第一篇:1. 曲線運動 教學(xué)設(shè)計 教案
教學(xué)準備
1.教學(xué)目標
知識與技能
1.知道曲線運動中速度的方向,理解曲線運動是一種變速運動. 2.知道物體做曲線運動的條件.
3.學(xué)會用作圖法和直角三角形知識解決有關(guān)位移和速度的合成、分解問題. 過程與方法
1.學(xué)會分析日常生活中的曲線運動.
2.結(jié)合牛頓第二定律解釋物體做曲線運動的條件.
3.通過紅蠟塊運動的實驗,觀察并分析在平面直角坐標系中研究物體的運動情況. 情感、態(tài)度與價值觀
曲線運動是物體運動的普遍形式,注意觀察身邊不同物體的運動狀態(tài),思考產(chǎn)生不同運動的原因,體驗分析實際問題的樂趣.2.教學(xué)重點/難點
多媒體、板書
3.教學(xué)用具 4.標簽
教學(xué)過程
一、曲線運動的位移
探究交流:圖中做飛行表演的飛機正在螺旋上升,為了描述飛機的位移,選擇平面直角坐標系可以嗎?如果不可以,應(yīng)該選擇什么樣的坐標系?
【提示】飛機不是在一個平面內(nèi)運動,所以在平面直角坐標系中無法描述它的位移.描述飛機的位移需建立三維坐標系.1.基本知識(1)曲線運動
質(zhì)點運動的軌跡是曲線的運動.(2)建立坐標系
研究在同一平面內(nèi)做曲線運動的物體的位移時,應(yīng)選擇平面直角坐標系.(3)描述
對于做曲線運動的物體,其位移應(yīng)盡量用坐標軸方向的分矢量來表示. 2.思考判斷
(1)人造衛(wèi)星圍繞地球的運動是曲線運動.(√)(2)研究風(fēng)箏的運動時,可以選擇平面直角坐標系.(×)(3)當(dāng)物體運動到某點時,位移的分矢量可用該點的坐標來表示.(√)
二、曲線運動的速度 探究交流
在砂輪上磨刀具時,刀具與砂輪接觸處的火星沿什么方向飛出?轉(zhuǎn)動雨傘時,雨傘上的水滴沿什么方向飛出?由以上兩種現(xiàn)象你能得出什么結(jié)論? 【提示】 火星將沿砂輪與刀具接觸處的切線方向飛出,雨滴將沿傘邊上各點所在圓周的切線方向飛出.由這兩種現(xiàn)象可以看出,物體做曲線運動時,在某點時的速度方向應(yīng)沿該點所在軌跡的切線方向.1.基本知識(1)速度的方向
質(zhì)點在某一點的速度,沿曲線在這一點的切線方向.(2)運動性質(zhì)
做曲線運動的質(zhì)點的速度的方向時刻發(fā)生變化,即速度時刻發(fā)生變化,因此曲線運動一定是變速運動.
(3)描述
用速度在相互垂直的兩個方向的分矢量表示,這兩個分矢量叫做分速度. 2.思考判斷
(1)噴泉中斜射出的水流,其速度方向沿切線方向.(√)(2)曲線運動的速度可以不變.(×)(3)分速度是標量.(×)3.曲線運動的速度特點
曲線運動速度的特點:一是速度時刻改變;二是速度方向總是沿切線方向.
(1)曲線運動中質(zhì)點在某一時刻(或某一位置)的速度方向,就是質(zhì)點從該時刻(或該點)脫離曲線后自由運動的方向,也就是曲線上這一點的切線方向.
(2)速度是一個矢量,既有大小,又有方向,假如在運動過程中只有速度大小的變化,而物體的速度方向不變,則物體只能做直線運動.因此,若物體做曲線運動,表明物體的速度方向發(fā)生了變化.
三.運動描述的實例 探究交流:在蠟塊運動的描述中,如果只讓玻璃管向右移動的速度變大,蠟塊的速度如何變?
1.基本知識
(1)蠟塊的位置(如圖512所示)蠟塊沿玻璃管勻速上升的速度設(shè)為vy,玻璃管向右移動的速度設(shè)為vx.從蠟塊開始運動的時刻計時,于是在時刻t,蠟塊的位置P可以用它的x、y兩個坐標表示,x=vxt,y=vyt.(2)蠟塊的速度
四、物體做曲線運動的條件 1.基本知識
(1)當(dāng)物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時,物體做曲線運動.(2)當(dāng)物體加速度的方向與速度方向不在同一直線上時,物體做曲線運動. 2.思考判斷
(1)物體做曲線運動時,合力一定是變力.(×)(2)物體做曲線運動時,合力一定不為零.(√)(3)物體做曲線運動時,加速度一定不為零.(√)探究交流
你能總結(jié)出物體做直線運動的條件嗎?
五、運動性質(zhì)和軌跡的判斷 【問題導(dǎo)思】
1.當(dāng)物體所受合力變化時,加速度變化嗎?
2.當(dāng)物體所受合力與速度成銳角時,物體是加速運動,還是減速運動? 3.物體運動的軌跡如何判定?
1.物體所受合力為零或不受力時,將做勻速直線運動或靜止. 2.物體所受合力不為零時,若合力方向與速度方向夾角為θ,則
3.物體運動性質(zhì)和軌跡的判斷方法
兩個互成角度的直線運動的合運動的性質(zhì)和軌跡,由兩分運動的性質(zhì)及合初速度與合加速度的方向關(guān)系決定.
(1)根據(jù)合加速度是否恒定判定合運動是勻變速運動還是非勻變速運動,若合加速度不變且不為零,則合運動為勻變速運動;若合加速度變化,則為非勻變速運動.
(2)根據(jù)合加速度與合初速度是否共線判斷合運動是直線運動還是曲線運動,若合加速度與合初速度在同一直線上,則合運動為直線運動,否則為曲線運動.
4.不在一條直線上的兩個直線運動的合運動的幾種可能情況(1)兩個勻速直線運動的合運動仍然是勻速直線運動.
(2)一個勻速直線運動與一個勻變速直線運動的合運動一定是勻變速曲線運動.(3)兩個初速度為零的勻加速直線運動的合運動一定是勻加速直線運動,合運動的方向即兩個加速度合成的方向.
(4)兩個初速度不為零的勻變速直線運動的合運動可能是勻變速直線運動,也可能是勻變速曲線運動,當(dāng)兩個分運動的初速度的合速度方向與兩個分運動的合加速度方向在同一直線上時,合運動為勻變速直線運動,否則為勻變速曲線運動.
5.曲線運動性質(zhì)的判斷方法
(1)看物體的合外力.若物體的合外力為恒力,則它做勻變速曲線運動;若物體的合外力為變力,則它做非勻變速曲線運動.
(2)看物體的加速度.若物體的加速度不變,則它做勻變速曲線運動;若物體的加速度變化,則它做非勻變速曲線運動.
例:關(guān)于運動的性質(zhì),以下說法中正確的是()A.曲線運動一定是變速運動 B.變速運動一定是曲線運動 C.曲線運動一定是變加速運動 D.加速度不變的運動一定是直線運動 【答案】 A
六、合運動、分運動的理解 【問題導(dǎo)思】
1.合運動、分運動的關(guān)系具備哪些特性? 2.運動的合成與分解滿足什么規(guī)律?
3.速度、加速度、位移都能用平行四邊形定則進行合成嗎? 1.合運動與分運動
(1)如果物體同時參與了幾個運動,那么物體實際發(fā)生的運動就是合運動,參與的幾個運動就是分運動.(2)物體的實際運動一定是合運動,實際運動的位移、速度、加速度就是它的合位移、合速度、合加速度,而分運動的位移、速度、加速度是它的分位移、分速度、分加速度.
2.合運動與分運動關(guān)系的四個特性
(1)等效性:各分運動的共同效果與合運動的效果相同.(2)等時性:各分運動與合運動同時發(fā)生和結(jié)束,時間相同.(3)獨立性:各分運動之間互不相干,彼此獨立,互不影響.(4)同體性:各分運動與合運動是同一物體的運動. 3.合運動與分運動的求法
(1)運動合成與分解:已知分運動求合運動,叫運動的合成;已知合運動求分運動,叫運動的分解.
(2)運動合成與分解的法則:合成和分解的內(nèi)容是位移、速度、加速度的合成與分解,這些量都是矢量,遵循的是平行四邊形定則.
(3)運動合成與分解的方法:在遵循平行四邊形定則的前提下,處理合運動和分運動關(guān)系時要靈活采用方法,或用作圖法或用解析法,依情況而定,可以借鑒力的合成和分解的知識,具體問題具體分析.
注意:1.將合運動分解時,可以分解到相互垂直的兩個方向上,也可以分解到同一條直線上或其他方向上.
2.速度的合成與分解、位移的合成與分解和力的合成與分解的方法完全相同,之前所學(xué)的力的合成與分解的規(guī)律及方法可以直接應(yīng)用.
七、小船渡河模型
例:小船要橫渡一條200 m寬的河,水流速度為3 m/s,船在靜水中的航速是5 m/s,求:
(1)當(dāng)小船的船頭始終正對對岸行駛時,它將在何時、何處到達對岸?
(2)要使小船到達河的正對岸,應(yīng)如何行駛?多長時間能到達對岸?(sin 37°=0.6)【答案】(1)40 s 正對岸下游120 m處(2)船頭指向與岸的上游成53°角 50 s 1.渡河時間最短問題若要渡河時間最短,由于水流速度始終沿河道方向,不能提供指向河對岸的分速度,因此只要
課堂小結(jié)
板書
5.1 曲線運動
1、曲線運動
定義:運動軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。
2、物體做曲線運動的條件
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,物體將做曲線運動。
3、曲線運動速度的方向
質(zhì)點在某一點的速度,沿曲線在這一點的切線方向。
4、曲線運動的性質(zhì)
曲線運動過程中速度方向始終在變化,因此曲線運動是變速運動。
第二篇:曲線運動教學(xué)設(shè)計專題
人教版、高一年級 §6.1 曲線運動 的教學(xué)設(shè)計
浦江二中
賈愛英
322200
一、教材分析
本節(jié)教材主要有兩個知識點:曲線運動的速度方向和物體做曲線運動的條件.教材一開始比較曲線運動與直線運動,提出兩者之間的明顯區(qū)別,引出曲線運動的速度方向問題,緊接著通過觀察一些常見的現(xiàn)象,得到曲線運動中速度方向是時刻改變的,且質(zhì)點在某點的速度方向是曲線上該點的切線方向.再結(jié)合矢量的特點,給出曲線運動是變速運動。關(guān)于物體做曲線運動的條件,教材從實驗入手得到,再通過實例加以說明,最后從牛頓第二定律角度從理論上加以分析。本節(jié)教材的知識內(nèi)容和能力因素,是對前面所學(xué)知識的重要補充,是對運動和力的關(guān)系的進一步理解和完善,是進一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ).
二、教 學(xué) 目 標:
(一、)知識與技能
l.、知道曲線運動中速度的方向,理解曲線運動是一種變速運動. 2.知道物體做曲線運動的條件是所受的合外力與它的速度方向不在一條直線上.(二、)過程與方法
1.體驗曲線運動與直線運動的區(qū)別.
2.體驗曲線運動是變速運動及它的速度方向的變化.(三、)情感、態(tài)度與價值觀
1.能領(lǐng)略曲線運動的奇妙與和諧,發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲.
2.有參與科技活動的熱情,將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實踐中.
三、教學(xué)重點、難點:
(一)教學(xué)重點
1.什么是曲線運動.
2.物體做曲線運動的方向的確定.
3.物體做曲線運動的條件.
(二)教學(xué)難點
物體做曲線運動的條件.
四、教學(xué)方法:探究、講授、討論、練習(xí)
五、教 學(xué)手段:
教具準備:投影儀、投影片、斜面、小鋼球、小木球、條形磁鐵.
六、教學(xué)活動 [新課導(dǎo)入]
(展示問題)
師:前面我們學(xué)習(xí)過了各種直線運動,包括勻速直線運動、勻變速直線運動、自由落體運動等.下面來看這個小實驗,判斷該物體的運動狀態(tài).
(演示實驗)
(1)演示自由落體運動.
師:該運動的特征是什么?
生:軌跡是直線.
(2)演示平拋運動.
師:該運動的特征是什么?
生:軌跡是曲線.
師:這里我們看到一種我們前面沒有學(xué)過的運動形式,它與我們前面學(xué)過的運動形式有本質(zhì)的區(qū)別.前面我們學(xué)過的運動的軌跡都是直線,而我們現(xiàn)在看到的這種運動的軌跡是曲線,我們把這種運動稱為曲線運動.
概念:軌跡是曲線的運動叫曲線運動.
師:其實曲線運動是比直線運動普遍的運動情形,現(xiàn)在請大家舉出一些生活中的曲線運動的例子.
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行;
生活中如投標搶、擲鐵餅、跳高、跳遠等均為曲線運動. [新課教學(xué)]
(一)、曲線運動速度的方向
師:在前面學(xué)習(xí)直線運動的時候我們已經(jīng)知道了任何確定的直線運動都有確定的速度方向,這個方向與物體的運動方向相同或相反,現(xiàn)在我們又學(xué)習(xí)了曲線運動,大家想一想我們該如何確定曲線運動的速度方向?在解決這個問題之前我們先來看幾張圖片(如圖6.1—l、6.1—2).
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動? 生:擦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.對于鏈球也是同樣的道理,它們也會沿著脫離點的切線方向飛出.
師:剛才的幾個物體的運動軌跡都是圓,我們總結(jié)曲線運動的方向沿著切線方向,但對于一般的曲線運動是不是也是這樣呢?下面我們來做個實驗看一看,一般的曲線運動是什么情況.(演示實驗)
如圖6.1—3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斜面滾入),在軌道的束縛下鋼球做曲線運動.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動的軌跡,它記錄了鋼球在A點的運動方向.拿去一段軌道.鋼球的軌道出口改在圖中B點且同樣的方法可以記錄鋼球在軌道B點的運動方向.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交點,說明了墨跡所在的直線為軌道所在曲線在該點的切線,也就是說質(zhì)點在某一點(或某一時刻)的速度的方向是在曲線的這一點的切線方向.
師:很好.通過這個實驗我們總結(jié)出了確定做曲線運動的物體在任意一點的速度方向。
明確了曲線運動的方向之后,我們來考慮這樣一個問題:在運動過程中,曲線運動的速度和直線運動的速度最大的區(qū)別是什么? 生:在運動的過程中,直線運動的速度方向不發(fā)生變化,而曲線運動速度方向時刻在變.
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.在勻變速運動中,速度大小發(fā)生變化,我們說這是變速運動.而在曲線運動中.速度方向時刻在改變,我們也說它是變速運動.
實際上這個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→曲線運動是變速運動.
下面我們來看幾個題目.
[課堂訓(xùn)練]
l.關(guān)于曲線運動,下列說法正確的是?????????????()
A.曲線運動一定是變速運動
B.曲線運動速度的方向不斷地變化。但速度的大小可以不變
C.曲線運動的速度方向可能不變
D.曲線運動的速度大小和方向一定同時改變
2.對曲線運動中的速度的方向,下列說法正確的是???????()
A.在曲線運動中,質(zhì)點在任一位置的速度方向總是與這點的切線方向相同
B.在曲線運動中,質(zhì)點的速度方向有時也不一定是沿著軌跡的切線方向
C.旋轉(zhuǎn)雨傘時.傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運動,故水滴速度方向不是沿其切線方向的
D.旋轉(zhuǎn)雨傘時,傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運動,水滴速度方向總是沿其軌道的切線方向
參考答案
1.A
解析:對于曲線運動來說,在運動的過程中,物體速度方向始終在變化,所以曲線運動一定是變速運動.在這個過程中.物體速度的大小是否發(fā)生變化,并不影響曲線運動是變速運動.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
2.AD
解析:本題主要考查物體做曲線運動時的速度方向,解此題只要把握一點:不論在任何情況下,曲線運動速度方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)、物體做曲線運動的條件
師:為什么有些物體做直線運動,有些物體做曲線運動呢?下面我們通過幾
個實驗來研究以下這個問題.
[實驗與探究]
如圖6.1—5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動情況,記住鋼球的運動軌跡.
生:鋼球做直線運動,速度逐漸減?。?/p>
師:請同學(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,還受到滑動摩擦力的作用. 師:摩擦力的方向如何?
生:摩擦力的方向與運動方向在同一直線上,但與運動方向相反.(演示實驗)在剛才實驗中,鋼球的運動路徑旁邊放一塊磁鐵,重復(fù)剛才的實驗操作,觀察鋼球在桌面上的運動情況.
生:鋼球做曲線運動.
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,還受到方向與運動方向相反的滑動摩擦力的作用,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動不斷改變,但總是不與運動方向在同一直線上.
(演示實驗)把上次實驗用的鋼球改為同等大小的木球重復(fù)上次實驗.觀察木球運動情況.
生:木球做直線運動,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,還受到方向與運動方向相反的滑動摩擦力的作用.木球并不受到磁鐵給它的吸引力.
(演示實驗)
隨手拋出一個粉筆頭,觀察粉筆頭的運動狀態(tài).
生:粉筆頭做曲線運動.
師:分析粉筆頭的受力情況.
生:受豎直向下的重力的作用.
師:在以上幾個實驗中,第一個鋼球只受到與運動方向在同一條直線上與運動方向垂直的力的作用,做的是直線運動,木球同樣也受到這樣的力的作用,也是做直線運動,而第二個鋼球受到一個與運動方向成一定夾角的力的作用,做的是曲線運動;粉筆頭受的重力與它的運動方向也不在同一條直線上,粉筆頭做曲線運動.由此我們可以得出什么樣的情況下物體會做曲線運動? 生:當(dāng)物體受到與運動方向不在同一條直線上的力的作用時,會做曲線運動. 師:現(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α角斜向上的力的作用,分析該物體的運動情況.
生:物體做勻加速直線運動. 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:拉力與運動方向有什么關(guān)系? 生:與運動方向有一定角度.
師:剛才我們總結(jié)說:當(dāng)物體受到與運動方向成一定角度的力的作用時,物體會做曲線運動,而在這個實驗中,物體受的力與運動方向成α角,但物體并沒有做曲線運動,這是什么原因呢? 生:對于鋼球來說,它不僅受到與運動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動方向成一定角度,鋼球做曲線運動;對于粉筆頭來說,它所受到的重力就是它受到的合外力,與運動方向成一定角度,粉筆頭做曲線運動;對于剛才實驗中的物體來說,雖然它所受到的拉力與運動方向成一定角度,但物體所受的合外力仍然與運動方向在同一直線上,所以該物體并沒有做曲線運動.
師:那我們該如何總結(jié)物體做曲線運動的條件呢? 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.物體將做曲線運動.
[交流與討論]
1.飛機扔炸彈,分析為什么炸彈做曲線運動?
2.我們騎摩托車或自行車通過彎道時,我們側(cè)身騎,為什么?
3.盤山公路路面有何特點?火車鐵軌在彎道有何特點?
