曲線運(yùn)動教材分析PPT幻燈片.ppt

1、曲線運(yùn)動教材分析,八十中 王朝祥,* 教材地位 * 教學(xué)要求 * 教學(xué)建議,1,【教材地位】,從教材內(nèi)容來看：繼物體的平衡、勻變速直線運(yùn)動之后，本章是牛頓運(yùn)動定律的另一重要應(yīng)用，包含平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動等典型運(yùn)動類型，是高中物理教學(xué)的重點(diǎn)。,從處理方法來看：平拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動(加速度恒定)，通過正交分解可以轉(zhuǎn)化為兩個(gè)方向的直線運(yùn)動，這是運(yùn)動的合成與分解的典型應(yīng)用。勻速圓周運(yùn)動是變加速曲線運(yùn)動，處理時(shí)要把握好“確定軌道半徑、分析受力、列方程”等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 掌握好平拋運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動等模型的處理方法和運(yùn)動規(guī)律，有利于分析帶電粒子在電場、磁場、復(fù)合場中的運(yùn)動。這幾個(gè)模型是高中物理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2、,2,【教學(xué)要求】-課程標(biāo)準(zhǔn),拋體運(yùn)動與圓周運(yùn)動 1內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn) (1) 會用運(yùn)動合成與分解的方法分析拋體運(yùn)動。 例1：分別以物體在水平方向和豎直方向的位移為橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，描繪做拋體運(yùn)動的物體的軌跡。 (2) 會描述勻速圓周運(yùn)動。知道向心加速度。 (3) 能用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動的向心力。分析生活和生產(chǎn)中的離心現(xiàn)象。 例2：估測自行車拐彎時(shí)受到的向心力。 (4) 關(guān)注拋體運(yùn)動和圓周運(yùn)動的規(guī)律與日常生活的聯(lián)系。 2活動建議 (1) 通過查找資料，對比實(shí)際彈道的形狀與拋物線的差異，并嘗試做出解釋。 (2) 調(diào)查公路拐彎處的傾斜情況或鐵路拐彎處兩條鐵軌的高度差異。,3,【教學(xué)要求】-會考要求,

3、注：會考要求分A、B、C三個(gè)等級。 A-知道；B-理解；C-應(yīng)用.,4,【教學(xué)要求】-高考要求,注：高考要求分、兩個(gè)等級。 .對所列知識要知道其內(nèi)容及含義，并能在有關(guān)問題中識別和直接使用。 .對所列知識要理解其確切含義及與其他知識的聯(lián)系，能夠進(jìn)行敘述和解釋，并能在實(shí)際問題的分析、綜合、推理和判斷等過程中運(yùn)用。,5,【教學(xué)要求】-我理解的教學(xué)要求,1.基本要求 (1)知道曲線運(yùn)動的條件，會判斷曲線運(yùn)動的速度方向，知道曲線運(yùn)動是變速運(yùn)動。 (2)理解互成角度的兩個(gè)勻速直線運(yùn)動的合成，能進(jìn)行簡單的速度(位移)的合成。 (3)掌握平拋運(yùn)動的處理方法，并能分析解決實(shí)際問題。 (4)會描述勻速圓周運(yùn)動(含

4、線速度、角速度的簡單運(yùn)算)，能用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動的向心力。了解生活和生產(chǎn)中的離心現(xiàn)象。 2.提高要求 (1)會用運(yùn)動合成與分解的方法分析拋體運(yùn)動(含斜拋). (2)能分析典型的圓周運(yùn)動(水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動、豎直面內(nèi)的變速圓周運(yùn)動)，并能進(jìn)行相關(guān)討論(如：臨界條件).,6,【教學(xué)建議】1.1 曲線運(yùn)動,1.隨處可見的曲線運(yùn)動 通過列舉學(xué)生熟悉的實(shí)例，使學(xué)生認(rèn)識到，在現(xiàn)實(shí)生活中曲線運(yùn)動是普遍發(fā)生的，以提升學(xué)習(xí)興趣。 建議補(bǔ)充下列實(shí)例，并引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識其運(yùn)動軌跡.(鋪墊),7,【教學(xué)建議】1.1 曲線運(yùn)動,2.曲線運(yùn)動的速度方向 (1)對教材的處理: 教材第2頁“實(shí)驗(yàn)探究”提供的實(shí)驗(yàn)直

