必修2第五章曲线运动

第五章曲线运动5.1 曲线运动知识与技能1、知道曲线运动中速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动。

2、知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上。

过程与方法1、体验曲线运动与直线运动的区别。

2、体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化。

情感、态度与价值观1、能领略曲线运动的奇妙与和谐，增强对科学的好奇心与求知欲。

2、激发参与科技活动的热情，善于将物理知识应用于生活和生产实践中。

教学重点1、物体做曲线运动的方向的判定.2、物体做曲线运动的条件.教学难点1、理解曲线运动是变速运动。

2、会根据物体做曲线运动的条件分析具体问题。

教学方法教师启发、引导，实验法、归纳法、讨论、交流学习成果。

教学工具计算机、投影仪、CAI 课件、小钢球、条形磁铁。

教学过程（一）引入新课教师活动：设问：物体的运动从轨迹的不同可以分为两大类，是哪两类？请举例说明。

学生活动：积极思考，列举实例。

学生代表发言，其他同学补充。

教师活动：学生举例后，演示课件，增加感性认识。

点评：问题比较简单，可由C 层次同学（提问）答出，增加其学习的兴趣。

［结论］直线、曲线两种.教师活动：总结点评学生的发言情况，引出课题。

直线运动已经学过，但实际生活中普遍发生的却是曲线运动。

所以，研究曲线运动的特点，物体在什么情况下做曲线运动等问题将是我们更重要的任务，从本节课开始我们来研究曲线运动。

（二）进行新课1、曲线运动速度的方向教师活动：课件演示 (1)在砂轮上磨刀具时，刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线方向飞出; (2)撑开的带有水的伞绕着伞柄旋转，伞面上的水滴沿伞边各点所划圆周的切线方向飞出。

提出问题：曲线运动中速度的方向是时刻改变的，该怎样确定物体的速度方向呢？ 引导学生阅读教材 33页有关内容，明确切线的概念。

学生活动：阅读教材，回答什么是曲线的切线；如何描述曲线运动物体的速度方向。

教师活动：听取学生汇报，帮助总结、强调。

强调：质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是沿曲线的这一点的切线方向。

强化训练：曲线滑梯如图所示，试标出人从滑梯上滑下时在a ：速度是矢量，既有大小，又有方向。

那么速度的变化包含哪几层含义?b :有人说，作曲线运动的物体一定具有加速度，该怎样理解?c ：由以上两个问题，可以更进一步概括出曲线运动的运动学特征，应该怎样描述? 学生活动：思考并回答问题。

教师活动：听取学生汇报，帮助总结、强调。

只要速度的大小、方向中的一个或两个同时变化，就表示速度矢量发生了变化；既然曲线运 动是变速运动，那么由 a=—可得作曲线运动的物体一定具有加速度；曲线运动中速度的方t向时刻在改变，所以曲线运动是变速运动。

2、物体作曲线运动的条件 教师活动：演示实验：有条件的学校可以让学生两人一组，独立设计并完成实验。

给你一磁 铁，如何使小钢球①加速仍做直线运动，②减速仍做直线运动，③做曲线运动? 学生活动：思考问题，并动手实验。

点评：培养学生动手动脑的习惯，增强学生探索新知的欲望。

教师要尽可能给学生创造机会, 不求结果，只要让学生亲历探索的过程就可以了。

教师活动：巡回指导，了解学生的实验过程，解决可能遇到的问题。

学生活动：代表发表见解，汇报实验方案和实验结果。

教师活动：听取学生汇报，帮助总结、点评磁铁对小钢球施加了一个力的作用，用 个力，用v 表示小钢球的速度，则强调总结：当物体所受的合力的方向与它的速度方向在同一直线时，物体做直线运动；当物 体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体就做曲线运动A 、B 、C 、D 各点的速度方向.教师活动：提问:F 表示这①直线加速: F 的方向与v 的方向在一条直线上，但方向相同 ②直线减速: F 的方向与v 的方向在一条直线上，但方向相反 ③曲线运动:F 的方向与v 不在一条直线上，成一角度［课件演示］印证以上结论，同时增强感性认识。

学生活动：认真观看课件，体会物体作曲线运动的条件。

教师活动：投影习题，给学生以实例刺激，巩固所学知识如图所示是标枪运动路线的示意图，请回答下面问题 A B _ C①画出它在各点的速度方向•D②画出标枪在各点的受力方向（不计空气阻力）.E③说明标枪的运动轨迹为什么是曲线•④从作出的图中可看出，力的方向总是指向轨迹弯曲的内侧，这是否可作为一条规律学生活动：思考并回答问题，学生代表发表见解。