參考解答
1.炸彈離開飛機后由于慣性,具有與飛機同樣的水平初速度,且受重力,初速度與重力方向有一定角度,所以做曲線運動.
2.騎摩托車或自行車通過彎道時,我們和車一起做曲線運動,這個時候人和車這個整體需要一個與運動方向成一定夾角的力來完成這個曲線運動,我們側(cè)身正是為了提供這個力.
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候兩根鐵軌并不是一般高的,而是一個高一個低.之所以這樣設(shè)計,正是因為各種車輛爬盤山公路的時候做的都是曲線運動,火車拐彎時也是曲線運動,這些
曲線運動都需要一個與運動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)計就是為提供這個力服務(wù)的. [小結(jié)] 1.運動軌跡是曲線的運動叫曲線運動. 2.曲線運動中速度的方向是時刻改變的,質(zhì)點在某一點的瞬時速度的方向在曲線的這一點的切線上.
3.當(dāng)合外力F的方向與它的速度方向不在一條直線上時,物體做曲線運動.
作 業(yè) [布置作業(yè)]
教材第34頁“問題與練習(xí)”1,2,3.
七、板 書 設(shè) 計
§6.1 曲線運動(一、)曲線運動
定義:運動軌跡是曲線的運動叫做曲線運動.
(二、)物體做曲線運動的條件
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,物體將做曲線運動.
(三、)曲線運動速度的方向
質(zhì)點在某一點的速度,沿曲線在這一點的切線方向.(四、)曲線運動的性質(zhì)
曲線運動過程中速度方向始終在變化,因此曲線運動是變速運動.
八、教學(xué)反思
與過去的教材相對照,盡管本書仍從砂輪落下微粒的運動入手,開始討論曲線運動的方向。但是,又有很大不同。過去是由課本描述現(xiàn)象,同時直接說出結(jié)論,本書則在學(xué)習(xí)的開始提出問題,書本不予解答,請學(xué)生考慮由現(xiàn)象應(yīng)該得出的結(jié)論。這類“思考與討論”、“說一說”等,都是為便于學(xué)生自主學(xué)習(xí)所創(chuàng)造的條件,符合新課程的教學(xué)理念和教學(xué)目標。
第三篇:曲線運動教學(xué)設(shè)計
《曲線運動》教學(xué)設(shè)計
泰興市第一高級中學(xué) 朱棟
一、設(shè)計思想
在舊教材中,《曲線運動》關(guān)于曲線運動的速度方向的教學(xué),通常通過演示圓周運動的小球離心現(xiàn)象,演示砂輪火星痕跡實驗,采取告知的方式,讓學(xué)生知道曲線運動的速度方向為該位置的切線方向,由于軌跡是瞬間性,實驗有效性差。在新教材中,通過曲線軌道實驗演示曲線運動的方向,再告知速度方向是曲線的切線方向,與舊教材相比,能獲得具體的軌跡和末速度的“方向”,但是無法證明速度方向是切線方向。
筆者通過簡易自制器材,讓學(xué)生通過探究過程獲得曲線運動的速度方向,并自己獲得如何畫曲線運動的速度方向的方法,強調(diào)科學(xué)探究的過程。筆者還通過當(dāng)堂設(shè)計自行車擋泥板,以便學(xué)生把自己獲得的知識應(yīng)用于實踐,體驗學(xué)以致用、知識有價的感受。還要求學(xué)生觀察自行車的擋泥板驗證自己的設(shè)計作為課外作業(yè),體會STS的意義,提高科學(xué)素養(yǎng)。
二、教材分析
教學(xué)基本要求:知道什么叫曲線運動,知道曲線運動中速度的方向,能在軌跡圖中畫出速度的(大致)方向,知道曲線運動是一種變速運動,知道物體做曲線運動的條件。
發(fā)展要求:掌握速度和合外力方向與曲線彎曲情況之間的關(guān)系。
本課是整章教學(xué)的基礎(chǔ),但不是重點內(nèi)容,通過實驗和討論,讓學(xué)生體會到曲線運動的物體的速度是時刻改變的,曲線運動是變速運動,速度的方向是曲線的切線方向。
模塊的知識內(nèi)容有三點:
1、什么是曲線運動(章引);
2、曲線運動是變速運動;
3、物體做曲線運動的條件。
三、學(xué)情分析
在初中,已經(jīng)學(xué)過什么是直線運動,什么是曲線運動,也知道曲線運動是常見的運動,但是不知道曲線運動的特點和原因。由于初中的速度概念的影響,雖然學(xué)生在第一模塊學(xué)過速度的矢量性,但是在實際學(xué)習(xí)中常常忽略了速度的方向,也就是說學(xué)生對“曲線運動是變速運動”的掌握有困難。
學(xué)生分組實驗時,容易滾跑小鋼珠,要求學(xué)生小心配合。幾何作圖可能難以下手,教師可以適當(dāng)提示。學(xué)生主要的學(xué)習(xí)行為是觀察、回答、實驗。
四、教學(xué)目標
1、知識與技能:
(1)知道什么叫曲線運動;
(2)知道曲線運動中速度的方向;
(3)能在軌跡圖中畫出速度的大致方向,能在圓周運動軌跡中規(guī)范地畫出速度方向;
(4)知道曲線運動是一種變速運動;
(5)知道物體做曲線運動的條件;
(6)會判斷軌跡彎曲方向(發(fā)展要求)。
2、過程與方法
(1)經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題──猜想──探究──驗證──結(jié)論──交流的探究過程;
(2)經(jīng)歷并體會研究問題要先從粗略到精細,由定性到定量,由特殊到一般再到特殊的過程;
(3)嘗試用數(shù)學(xué)幾何原理在物理研究中應(yīng)用。
3、情感態(tài)度與價值觀
(1)主動細心觀察,注意關(guān)注身邊的科學(xué),積極參與學(xué)習(xí)活動。
(2)感受到科學(xué)研究問題源于生活實踐,獲得的結(jié)論服務(wù)于生活實踐,體會學(xué)以致用的感受。
(3)初步感受下結(jié)論不能主觀而要有科學(xué)依據(jù)的嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
(4)初步養(yǎng)成小心翼翼做實驗的習(xí)慣。
五、重點難點
重點:體驗獲得“曲線運動的速度方向是切線方向”的實驗過程。會標出曲線運動的速度方向。
難點:如何獲得曲線運動的速度方向是切線方向。如何畫出曲線運動的速度方向。
六、教學(xué)策略與手段
在教學(xué)活動上:體現(xiàn)學(xué)生的主體性,體現(xiàn)教師的指導(dǎo)性和服務(wù)性。在教學(xué)媒體設(shè)計上:強調(diào)以試驗教學(xué)為主,以多媒體為輔助(投影問題與習(xí)題)。在教學(xué)程序上基本上按照加涅信息加工模型。引起注意──告知學(xué)生學(xué)習(xí)目標──刺激回憶先決性的學(xué)習(xí)──呈現(xiàn)刺激材料──提供學(xué)習(xí)幫助──引出作業(yè)──提供作業(yè)──提供反饋──評價作業(yè)──促進保持和遷移,通過問題鏈把教、學(xué)、練、評有機整合。在學(xué)習(xí)過程上:突出學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題──猜想──探究──驗證──結(jié)論──應(yīng)用。在探究方法上:突出整合數(shù)學(xué)知識解決物理問題。認知過程上:突出人類的學(xué)習(xí)規(guī)律和認知規(guī)律,即,由粗略研究到精細研究,由特殊到一般再到特殊的過程。在理念上:突出科學(xué)的研究源于生活實踐,服務(wù)于生活實踐;認識到“下結(jié)論必須要有科學(xué)依據(jù)”。
七、課前準備
學(xué)生無需預(yù)習(xí)課本,否則像已知謎底的猜謎活動那樣,那些探究的活動和問答沒有意義。
教師要做好教學(xué)用具準備工作。車速計數(shù)碼照片;細線和擺球;礦泉水和小雨傘;砂輪、鋸條和插座;小鋼珠、黑墨水瓶、白紙,大的塑料三角板,量角尺,自制圓弧形有機玻璃,自制有機玻璃斜面,方形磁鐵。調(diào)試多媒體設(shè)備。
八、教學(xué)過程
曲線運動
問題一:什么樣的運動叫曲線運動?[投影]
師:人走路,駕車騎車、分吹雨打河流彎彎,籃球足球跑步等,飛機導(dǎo)彈衛(wèi)星宇航行星,運動按照運動軌跡分為直線運動和曲線運動,物體運動的軌跡為曲線的運動叫曲線運動。請大家列舉曲線運動現(xiàn)象。
生:舉例曲線運動
師:曲線運動是很常見的運動。圓周運動是曲線運動的一種特殊現(xiàn)象。
(教學(xué)安排,簡單扼要,節(jié)約時間)
問題二:做曲線運動的物體的速度有什么特點?[投影]
師:要研究物體的運動,我們必須研究物體的位移、速度、加速度等物理量,本堂課我們先研究曲線運動的速度的大小和方向有什么特點。
1、做曲線運動的物體的速度大???[投影]
師:汽車里面有一個車速計(多媒體呈現(xiàn)數(shù)碼照片),若果汽車拐彎時保持這個讀數(shù)不變,那么,汽車做直線運動還是曲線運動?它的速度大小有無變化?
師:通常情況下,汽車拐彎要減速慢行,那么,汽車的慢行拐彎時,車上的車速計的讀數(shù)如何變化?車還是做曲線運動嗎?
師:這些事實說明,作曲線運動的物體的速度大小可以變化也可以不變(板書)。
2、做曲線運動的物體的速度方向?[投影]
汽車的拐彎時,速度方向有無變化?速度是一個矢量,它有方向性,那么做曲線運動物體的速度方向如何?
粗略研究(猜想):
演示1:教師演示擺球圓周運動時(先要求學(xué)生觀察小球的運動方向),突然放手,小球飛出去。
演示2:教師把礦泉水到在一把小雨傘上(先要求學(xué)生觀察水滴的運動方向),快速旋轉(zhuǎn)小雨傘,雨滴從轉(zhuǎn)動的小雨傘邊緣飛出。
演示3:演示砂輪火星(要求砂輪圓面朝學(xué)生,以便學(xué)生觀測大致切線方向)。
請學(xué)生到黑板上補畫出小球、水滴、火星的方向。結(jié)果學(xué)生都會畫出大致方向。
師:你們畫出的方向是精確方向還是大致方向。如何畫出精確的方向?
精細研究(探究、驗證、結(jié)論)(重點難點):
物體做勻速直線運動,它的速度方向和運動軌跡方向一致。如果曲線運動的物體突然開始做勻速直線運動,那么直線運動的方向和曲線運動的末速度方向一致。(采取板畫形式,師生共同回憶得出這個結(jié)論)
1、教師先演示投影:把小鋼珠放在黑墨水瓶蓋里轉(zhuǎn)一下(內(nèi)有一點點墨水),再放在半圓形有機玻璃軌道上運動并飛出,讓鋼珠在白紙上留下痕跡,同樣在3/5半圓周,4/5半圓周上運動飛出,讓學(xué)生猜測飛出方向由什么特點?(有機玻璃板說明:厚約5毫米,略小于小鋼珠直徑,圓弧半徑15厘米,MN邊稍長些,以便過MN做直線,根據(jù)半徑大小確定圓心O位置。)
學(xué)生猜想:切線方向
師:已知圓弧半徑為15厘米。如何驗證?請用幾何方法作圖驗證。
生:標出飛出點和圓心,做圓心和飛出點的連線,用量角尺量出該連線和飛出軌跡直線的夾角,是否90度。
2、再分組實驗,提醒同桌配合,小心鋼珠滾跑。實驗完畢,要求作圖驗證,并互相討論交流。
3、交流和結(jié)論:
師:要引導(dǎo)學(xué)生得出正確的科學(xué)結(jié)論:“圓周運動的物體的速度方向為該點的切線方向”,而不能直接得出“曲線運動的的物體速度方向為該點的切線方向”。
4、如何在圓周運動的軌跡上標注速度方向?
請在圓周上任取兩點,作出該位置的物體速度方向。并研究圓周運動的速度方向有什么特點?
學(xué)生:找出圓心,做圓心和某點連線,再做連線的垂線,標出箭頭(精確畫法)。
學(xué)生:不同位置,速度方向不一樣?!皥A周運動是變速運動”
(特別強調(diào):剛才的實驗是圓周運動,不能得出“曲線運動是變速運動”“曲線運動的速度方向是切線方向”的結(jié)論)
5、一般曲線運動的速度情況和圓周運動一樣嗎?(由特殊到一般)
師邊畫邊講:圓周是特殊的曲線,一般的曲線可以看成很多很多的圓弧構(gòu)成,每一個圓弧都是圓周的一部分。所以,曲線運動可以看成無數(shù)個圓周運動構(gòu)成,曲線上每一個位置的速度方向就是該點所在的圓周的切線方向,速度方向時刻在變化。
所以:“曲線運動的物體速度方向為該點的切線方向”“曲線運動是變速運動”[投影]。
6、如何畫一般曲線運動的速度方向?
要求學(xué)生閱讀課文33頁關(guān)于切線的三個自然段。教師再作示范。讓學(xué)生學(xué)會粗略畫一般曲線運動的速度方向。
第一次課堂練習(xí)(及時反饋、鞏固、評價、遷移)
1、作業(yè)本37頁第3題?!昂推健碧柨臻g站環(huán)繞地球運行的軌跡是直線還是曲線?運行速度保持不變還是時刻改變。
2、作業(yè)本37頁第7題。要求在在汽車波浪形路徑上三個位置標注速度的方向。
問題三:如何使物體做曲線運動?[投影]
演示投影:在投影儀上鋪上白紙,放上一個高度1厘米左右自制的有機玻璃玻璃斜坡,中間刻一條直槽。把小鋼珠放在墨水瓶蓋里轉(zhuǎn)一下,把小鋼珠放在槽中滾下,先不用磁鐵,軌跡是一條直線。(效果很好,軌跡很清晰)
師:如何使小鋼珠拐彎?
生:用磁鐵吸引。
教師演示并投影:磁鐵用電機模型里的方形磁鐵(效果很好)。
師:要使小鋼珠會彎向右側(cè),磁體放在哪一側(cè)?
生:右側(cè)。教師演示結(jié)果。
師:要使小鋼珠會彎向左側(cè),磁體放在哪一側(cè)?
生:把磁鐵放在左側(cè)。教師演示結(jié)果。
師:如果放在正下方,小鋼珠會作什么運動?
師:如果放在正上方,小鋼珠會作什么運動?
師:你認為物體做曲線運動的條件是什么?
生:運動物體在一個外力作用下。
師:對這個外力有什么要求?
生:外力方向與運動方向有個夾角?
師:外力方向和運動方向有什么要求嗎?
生:不能相同也不能相反,也就是不能在同一條直線。
師;如果在兩側(cè)各放一個磁鐵,小鋼珠運動軌跡會彎向哪邊?
生:那邊磁力大,彎向哪邊。
引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論(板書):
物體做曲線運動的條件:物體受到的合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上。
鞏固練習(xí)學(xué)生演示并分析:
師:怎么樣使粉筆頭作曲線運動?怎么使粉筆頭作直線運動?原因分析。
第二次課堂練習(xí)(及時反饋、復(fù)習(xí)、鞏固、評價、遷移)
1、作業(yè)本38頁第6題:已知物體初速度方向和恒定的合外力方向,判斷物體運動的大致軌跡。
課堂小結(jié):[以問答題形式進行]
2、(投影)下面說法正確的?
A.曲線運動的速度大小一定是變化的 B.曲線運動的速度方向一定是變化的 C.曲線運動一定是變速運動
D.變速運動一定是曲線運動
E.做曲線運動的物體所受合力一定不為零。
F.合外力不為零的運動一定是曲線運動。
G.曲線運動的加速度一定不為零。
H.曲線運動的加速度一定為零。
問題四:這些知識有什么用處?
實際應(yīng)用:給自行車設(shè)計擋泥板。
教師:如果輪子上粘有泥巴,隨車輪轉(zhuǎn)動,這些泥巴將沿什么樣方向飛出?應(yīng)該設(shè)計怎樣的檔泥板?
要求學(xué)生只畫兩個輪子,標注前輪和后輪,在輪子上畫擋泥板。
教師投影展示學(xué)生的設(shè)計圖,請學(xué)生講解設(shè)計理念和依據(jù)。教師以傾聽為主,可以以問題形式提出自己疑問作為點評,但不提供正確答案。(作為課外觀測作業(yè))
九、作業(yè)設(shè)計
教師要求學(xué)生到自行車棚觀察自行車的擋泥板。對照自己的設(shè)計,做比較分析。推測設(shè)計師為什么要這樣設(shè)計。
十、知識結(jié)構(gòu)或板書設(shè)計
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
速度大小可以變化也可以不變
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
【問題研討】
1、鋼珠的軌跡分析:
小鋼珠滾出的軌跡和有機玻璃的圓周不是重合的,如圖所示,相差一個鋼珠的半徑值,但是圓心和飛出點的連線與半徑還是是垂直。由于小鋼珠的半徑遠遠小于圓弧的半徑,這點相差可以忽略。如果學(xué)生能力較強,可以略作說明。
2、作業(yè)分析;
課堂上,學(xué)生對擋泥板的設(shè)計很感興趣,但是由于教師對學(xué)生設(shè)計不做肯定或否定,而是說“你們都有自行車、或者天天看到自行車,有無注意觀察,你們看到的自行車擋泥板是這么樣的?讓事實說話吧,請大家到停車場看看”。學(xué)生心理求知欲更強烈,課后許多學(xué)生立即去觀察。結(jié)果晚自修時就有很多學(xué)生把觀察到情形告訴我。我組織大家討論,取得意想不到的效果。這個作業(yè)很有物理味道,體現(xiàn)STS教育,學(xué)生參與度強,觀察細致,分析有理。
分類分析:
1、大部分自行車沒有擋泥板
(學(xué)生的自行車)
2、小部分前輪的擋泥板為1/4圓周,后輪的擋泥板為1/2圓周。(教師的舊式自行車)
3、極少數(shù)自行車的后輪上有一小段斜向下或斜上翹的擋泥板,4、極少數(shù)自行車的前輪有一小段水平或弧形擋泥板。
5、大家發(fā)現(xiàn)摩托車前輪后輪都有擋泥板,并且和老式自行車的擋泥板一樣。
我們一起交流、討論、推測那些設(shè)計師的設(shè)計的思想。歸納出幾點:
1、賽車型自行車盡量減少車的重量和次要附件,可以不用擋泥板。
2、目前道路基本是水泥路或瀝青路,泥巴很少見,擋泥板的功能淡化。
3、考慮到泥巴做斜上拋運動,擋泥板不一定要圓弧形,也不一定要那么長,也不必緊緊“包住”輪子。
4、美觀需要。
2008-08-05 人教網(wǎng)
第四篇:第五章《曲線運動》教學(xué)設(shè)計
第五章
曲線運動
5.1 曲線運動(3課時)
三維教學(xué)目標
1、知識與技能
(l)知道曲線運動中速度的方向,理解曲線運動是一種變速運動;
(2)知道物體做曲線運動的條件是所受的合外力與它的速度方向不在一條直線上。
2、過程與方法
(1)體驗曲線運動與直線運動的區(qū)別;
(2)體驗曲線運動是變速運動及它的建度方向的變化。
3、情感、態(tài)度與價值觀
(1)能領(lǐng)略曲線運動的奇妙與和諧,發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲;(2)有參與科技活動的熱情,將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實踐中。
教學(xué)重點:什么是曲線運動;物體做曲線運動的方向的確定;物體做曲線運動的條件。教學(xué)難點:物體微曲線運動的條件。教學(xué)方法:探究、講授、討論、練習(xí)
教具準備:投影儀、投影片、斜面、小鋼球、小木球、條形磁鐵。教學(xué)過程:
第一節(jié)
曲線運動
(一)新課導(dǎo)入
前面我們學(xué)習(xí)過了各種直線運動,包括勻速直線運動、勻變速直線運動、自由落體運動等。下面來看這個小實驗,判斷該物體的運動狀態(tài)。
實驗:(1)演示自由落體運動,該運動的特征是什么?(軌跡是直線)
(2)演示平拋運動,該運動的特征是什么?(軌跡是曲線)
這里我們看到一種我們前面沒有學(xué)過的運動形式,它與我們前面學(xué)過的運動形式有本質(zhì)的區(qū)別。前面我們學(xué)過的運動的軌跡都是直線,而我們現(xiàn)在看到的這種運動的軌跡是曲線,我們把這種運動稱為曲線運動。
概念:軌跡是曲線的運動叫曲線運動。其實曲線運動是比直線運動普遍的運動情形,現(xiàn)在請大家舉出一些生活中的曲線運動的例子?(微觀世界里如電子繞原子核旋轉(zhuǎn);宏觀世界里如天體運行;生活中如投標搶、擲鐵餅、跳高、既遠等均為曲線運動)
(二)新課教學(xué)
1、曲線運動速度的方向
在前面學(xué)習(xí)直線運動的時候我們已經(jīng)知道了任何確定的直線運動都有確定的速度方向,這個方向與物體的運動方向相同,現(xiàn)在我們又學(xué)習(xí)了曲線運動,大家想一想我們該如何確定曲線運動的速度方向?在解決這個問題之前我們先來看幾張圖片(如圖6.1—l、6.1—2)。
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動?