5、觀性不強(qiáng)，建議結(jié)合圖1-1-3“砂輪切割鋼材時(shí)，火花飛濺”講解., 教材第3頁“理論探究”體現(xiàn)了微元法思想，結(jié)合平均速度與瞬時(shí)速度的概念實(shí)施教學(xué)，在物理知識方面有助于學(xué)生理解，但忽略了學(xué)生在數(shù)學(xué)課中尚未學(xué)習(xí)一般曲線的切線這一事實(shí),形成了數(shù)學(xué)障礙. 建議教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第24頁課外閱讀“圓周運(yùn)動與一般曲線運(yùn)動的關(guān)系”，理解任何一條平滑的曲線都可以看作是由一系列不同半徑的圓弧連接而成的，從而實(shí)現(xiàn)從“圓的切線”到“一般曲線的切線”的過渡.,8,火花的運(yùn)動方向，反映砂輪邊緣質(zhì)點(diǎn)的速度方向-切線方向.,(2)教學(xué)片段設(shè)計(jì) 分析教材圖1-1-3“砂輪切割鋼材時(shí)，火花飛濺”., 閱讀教材第24頁 “圓周

6、運(yùn)動與一般曲線運(yùn)動的關(guān)系”. 閱讀教材第3頁“理論探究”，分析一般曲線運(yùn)動的速度方向.,【教學(xué)建議】1.1 曲線運(yùn)動,9,【教學(xué)建議】1.1 曲線運(yùn)動,3.曲線運(yùn)動的條件 (1)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識曲線運(yùn)動的性質(zhì) 因?yàn)榍€運(yùn)動的速度方向時(shí)刻在變化，曲線運(yùn)動是一種變速運(yùn)動. (2)結(jié)合教材第3頁“實(shí)驗(yàn)探究”分析曲線運(yùn)動的條件.,(3)物體做曲線運(yùn)動的條件:a與v0不共線. (a指向軌跡的凹側(cè)),建議：按為銳角、直角、鈍角討論速度大小的變化情況.,10,【教學(xué)建議】1.1 曲線運(yùn)動,4.習(xí)題處理 (1)練習(xí)與評價(jià)第3題：旋轉(zhuǎn)的雨傘甩出水滴. 若俯視，水滴的軌跡？ 若側(cè)面觀察，水滴的軌跡？,4.習(xí)題處理 (

7、1)練習(xí)與評價(jià)第3題：旋轉(zhuǎn)的雨傘甩出水滴. 若俯視，水滴的軌跡？ 若側(cè)面觀察，水滴的軌跡？(補(bǔ)充),(2)課外閱讀“香蕉球”的成因，建議結(jié)合伯努利方程解釋.,11,【教學(xué)建議】1.2 運(yùn)動的合成與分解,1.定量探究小船的運(yùn)動規(guī)律(補(bǔ)充),(1)位置: (2)軌跡: (3)位移: (4)速度:,總結(jié)：運(yùn)動的獨(dú)立性、等時(shí)性.,意圖：體驗(yàn)運(yùn)動的合成，為平拋的研究進(jìn)行方法鋪墊.,12,【教學(xué)建議】1.2 運(yùn)動的合成與分解,2.運(yùn)動的合成 s、v、a是矢量，其合成遵守平行四邊形定則. * 同一直線上運(yùn)動的合成(教材第7頁第2題) * 互成角度的運(yùn)動的合成(教材第6頁例題) 合運(yùn)動的軌跡取決于合加速度與合

8、速度的方向關(guān)系.,說明：建議教學(xué)中類比力的合成.,13,【教學(xué)建議】1.2 運(yùn)動的合成與分解,3.運(yùn)動的分解 合運(yùn)動是指物體的實(shí)際運(yùn)動. 運(yùn)動分解的方法：按效果(或需要)確定分運(yùn)動的方向.,如:連帶運(yùn)動問題,14,【教學(xué)建議】1.2 運(yùn)動的合成與分解,思考題：易 兩個(gè)勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動么？ 一個(gè)勻速直線運(yùn)動與另一個(gè)勻加速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動么？ 兩個(gè)勻加速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動么？ 建議：引導(dǎo)學(xué)生分解豎直上拋運(yùn)動、豎直下拋運(yùn)動。,15,【教學(xué)建議】1.2 運(yùn)動的合成與分解,小船過河問題 河寬為d，水速為v1，船在靜水中的速度為v2. 分析渡河的最短時(shí)間與最小位

