高中物理必修二教案1第一節(jié)-曲線運(yùn)動(dòng)

PAGEPAGE4曲線運(yùn)動(dòng)一、課標(biāo)要求：1.會(huì)用運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法分析拋體運(yùn)動(dòng)。2.會(huì)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)。知道向心加速度。3.能用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。分析生活中的離心現(xiàn)象。4.關(guān)注拋體運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律與日常生活的聯(lián)系。二、重點(diǎn)難點(diǎn)：1.教學(xué)重點(diǎn)：在以前研究直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，建立了一套研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方法，將這一套研究方法推廣到研究曲線運(yùn)動(dòng)，是認(rèn)知發(fā)展的必然。2.教學(xué)難點(diǎn)：討論物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件；形成正確的邏輯思維，使學(xué)生在自己的知識(shí)基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)和邏輯分析，一步一步“偵破”曲線運(yùn)動(dòng)的奧秘；構(gòu)建向心加速度的合理知識(shí)結(jié)構(gòu)。教法建議：理解概念：重視指導(dǎo)學(xué)生理解圓周運(yùn)動(dòng)，線速度，角速度，向心加速度的基本概念。掌握線索：展示實(shí)例，說明曲線運(yùn)動(dòng)的方向，以實(shí)例說明在平面直角坐標(biāo)系中如何研究物體的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的合成與分解。理論聯(lián)系實(shí)際：分析生活中的圓周運(yùn)動(dòng)，通過牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律推導(dǎo)向心力，并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證向心力的表達(dá)式。課時(shí)安排：整章可分三個(gè)部分，新授共8課時(shí)：第一部分1．曲線運(yùn)動(dòng)1課時(shí)第二部分2．質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)1課時(shí)3．拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1課時(shí)4．實(shí)驗(yàn)研究平拋運(yùn)動(dòng)1課時(shí)第三部分5．圓周運(yùn)動(dòng)1課時(shí)6．向心加速度1課時(shí)7．向心力1課時(shí)8．生活中的圓周運(yùn)動(dòng)1課時(shí)單元總結(jié)1課時(shí)，單元測試2課時(shí)，講評1課時(shí)。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？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。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，下面我們再從理論上對這個(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5.1-4，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)t→0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？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)速度方向時(shí)期在變。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)。（二）物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件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。如課本圖5.1-11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。（鋼球做直線運(yùn)動(dòng)，速度逐漸減小。）請同學(xué)們來分析鋼球在桌面上的受力情況？（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。）摩擦力的方向如何？（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，觀察鋼球在桌面上的運(yùn)動(dòng)情況？（鋼球傲曲線運(yùn)動(dòng)）分析鋼球在桌面上的受力情況？（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。）引力的方向如何？（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？（木球做直線運(yùn)動(dòng)，速度不斷減小。）分析木球在桌面上的受力情況？（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)？（粉筆頭做曲線運(yùn)動(dòng)）分析粉筆頭的受力情況？（受豎直向下的重力的作用。）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)？結(jié)論：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)?，F(xiàn)在大家來看這樣一道題，如圖6．1—6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？（物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。）物體的受力情況是怎樣的？（受豎直向下的重力、豎直向上的支持力以及拉力。）拉力與運(yùn)動(dòng)方向有什么關(guān)系？（與運(yùn)動(dòng)方向有一定角度）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)方向成一定角，但物體并沒有做曲線運(yùn)動(dòng)，這是什么原因呢？對于鋼球來說，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)。那我們該如何總結(jié)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件呢？結(jié)論：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)。（三）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。（四）課堂小結(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時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)。（五）板書設(shè)計(jì):5.1曲線運(yùn)動(dòng)1、曲線運(yùn)動(dòng)定義：運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)叫做曲線運(yùn)動(dòng)。2、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件當(dāng)物體所受的合力方向跟它的逮度方向不在同一直線上時(shí)，物體將做曲線運(yùn)動(dòng)。3、曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度，沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向。4、曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)曲線運(yùn)動(dòng)過程中速度方向始終在變化，因此曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。三、課堂練習(xí)：1.關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是…………………(A)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.對曲線運(yùn)動(dòng)中的速度的方向，下列說法正確的是…(A