射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。對于鏈球也是同樣的道理,它們也會沿著脫離點的切線方向飛出。
剛才的幾個物體的運動軌跡都是圈,我們總結(jié)曲線運動的方向沿著切線方向,但對于一般的曲線運動是不是也是這樣呢?下面我們來做個實驗看一看,一般的曲線運動是什么情況。(演示實驗)
在勻變速運動中,速度大小發(fā)生變化,我們說這是變速運動,而在曲線運動中,速度方向時刻在改變,我們也說它是變速運動。
實際上這個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→曲線運動是變速運動。(2)物體做曲線運動的條件
演示實驗:在剛才實驗中,鋼球的運動路徑旁邊放一塊磁鐵,重復(fù)剛才的實驗操作,觀察鋼球在桌面上的運動情況?
(鋼球傲曲線運動)
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,還受到方向與運動方向相反的滑動摩擦力的作用,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動不斷改變,但總是不與運動方向在同一直線上。)演示實驗:把上次實驗用的鋼球改為同等大小的木球重復(fù)上次實驗,觀察木球運動情況?(木球做直線運動,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,還受到方向與運動方向相反的滑動摩擦力的作用,木球并不受到磁鐵給它的吸引力。)
演示實驗:隨手拋出一個粉筆頭,觀察粉筆頭的運動狀態(tài)?(粉筆頭做曲線運動)
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,物體將做曲線運動。
3、交流與討論
(1)飛機扔炸彈,分析為什么炸彈做曲線運動?
(2)我們騎摩托車或自行車通過彎道時,我們側(cè)身騎,為什么?(3)盤山公路路面有何特點?火車鐵軌在彎道有何特點?
4、小結(jié):
(1)運動軌跡是曲線的運動叫曲線運動。
(2)曲線運動中速度的方向是時刻改變的,質(zhì)點在某一點的瞬時速度的方向在曲線的這一點的切線上。(3)當(dāng)合外力F的方向與它的速度方向有一夾角時,物體做曲線運動。
板書設(shè)計:
5.1 曲線運動
1、曲線運動
定義:運動軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。
2、物體做曲線運動的條件
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,物體將做曲線運動。
3、曲線運動速度的方向
質(zhì)點在某一點的速度,沿曲線在這一點的切線方向。
4、曲線運動的性質(zhì)
曲線運動過程中速度方向始終在變化,因此曲線運動是變速運動。
5.2平拋運動(2課時)
三維教學(xué)目標
1、知識與技能
(1)在具體情景中,知道合運動、分運動分別是什么,知道其同時性和獨立性;(2)知道運動的合成與分解,理解運動的合成與分解遵循平行四邊形定則;(3)會用作圖和計算的方法,求解位移和速度的合成與分解問題。
2、過程與方法
(1)通過對拋體運動的觀察和思考,了解一個運動可以與幾個不同的運動效果相同,體會等效替代的方法;(2)通過觀察和思考演示實驗,知道運動獨立性.學(xué)習(xí)化繁為筒的研究方法;(3)掌握用平行四邊形定則處理簡單的矢量運算問題。
3、情感、態(tài)度與價值觀
(1)通過觀察,培養(yǎng)觀察能力;
(2)通過討論與交流,培養(yǎng)勇于表達的習(xí)慣和用科學(xué)語言嚴謹表達的能力。
教學(xué)重點
(1)明確一個復(fù)雜的運動可以等效為兩個簡單的運動的合成或等效分解為兩個簡單的運動;(2)理解運動合成、分解的意義和方法。
教學(xué)難點:分運動和合運動的等時性和獨立性;應(yīng)用運動的合成和分解方法分析解決實際問題。教學(xué)方法:探究、講授、討論、練習(xí)教學(xué)用具:演示紅蠟燭運動的有關(guān)裝置。教學(xué)過程:
第二節(jié)
平拋運動
(一)新課導(dǎo)入
上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了曲線運動的定義,性質(zhì)及物體做曲線運動的條件,先來回顧一下這幾個問題:什么是曲線運動?(運動軌跡是曲線的運動是曲線運動。)
怎樣確定做曲線運動的物體在某一時刻的速度方向?(質(zhì)點在某一點的速度方向沿曲線在這一點的切線方向。)
物體在什么情況下做曲線運動?(當(dāng)物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時,物體做曲線運動。)
通過上節(jié)課的學(xué)習(xí),我們對曲線運動有了一個大致的認識,但我們還投有對曲線運動進行深入的研究,要研究曲線運動需要什么樣的方法呢?這節(jié)課我們就來研究這個問題。
(二)新課教學(xué)
我們先來回想一下我們是怎樣研究直線運動的,同學(xué)們可以從如何確定質(zhì)點運動的位移來考慮??梢匝刂矬w或質(zhì)點運動的軌跡建立直線坐標系,通過物體或質(zhì)點坐標的變化可以確定其位移,從而達到研究物體運動過程的目的。
下面我們就來探究一下怎樣應(yīng)用運動的合成與分解來研究曲線運動。
演示實驗:如圖6.2—l所示,在一端封閉、長約l m的玻璃管內(nèi)注滿清水,水中放一紅蠟做的小圓柱體R,將玻璃管的開口端用膠塞塞緊。(圖甲)
將這個玻璃管倒置(圖乙),蠟塊R就沿玻璃管上,如果旁邊放一個米尺,可以看到蠟塊上升的速度大致不變,即蠟塊做勻連直線運動。
再次將玻璃管上下顛倒,在蠟塊上升的同時將玻璃管水平向右勻速移動,觀察蠟塊的運動。(圖丙)
1、蠟塊的位置
蠟塊在兩個方向上做的都是勻速直線運動,所以x、y可以通過勻速直線運動的位移公式x=vt獲得,即:
x=vxt
y=vyt
2、蠟塊的運動軌跡
我們可以先從公式(1)中解出t t=x/vx
y=vy x/vx
現(xiàn)在我們對公式④進行數(shù)學(xué)分析,看看它究竟代表的是一條什么樣的曲線呢?
由于蠟塊在x、y兩個方向上做的都是勻速直線運動,所以vy、vx都是常量.所以vy /vx也是常量,可見公式④表示的是一條過原點的傾斜直線。
3、蠟塊的位移
在坐標系中,線段OP的長度就代表了物體位移的大小?,F(xiàn)在我找一位同學(xué)來計算一下這個長度。
因為坐標系中的曲線就代表了物體運動的軌跡,所以我們只要求出該直線與x軸的夾角θ就可以了。要求"我們只要求出它的正切就可以了。
tanθ==vy /vx
這樣就可以求出θ,從而得知位移的方向。
4、交流與探究
現(xiàn)在我們探討了蠟塊在玻璃管中的運動,請大家考慮實際生活中我們遇到的哪些物體的運動過程與蠟塊相似?典型事例:小船過河,5、蠟塊的速度
根據(jù)我們前面學(xué)過的速度的定義,物體在某過程中的速度等于該過程的位移除以發(fā)生這段位移所需要的時間,即前面我們已經(jīng)求出了蠟塊在任意時刻的位移的大小
所以我們可以直接計算蠟塊的位移,直接套入速度公式我們可以得到什么樣的速度表達式?帶人公式可得:
分析這個公式我們可以得到什么樣的結(jié)論?
vy /vx都是常量,生變化的,即蠟塊做的是勻速運動。
我們就可以得出運動合成與分解的概念了:
也是常量。也就是說蠟塊的速度是不發(fā)由分運動求合運動的過程叫做運動的合成; 由合運動求分運動的過程叫做運動的分解。思考與討論
如果物體在一個方向上的分運動是勻速直線運動,在與它垂直方向的分運動是勻加速直線運動。合運動的軌跡是什么樣的?(參考提示:勻速運動的速度V1和勻速運動的初速度的合速度應(yīng)如圖6.2—3所示,而加速度a與v2同向,則a與v合必有夾角,因此軌跡為曲線。)
下面我們來看一個通過運動的合成與分解解決實際問題的例子。課堂訓(xùn)練
(1)關(guān)于運動的合成,下列說法中正確的是?????????????()A.合運動的速度一定比每一個分運動的速度大 B.兩個勻速直線運動的合運動,一定是勻速直線運動 C.兩個分運動是直線運動的合運動,一定是直線運動 D.兩個分運動的時間,一定與它們的合運動的時間相等
(2)如果兩個分運動的速度大小相等.且為定值,則以下說法中正確的是??()A.兩個分運動夾角為零,合速度最大
B.兩個分運動夾角為90°,合速度大小與分速度大小相等 C.合速度大小隨分運動的夾角的增大而減小
D.兩個分運動夾角大于120°,合速度的大小等于分速度
(3)小船在靜水中的速度是v,今小船要渡過一河流,渡河時小船朝對岸垂直劃行,若航行至中心時,水流速度突然增大,則渡河時間將?????????()A.增大
B.減小
C.不變
D.無法確定
小結(jié):這節(jié)課我們學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容是探究曲線運動的基本方法——運動的合成與分解。這種方法在應(yīng)用過程中遵循平行四邊形定則,在實際的解題過程中,通常選擇實際看到的運動為合運動,其他的運動為分運動。
運動的合成與分解包括以下幾方面的內(nèi)容:速度的合成與分解;位移的合成與分解;加速度的合成與分解。
合運動與分運動之間還存在如下的特點:獨立性原理:各個分運動之間相互獨立,互不影響。等時性原理,合運動與分運動總是同時開始,同時結(jié)束,它們所經(jīng)歷的時間是相等的。
板書設(shè)計:
5.3實驗:研究平拋運動(3課時)
三維教學(xué)目標
1、知識與技能
(1)理解平拋運動是勻變速運動,其加速度為g;(2)掌握拋體運動的位置與速度的關(guān)系。
2、過程與方法
(1)掌握平拋運動的特點,能夠運用平拋規(guī)律解決有關(guān)問題;(2)通過例題分析再次體會平拋運動的規(guī)律。
3、情感、態(tài)度與價值觀
(1)有參與實驗總結(jié)規(guī)律的熱情,從而能更方便地解決實際問題;(2)通過實踐,鞏固自己所學(xué)的知識。教學(xué)重點:分析歸納拋體運動的規(guī)律。
教學(xué)難點:應(yīng)用數(shù)學(xué)知識分析歸納拋體運動的規(guī)律。教學(xué)方法:探究、講授、討論、練習(xí)教具準備:平拋運動演示儀、自制投影片
教學(xué)過程:
第三節(jié)
實驗:研究平拋運動
(一)新課導(dǎo)入
上一節(jié)我們已經(jīng)通過實驗探究出平拋運動在豎直方向和水平方向上的運動規(guī)律,對平拋運動的特點有了感性認識。這一節(jié)我們將從理論上對拋體運動的規(guī)律作進一步分析,學(xué)習(xí)和體會在水平面上應(yīng)用牛頓定律的方法,并通過應(yīng)用此方法去分析沒有感性認識的拋體運動的規(guī)律。
(二)新課教學(xué)
1、拋體的位置
我們以平拋運動為例來研究拋體運動所共同具有的性質(zhì)。
首先我們來研究初速度為v的平拋運動的位置隨時間變化的規(guī)律。用手把小球水平拋出,小球從離開手的瞬間(此時速度為v,方向水平)開始,做平拋運動,我們以小球離開手的位置為坐標原點,以水平拋出的方向為x軸的方向,豎直向下的方向為y軸的方向,建立坐標系,并從這一瞬間開始計時。
在拋出后的運動過程中,小球受力情況如何?(小球只受重力,重力的方向豎直向下,水平方向不受力。)
那么,小球在水平方向有加速度嗎,它將怎樣運動?(小球在水平方向沒有加速度,水平方向的分速度將保持v不變,做勻速直線運動。)
那么,小球的運動就可以看成是水平和豎直兩個方向上運動的合成。t時間內(nèi)小球合位移是:
若設(shè)s與+x方向(即速度方向)的夾角為θ,如圖6.4—1,則其正切值如何求?
2、拋體的速度
由于運動的等時性,那么大家能否根據(jù)前面的結(jié)論得到物體做平拋運動的時間?
這說明了什么問題?(這說明了平拋運動的水平位移不僅與初速度有關(guān)系,還與物體的下落高度有關(guān))利用運動合成的知識,結(jié)合圖6.4—2,求物體落地速度是多大?結(jié)論如何?
平拋運動常分解成水平方向和豎直方向的兩個分運動來處理,由于豎直分運動是初速度為零的勻加速直線運動,所以初速度為零的勻加速直線運動的公式和特點均可以在此應(yīng)用。另外,有時候根據(jù)具體情況也可以將平拋運動沿其他方向分解。
3、斜拋運動
如果物體拋出時的速度不是沿水平方向,而是斜向上方或斜向下方的(這種情況稱為斜拋),它的受力情況是什么樣的?加速度又如何?(它的受力情況與平拋完全相同,即在水平方向仍不受力,加速度仍是0;在豎直方向仍只受重力,加速度仍為g)
實際上物體以初速度v沿斜向上或斜向下方拋出,物體只在重力作用下的運動,如何表示?與平拋是否相同?(斜拋運動沿水平方向和豎直方向初速度與平拋不同,分別是vx=vcosθ和vy=sinθ)
由于物體運動過程中只受重力,所以水平方向速度vx=vcosθ保持不變,做勻速直線運動;而豎直方向上因受重力作用,有豎直向下的重力加速度J,同時有豎直向上的初速度vy=sinθ,因此做勻減速運動(是豎直上拋運動,當(dāng)初速度向斜下方,豎直方向的分運動為豎直下拋運動),當(dāng)速度減小到。時物體上升到最高點,此時物體由于還受到重力,所以仍有一個向下的加速度g,將開始做豎直向下的加速運動。因此,斜拋運動可以看成是水平方向速度為vx=vcosθ的勻速直線運動和豎直方向初速度為vy=sinθ的豎直上拋或豎直下拋運動的合運動。
斜拋運動分斜上拋和斜下拋(由初速度方向確定)兩種,下面以斜上拋運動為例討論:
斜拋運動的特點是什么?(特點:加速度a=g,方向豎直向下,初速度方向與水平方向成一夾角θ斜向上,θ=90°時為豎直上拋或豎直下拋運動θ=0°時為平拋運動)
常見的處理方法:
第一、將斜上拋運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋運動,這樣有由此可以得到哪些特點?