9、移.,16,【教學(xué)建議】1.2 運(yùn)動的合成與分解,思考題：較難 在小船過河問題中,水速恒定,船在靜水中的速度滿足v2=at,船頭與河岸垂直,請?jiān)谥苯亲鴺?biāo)系中分析小船的位置和運(yùn)動軌跡.,教學(xué)意圖：引領(lǐng)學(xué)生掌握處理復(fù)雜運(yùn)動的一般方法運(yùn)動的合成與分解，為下節(jié)課學(xué)習(xí)平拋運(yùn)動消除障礙.,17,【教學(xué)建議】1.3 平拋運(yùn)動,1.認(rèn)識平拋運(yùn)動：v0水平、只受重力.(聯(lián)系其他拋體運(yùn)動),18,【教學(xué)建議】1.3 平拋運(yùn)動,3.平拋運(yùn)動的規(guī)律 (1)性質(zhì):勻變速曲線運(yùn)動 (2)軌跡:拋物線 (3)運(yùn)動規(guī)律：引導(dǎo)學(xué)生寫出水平、豎直方向的加速度、速度、位移表達(dá)式，進(jìn)一步描述運(yùn)動軌跡、合位移、合速度.,19,【教學(xué)建

10、議】1.3 平拋運(yùn)動,4.典型問題 (1)速度三角形 思考:以初速度v0水平拋出的小球落到一傾角為的斜面上時(shí)，其速度方向與斜面垂直，分析小球的運(yùn)動時(shí)間. 易,建議:分解末速度.,20,(2)位移三角形 思考:將一個(gè)小球從傾角=30的足夠長的斜面頂端，以初速度v0=5.0m/s向下坡方向水平拋出。求： 經(jīng)歷多少時(shí)間小球打到斜面上？ 易 經(jīng)歷多少時(shí)間小球離斜面的距離最大？ 難,【教學(xué)建議】1.3 平拋運(yùn)動,建議:(1)構(gòu)造位移三角形. (2)兩種方法求解.,21,【教學(xué)建議】1.3 平拋運(yùn)動,(3) 實(shí)驗(yàn)題的兩種處理方法,思考題：O點(diǎn)是拋出點(diǎn)么？如何計(jì)算初速度？,22,【教學(xué)建議】1.4 斜拋運(yùn)動

11、,1.認(rèn)識斜拋運(yùn)動 (1)特點(diǎn)：初速度斜向上 只受重力. (2)性質(zhì)：勻變速曲線運(yùn)動,23,【教學(xué)建議】1.4 斜拋運(yùn)動,2.探究斜拋運(yùn)動的規(guī)律 (1)實(shí)驗(yàn)探究 (2)理論探究-運(yùn)動的分解,沿水平、豎直方向分解： 水平方向的分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動； 豎直方向的分運(yùn)動是豎直上拋運(yùn)動. 建議：引導(dǎo)學(xué)生寫出分運(yùn)動的速度、位移，分析射程.,24,發(fā)散：斜拋運(yùn)動也可以看作沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動和自由落體運(yùn)動的合運(yùn)動.,【教學(xué)建議】1.4 斜拋運(yùn)動,25,【教學(xué)建議】1.4 斜拋運(yùn)動,3.了解空氣阻力對斜拋運(yùn)動的影響,26,【教學(xué)建議】2.1 圓周運(yùn)動,1.形形色色的圓周運(yùn)動 物體的運(yùn)動軌跡是圓的運(yùn)動叫

12、做圓周運(yùn)動. 建議教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生借助教材第20頁圖2-1-1認(rèn)識生活中的圓周運(yùn)動；然后鼓勵(lì)學(xué)生說出更多的圓周運(yùn)動的實(shí)例，進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生描述物體的軌跡和圓心。 教學(xué)意圖：激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，為“2.3圓周運(yùn)動的實(shí)例分析”適當(dāng)鋪墊。,汽車轉(zhuǎn)彎 魔盤,27,2.從不同角度描述勻速圓周運(yùn)動的快慢 單位時(shí)間內(nèi)通過的弧長-線速度v 單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度-角速度 轉(zhuǎn)動一周所用的時(shí)間-周期T,教學(xué)建議： (1)本節(jié)物理量多,建議教師引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)各物理量間的關(guān)系式,在理解的基礎(chǔ)上掌握. (2)聯(lián)系實(shí)際準(zhǔn)備小問題,如鐘表指針的轉(zhuǎn)動周期、月球的公轉(zhuǎn)周期等. 易錯(cuò) (3)借助”練習(xí)與評價(jià)”強(qiáng)化典型問題,如第4題涉及共軸轉(zhuǎn)動

