的作用力不同，會產(chǎn)生壓力差，這個力與速度方向不在一條直線上，因此足球會做曲線運動?？偨Y(jié)：運動的分類與特點學生思考，總結(jié)回答。首尾呼應幫助學生理解直線運動和曲線運動以及勻變速和變加速運動的判定。課堂檢測1.假如在彎道上高速行駛的賽車的后輪突然脫離賽車,關于脫離賽車后的車輪的運動情況,以下說法正確的是()A.仍然沿著賽車行駛的彎道運動B.沿著與彎道垂直的方向飛出C.沿著脫離時輪子前進的方向做直線運動,離開彎道D.上述情況都有可能2.如圖所示,籃球沿優(yōu)美的弧線穿過籃筐,圖中能正確表示籃球在相應點速度方向的是()A.v1 B.v2 C.v3 D.v43.(多選)一輛汽車在水平公路上由直道進入彎道,沿曲線由M向N行駛,下圖中分別畫出了這輛汽車轉(zhuǎn)彎時所受合力F的四種方向,你認為可能正確的是()4.一個做勻速直線運動的物體突然受到一個與運動方向不在同一條直線上的恒力的作用時,物體()A.繼續(xù)做直線運動B.一定做曲線運動C.可能做直線運動,也可能做曲線運動D.運動的形式不能確定5.如圖,物體在恒力F作用下沿曲線從A運動到B,這時突然使它所受力反向（大小不變），則物體以后的運動情況（）A.能沿曲線Ba運動B.能沿直線Bb運動C.能沿曲線Bc運動D.能沿原曲線由B返回A學生回答鞏固所學的知識課堂小結(jié)曲線運動1、曲線運動：物體運動的軌跡為曲線的運動2、曲線運動的特點：（是變速運動）A、速度大小可以變化也可以不變B、速度方向為切線方向，時刻在變化3、做曲線運動的條件：物體受到的合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上板書設計課后作業(yè)1.課后問題與練習。2.認識曲線運動的本質(zhì)加強理解曲線運動的條件。3.尋找生活中曲線運動實例并加以分析。課后反思亮點：通過展示生活中的運動的圖片，讓學生在各種情境中抽象初物體做曲線運動的共同特征，形成曲線運動的概念，完成從經(jīng)驗性常識向物理觀念的轉(zhuǎn)變。理論和實驗相結(jié)合。本節(jié)課通過演示、視頻一步一步引導學生，加深對曲線運動的認識。從曲線運動的定義