由此可得如下特點:a.斜向上運動的時間與斜向下運動的時間相等;b.從軌道最高點將斜拋運動分為前后兩段具有對稱性,如同一高度上的兩點,速度大小相等,速度方向與水平線的夾角相同。
第二、將斜拋運動分解為沿初速度方向的斜向上的勻速直線運動和自由落體運動兩個分運動,用矢量合成法則求解。
第三、將沿斜面和垂直斜面方向作為x、y軸,分別分解初速度和加速度后用運動學(xué)公式解題。
交流與討論
對于斜拋運動我們只介紹下船上拋和斜下拋的研究方法,除了平拋、斜上拋、斜下拋外,拋體運動還包括豎直上拋和豎直下拋,請大家根據(jù)我們研究前面幾種拋體運動的方法來研究一下豎直上拋和豎直下拋。
參考解答:對于這兩種運動來說,它們都是直線運動,但這并不影響用運動的合成與分解的方法來研究它們。這個過程我們可以仿照第一節(jié)中我們介紹的勻加速運動的分解過程,對豎直上拋運動,設(shè)它的初速度為v0,那么它的速度就可以寫成v= v0—gt的形式,位移寫成x= v0t—g t2/2的形式。那這樣我們就可以進行分解了。把速度寫成v1= v0,v2=—gt的形式,把位移寫成xl= v0t,x2= —g t2/2的形式,這樣我們可以看到,豎直上拋運動被分解成了一個豎直向上的勻速直線運動和一個豎直向上的勻減速運動。對于豎直下拋運動可以采取同樣的方法進行處理。小結(jié):
(1)具有水平速度的物體,只受重力作用時,形成平拋運動。
(2)平拋運動可分解為水平勻蓬運動和豎直自由落體運動.平拋位移等于水平位移和豎直位移的矢量和;平拋瞬時速度等于水平速度和豎直速度的矢量和。(3)平拋運動是一種勻變速曲線運動。
(4)如果物體受到恒定合外力作用,并且合外力跟初速度垂直,形成類似平拋的勻變速曲線運動,只需把公式中的g換成a,其中a=F合/m.說明:
(1)干拋運動是學(xué)生接觸到的第一個曲線運動,弄清其成固是基礎(chǔ),水平初速度的獲得是同題的關(guān)鍵,可歸納眾兩種;第一、物體被水平加速:水平拋出、水干射出、水平?jīng)_擊等;第二、物體與原來水平運動的載體脫離,由于慣性而保持原來的水平速度。
(2)平拋運動的位移公式和速度公式中有三個含有時間t,應(yīng)根據(jù)不同的已知條件來求時間。但應(yīng)明確:平拋運動的時間完全由拋出點到落地點的豎直高度確定(在不高的范國內(nèi)g恒定),與拋出的速度無關(guān)。
第四節(jié) 圓周運動(3課時)
三維教學(xué)目標
1、知識與技能
(1)認識勻速圓周運動的概念,理解線速度的概念,知道它就是物體做勻速圓周運動的瞬時速度;理解角速度和周期的概念,會用它們的公式進行計算;
(2)理解線速度、角速度、周期之間的關(guān)系:v=rω=2πr/T;(3)理解勻速圓周運動是變速運動。
2、過程與方法
(1)運用極限法理解線速度的瞬時性.掌握運用圓周運動的特點如何去分析有關(guān)問題;(2)體會有了線速度后.為什么還要引入角速度.運用數(shù)學(xué)知識推導(dǎo)角速度的單位。
3、情感、態(tài)度與價值觀
(1)通過極限思想和數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用,體會學(xué)科知識間的聯(lián)系,建立普遍聯(lián)系的觀點;(2)體會應(yīng)用知識的樂趣.激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。
教學(xué)重點:線速度、角速度、周期的概念及引入的過程,掌握它們之間的聯(lián)系。教學(xué)難點:理解線速度、角速度的物理意義及概念引入的必要性。教學(xué)方法:探究、講授、討論、練習(xí)
教具準備:多媒體教學(xué)課件;用細線拴住的小球;實物投影儀。教學(xué)過程:
(一)新課導(dǎo)入
請同學(xué)觀看兩個物體所做的曲線運動,并請注意觀察它們的運動特點:
第一個:老師用事先準備好的用細線拴住的小球,演示水平面內(nèi)的圓周運動;
第二個:課件展示同學(xué)們熟悉的手表指針的走動.(它們的軌跡是一個圓)這就是我們今天要研究的圓周運動。
(二)新課教學(xué)
行駛中的汽車輪子,公園里的“大轉(zhuǎn)輪”,自行車上的各個轉(zhuǎn)動部分。日常生活和生產(chǎn)實踐中做圓周運動的物體可以說是“舉不勝舉”。同學(xué)們所列舉的這些做圓周運動物體上的質(zhì)點,哪些運動得較慢?哪些運動得更快?我們應(yīng)該如何比較它們運動的快慢呢?下面就請同學(xué)們對自行車上的各個轉(zhuǎn)動部分,圍繞課本 “思考與討論”中提出的問題,前后每四人一組進行討論。交流與討論
開始討論時,學(xué)生之間有激烈的爭論,各人考慮的出發(fā)點不一樣,思考的角度不同。有人認為小齒輪、后輪上各點運動的快慢一樣,因為它們是一起轉(zhuǎn)動的;有人認為大齒輪、小齒輪各點運動的快慢一樣,因為它們是用鏈條連在一起轉(zhuǎn)動的,等等。這時需要老師的引導(dǎo),你衡量快慢的標準是什么?你從哪個角度去進行比較的?
引導(dǎo)學(xué)生過渡到對描述圓周運動快慢的物理量——線速度的學(xué)習(xí)上來。
1、線速度
我們曾經(jīng)用速度這個概念來描述物體做直線運動時的快慢,那么我們能否繼續(xù)用這個概念來描述圓周運動的快慢呢?如果能,該怎樣定義?下面就請同學(xué)們自主學(xué)習(xí)課本第45頁上有關(guān)線速度的內(nèi)容:給出閱讀提綱,學(xué)生先歸納,然后師生互動加深學(xué)習(xí)。閱讀提綱:
線速度的物理意義?
線速度的定義(和直線運動中速度定義的比較)?
線速度的定義式?
線速度的瞬時性/ 自主閱讀,積極思考,然后每四人一組進行討論、交流,形成共識。線速度的物理意義反映了質(zhì)點在單位時間內(nèi)通過的弧長的多少。線速度是利用物體通過的弧長與所用時間的比值來定義的。線速度也是矢量,其運動過程中方向在不斷變化著,因此要注意其瞬時性。勻速圓周運動的“勻速”,不是真正的勻速,而是指速度的大小不變??
結(jié)論:勻速圓周運動是一種變速運動。
2、角速度
教師出示課件展示手表指針的轉(zhuǎn)動,提出問題:
根據(jù)線速度的定義,請你比較手表指針中點和端點線速度的大小?
同一根指針上不同的點,其線速度大小卻不一樣,而它們是應(yīng)該有共同點的。因此這就需要我們?nèi)ニ伎迹好枋鰣A周運動的快慢,除了用線速度外,還有沒有其他方法?閱讀提綱:
角速度的物理意義? 角速度的定義? 角速度的定義式?
角速度能把同一物體上各點做圓周運動的共同點反映出來。角速度大反映了物體轉(zhuǎn)動的快慢?? 總結(jié):
(1)物理意義:描述質(zhì)點轉(zhuǎn)過的圓心角的快慢.
(2)定義:在勻速圓周運動中.連接運動質(zhì)點和圓心的半徑轉(zhuǎn)過△θ的角度跟所用時間△t的比值,就是質(zhì)點運動的角速度.(3)定義式:ω=△θ/△t
3、角速度的單位
每接觸一個新的物理量,我們都要關(guān)心它的物理單位是什么,那么線建度的單位是米/秒,角速度的單位又是什么呢?下面就請同學(xué)們自主學(xué)習(xí)課本第46頁上有關(guān)角速度的內(nèi)容,課件投影出閱讀提綱; 怎樣度量圓心角的大?。炕《冗@個單位是如何得到的?在計算時要注童什么? 國際單位制中,角速度的單位是什么?
有人說,勻速圓周運動是線速度不變的運動,也是角速度不變的運動,這兩種說法正確嗎?為什么? 總結(jié):
(1)圓心角θ的大小可以用弧長和半徑的比值來描述,這個比值是沒有單位的,為了描述問題的方便,我們“給”這個比值一個單位,這就是弧度。弧度不是通常煮義上的單位。計算時,不能將弧度帶進算式中。(2)國際單位制中,角速度的單位是弧度/秒(rad/s)。
(3)這一句話是錯誤的,因為線速度是矢量,其方向在不斷變化,勻速圓周運動是線速度大小不變的運動,后一句話是正確的,因為角速度是不變的(如果有學(xué)生提出角速度是矢量嗎?教師可明確說是矢量,但高中階段不研究其方向,而不能違背科學(xué)說角速度是標量)。
教材中還提到了描述圓周運動快慢的兩種方法,它們是什么?單位如何?閱讀教材第46頁的有關(guān)內(nèi)容,掌握轉(zhuǎn)速和周期的概念。
4、線速度與角速度的關(guān)系
線速度和角速度都能描述圓周運動的快慢,它們之間有何關(guān)系呢?下面請同學(xué)們依據(jù)剛學(xué)過的線速度和角速度的概念和定義,推導(dǎo)出線速度和角速度的關(guān)系v=rω
點評:通過推導(dǎo),加深對所學(xué)知識的理解,掌握知識間的聯(lián)系.到此,教師還需引導(dǎo)學(xué)生進一步思考;以上都能描述圓周運動快慢的線速度、角速度、轉(zhuǎn)速和周期,除了有以上的聯(lián)系外,還有沒有不同的地方?如果學(xué)生通過討論發(fā)現(xiàn)周期這一概念更能突顯出圓周運動的周期性和重復(fù)性,將使學(xué)生對圓周運動有進一步的認識。
板書設(shè)計:
第四節(jié)
圓周運動
1、描述勻速圓周運動的有關(guān)物理量
(1)線速度
1.定義:做圓周運動的物體通過的弧長與所用時間的比值 2.公式:v=△l/△t單位:m/s(s是弧長.非位移)3.物理意義:(2)角速度
1.定義:做圓周運動的物體的半徑掃過的角度與所用時間的比值 2.公式:ω=△θ/△t. 3.單位:rad/s 4.物理意義:(3)轉(zhuǎn)速和周期
2、線速度,角速度、周期間的關(guān)系
v=rω=2πr/T
ω=2π/T
5.5向心加速度(2課時)
三維教學(xué)目標
1、知識與技能
(1)理解速度變化量和向心加速度的概念;(2)知道向心加速度和線速度、角速度的關(guān)系式;(3)能夠運用向心加速度公式求解有關(guān)問題。
2、過程與方法:體會速度變化量的處理特點,體驗向心加速度的導(dǎo)出過程,領(lǐng)會推導(dǎo)過程中用到的數(shù)學(xué)方法,教師啟發(fā)、引導(dǎo),學(xué)生自主閱讀、思考、討論、交流學(xué)習(xí)成果。
3、情感、與價值觀:培養(yǎng)學(xué)生思維能力和分析問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生探究問題的熱情,樂于學(xué)習(xí)的品質(zhì)。特別是“做一做”的實施,要通過教師的引導(dǎo)讓學(xué)生體會成功的喜悅。
教學(xué)重點:理解勻速圓周運動中加速度的產(chǎn)生原因,掌握向心加速度的確定方法和計算公式。教學(xué)難點:向心加速度方向的確定過程和向心加速度公式的推導(dǎo)與應(yīng)用。教學(xué)方法:探究、講授、討論、練習(xí)教具準備:多媒體輔助教學(xué)設(shè)備等
教學(xué)過程:
第五節(jié)
向心加速度
(一)新課導(dǎo)入
通過前面的學(xué)習(xí),我們已經(jīng)知道,做曲線運動的物體速度一定是變化的。即使是我們上一堂課研究的勻速圓周運動,其方向仍在不斷變化著。換句話說,做曲線運動的物體,一定有加速度。圓周運動是曲線運動,那么做圓周運動的物體,加速度的大小和方向如何確定呢?——這就是我們今天要研究的課題。
(二)新課教學(xué)
1、感知加速度的方向
請同學(xué)們看兩例:(展示多媒體動態(tài)投影圖6.6—1和圖6.6—2)并提出問題。
(1)圖6.6—1中的地球受到什么力的作用?這個力可能沿什么方向?(感覺上應(yīng)該受到指向太陽的引力作用)
(2)圖6.6—2中的小球受到幾個力的作用?這幾個力的合力沿什么方向?(小球受到重力、支持力和繩子的拉力三個力的作用,其合力即為繩子的拉力,其方向指向圓心。)
可能有些同學(xué)有疑惑,即我們這節(jié)課要研究的是勻逮圓周運動的加速度,可是上兩個例題卻在研究物體所受的力,這不是“南轅北轍”了嗎?(根據(jù)牛頓第二定律可知,知道了物體所受的合外力,就可以知道物體的加速度,可能是通過力來研究加速度吧。)
我們之前沒有研究過曲線運動的加速度問題,特別是加速度的方向較難理解,而牛頓第二定律告訴我們,物體的加速度方向總是和它的受力方向一致,這個關(guān)系不僅對直線運動正確,對曲線運動也同樣正確。所以先通過研究力來感知加速度,特別是加速度的方向。但我們具體研究時仍要根據(jù)加速度的定義來進行,為了進一步增加感性認識,請同學(xué)們再舉出幾個類似的做圓周運動的實例,并就剛才討論的類似問題進行說明。
做勻速圓周運動的物體所受的力或合外力指向圓心,所以物體的加速度也指向圓心,是不是由此可以得出結(jié)論:“任何物體做勻速圓周運動的加速度都指向圓心”?暫時不能,因為上面只研究了有限的實例,還難以得出一般性的結(jié)論。然而,這樣的研究十分有益,因為它強烈地向我們提示了問題的答案,給我們指出了方向。
下面我們將對圓周運動的加速度方向作一般性的討論。
2、速度變化量
請同學(xué)們閱讀教材“速度變化量”部分,同時在練習(xí)本上畫出物體加速運動和減速運動時速度變化量△v的圖示,思考并回答問題:速度的變化量△v是矢量還是標量? 如果初速度v1和末速度v2不在同一直線上,如何表示速度的變化量△v?
認真閱讀教材,思考問題,在練習(xí)本上畫出物體加速運動和減速運動時速度變化量的圖示。每小組4人進行交流和討論:如果初速度v1和末速度v2不在同一直線上,如何表示速度的變化量△v?
3、向心加速度
請同學(xué)們閱讀教材“向心加速度”部分,分析投影圖6.6—6.并思考以下問題: 結(jié)論:當(dāng)△t很小很小時,△v指向圓心。
上面的推導(dǎo)不涉及“地球公轉(zhuǎn)“小球繞圖釘轉(zhuǎn)動”等具體的運動,結(jié)論具有一般性:做勻速圓周運動的物體加速度指向圓心,這個加速度稱為向心加速度。勻速圓周運動的加速度方向明確了,它的大小與什么因素有關(guān)呢?下面請大家按照課本第5l頁“做一做”欄目中的提示,在練習(xí)本上推導(dǎo)出向心加速度的表達式。也就是下面這兩個表達式:aN=v2/r , aN=rω
2思考與討論:引導(dǎo)學(xué)生思考并完成課本第5l頁“思考與討論”欄目中提出的問題,可將同一觀點的學(xué)生編為一組,不同組之間進行辯論,深化本節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容。
板書設(shè)計:
第五節(jié)
向心加速度
1、感知做勻速圓周運動的物體加速度的方向
2、速度變化量的求法
3、向心加速度
(1)名稱的由來
(2)表達式:aN=v2/r , aN=rω
2(3)對兩種表達式的比較、分析
5.6向心力(3課時)
三維教學(xué)目標
1、知識與技能
(1)理解向心力的概念及其表達式的確切含義;
(2)知道向心力大小與哪些因素有關(guān),并能用來進行計算;
(3)知道在變速圓周運動中,可用上述公式求質(zhì)點在某一點的向心力和向心加速度。
2、過程與方法
(1)通過用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式的實驗來了解向心力的大小與哪些因素有關(guān),并具體“做一做”來理解公式的含義。
(2)進一步體會力是產(chǎn)生加速度的原因,并通過牛頓第二定律來理解勻速圓周運動、變速圓周運動及一般曲線運動的各自特點。
3、情感、態(tài)度與價值觀
(1)在實驗中,培養(yǎng)學(xué)生動手的習(xí)慣并提高分析問題、解決問題的能力。(2)感受成功的快樂,體會實驗的意義,激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。
教學(xué)重點:體會牛頓第二定律在向心力上的應(yīng)用;明確向心力的意義、作用、公式及其變形。
教學(xué)難點:圓錐擺實驗及有關(guān)物理量的測量;如何運用向心力、向心加速度的知識解釋有關(guān)現(xiàn)象。教學(xué)方法:探究、講授、討論、練習(xí)
教具準備:多媒體課件、圓錐擺等實驗設(shè)備 教學(xué)過程:
第六節(jié)
向心力
(一)新課導(dǎo)入
前面兩節(jié)課,我們學(xué)習(xí)、研究了圓周運動的運動學(xué)特征,知道了如何描述圓周運動,這節(jié)課我們再來學(xué)習(xí)物體做圓周運動的動力學(xué)特征——向心力。
(二)新課教學(xué)
1、向心力
請同學(xué)們閱讀教材“向心力”部分,思考并回答以下問題:
(1)舉出幾個物體做圓周運動的實例,說明這些物體為什么不沿直線飛去。(2)用牛頓第二定律推導(dǎo)出勻速圓周運動的向心力表達式。
認真閱讀教材,列舉并分析實例,體會向心力的作用效果,并根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出勻速圓周運動的向心力表達式。交流與討論
請同學(xué)們交流各自的閱讀心得并進行相互間的討論。
圓周運動是變速運動,有加速度,故做圓周運動的物體一定受到力的作用,而我們知道做勻速圓周運動的物體具有向心加速度,根據(jù)牛頓第二定律,這個加速度一定是由于它受到了指向圓心的合力的作用,這個合力叫做向心力,下面請同學(xué)們把剛才由牛頓第二定律推出的向心力的表達式展示出來。
向心力表達式:FN=mv2/r , FN=mrω
2、實驗:用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式
實驗與探究:請同學(xué)們閱讀教材“實驗”部分,思考下面的問題:(1)實驗器材有哪些?
(2)簡述實驗原理,怎樣達到驗證的目的?
(3)實驗過程中要注意什么?如何保證小球在水平面內(nèi)做穩(wěn)定的圓周運動,測量哪些物理量,記錄哪些數(shù)據(jù)?
(4)實驗過程中產(chǎn)生誤差的原因主要有哪些?
認真閱讀教材,思考問題,找學(xué)生代表發(fā)言,聽取學(xué)生的見解,點評、總結(jié)。
交流與討論:實驗的過程中,多項測量都是粗略的,存在較大的誤差,用兩個方法得到的力并不嚴格相等。通過實驗還體會到,向心力并不是像重力、彈力、摩擦力那樣具有某種性質(zhì)的力來命名的,它是效果力,是按力的效果名的,在圓錐擺實驗中,向心力是小球重力和細線拉力的合力,還可以理解為是細線拉力在水平面內(nèi)的一個分力。
我有一個改進的實驗,其裝置如圖6.7—1所示,讓小球在剛好要離開錐面的情況下做勻速圓周運動,我認為利用該裝置可以使測量值減少誤差。
課堂訓(xùn)練
說明以下幾個圓周運動的實例中向心力是由哪些力提供的?
(1)繩的一端拴一小球,手執(zhí)另一端使小球在光滑水平面上做勻速圓周運動?(2)火星繞太陽運轉(zhuǎn)的向心力是什么力提供的?
(3)在圓盤上放一個小物塊,使小物塊隨圓盤一起做勻速圓周運動,分析小物塊受幾個力,向心力由誰提供?