13、、鏈條傳動.,【教學(xué)建議】2.1 圓周運(yùn)動,28,【教學(xué)建議】2.2 向心力和向心加速度,對教材的處理： 教材按照“體驗(yàn)向心力-實(shí)驗(yàn)探究向心力與質(zhì)量、角速度、半徑的關(guān)系-向心力-向心加速度”的順序編寫，從感性認(rèn)識到定量描述，符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，但向心力表達(dá)式的得出略顯突兀。 參照其他版本教材，本節(jié)教學(xué)也可以按照“速度變化量-向心加速度-向心力-實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”的順序?qū)嵤┙虒W(xué)。,方向：指向圓心. (t0),29,【教學(xué)建議】2.2 向心力和向心加速度,建議：通過分析實(shí)際問題準(zhǔn)確理解向心力公式 (1)魔盤轉(zhuǎn)動時(shí)，靠近轉(zhuǎn)軸的小朋友與靠近邊緣的小朋友，哪個(gè)容易甩出？ (2)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)一般要減速，為什么？ 在速

14、度一定的情況下，為防止發(fā)生側(cè)滑，汽車應(yīng)該轉(zhuǎn)大彎還是小彎？,30,【教學(xué)建議】2.2 向心力和向心加速度,思考題：如圖所示，輕繩的上端系于天花板上的O點(diǎn)，下端系有一只小球。將小球拉離平衡位置一個(gè)角度后無初速釋放。當(dāng)繩擺到豎直位置時(shí)，與釘在O點(diǎn)正下方P的釘子相碰。在繩與釘子相碰瞬間，以下哪些物理量的大小沒有發(fā)生變化 A.小球的線速度大小 B.小球的角速度大小 C.小球的向心加速度大小 D.小球所受拉力的大小,教學(xué)意圖：通過分析實(shí)際問題理解向心力公式。,31,需要強(qiáng)化的問題： (1)勻速圓周運(yùn)動是變加速曲線運(yùn)動，其a、v大小不變，方向時(shí)刻在變化。 (2) 向心力方向與速度方向垂直，只改變速度方向，不

15、改變速度大??；向心力是效果力。 (3) 物體做勻速圓周運(yùn)動的條件.,【教學(xué)建議】2.2 向心力和向心加速度,32,【教學(xué)建議】2.3 圓周運(yùn)動的實(shí)例分析,1.水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動（以圓錐擺為例）,規(guī)范解題步驟 定軌跡-定圓心-定半徑-分析力-列方程求解,33,【教學(xué)建議】2.3 圓周運(yùn)動的實(shí)例分析,其他實(shí)例（什么力提供向心力？）,習(xí)題模型,34,【教學(xué)建議】2.3 圓周運(yùn)動的實(shí)例分析,教學(xué)意圖：通過模型題引導(dǎo)學(xué)生鞏固知識、規(guī)范解題過程.,思考題：如圖，內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動，兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，則 球A的角速度大于

16、球B的角速度 球A的線速度大于球B的線速度 球A的運(yùn)動周期小于球B的運(yùn)動周期 球A對筒壁的壓力大于球B對筒壁的壓力,35,【教學(xué)建議】2.3 圓周運(yùn)動的實(shí)例分析,2.豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動（以汽車過拱橋?yàn)槔?思考： 汽車過拱橋時(shí)速度不能太快，為什么？ 速度多大時(shí)，汽車對橋面恰好無壓力？,教學(xué)建議：一題多問、一題多變。,36,【教學(xué)建議】2.3 圓周運(yùn)動的實(shí)例分析,其他實(shí)例,習(xí)題模型（通過最高點(diǎn)的臨界條件？）,繩 外軌 桿 內(nèi)、外軌,37,【教學(xué)建議】2.3 圓周運(yùn)動的實(shí)例分析,思考題：如圖所示，長0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿，一端固定有一個(gè)質(zhì)量為3kg的小球，另一端由電動機(jī)帶動，使桿繞O在豎直平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動，小球的速率為2m/s。取g=10m/s2，則 A.小球通過最高點(diǎn)時(shí)，對桿的拉力大小是6N B.小球通過最高點(diǎn)時(shí)，對桿的壓力大小是24N C.小球通過最低點(diǎn)時(shí)，對桿的拉力大小是