3、變速圓周運動和一般曲線運動
在剛才“做一做”的實驗中,我們可以通過掄繩子來調(diào)節(jié)沙袋速度的大小,這就給我們帶來一個疑問:難道向心力能改變速度的大小嗎?為什么?(不能。因為我剛才做實驗時發(fā)現(xiàn),當(dāng)我的手保持不動時,沙袋的速度并不能改變,只有當(dāng)我的手在動時,沙袋的速度才能改變,所以不能。但具體細節(jié)我還沒有搞清)
對于做一般曲線運動的物體,我們可以用怎樣的分析方法進行簡化處理?請同學(xué)們閱讀教材并結(jié)合課本圖6.7—4的提示發(fā)表自己的見解,同時再與剛才研究的變速圓周運動去進行對比。
板書設(shè)計:
第六節(jié)
向心力
1、向心力
(1)通過實例進一步感受做圓周運動的物體必須受到力的作用(2)向心力的概念(3)向心力的表達式
2、向心力的實驗驗證
(1)圓錐擺的實驗
(2)向心力公式的實驗討論(“做一做”)
3、變速圓周運動和一般曲線運動的研究
5.7生活中的圓周運動(3課時)
三維教學(xué)目標
1、知識與技能
(1)知道如果一個力或幾個力的合力的效果是使物體產(chǎn)生向心加速度,它就是圓周運動的物體所受的向心力.會在具體問題中分析向心力的來源。
(2)能理解運用勻速圓周運動的規(guī)律分析和處理生產(chǎn)和生活中的具體實例。
(3)知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運動,會求變速圓周運動中物體在特殊點的向心力和向心加速度。
2、過程與方法
(1)通過對勻速圓周運動的實例分析,滲透理論聯(lián)系實際的觀點,提高學(xué)生分析和解決問題的能力。(2)通過勻速圓周運動的規(guī)律也可以在變速圓周運動中使用,滲透特殊性和一般性之間的辯證關(guān)系,提高學(xué)生的分析能力。
(3)通過對離心現(xiàn)象的實例分析,提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識解決問題的能力。
3、情感、態(tài)度與價值觀
(1)通過對幾個實例的分析,使學(xué)生明確具體問題必須具體分析,理解物理與生活的聯(lián)系,學(xué)會用合理、科學(xué)的方法處理問題。
(2)通過離心運動的應(yīng)用和防止的實例分析.使學(xué)生明白事物都是一分為二的,要學(xué)會用一分為二的觀點來看待問題。
(3)養(yǎng)成良好的思維表述習(xí)慣和科學(xué)的價值觀。
教學(xué)重點:理解向心力是一種效果力;在具體問題中能找到是誰提供向心力的,并結(jié)合牛頓運動定律求解有關(guān)問題。
教學(xué)難點:具體問題中向心力的來源;關(guān)于對臨界問題的討論和分析;對變速圓周運動的理解和處理。教學(xué)方法:探究、講授、討論、練習(xí)教具準備:多媒體課件 教學(xué)過程:
第七節(jié)
生活中的圓周運動
(一)新課導(dǎo)入
復(fù)習(xí)提問:請同學(xué)們回顧并敘述出對于圓周運動你已經(jīng)理解和掌握了哪些基本知識?(用線速度、角速度、轉(zhuǎn)速和周期等來描述做圓周運動物體的運動快慢;知道了圓周運動一定是變速運動,一定具有加速度;掌握了對于圓周運動的有關(guān)問題還必須通過運用牛頓第二定律去認真分析和處理。)
(二)新課教學(xué)
1、鐵路的彎道
提出問題:火車受幾個力作用?這幾個力的關(guān)系如何?
火車受到4個力的作用,各為兩對平衡力,即合外力為零。其中重力和支持力的合力為零,牽引力和摩擦力的合力為零,那火車轉(zhuǎn)彎時情況會有何不同呢? 提出問題:
(1)轉(zhuǎn)彎與直線前進有何不同?(2)畫出受力示意圖,并結(jié)合運動情況分析各力的關(guān)系?(轉(zhuǎn)彎時火車的速度方向在不斷變化,故其一定有加速度,其合外力一定不為零。)
轉(zhuǎn)彎時合外力不為零,即需要提供向心力,而平直路前行不需要,那么火車轉(zhuǎn)彎時是如何獲得向心力的?進一步受力分析得:需增加的一個向心力(效果力),由鐵軌外軌的輪緣和鐵軌之間互相擠壓而產(chǎn)生的彈力提供。
問題:擠壓的后果會怎樣?(由于火車質(zhì)量、速度比較大,故所需向心力也很大。這樣的話,輪緣和鐵軌之間的擠壓作用力將很大,導(dǎo)致的后果是鐵軌容易損壞,軌緣也容易損壞。)
那么應(yīng)該如何解決這一實際問題,結(jié)合學(xué)過的知識加以討論,提出可行的解決方案,并畫出受力圖,加以定性說明。
交流與討論:學(xué)生發(fā)揮自己的想象能力,結(jié)合知識點設(shè)計方案,結(jié)合受力圖發(fā)表自己的見解?? 如圖6.8—l所示:
(火車受的重力和支持力的合力提供向心力,對內(nèi)外軌都無擠壓,這樣就達到了保護鐵軌的目的。)請同學(xué)們運用剛才的分析進一步討論:實際的鐵路上為什么轉(zhuǎn)彎處的半徑和火車運行速度有條件限制?
2、拱形橋
問題:質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛,若橋面的圓弧半徑為只R,試畫出受力分析圖,分析汽車通過橋的最高點時對橋的壓力?通過分析,你可以得出什么結(jié)論?
在最高點,對汽車進行受力分析,確定向心力的來源;由牛頓第二定律列出方程求出汽車受到的支持力:由牛頓第三定律求出橋面受到的壓力:F’N=G—mv2/r
可見,汽車對橋的壓力F’N小于汽車的重力G,并且壓力隨汽車速度的增大而減小。
例1:一輛質(zhì)量m=2.0t的小轎車,駛過半徑R=90m的一段圓弧形橋面,重力加速度g=10m/s2.求:(1)若橋面為凹形,汽車以20m/s的速度通過橋面最低點時,對橋面壓力是多大?(2)若橋面為凸形,汽車以l0m/s的速度通過橋面最高點時,對橋面壓力是多大?(3)汽車以多大速度通過凸形橋面頂點時,對橋面剛好沒有壓力?
3、航天器中的失重現(xiàn)象
假設(shè)宇宙飛船質(zhì)量為M,它在地球表面附近繞地球傲勻逮圓周運動,其軌道半徑近似等于地球半徑R,航天員質(zhì)量為m,宇宙飛船和航天員受到的地球引力近似等于他們在地面上的重力,試求座艙對宇航員的支持力,此時飛船的速度多大?通過求解,你可以得出什么結(jié)論?(運用牛頓第二定律可解得:宇宙飛船的速度為Rg,再對宇航員進行分析可得,此時座椅對宇航員的支持力為零,即航天員處于失重狀態(tài)。)
4、離心運動
做圓周運動的物體一旦失去向心力的作用,它會怎樣運動呢?如果物體受的合力不足以提供向心力,它會怎樣運動呢?發(fā)表你的見解并說明原因。(做圓周運動的物體一旦失去向心力的作用,它會沿切線飛出去,如體育中的“鏈球”運動,運動員手一放后,“鏈球”馬上飛了出去。)
如果向心力突然消失,物體由于慣性,會沿切線方向飛出去。
如果物體受的合力不足以提供向心力,物體雖不能沿切線方向飛出去.但會逐漸遠離圓心.這兩種運動都叫做離心運動。
討論與思考:請同學(xué)們結(jié)合生活實際,舉出物體做離心運動的例子,在這些例子中,離心運動是有益的還是有害的?你能說出這些例子中離心運動是怎樣發(fā)生的嗎?
板書設(shè)計
第七節(jié)
生活中的圓周運動
1、鐵路的彎道
(1)討論向心力的來源:
(2)外軌高于內(nèi)軌時重力與支持力的合力是使火車轉(zhuǎn)彎的向心力(3)討論:為什么轉(zhuǎn)彎處的半徑和火車運行速度有條件限制?
2、拱形橋
(1)思考:汽車過拱形橋時,對橋面的壓力與重力誰大?(2)圓周運動中的超重。失重情況。
3、航天器中的失重現(xiàn)象
4、離心運動
(1)離心現(xiàn)象的分析與討論。(2)離心運動的應(yīng)用和防止。
第五篇:曲線運動教案(匯總13篇)
篇1:曲線運動教案
一、教學(xué)目標
1.知識與技能
(1)知道曲線運動是一種變速運動,它在某點的瞬時速度方向在曲線這一點的切線上;
(2)理解物體做曲線運動的條件是所受合外力與初速度不在同一直線上.
2.方法與過程
(1)類比直線運動認識曲線運動、瞬時速度方向的判斷和曲線運動的條件;
(2)通過實驗觀察培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰头治鰵w納的能力.
3.情感態(tài)度與價值觀
激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生探究物理問題的習(xí)慣.
二、教學(xué)重難點
1.曲線運動中瞬時速度方向的判斷
2.理解物體做曲線運動的條件
三、教學(xué)過程
1.新課導(dǎo)入,引入曲線運動
教師:在必修一里我們學(xué)習(xí)了直線運動,我們知道物體做直線運動時他的運動軌跡是直線,需要滿足的條件是物體所受的合力與速度的方向在同一條直線上。但在現(xiàn)實生活中,很多物體做的并非是直線運動,比如玩過山車的游客的運動、火車在其軌道上的運動、風(fēng)中搖曳著的枝條的運動、人造地球圍繞地球的運動(圖片)。
問題1:在這幾幅圖片中,物體的運動軌跡有什么特點?
(運動的軌跡是一條曲線)
教師:我們把像這樣運動軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。
設(shè)計意圖:通過復(fù)習(xí)直線運動引入生活中更為常見的曲線運動,并借助實例歸納出曲線運動的概念,幫助學(xué)生認識曲線運動。
2.曲線運動的方向
問題2:我們知道物體在做直線運動時,物體的速度方向始終是保持不變的,那么在做曲線運動時,物體的速度的方向又有什么特點呢?
(方向時刻在改變)
問題3:那么,我們該如何確定物體做曲線運動時每時每刻所對應(yīng)速度的方向呢?
教師:我們來猜想一下,鋼珠從彎曲的玻璃管中滾落出來,運動方向會是下面那一種情況呢?
學(xué)生:猜想
教師:現(xiàn)在咱們從理論上分析一下,鋼珠從彎曲玻璃管中滾落出來的運動方向
當(dāng)B點無限接近A點時,這條割線變成了曲線在A點的切線,這一過程中AB段的平均速度變成了A點的瞬時速度,瞬時速度的方向沿切線方向。所以鋼珠從彎曲玻璃管中滾落出來的運動方向也應(yīng)該沿試管出口處的切線方向。
下面咱們通過“鋼珠滾落”的實驗視頻驗證咱們的猜想及理論推導(dǎo)是否正確。
學(xué)生:觀看視頻
總結(jié):曲線運動速度方向沿曲線某一點的切線方向。
教師:所以在日常生活中我們可以看到這樣的畫
學(xué)生:砂輪打磨過程中砂輪邊緣的火星是沿砂輪邊沿的切線方向飛出;下雨天我們撐著傘將傘快速轉(zhuǎn)動時,我們發(fā)現(xiàn)雨滴不再沿著傘的邊沿豎直下落,而是沿著傘邊沿的切線方向飛出去。
教師:(思考)我們知道曲線運動每時每刻的速度方向,那曲線運動是勻速運動還是變速運動呢?
學(xué)生:變速運動,速度是矢量,曲線運動中速度的方向是不斷在變化的。
畫一畫:畫一條物體做曲線運動的軌跡,在軌跡上任意取四個點,作出在這四個點時,物體運動的方向。
設(shè)計意圖:類比直線運動中速度,從實驗猜想、理論推導(dǎo)再到實驗驗證以及生活中的實際應(yīng)用四個角度出發(fā)組織學(xué)生對曲線運動速度方向的探討,強化學(xué)生對曲線運動時速度方向的認識,突出本節(jié)的重難點。
3.曲線運動的條件
思考:物體做曲線運動需要滿足什么條件呢?
教師我們來看一個實驗的視頻,看看鋼球在不同條件下是如何運動的
學(xué)生:(描述實驗現(xiàn)象)鋼珠在沒有受到側(cè)面磁鐵的作用時做直線運動,受到側(cè)面磁鐵作用時,偏離原來直線的的運動軌跡,做曲線運動。
教師:咱們一起分析一下物體的運動情況
學(xué)生:畫出鋼球曲線運動軌跡上任意四點出的速度方向和大致的受力方向
教師:大家觀察每一點處鋼珠的受力方向和速度方向有什么特點?
學(xué)生:受力方向和速度方向都不在同一條直線上。
教師:由此我們可以得出結(jié)論,物體做曲線運動時需要滿足的條件是物體所受合力與速度的方向不在同一條直線上。
教師:大家再觀察各點的受力方向與鋼珠運動軌跡之間有什么關(guān)系?
學(xué)生:力都指向軌跡彎曲的一側(cè)。
設(shè)計意圖:通過指導(dǎo)學(xué)生通過視屏觀察實驗現(xiàn)象,并對對曲線運動軌跡上任意幾點速度方向及受力方向的分析得出曲線運動的條件,同時激發(fā)學(xué)生的興趣,提高學(xué)生的實驗?zāi)芰头治鰵w納的能力.
4.拓展
為什么 砂輪?
設(shè)計意圖:通過動手實踐強化學(xué)生對本節(jié)重點內(nèi)容的理解掌握。
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篇2:高中物理曲線運動教案
教學(xué)設(shè)計
教材分析
本章《曲線運動》是共同必修模塊的第五章,它不僅要討論曲線運動的規(guī)律,同時要用牛頓運動定律對有關(guān)曲線運動進行分析。因此說,本章實際上是運動學(xué)和動力學(xué)在曲線運動上的具體應(yīng)用,是學(xué)生所學(xué)必修一知識的進一步拓展和延伸。同時本章曲線運動的相關(guān)基礎(chǔ)知識也是下一章《萬有引力與航天》,高二學(xué)生學(xué)習(xí)帶電粒子在電場中的類平拋運動、帶電粒子在磁場中的勻速圓周運動知識的基礎(chǔ)。這些都是高考要考察的重點內(nèi)容,所以本章也是高中階段比較重要的一章。
2、學(xué)情分析
高一學(xué)生剛把必修一牛頓運動力學(xué)直線運動,學(xué)完,對于用牛頓運動力學(xué)處理直線運動應(yīng)該沒太大問題。但曲線運動還從未接觸過,不過學(xué)生在現(xiàn)實生活中接觸過許多曲線運動,根據(jù)他們的認知水平很容易接受什么是曲線運動。關(guān)鍵是曲線運動方向和做曲線運動的條件他們難以理解所以在教學(xué)中讓學(xué)生列舉各種生活實例及實驗探究,讓學(xué)生比較容易掌握這節(jié)內(nèi)容。由于高一學(xué)生基本還保留了對直觀現(xiàn)象的興趣,所以我精心設(shè)計了接球小游戲,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
設(shè)計教學(xué)流程圖
二、教案
課題 曲線運動 授課時間 學(xué)生 高二 教目標
知識與技能 l知道曲線運動中速度的方向,理解曲線運動是一種變速運動;
2知道物體做曲線運動的條件是所受的合外力與它的速度方向不在一條直線 過程與方法 3體驗曲線運動與直線運動的區(qū)別;
4體驗曲線運動是變速運動及它的速度方向的變化。 情感態(tài)度與價值觀 5能領(lǐng)略曲線運動的奇妙與和諧,提高對科學(xué)的好奇心與求知欲;
6有參與科技活動的熱情,將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實踐中。 教學(xué)重點 什么是曲線運動;物體做曲線運動的方向的確定;物體做曲線運動的條件。 教學(xué)難點 物體做曲線運動的條件。 教學(xué)方法 探究、講授、討論、練習(xí)教學(xué)用具及媒體應(yīng)用 Ppt及多媒體演示
板書 教學(xué)過程 主要教學(xué)內(nèi)容及教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖
引入
新課 1讓學(xué)生回顧直線運動及直線運動的條件
ppt展示幾張曲線運動的圖片
問題:
這幾幅圖中物體的運動軌跡有何特點? 回答:1軌跡是直線的運動
2物體所受的合力與速度在同一直線上
觀察
回答:物體的運動軌跡是一條曲線。 為講授新課打下鋪墊
新課
講解 一.曲線運動
1.概念: 軌跡是曲線的運動叫曲線運動。(板書)
思考:曲線運動與直線運動除了運動軌跡不同,還有什么區(qū)別?
直線運動物體速度的方向?
曲線運動物體速度的方向?
問題:
怎樣確定做曲線運動的物 體在任意時刻的速度方向呢?
演示雨傘上水滴飛出的方向
發(fā)現(xiàn):水滴飛出的方向就表示雨傘上和水滴接觸處的質(zhì)點的速度方向,該質(zhì)點的瞬時速度方向沿切線方向
2.速度方向:(板書)
質(zhì)點在某一點(或某一時刻)的瞬時速度方向沿曲線在這一點的切線方向。
3. 質(zhì)點曲線運動中的速度方向是時刻在變,所以曲線運動是變速運動,但變速運動不一定是曲線運動。
播放視頻
得出結(jié)論:
二.物體做曲線運動的條件(板書)
當(dāng)物體所受合力的方向跟它速度的方向不在同一條直線上時,物體做曲線運動
篇3:高中物理曲線運動教案
教學(xué)期望(目標):
一、知識與技能
1、知道曲線運動的概念。
2 、知道曲線運動中速度的方向是如何確定的,理解曲線運動是變速運動。
3、結(jié)合實例理解物體做曲線運動的條件。
二、過程與方法
1、通過視頻,向?qū)W生展現(xiàn)與日常生活緊密聯(lián)系的運動事例,引入了曲線運動的概念,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣.
2、觀察鏈球表演,學(xué)會分析物理現(xiàn)象,體驗?zāi)サ毒邥r火花四濺,使學(xué)生的思維在結(jié)論得出之前經(jīng)過大膽猜想,實驗驗證,最后歸納總結(jié)得出速度的方向.
3、開放性實驗過程,讓學(xué)生親臨科學(xué)探究的實驗過程,在實踐中提高學(xué)生的物理素養(yǎng).
三、情感態(tài)度與價值觀
1、感受到科學(xué)研究問題源于生活實踐,獲得的結(jié)論服務(wù)于生活實踐,體會學(xué)以致用的感受。
2、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力及抽象思維能力.
重點:體驗獲得“曲線運動的速度方向是切線方向”的實驗過程。
會標出曲線運動的速度方向。
歸納總結(jié)得出物體做曲線運動的條件。
難點:曲線運動的速度方向。
物體做曲線運動的條件。
教學(xué)設(shè)計即目標達成過程
教學(xué)過程 教學(xué)內(nèi)容(教材、生活等
教學(xué)資源)重組 教學(xué)策略
(互動或講述等) 預(yù)期
效果 導(dǎo)入 生活中兩組運動實例
EMBED Unknown EMBED Unknown EMBED Unknown
從熟悉的生活入手,得出運動的普遍性和研究的必要性。
教師引導(dǎo)
學(xué)生觀察
思考
物理知識來源生活,激發(fā)學(xué)生興趣,調(diào)動內(nèi)在學(xué)習(xí)動機。
探究1:曲線運動的速度
.1、觀察與思考:鏈球出手前做什么運動?依靠什么飛出去?飛出去的速度方向具有什么特點?
SHAPE MERGEFORMAT 2、實驗演示砂輪磨刀具,學(xué)生猜想曲線運動速度方向具有什么特點?
3、實驗驗證:物體做一般的曲線運動速度方向是否沿切線? SHAPE MERGEFORMAT
教師引導(dǎo)
學(xué)生思考、猜想、實驗驗證得出:
1.曲線運動中速度的方向是時刻改變的。
2.做曲線運動的小球在某一點的速度方向是在曲線的這一點的切線方向
由鏈球運動的展示,引導(dǎo)學(xué)生分析鏈球飛出靠慣性,為演示實驗如何尋找某一時刻速度方向打開思路
探究2:曲線運動的性質(zhì)
速度的變化包括速度大小變化、速度方向變化、速度大小方向同時變化
曲線運動的速度特點:速度方向一定變化
3、曲線運動一定是變速運動。
教師引導(dǎo)
學(xué)生討論
理論探究,對曲線運動的認識進一步加深 探究3:曲線運動的條件
學(xué)生分組實驗要求:1、利用你手中的實驗器材(不一定全部用上),自行設(shè)計實驗,能使小球分別做直線運動和曲線運動;
2、兩人一組,共同合作;
3、設(shè)計出實驗方案,并能夠親自操作;
篇4:高中物理曲線運動教案
三維教學(xué)目標
1、知識與技能
(l)知道曲線運動中速度的方向,理解曲線運動是一種變速運動;
(2)知道物體做曲線運動的條件是所受的合外力與它的速度方向不在一條直線上。
2、過程與方法
(1)體驗曲線運動與直線運動的區(qū)別;
(2)體驗曲線運動是變速運動及它的建度方向的變化。
3、情感、態(tài)度與價值觀
(1)能領(lǐng)略曲線運動的奇妙與和諧,發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲;
(2)有參與科技活動的熱情,將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實踐中。
教學(xué)重點:什么是曲線運動;物體做曲線運動的方向的確定;物體做曲線運動的條件。
教學(xué)難點:物體微曲線運動的條件。
教學(xué)方法:探究、講授、討論、練習(xí)
教具準備:投影儀、投影片、斜面、小鋼球、小木球、條形磁鐵。
教學(xué)過程:
第一節(jié) 曲線運動
(一)新課導(dǎo)入
前面我們學(xué)習(xí)過了各種直線運動,包括勻速直線運動、勻變速直線運動、自由落體運動等。下面來看這個小實驗,判斷該物體的運動狀態(tài)。
實驗:(1)演示自由落體運動,該運動的特征是什么?(軌跡是直線)
(2)演示平拋運動,該運動的特征是什么?(軌跡是曲線)
這里我們看到一種我們前面沒有學(xué)過的運動形式,它與我們前面學(xué)過的運動形式有本質(zhì)的區(qū)別。前面我們學(xué)過的運動的軌跡都是直線,而我們現(xiàn)在看到的這種運動的軌跡是曲線,我們把這種運動稱為曲線運動。
概念:軌跡是曲線的運動叫曲線運動。其實曲線運動是比直線運動普遍的運動情形,現(xiàn)在請大家舉出一些生活中的曲線運動的例子?(微觀世界里如電子繞原子核旋轉(zhuǎn);宏觀世界里如天體運行;生活中如投標搶、擲鐵餅、跳高、既遠等均為曲線運動)
(二)新課教學(xué)
1、曲線運動速度的方向
在前面學(xué)習(xí)直線運動的時候我們已經(jīng)知道了任何確定的直線運動都有確定的速度方向,這個方向與物體的運動方向相同,現(xiàn)在我們又學(xué)習(xí)了曲線運動,大家想一想我們該如何確定曲線運動的速度方向?在解決這個問題之前我們先來看幾張圖片(如圖6.1—l、6.1—2)。
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動?
射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。對于鏈球也是同樣的道理,它們也會沿著脫離點的切線方向飛出。
剛才的幾個物體的運動軌跡都是圈,我們總結(jié)曲線運動的方向沿著切線方向,但對于一般的曲線運動是不是也是這樣呢?下面我們來做個實驗看一看,一般的曲線運動是什么情況。
(演示實驗)
在勻變速運動中,速度大小發(fā)生變化,我們說這是變速運動,而在曲線運動中,速度方向時刻在改變,我們也說它是變速運動。
實際上這個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→曲線運動是變速運動。
(2)物體做曲線運動的條件
演示實驗:在剛才實驗中,鋼球的運動路徑旁邊放一塊磁鐵,重復(fù)剛才的實驗操作,觀察鋼球在桌面上的運動情況?
(鋼球傲曲線運動)
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,還受到方向與運動方向相反的滑動摩擦力的作用,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動不斷改變,但總是不與運動方向在同一直線上。)
演示實驗:把上次實驗用的鋼球改為同等大小的木球重復(fù)上次實驗,觀察木球運動情況?(木球做直線運動,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,還受到方向與運動方向相反的滑動摩擦力的作用,木球并不受到磁鐵給它的吸引力。)
演示實驗:隨手拋出一個粉筆頭,觀察粉筆頭的運動狀態(tài)?(粉筆頭做曲線運動)
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,物體將做曲線運動。
3、交流與討論
(1)飛機扔炸彈,分析為什么炸彈做曲線運動?
(2)我們騎摩托車或自行車通過彎道時,我們側(cè)身騎,為什么?
(3)盤山公路路面有何特點?火車鐵軌在彎道有何特點?
4、小結(jié):
(1)運動軌跡是曲線的運動叫曲線運動。
(2)曲線運動中速度的方向是時刻改變的,質(zhì)點在某一點的瞬時速度的方向在曲線的這一點的切線上。
(3)當(dāng)合外力F的方向與它的速度方向有一夾角時,物體做曲線運動。
板書設(shè)計:
5.1 曲線運動
1、曲線運動
定義:運動軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。
2、物體做曲線運動的條件
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,物體將做曲線運動。
3、曲線運動速度的方向
質(zhì)點在某一點的速度,沿曲線在這一點的切線方向。
4、曲線運動的性質(zhì)
曲線運動過程中速度方向始終在變化,因此曲線運動是變速運動。
5.2平拋運動(2課時)
三維教學(xué)目標
1、知識與技能
(1)在具體情景中,知道合運動、分運動分別是什么,知道其同時性和獨立性;
(2)知道運動的合成與分解,理解運動的合成與分解遵循平行四邊形定則;
(3)會用作圖和計算的方法,求解位移和速度的合成與分解問題。
2、過程與方法
(1)通過對拋體運動的觀察和思考,了解一個運動可以與幾個不同的運動效果相同,體會等效替代的方法;
(2)通過觀察和思考演示實驗,知道運動獨立性.學(xué)習(xí)化繁為筒的研究方法;
(3)掌握用平行四邊形定則處理簡單的矢量運算問題。
3、情感、態(tài)度與價值觀
(1)通過觀察,培養(yǎng)觀察能力;
(2)通過討論與交流,培養(yǎng)勇于表達的習(xí)慣和用科學(xué)語言嚴謹表達的能力。
教學(xué)重點
(1)明確一個復(fù)雜的運動可以等效為兩個簡單的運動的合成或等效分解為兩個簡單的運動;
(2)理解運動合成、分解的意義和方法。
教學(xué)難點:分運動和合運動的等時性和獨立性;應(yīng)用運動的合成和分解方法分析解決實際問題。
教學(xué)方法:探究、講授、討論、練習(xí)
教學(xué)用具:演示紅蠟燭運動的有關(guān)裝置。
教學(xué)過程:
第二節(jié)平拋運動
(一)新課導(dǎo)入
上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了曲線運動的定義,性質(zhì)及物體做曲線運動的條件,先來回顧一下這幾個問題:什么是曲線運動?(運動軌跡是曲線的運動是曲線運動。)
怎樣確定做曲線運動的物體在某一時刻的速度方向?(質(zhì)點在某一點的速度方向沿曲線在這一點的切線方向。)
物體在什么情況下做曲線運動?(當(dāng)物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時,物體做曲線運動。)
通過上節(jié)課的學(xué)習(xí),我們對曲線運動有了一個大致的認識,但我們還投有對曲線運動進行深入的研究,要研究曲線運動需要什么樣的方法呢?這節(jié)課我們就來研究這個問題。
(二)新課教學(xué)
我們先來回想一下我們是怎樣研究直線運動的,同學(xué)們可以從如何確定質(zhì)點運動的位移來考慮。
可以沿著物體或質(zhì)點運動的軌跡建立直線坐標系,通過物體或質(zhì)點坐標的變化可以確定其位移,從而達到研究物體運動過程的目的。
下面我們就來探究一下怎樣應(yīng)用運動的合成與分解來研究曲線運動。
演示實驗:如圖6.2—l所示,在一端封閉、長約l m的玻璃管內(nèi)注滿清水,水中放一紅蠟做的小圓柱體R,將玻璃管的開口端用膠塞塞緊。(圖甲)
將這個玻璃管倒置(圖乙),蠟塊R就沿玻璃管上,如果旁邊放一個米尺,可以看到蠟塊上升的速度大致不變,即蠟塊做勻連直線運動。
再次將玻璃管上下顛倒,在蠟塊上升的同時將玻璃管水平向右勻速移動,觀察蠟塊的運動。(圖丙)
1、蠟塊的位置
蠟塊在兩個方向上做的都是勻速直線運動,所以x、y可以通過勻速直線運動的位移公式x=vt獲得,即:
x=vxt y=vyt
2、蠟塊的運動軌跡
我們可以先從公式(1)中解出t
t=x/vx y=vy x/vx
現(xiàn)在我們對公式④進行數(shù)學(xué)分析,看看它究竟代表的是一條什么樣的曲線呢?
由于蠟塊在x、y兩個方向上做的都是勻速直線運動,所以vy 、vx都是常量.所以vy /vx也是常量,可見公式④表示的是一條過原點的傾斜直線。
3、蠟塊的位移
在坐標系中,線段OP的長度就代表了物體位移的大小?,F(xiàn)在我找一位同學(xué)來計算一下這個長度。
因為坐標系中的曲線就代表了物體運動的軌跡,所以我們只要求出該直線與x軸的夾角θ就可以了。要求“我們只要求出它的正切就可以了。
tanθ==vy /vx
這樣就可以求出θ,從而得知位移的方向。
4、交流與探究
現(xiàn)在我們探討了蠟塊在玻璃管中的運動,請大家考慮實際生活中我們遇到的哪些物體的運動過程與蠟塊相似?典型事例:小船過河,
5、蠟塊的速度
根據(jù)我們前面學(xué)過的速度的定義,物體在某過程中的速度等于該過程的位移除以發(fā)生這段位移所需要的時間,即前面我們已經(jīng)求出了蠟塊在任意時刻的位移的大小 所以我們可以直接計算蠟塊的位移,直接套入速度公式我們可以得到什么樣的速度表達式?帶人公式可得:
分析這個公式我們可以得到什么樣的結(jié)論?
vy /vx都是常量, 也是常量。也就是說蠟塊的速度是不發(fā)生變化的,即蠟塊做的是勻速運動。
我們就可以得出運動合成與分解的概念了:
由分運動求合運動的過程叫做運動的合成;
由合運動求分運動的過程叫做運動的分解。
思考與討論
如果物體在一個方向上的分運動是勻速直線運動,在與它垂直方向的分運動是勻加速直線運動。合運動的軌跡是什么樣的?(參考提示:勻速運動的速度V1和勻速運動的初速度的合速度應(yīng)如圖6.2—3所示,而加速度a與v2同向,則a與v合必有夾角,因此軌跡為曲線。)
下面我們來看一個通過運動的合成與分解解決實際問題的例子。
課堂訓(xùn)練
(1)關(guān)于運動的合成,下列說法中正確的是…………………………………( )
A.合運動的速度一定比每一個分運動的速度大
B.兩個勻速直線運動的合運動,一定是勻速直線運動
C.兩個分運動是直線運動的合運動,一定是直線運動
D.兩個分運動的時間,一定與它們的合運動的時間相等
(2)如果兩個分運動的速度大小相等.且為定值,則以下說法中正確的是……( )
A.兩個分運動夾角為零,合速度最大
B.兩個分運動夾角為90°,合速度大小與分速度大小相等
C.合速度大小隨分運動的夾角的增大而減小
D.兩個分運動夾角大于120°,合速度的大小等于分速度
(3)小船在靜水中的速度是v,今小船要渡過一河流,渡河時小船朝對岸垂直劃行,若航行至中心時,水流速度突然增大,則渡河時間將………………………( )
A.增大 B.減小 C.不變 D.無法確定
小結(jié):這節(jié)課我們學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容是探究曲線運動的基本方法——運動的合成與分解。這種方法在應(yīng)用過程中遵循平行四邊形定則,在實際的解題過程中,通常選擇實際看到的運動為合運動,其他的運動為分運動。
運動的合成與分解包括以下幾方面的內(nèi)容:速度的合成與分解;位移的合成與分解;加速度的合成與分解。
合運動與分運動之間還存在如下的特點:獨立性原理:各個分運動之間相互獨立,互不影響。等時性原理,合運動與分運動總是同時開始,同時結(jié)束,它們所經(jīng)歷的時間是相等的。
板書設(shè)計:
5.3實驗:研究平拋運動(3課時)
三維教學(xué)目標
1、知識與技能
(1)理解平拋運動是勻變速運動,其加速度為g;
(2)掌握拋體運動的位置與速度的關(guān)系。
2、過程與方法
(1)掌握平拋運動的特點,能夠運用平拋規(guī)律解決有關(guān)問題;
(2)通過例題分析再次體會平拋運動的規(guī)律。
3、情感、態(tài)度與價值觀
(1)有參與實驗總結(jié)規(guī)律的熱情,從而能更方便地解決實際問題;
(2)通過實踐,鞏固自己所學(xué)的知識。
教學(xué)重點:分析歸納拋體運動的規(guī)律。
教學(xué)難點:應(yīng)用數(shù)學(xué)知識分析歸納拋體運動的規(guī)律。
教學(xué)方法:探究、講授、討論、練習(xí)
教具準備:平拋運動演示儀、自制投影片
教學(xué)過程:
第三節(jié) 實驗:研究平拋運動
(一)新課導(dǎo)入
上一節(jié)我們已經(jīng)通過實驗探究出平拋運動在豎直方向和水平方向上的運動規(guī)律,對平拋運動的特點有了感性認識。這一節(jié)我們將從理論上對拋體運動的規(guī)律作進一步分析,學(xué)習(xí)和體會在水平面上應(yīng)用牛頓定律的方法,并通過應(yīng)用此方法去分析沒有感性認識的拋體運動的規(guī)律。
(二)新課教學(xué)
1、拋體的位置
我們以平拋運動為例來研究拋體運動所共同具有的性質(zhì)。
首先我們來研究初速度為v的平拋運動的位置隨時間變化的規(guī)律。用手把小球水平拋出,小球從離開手的瞬間(此時速度為v,方向水平)開始,做平拋運動,我們以小球離開手的位置為坐標原點,以水平拋出的方向為x軸的方向,豎直向下的方向為y軸的方向,建立坐標系,并從這一瞬間開始計時。
在拋出后的運動過程中,小球受力情況如何?(小球只受重力,重力的方向豎直向下,水平方向不受力。)
那么,小球在水平方向有加速度嗎,它將怎樣運動?(小球在水平方向沒有加速度,水平方向的分速度將保持v不變,做勻速直線運動。)
那么,小球的運動就可以看成是水平和豎直兩個方向上運動的合成。t時間內(nèi)小球合位移是:
若設(shè)s與+x方向(即速度方向)的夾角為θ,如圖6.4—1,則其正切值如何求?
2、拋體的速度
由于運動的等時性,那么大家能否根據(jù)前面的結(jié)論得到物體做平拋運動的時間?
這說明了什么問題?(這說明了平拋運動的水平位移不僅與初速度有關(guān)系,還與物體的下落高度有關(guān))利用運動合成的知識,結(jié)合圖6.4—2,求物體落地速度是多大?結(jié)論如何?
平拋運動常分解成水平方向和豎直方向的兩個分運動來處理,由于豎直分運動是初速度為零的勻加速直線運動,所以初速度為零的勻加速直線運動的公式和特點均可以在此應(yīng)用。另外,有時候根據(jù)具體情況也可以將平拋運動沿其他方向分解。
3、斜拋運動
如果物體拋出時的速度不是沿水平方向,而是斜向上方或斜向下方的(這種情況稱為斜拋),它的受力情況是什么樣的?加速度又如何?(它的受力情況與平拋完全相同,即在水平方向仍不受力,加速度仍是0;在豎直方向仍只受重力,加速度仍為g)
實際上物體以初速度v沿斜向上或斜向下方拋出,物體只在重力作用下的運動,如何表示?與平拋是否相同?(斜拋運動沿水平方向和豎直方向初速度與平拋不同,分別是vx=vcosθ和vy=sinθ)
由于物體運動過程中只受重力,所以水平方向速度vx=vcosθ保持不變,做勻速直線運動;而豎直方向上因受重力作用,有豎直向下的重力加速度J,同時有豎直向上的初速度vy=sinθ,因此做勻減速運動(是豎直上拋運動,當(dāng)初速度向斜下方,豎直方向的分運動為豎直下拋運動),當(dāng)速度減小到。時物體上升到最高點,此時物體由于還受到重力,所以仍有一個向下的加速度g,將開始做豎直向下的加速運動。因此,斜拋運動可以看成是水平方向速度為vx=vcosθ的勻速直線運動和豎直方向初速度為vy=sinθ的豎直上拋或豎直下拋運動的合運動。
斜拋運動分斜上拋和斜下拋(由初速度方向確定)兩種,下面以斜上拋運動為例討論:
斜拋運動的特點是什么?(特點:加速度a=g,方向豎直向下,初速度方向與水平方向成一夾角θ斜向上,θ=90°時為豎直上拋或豎直下拋運動θ=0°時為平拋運動)
常見的處理方法:
第一、將斜上拋運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋運動,這樣有由此可以得到哪些特點?
由此可得如下特點:a.斜向上運動的時間與斜向下運動的時間相等;b.從軌道最高點將斜拋運動分為前后兩段具有對稱性,如同一高度上的兩點,速度大小相等,速度方向與水平線的夾角相同。
第二、將斜拋運動分解為沿初速度方向的斜向上的勻速直線運動和自由落體運動兩個分運動,用矢量合成法則求解。
第三、將沿斜面和垂直斜面方向作為x、y軸,分別分解初速度和加速度后用運動學(xué)公式解題。
交流與討論
對于斜拋運動我們只介紹下船上拋和斜下拋的研究方法,除了平拋、斜上拋、斜下拋外,拋體運動還包括豎直上拋和豎直下拋,請大家根據(jù)我們研究前面幾種拋體運動的方法來研究一下豎直上拋和豎直下拋。
參考解答:對于這兩種運動來說,它們都是直線運動,但這并不影響用運動的合成與分解的方法來研究它們。這個過程我們可以仿照第一節(jié)中我們介紹的勻加速運動的分解過程,對豎直上拋運動,設(shè)它的初速度為v0,那么它的速度就可以寫成v= v0—gt的形式,位移寫成x= v0t—g t2/2的形式。那這樣我們就可以進行分解了。把速度寫成v1= v0,v2=—gt的形式,把位移寫成xl= v0t,x2= —g t2/2的形式,這樣我們可以看到,豎直上拋運動被分解成了一個豎直向上的勻速直線運動和一個豎直向上的勻減速運動。對于豎直下拋運動可以采取同樣的方法進行處理。
小結(jié):
(1)具有水平速度的物體,只受重力作用時,形成平拋運動。
(2)平拋運動可分解為水平勻蓬運動和豎直自由落體運動.平拋位移等于水平位移和豎直位移的矢量和;平拋瞬時速度等于水平速度和豎直速度的矢量和。
(3)平拋運動是一種勻變速曲線運動。
(4)如果物體受到恒定合外力作用,并且合外力跟初速度垂直,形成類似平拋的勻變速曲線運動,只需把公式中的g換成a,其中a=F合/m.
說明:
(1)干拋運動是學(xué)生接觸到的第一個曲線運動,弄清其成固是基礎(chǔ),水平初速度的獲得是同題的關(guān)鍵,可歸納眾兩種;第一、物體被水平加速:水平拋出、水干射出、水平?jīng)_擊等;第二、物體與原來水平運動的載體脫離,由于慣性而保持原來的水平速度。
(2)平拋運動的位移公式和速度公式中有三個含有時間t,應(yīng)根據(jù)不同的已知條件來求時間。但應(yīng)明確:平拋運動的時間完全由拋出點到落地點的豎直高度確定(在不高的范國內(nèi)g恒定),與拋出的速度無關(guān)。
第四節(jié) 圓周運動(3課時)
三維教學(xué)目標
1、知識與技能
(1)認識勻速圓周運動的概念,理解線速度的概念,知道它就是物體做勻速圓周運動的瞬時速度;理解角速度和周期的概念,會用它們的公式進行計算;
(2)理解線速度、角速度、周期之間的關(guān)系:v=rω=2πr/T;
(3)理解勻速圓周運動是變速運動。
2、過程與方法
(1)運用極限法理解線速度的瞬時性.掌握運用圓周運動的特點如何去分析有關(guān)問題;
(2)體會有了線速度后.為什么還要引入角速度.運用數(shù)學(xué)知識推導(dǎo)角速度的單位。
3、情感、態(tài)度與價值觀
(1)通過極限思想和數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用,體會學(xué)科知識間的聯(lián)系,建立普遍聯(lián)系的觀點;
(2)體會應(yīng)用知識的樂趣.激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。
教學(xué)重點:線速度、角速度、周期的概念及引入的過程,掌握它們之間的聯(lián)系。
教學(xué)難點:理解線速度、角速度的物理意義及概念引入的必要性。
教學(xué)方法:探究、講授、討論、練習(xí)
教具準備:多媒體教學(xué)課件;用細線拴住的小球;實物投影儀。
教學(xué)過程:
(一)新課導(dǎo)入
請同學(xué)觀看兩個物體所做的曲線運動,并請注意觀察它們的運動特點:
第一個:老師用事先準備好的用細線拴住的小球,演示水平面內(nèi)的圓周運動;
第二個:課件展示同學(xué)們熟悉的手表指針的走動.(它們的軌跡是一個圓)這就是我們今天要研究的圓周運動。
(二)新課教學(xué)
行駛中的汽車輪子,公園里的“大轉(zhuǎn)輪”,自行車上的各個轉(zhuǎn)動部分。日常生活和生產(chǎn)實踐中做圓周運動的物體可以說是“舉不勝舉”。同學(xué)們所列舉的這些做圓周運動物體上的質(zhì)點,哪些運動得較慢?哪些運動得更快?我們應(yīng)該如何比較它們運動的快慢呢?下面就請同學(xué)們對自行車上的各個轉(zhuǎn)動部分,圍繞課本 “思考與討論”中提出的問題,前后每四人一組進行討論。
交流與討論
開始討論時,學(xué)生之間有激烈的爭論,各人考慮的出發(fā)點不一樣,思考的角度不同。有人認為小齒輪、后輪上各點運動的快慢一樣,因為它們是一起轉(zhuǎn)動的;有人認為大齒輪、小齒輪各點運動的快慢一樣,因為它們是用鏈條連在一起轉(zhuǎn)動的,等等。這時需要老師的引導(dǎo),你衡量快慢的標準是什么?你從哪個角度去進行比較的?
引導(dǎo)學(xué)生過渡到對描述圓周運動快慢的物理量——線速度的學(xué)習(xí)上來。
篇5:高中物理曲線運動教案
教學(xué)目標
一、教學(xué)目標:
1、知道平拋運動的定義及物體做平拋運動的條件。
2、理解平拋運動可以看作水平方向的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合運動。
3、掌握平拋運動的規(guī)律。
4、樹立嚴謹,實事求是,理論聯(lián)系實際的科學(xué)態(tài)度。
5、滲透物理學(xué)“建立理想化模型”、“化繁為簡”“等效代替”等思想。
教學(xué)重難點
重點難點:
重點:平拋運動的規(guī)律。
難點:對平拋運動的兩個分運動的理解。
教學(xué)過程
教學(xué)過程:
引入
通過柯受良飛越黃河精彩視頻和生活中常見拋體運動的圖片引入到拋體運動,在對拋體運動進行了解的基礎(chǔ)上回憶以前學(xué)過的拋體運動;對拋體運動進行分類。由拋體運動引入平拋運動。
(一)知道什么樣的運動是平拋運動?
1.定義:物體以一定的初速度水平方向上拋出,僅在重力作用下所做的運動,叫做平拋運動。
2.物體做平拋運動的條件
(1)有水平初速度,
(2)只受重力作用。
通過活動讓學(xué)生理解平拋運動是一個理想化模型。
讓學(xué)生體會研究問題時,要“抓住主要因素,忽略次要因素”的思想。
(二)實驗探究平拋運動
問題1:平拋運動是怎樣的運動?
問題2:怎樣分解平拋運動?
探究一:平拋運動的水平分運動是什么樣的運動?(學(xué)生演示,提醒注意觀察實驗現(xiàn)象)
【演示實驗】同時釋放兩個相同小球,其中一個小球從高處做平拋運動,另一個小球從較低的地方同時開始做勻速直線運動。
現(xiàn)象:在初速度相同的情況下,兩個小球都會撞在一起(學(xué)生回答)
結(jié)論:平拋運動水平方向的分運動是勻速直線運動(師生共同總結(jié))
探究二:平拋運動的豎直分運動是什么樣的運動?(分組探究,提醒:a小球是帶有小孔的小球;b裝置靠近水槽;c觀察兩小球落到水槽中的情況)
【分組實驗】用小錘打擊彈性金屬片時,前方小球向水平方向飛出,做平拋運動,而同時后方小球被釋放,做自由落體運動。
現(xiàn)象:兩小球球同時落地。(學(xué)生回答)
結(jié)論:平拋運動的豎直分運動是自由落體運動(師生共同總結(jié))
課后小結(jié)
小結(jié)
一、平拋運動
1、平拋運動的定義:將物體以一定的初速度沿水平方向拋出,物體只在重
力作用下所做的運動
2、條件:有水平方向的初速度,只受重力的作用。
篇6:高中物理曲線運動的教案
一、教學(xué)目標
1、知道什么是曲線運動。
2、知道曲線運動中速度的方向。
3、理解曲線運動是一種變速運動。
4、理解物體做曲線運動的條件是所受合外力的方向與它的速度方向不在一條直線上。
二、重點難點
重點:曲線運動中的速度方向和物體做曲線運動的條件。
難點:理解并掌握物體做曲線運動的條件。
三、教學(xué)方法
實驗、講解、歸納、推理
四、教學(xué)用具
多媒體設(shè)備、小鋼球、條形磁鐵
五、教學(xué)過程
(一)、引入新課:
【放錄像】飛行的鐵餅,導(dǎo)彈,衛(wèi)星?
在實際生活中,曲線運動是普遍發(fā)生的。 曲線運動有什么特點?物體為什么會做曲線運動?本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)這些問題。
(二)、曲線運動的速度方向
1、提問:曲線運動與直線運動有什么區(qū)別?
――運動軌跡是曲線。
――速度方向時刻改變。
2、曲線運動的速度方向
【放錄像】
(1)、在砂輪上磨刀具時,刀具與砂輪接觸處有火星沿砂輪的切線方向飛出;(見課件)
(2)、撐開的帶有水的傘繞著傘柄旋轉(zhuǎn),傘面上的水滴沿傘邊各點所劃圓周的切線方向飛出。
總結(jié):曲線運動中速度的方向是時刻改變的,質(zhì)點在某一點(或某一時刻)的速度的方向是在曲線的這一點的切線方向。
(3)、推理:
a:速度是矢量,既有大小,又有方向。
b:只要速度的大小、方向中的一個或兩個同時變化,就表示速度矢量發(fā)生了變化,也就是具有加速度。
C:曲線運動中速度的方向時刻在改變,所以曲線運動是變速運動。
過渡:那么物體在什么條件下才做曲線運動呢?
(三)、物體做曲線運動的條件
【演示實驗】(投影儀顯示)一個在水平面上做直線運動的鋼珠,如果從旁邊給它施加一個側(cè)向力,它的運動方向就會改變,不斷給鋼珠施加側(cè)向力,或者在鋼珠運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動。
歸納得到:當(dāng)運動物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時,物體就做曲線運動。
【討論】 做曲線運動的物體,其加速度的方向跟它的速度方向是否一致?
對照物體做直線運動的條件:當(dāng)物體所受的合外力方向跟它的速度方向在同一直線上時,物體做直線運動。
【看書】拋出的石子,飛行的人造衛(wèi)星為什么做曲線運動?
用牛頓第二定律分析物體做曲線運動的條件:
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,物體就做直線運動。
如果合力的方向跟速度方向不在同一條直線上,產(chǎn)生的加速度就和速度成一夾角,這時,合力就不但可以改變速度的大小,而且可以改變速度的方向,物體就做曲線運動。 課堂練習(xí):課本P83練習(xí)一(1)、(4)兩題學(xué)生討論;(2)、(3)兩題課堂練習(xí),并點兩名學(xué)生在黑板上寫出結(jié)果。教師評講。
(四)、鞏固練習(xí)
物體在力F1、F2、F3的共同作用下做勻速直線運動,若突然撤去外力F1,則物體的運動情況是
A、必沿著F1的方向做勻加速直線運動
B、必沿著F1的方向做勻減速直線運動
C、不可能做勻速直線運動
D、可能做直線運動,也可能做曲線運動
【C、D】
(五)、課堂小結(jié)
1、運動軌跡是曲線的運動叫曲線運動。
2、曲線運動中速度的方向是時刻改變的,質(zhì)點在某一點的瞬時速度的方向在曲線的這一點的切線方向上。
3、當(dāng)運動物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時,物體就做曲線運動。
六、課外作業(yè)
(略)
篇7:曲線運動的優(yōu)秀教案
曲線運動的優(yōu)秀教案
知識目標
1、知道曲線運動是一種變速運動,它在某點的瞬時速度方向在曲線這一點的切線上。
2、理解物體做曲線運動的條件是所受合外力與初速度不在同一直線上。
能力目標
培養(yǎng)學(xué)生觀察實驗和分析推理的能力。
情感目標
激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生探究物理問題的習(xí)慣。
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)教材主要有兩個知識點:曲線運動的速度方向和物體做曲線運動的條件。教材一開始提出曲線運動與直線運動的明顯區(qū)別,引出曲線運動的速度方向問題,緊接著通過觀察一些常見的現(xiàn)象,得到曲線運動中速度方向是時刻改變的,質(zhì)點在某一點(或某一時刻)的速度方向是曲線的這一點(或這一時刻)的切線方向。再結(jié)合矢量的特點,給出曲線運動是變速運動。關(guān)于物體做曲線運動的條件,教材從實驗入手得到:當(dāng)運動物體所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時,物體就做曲線運動。再通過實例加以說明,最后從牛頓第二定律角度從理論上加以分析。教材的編排自然順暢,適合學(xué)生由特殊到一般再到特殊的認知規(guī)律,感性知識和理性知識相互滲透,適合對學(xué)生進行探求物理知識的訓(xùn)練:創(chuàng)造情境,提出問題,探求規(guī)律,驗證規(guī)律,解釋規(guī)律,理解規(guī)律,自然順暢,嚴密合理。本節(jié)教材的知識內(nèi)容和能力因素,是對前面所學(xué)知識的重要補充,是對運動和力的關(guān)系的進一步理解和完善,是進一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。
教法建議
“關(guān)于曲線運動的速度方向”的教學(xué)建議是:首先讓學(xué)生明確曲線運動是普遍存在的,通過圖片、動畫,或讓學(xué)生舉例,接著提出問題,怎樣確定做曲線運動的物體在任意時刻速度的方向呢?可讓學(xué)生先提出自己的看法,然后展示錄像資料,讓學(xué)生總結(jié)出結(jié)論。接著通過分析速度的矢量性及加速度的定義,得到曲線運動是變速運動。
“關(guān)于物體做曲線運動的條件”的教學(xué)建議是:可以按照教材的編排先做演示實驗,引導(dǎo)學(xué)生提問題:物體做曲線運動的條件是什么?得到結(jié)論,再從力和運動的.關(guān)系角度加以解釋。如果學(xué)生基礎(chǔ)較好,也可以運用邏輯推理的方法,先從理論上分析,然后做實驗加以驗證。
教學(xué)設(shè)計方案
教學(xué)重點:曲線運動的速度方向;物體做曲線運動的條件
教學(xué)難點:物體做曲線運動的條件
一、曲線運動的速度方向:
(一)讓學(xué)生舉例:物體做曲線運動的一些實例
(二)展示圖片資料1、上海南浦大橋 2、導(dǎo)彈做曲線運動 3、汽車做曲線運動
(三)展示錄像資料:l、彎道上行駛的自行車
通過以上內(nèi)容增強學(xué)生對曲線運動的感性認識,緊接著提出曲線運動的速度方向問題:
(四)讓學(xué)生討論或猜測,曲線運動的速度方向應(yīng)該怎樣?
(五)展示錄像資料2:火星兒沿砂輪切線飛出 3:沾有水珠的自行車后輪原地 運轉(zhuǎn)
(六)讓學(xué)生總結(jié)出曲線運動的方向
(七)引導(dǎo)學(xué)生分析推理: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→曲線運動是變速運動。
二、物體做曲線運動的條件:
[方案一]
(一)提出問題,引起思考:沿水平直線滾動的小球,若在它前進的方向或相反方向施加外力,小球的運動情況將如何?若在其側(cè)向施加外力,運動情況將如何?
(二)演示實驗;鋼珠在磁鐵作用下做曲線運動的情況,或鋼珠沿水平直線運動之后飛離桌面的情況。
(三)請同學(xué)分析得出結(jié)論,并通過其它實例加以鞏固。
(四)引導(dǎo)同學(xué)從力和運動的關(guān)系角度從理論上加以分析。
[方案二]
(一)由物體受到合外力方向與初速度共線時,物體做直線運動引入課題,教師提出問題請同學(xué)思考:如果合外力垂直于速度方向,速度的大小會發(fā)生改變嗎?進而將問題展開,運用力的分解知識,引導(dǎo)學(xué)生認識力改變運動狀態(tài)的兩種特殊情況:
1、當(dāng)力與速度共線時,力會改變速度的大??;
2、力與速度方向垂直時,力只會改變速度方向。
最后歸結(jié)到:當(dāng)力與初速度成角度時,物體只能做曲線運動,確定物體做哪一種運動的依據(jù)是合外力與初速度的關(guān)系。
(二)通過演示實驗加以驗證,通過舉生活實例加以鞏固:
展示課件三,人造衛(wèi)星做曲線運動,讓學(xué)生進一步認識曲線運動的相關(guān)知識。
篇8:高一物理《曲線運動》教案
高一物理《曲線運動》教案
教學(xué)目標
知識目標
1、知道曲線運動是一種變速運動,它在某點的瞬時速度方向在曲線這一點的切線上.
2、理解物體做曲線運動的條件是所受合外力與初速度不在同一直線上.
能力目標
培養(yǎng)學(xué)生觀察實驗和分析推理的能力.
情感目標
激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生探究物理問題的習(xí)慣.
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)教材主要有兩個知識點:曲線運動的速度方向和物體做曲線運動的條件.教材一開始提出曲線運動與直線運動的明顯區(qū)別,引出曲線運動的速度方向問題,緊接著通過觀察一些常見的現(xiàn)象,得到曲線運動中速度方向是時刻改變的,質(zhì)點在某一點(或某一時刻)的速度方向是曲線的這一點(或這一時刻)的切線方向.再結(jié)合矢量的特點,給出曲線運動是變速運動.關(guān)于物體做曲線運動的'條件,教材從實驗入手得到:當(dāng)運動物體所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時,物體就做曲線運動.再通過實例加以說明,最后從牛頓第二定律角度從理論上加以分析.教材的編排自然順暢,適合學(xué)生由特殊到一般再到特殊的認知規(guī)律,感性知識和理性知識相互滲透,適合對學(xué)生進行探求物理知識的訓(xùn)練:創(chuàng)造情境,提出問題,探求規(guī)律,驗證規(guī)律,解釋規(guī)律,理解規(guī)律,自然順暢,嚴密合理.本節(jié)教材的知識內(nèi)容和能力因素,是對前面所學(xué)知識的重要補充,是對運動和力的關(guān)系的進一步理解和完善,是進一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ).
教法建議
“關(guān)于曲線運動的速度方向”的教學(xué)建議是:首先讓學(xué)生明確曲線運動是普遍存在的,通過圖片、動畫,或讓學(xué)生舉例,接著提出問題,怎樣確定做曲線運動的物體在任意時刻速度的方向呢?可讓學(xué)生先提出自己的看法,然后展示錄像資料,讓學(xué)生總結(jié)出結(jié)論.接著通過分析速度的矢量性及加速度的定義,得到曲線運動是變速運動.
“關(guān)于物體做曲線運動的條件”的教學(xué)建議是:可以按照教材的編排先做演示實驗,引導(dǎo)學(xué)生提問題:物體做曲線運動的條件是什么?得到結(jié)論,再從力和運動的關(guān)系角度加以解釋.如果學(xué)生基礎(chǔ)較好,也可以運用邏輯推理的方法,先從理論上分析,然后做實驗加以驗證.
教學(xué)設(shè)計方案
教學(xué)重點:曲線運動的速度方向;物體做曲線運動的條件
教學(xué)難點:物體做曲線運動的條件
主要教學(xué)過程設(shè)計:
一、曲線運動的速度方向:
(一)讓學(xué)生舉例:物體做曲線運動的一些實例
(二)展示圖片資料1、上海南浦大橋 2、導(dǎo)彈做曲線運動 3、汽車做曲線運動
(三)展示錄像資料:l、彎道上行駛的自行車
通過以上內(nèi)容增強學(xué)生對曲線運動的感性認識,緊接著提出曲線運動的速度方向問題:
(四)讓學(xué)生討論或猜測,曲線運動的速度方向應(yīng)該怎樣?
(五)展示錄像資料2:火星兒沿砂輪切線飛出 3:沾有水珠的自行車后輪原地 運轉(zhuǎn)
(六)讓學(xué)生總結(jié)出曲線運動的方向
(七)引導(dǎo)學(xué)生分析推理: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→曲線運動是變速運動.
二、物體做曲線運動的條件:
[方案一]
(一)提出問題,引起思考:沿水平直線滾動的小球,若在它前進的方向或相反方向施加外力,小球的運動情況將如何?若在其側(cè)向施加外力,運動情況將如何?
(二)演示實驗;鋼珠在磁鐵作用下做曲線運動的情況,或鋼珠沿水平直線運動之后飛離桌面的情況.
(三)請同學(xué)分析得出結(jié)論,并通過其它實例加以鞏固.
(四)引導(dǎo)同學(xué)從力和運動的關(guān)系角度從理論上加以分析.
[方案二]
(一)由物體受到合外力方向與初速度共線時,物體做直線運動引入課題,教師提出問題請同學(xué)思考:如果合外力垂直于速度方向,速度的大小會發(fā)生改變嗎?進而將問題展開,運用力的分解知識,引導(dǎo)學(xué)生認識力改變運動狀態(tài)的兩種特殊情況:
1、當(dāng)力與速度共線時,力會改變速度的大小;
2、力與速度方向垂直時,力只會改變速度方向.
最后歸結(jié)到:當(dāng)力與初速度成角度時,物體只能做曲線運動,確定物體做哪一種運動的依據(jù)是合外力與初速度的關(guān)系.
(二)通過演示實驗加以驗證,通過舉生活實例加以鞏固:
展示課件三,人造衛(wèi)星做曲線運動,讓學(xué)生進一步認識曲線運動的相關(guān)知識.
課件2,拋出的手榴彈做曲線運動,加強認識.
探究活動
觀察并思考,現(xiàn)實生活中物體做曲線運動的實例,并分析物體所受合外力的情況與各點速度的關(guān)系.
篇9:高中物理曲線運動教案
教學(xué)目標
知識與能力:知道什么是曲線運動,理解曲線運動的性質(zhì),瞬時速度的方向掌握物體做曲線運動的條件,并用牛頓第二定律分析,速度與合外力方向與曲線彎曲情況之間的關(guān)系。
過程與方法:體驗直線運動與曲線運動的區(qū)別,通過觀察演示和探究實驗,熟悉科學(xué)探究的一般方法。
情感態(tài)度價值觀:領(lǐng)會曲線運動奇妙與和諧,培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的好奇心和求知欲。
學(xué)情分析
學(xué)生通過必修一的學(xué)習(xí),已經(jīng)初步掌握了如何描述直線運動以及將直線運動與物體受力條件結(jié)合起來,但是生活中更常見的是曲線運動,因此有必要在直線運動的基礎(chǔ)上,沿著一般研究思路繼續(xù)探究曲線運動。
重難點
重點:物體做曲線運動方向的判斷和物體做曲線運動的條件
難點:對曲線運動性質(zhì)的理解,合外力方向與曲線彎曲的關(guān)系
內(nèi)容設(shè)置和方案
本節(jié)課通過分析生活中常見的相關(guān)物理現(xiàn)象和實驗,將物理概念和生活實際結(jié)合起來,促進學(xué)生對各種情況下物體做曲線運動的速度方向和做曲線運動的條件的理解。
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié) 師生活動 新課導(dǎo)入 利用籃球挑戰(zhàn)賽引入,讓學(xué)生產(chǎn)生好奇,激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)新課的興趣。
情景創(chuàng)設(shè):我們先來進行一場籃球挑戰(zhàn)賽,挑戰(zhàn)規(guī)則:請在一分鐘之內(nèi),通過三種或三種以上的方式讓籃球做直線運動,即挑戰(zhàn)成功。
學(xué)生活動:豎直向上拋籃球,靜止釋放籃球,豎直向下拋籃球
教師引導(dǎo):還有沒有別的方式呢?比如用傳球的方式?
挑戰(zhàn)者挑戰(zhàn)成功了嗎?希望同學(xué)們通過今天的學(xué)習(xí)有一個更準確的判斷。
新課教學(xué) 曲線運動定義 教師引導(dǎo):同學(xué)們在籃球比賽中,看到的籃球做直線運動的情況多嗎?籃球大多數(shù)情況下在做什么運動?
學(xué)生:曲線運動。拋物線
小結(jié):我們就把這樣一種運動軌跡是曲線的運動,稱之為曲線運動。
今天,我們就來研究曲線運動。 曲線運動位移 教師引導(dǎo):我們在研究曲線運動之前,先來回顧一下研究直線運動的一般思路。研究一個物體的運動首先要建立坐標系,在坐標系中確定物體的位置。位置的變化即位移,位置變化的快慢即速度,因此通過位移和速度就可以描述一個物體的運動。如果速度的變化量不為0,物體就會有加速度,產(chǎn)生加速度的原因是力。 今天我們就將沿著這條線索來描述曲線運動。在直線運動中,我們建立的是什么坐標系?直線坐標系。曲線運動,運動軌跡為曲線,無法用一條直線來描述物體的運動,這時需要建立兩條相互垂直的直線構(gòu)成平面直角坐標系,在平面直角坐標系中確定物體在某時刻的位置,可用坐標表示。連接初位置與末位置可作一有向線段,這條線段就代表物體的位移。從初位置指向末位置的軌跡的長度就是路程。 曲線運動性質(zhì) 教師引導(dǎo):好,我們再來想想,我們已經(jīng)學(xué)過哪些直線運動呢?
學(xué)生:勻速直線,勻變速直線,非勻變速直線。
教師歸納:大致可以分為勻速和變速。那么,曲線運動是什么運動呢?為什么?
學(xué)生:變速運動。因為運動方向在不斷地改變,速度的方向就在變化。
教師:我們可以想象同學(xué)們跑操時以恒定不變的速率圍著操場運動,這時,速度的大小沒有發(fā)生變化,但是速度的方向是不是一定變了? 曲線運動速度 教師:現(xiàn)在我們就來研究一下做曲線運動的物體的速度方向。
1、舉例:下雨天,我們旋轉(zhuǎn)帶有雨滴的雨傘,會發(fā)現(xiàn)雨傘邊緣的水滴會怎樣運動?
為了直觀地去觀察這樣一種運動,我們設(shè)計了一個與之類似的實驗。請看視頻。
(在旋轉(zhuǎn)的小陀螺邊緣滴上墨滴,觀察飛出的墨滴在紙上留下的痕跡)
提問:為什么我們可以認為墨滴飛出去后的直線方向就是墨滴在脫離邊緣時做圓周運動的速度方向呢?
學(xué)生:由于慣性,物體將保持原來的運動狀態(tài)。
教師總結(jié):現(xiàn)在,我們可以得到:做圓周運動的物體在某一點的速度方向沿該點的切線方向。
猜想:做一般曲線運動的物體的速度方向也是沿該點的切線方向嗎?
2、冬季有一項運動是滑冰,這是滑冰運動員的軌跡,我們怎樣知道滑冰運動員在A、B兩點的速度方向呢,聯(lián)系前面的例子,讓運動員摔倒在冰面上,由于冰面光滑,阻力很小,由于慣性,將繼續(xù)保持原來的運動狀態(tài),此時滑出的方向就是摔倒這一點的速度方向。不過,這樣做是不是有點殘忍?我們可以用實驗?zāi)M。
實驗驗證:設(shè)計一個具有普遍意義的任意曲線軌道,通過拼接軌道探究小球在某一點的速度方向。
歸納總結(jié):我們現(xiàn)在就可以得出一般結(jié)論:做曲線運動的物體在某一點的速度方向沿著這一點的切線方向。
理論分析:在曲線上我們過A、B兩點做一條直線,這條直線與曲線是相切的嗎?這條直線怎樣才能與曲線相切呢?我將B點不斷地靠近A點,當(dāng)兩點重合的時候,直線是不是與曲線只有一個交點?于是,我們說這條直線就是曲線上過這一點的切線。從A指向B的有向線段代表這一過程的位移,位移的方向與平均速度方向相同,當(dāng)B點無限接近于A點時,這一過程的時間的變化量趨近于0,于是平均速度的方向就表示瞬時速度的方向,而此時速度的方向就是過A點的切線方向。 曲線運動條件 既然曲線運動是一個變速運動,什么原因會使速度發(fā)生變化呢?
學(xué)生:力。
猜想:假設(shè)一物體有一水平向右的初速度,我給它施加一個水平向右的合外力,這時物體做什么運動?
篇10:高中物理曲線運動教案
一、教材分析
本節(jié)教材主要有兩個知識點:曲線運動的速度方向和物體做曲線運動的條件.教材一開始比較曲線運動與直線運動,提出兩者之間的明顯區(qū)別,引出曲線運動的速度方向問題,緊接著通過觀察一些常見的現(xiàn)象,得到曲線運動中速度方向是時刻改變的,且質(zhì)點在某點的速度方向是曲線上該點的切線方向.再結(jié)合矢量的特點,給出曲線運動是變速運動。關(guān)于物體做曲線運動的條件,教材從實驗入手得到,再通過實例加以說明,最后從牛頓第二定律角度從理論上加以分析。本節(jié)教材的知識內(nèi)容和能力因素,是對前面所學(xué)知識的重要補充,是對運動和力的關(guān)系的進一步理解和完善,是進一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ).
二、教?學(xué)?目 標: (一、)知識與技能
?l.、知道曲線運動中速度的方向,理解曲線運動是一種變速運動.
2.知道物體做曲線運動的條件是所受的合外力與它的速度方向不在一條直線上.
(二、)過程與方法
?1.體驗曲線運動與直線運動的區(qū)別.
?2.體驗曲線運動是變速運動及它的速度方向的變化.
(三、)情感、態(tài)度與價值觀
?1.能領(lǐng)略曲線運動的奇妙與和諧,發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲.
?2.有參與科技活動的熱情,將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實踐中.
?三、教學(xué)重點、難點:?
(一)教學(xué)重點
?1.什么是曲線運動.
?2.物體做曲線運動的方向的確定.
?3.物體做曲線運動的條件.
(二)教學(xué)難點
?物體做曲線運動的條件.
?四、教學(xué)方法:探究、講授、討論、練習(xí)
五、教?學(xué)手段:
教具準備:投影儀、投影片、斜面、小鋼球、小木球、條形磁鐵.
?六、教學(xué)活動
[新課導(dǎo)入]
(展示問題)
師:前面我們學(xué)習(xí)過了各種直線運動,包括勻速直線運動、勻變速直線運動、自由落體運動等.下面來看這個小實驗,判斷該物體的運動狀態(tài).
(演示實驗)
(1)演示自由落體運動.
師:該運動的特征是什么?
生:軌跡是直線.
(2)演示平拋運動.
師:該運動的特征是什么?
生:軌跡是曲線.
師:這里我們看到一種我們前面沒有學(xué)過的運動形式,它與我們前面學(xué)過的運動形式有本質(zhì)的區(qū)別.前面我們學(xué)過的運動的軌跡都是直線,而我們現(xiàn)在看到的這種運動的軌跡是曲線,我們把這種運動稱為曲線運動.
概念:軌跡是曲線的運動叫曲線運動.
師:其實曲線運動是比直線運動普遍的運動情形,現(xiàn)在請大家舉出一些生活中的曲線運動的例子.
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行;
生活中如投標搶、擲鐵餅、跳高、跳遠等均為曲線運動.
[新課教學(xué)]
(一)、曲線運動速度的方向
師:在前面學(xué)習(xí)直線運動的時候我們已經(jīng)知道了任何確定的直線運動都有確定的速度方向,這個方向與物體的運動方向相同或相反,現(xiàn)在我們又學(xué)習(xí)了曲線運動,大家想一想我們該如何確定曲線運動的速度方向?在解決這個問題之前我們先來看幾張圖片(如圖6.1—l、6.1—2).
?
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動?
生:擦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.對于鏈球也是同樣的道理,它們也會沿著脫離點的切線方向飛出.
師:剛才的幾個物體的運動軌跡都是圓,我們總結(jié)曲線運動的方向沿著切線方向,但對于一般的曲線運動是不是也是這樣呢?下面我們來做個實驗看一看,一般的曲線運動是什么情況.
(演示實驗)
如圖6.1—3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斜面滾入),在軌道的束縛下鋼球做曲線運動.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動的軌跡,它記錄了鋼球在A點的運動方向.拿去一段軌道.鋼球的軌道出口改在圖中B點且同樣的方法可以記錄鋼球在軌道B點的運動方向.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交點,說明了墨跡所在的直線為軌道所在曲線在該點的切線,也就是說質(zhì)點在某一點(或某一時刻)的速度的方向是在曲線的這一點的切線方向.
師:很好.通過這個實驗我們總結(jié)出了確定做曲線運動的物體在任意一點的速度方向。
明確了曲線運動的方向之后,我們來考慮這樣一個問題:在運動過程中,曲線運動的速度和直線運動的速度最大的區(qū)別是什么?
生:在運動的過程中,直線運動的速度方向不發(fā)生變化,而曲線運動速度方向時刻在變.
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.在勻變速運動中,速度大小發(fā)生變化,我們說這是變速運動.而在曲線運動中.速度方向時刻在改變,我們也說它是變速運動.
實際上這個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→曲線運動是變速運動.
下面我們來看幾個題目.
[課堂訓(xùn)練]
l.關(guān)于曲線運動,下列說法正確的是…………………………………( )
A.曲線運動一定是變速運動
B.曲線運動速度的方向不斷地變化。但速度的大小可以不變
C.曲線運動的速度方向可能不變
D.曲線運動的速度大小和方向一定同時改變
2.對曲線運動中的速度的方向,下列說法正確的是…………………( )
A.在曲線運動中,質(zhì)點在任一位置的速度方向總是與這點的切線方向相同
B.在曲線運動中,質(zhì)點的速度方向有時也不一定是沿著軌跡的切線方向
C.旋轉(zhuǎn)雨傘時.傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運動,故水滴速度方向不是沿其切線方向的
D.旋轉(zhuǎn)雨傘時,傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運動,水滴速度方向總是沿其軌道的切線方向
參考答案
1.A
解析:對于曲線運動來說,在運動的過程中,物體速度方向始終在變化,所以曲線運動一定是變速運動.在這個過程中.物體速度的大小是否發(fā)生變化,并不影響曲線運動是變速運動.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
2.AD
篇11:高一物理曲線運動教案
知識目標
1、知道曲線運動是一種變速運動,它在某點的瞬時速度方向在曲線這一點的切線上.
2、理解物體做曲線運動的條件是所受合外力與初速度不在同一直線上.
能力目標
培養(yǎng)學(xué)生觀察實驗和分析推理的能力.
情感目標
激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生探究物理問題的習(xí)慣.
篇12:高一物理曲線運動教案
教材分析
本節(jié)教材主要有兩個知識點:曲線運動的速度方向和物體做曲線運動的條件.教材一開始提出曲線運動與直線運動的明顯區(qū)別,引出曲線運動的速度方向問題,緊接著通過觀察一些常見的現(xiàn)象,得到曲線運動中速度方向是時刻改變的,質(zhì)點在某一點(或某一時刻)的速度方向是曲線的這一點(或這一時刻)的切線方向.再結(jié)合矢量的特點,給出曲線運動是變速運動.關(guān)于物體做曲線運動的條件,教材從實驗入手得到:當(dāng)運動物體所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時,物體就做曲線運動.再通過實例加以說明,最后從牛頓第二定律角度從理論上加以分析.教材的編排自然順暢,適合學(xué)生由特殊到一般再到特殊的認知規(guī)律,感性知識和理性知識相互滲透,適合對學(xué)生進行探求物理知識的訓(xùn)練:創(chuàng)造情境,提出問題,探求規(guī)律,驗證規(guī)律,解釋規(guī)律,理解規(guī)律,自然順暢,嚴密合理.本節(jié)教材的知識內(nèi)容和能力因素,是對前面所學(xué)知識的重要補充,是對運動和力的關(guān)系的進一步理解和完善,是進一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ).
教法建議
“關(guān)于曲線運動的速度方向”的教學(xué)建議是:首先讓學(xué)生明確曲線運動是普遍存在的,通過圖片、動畫,或讓學(xué)生舉例,接著提出問題,怎樣確定做曲線運動的物體在任意時刻速度的方向呢?可讓學(xué)生先提出自己的看法,然后展示錄像資料,讓學(xué)生總結(jié)出結(jié)論.接著通過分析速度的矢量性及加速度的定義,得到曲線運動是變速運動.
“關(guān)于物體做曲線運動的條件”的教學(xué)建議是:可以按照教材的編排先做演示實驗,引導(dǎo)學(xué)生提問題:物體做曲線運動的條件是什么?得到結(jié)論,再從力和運動的關(guān)系角度加以解釋.如果學(xué)生基礎(chǔ)較好,也可以運用邏輯推理的方法,先從理論上分析,然后做實驗加以驗證.
篇13:高一物理曲線運動教案
一、曲線運動的速度方向:
(一)讓學(xué)生舉例:物體做曲線運動的一些實例
(二)展示圖片資料1、上海南浦大橋 2、導(dǎo)彈做曲線運動 3、汽車做曲線運動
(三)展示錄像資料:l、彎道上行駛的自行車
通過以上內(nèi)容增強學(xué)生對曲線運動的感性認識,緊接著提出曲線運動的速度方向問題:
(四)讓學(xué)生討論或猜測,曲線運動的速度方向應(yīng)該怎樣?
(五)展示錄像資料2:火星兒沿砂輪切線飛出 3:沾有水珠的自行車后輪原地 運轉(zhuǎn)
(六)讓學(xué)生總結(jié)出曲線運動的方向
(七)引導(dǎo)學(xué)生分析推理: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→曲線運動是變速運動.
二、物體做曲線運動的條件:
[方案一]
(一)提出問題,引起思考:沿水平直線滾動的小球,若在它前進的方向或相反方向施加外力,小球的運動情況將如何?若在其側(cè)向施加外力,運動情況將如何?
(二)演示實驗;鋼珠在磁鐵作用下做曲線運動的情況,或鋼珠沿水平直線運動之后飛離桌面的情況.
(三)請同學(xué)分析得出結(jié)論,并通過其它實例加以鞏固.
(四)引導(dǎo)同學(xué)從力和運動的關(guān)系角度從理論上加以分析.
[方案二]
(一)由物體受到合外力方向與初速度共線時,物體做直線運動引入課題,教師提出問題請同學(xué)思考:如果合外力垂直于速度方向,速度的大小會發(fā)生改變嗎?進而將問題展開,運用力的分解知識,引導(dǎo)學(xué)生認識力改變運動狀態(tài)的兩種特殊情況:
1、當(dāng)力與速度共線時,力會改變速度的大小;
2、力與速度方向垂直時,力只會改變速度方向.
最后歸結(jié)到:當(dāng)力與初速度成角度時,物體只能做曲線運動,確定物體做哪一種運動的依據(jù)是合外力與初速度的關(guān)系.
(二)通過演示實驗加以驗證,通過舉生活實例加以鞏固:
展示課件三,人造衛(wèi)星做曲線運動,讓學(xué)生進一步認識曲線運動的相關(guān)知識.
課件2,拋出的手榴彈做曲線運動,加強認識.