教师活动：针对学生的回答进行点评。

（三）课堂总结、点评教师活动：让学生概括总结本节的内容。

请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

（四）实例探究1•在砂轮上磨刀具时可以看到，刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线飞出，为什么由此推断出砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向？解答：火星是从刀具与砂轮接触处擦落的炽热微粒，由于惯性，它们以被擦落时具有的速度做直线运动，因此，火星飞出的方向就表示砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向。

火星沿砂轮切线飞出说明砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向。

2•为什么说曲线运动一定是变速运动？解答：物体做曲线运动时，它在某点的速度方向就是曲线的这一点的切线方向，由于曲线上各点的切线方向是不同的，所以，物体做曲线运动时，速度的方向时刻在变化，由于速度是矢量，不论其大小是否变化，只要方向改变，速度就发生了变化，所以曲线运动一定是变速运动。

3•请你从牛顿运动定律和物体做直线运动的条件出发，总结出物体做曲线运动的条件。

解答：由于曲线运动一定是变速运动，所以做曲线运动的物体一定有加速度，它所受的合外力一定不为零。

当物体的加速度方向跟运动方向在一条直线上时，物体做变速直线运动（加速直线运动或减速直线运动），由牛顿第二定律知，物体做变速直线运动时，合外力的方向必跟运动方向在一条直线上。

反之，只要合外力的方向跟物体的运动方向在一条直线上，物体就一定做变速直线运动。

因此，当物体所受的合外力不为零，且合外力的方向跟物体的运动方向不在一条直线上时，物体就做曲线运动。

课余作业1、课后讨论P34 “问题与练习”中的问题。

2、按照教材P34 “做一做”栏目中的描述，自制一只“飞镖”，体会曲线运动的速度方向与轨迹曲线的关系。

但一定要注意安全。

5.2 运动的合成与分解（一）知识与技能1、在一个具体问题中知道什么是合运动，什么是分运动；知道合运动和分运动是同时发生的，并且互相不影响。

2、知道什么是运动的合成，什么是运动的分解，理解运动合成和分解遵循平行四边形定则。

3、会用作图法和直角三角形知识解决有关位移和速度的合成、分解问题。

（二）过程与方法经历红蜡块的运动的实验，观察分析在平面直角坐标系中研究物体的运动情况。

（三）情感、态度与价值观1 、具有敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神。

2、有主动与他人合作的精神，敢于坚持正确观点，具有团体精神。

教学重点1 、明确一个复杂的运动可以等效为两个简单的运动的合成或等效分解为两个简单的运动。

2、理解运动合成、分解的意义和方法。

教学难点1 、分运动和合运动的等时性和独立性。

2、应用运动的合成和分解方法分析解决实际问题。

教学方法教师启发、引导，实验演示，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。

教学工具计算机、投影仪、CAI 课件、录像片，演示红蜡烛运动的有关装置教学过程（一）引入新课教师活动：提出问题：关于合成和分解的问题我们已经学过，是什么的合成与分解呢？学生回答：力的合成与分解。

教师活动：继续提问：进行力的合成和分解时遵循什么规律？学生回答：平行四边形定则教师活动：引入课题今天我们学习关于运动的合成与分解问题。

运动的合成与分解又是如何进行的呢？为什 么要学习运动的合成与分解呢？ （二）进行新课教师活动：提出问题：在物理1的学习中，我们是如何定量描述物体的运动情况的？如研究物体运动的时间和时刻、位置和位移速度的变化等情况。

学生活动：思考、回顾学过的知识，讨论并回答。

在参考系中建立坐标系，用坐标和坐标的变化来研究。

点评：教师可以投影以下图片唤起学生的思维。

BA一- ]*“] -------- J ------- 丨>-23 x/mSL1-5直线坐标系教师活动：继续提出问题：如果物体的运动轨迹不是直线，应该建立怎样的坐标系？ 学生活动：思考讨论并回答。

平面直角坐标系。

教师活动：实验演示（演示两次）：红蜡块的运动。

1、 管不动，红蜡块在注满水的长直玻璃管中匀速上浮。

2、 红蜡块上升的同时将管子匀速右移，观察蜡块的运动。

学生活动：观察实验 1、 注意观察小蜡块的运动情况。

2、 注意实验时强调的问题。

3、在观察完成以后讨论思考下面思考题。

上述三个运动哪一个的效果和另外两个依次进行的效果相同？ 教师活动：听取学生描述观察到的实验现象，点评总结。

教师活动：点拨归纳图1-2 1上午闱閑节课幵娼和结 来的吋则及常节课和踝间休息 听持敘的时風间隔 * .1 1li1 1 ll 1 1 r | |_______ * ■19■i止下上 课谋嗥 谏45 min : ； *5 min ______ F _________ =_ ::-—10 min£图「2-4物体先后两个塑标屯和叫表示物体的諏匕坐标的变化駄也工表示物虫的位移％卜一 A J —H1030图注意区别坐标和坐标的变化量1、［课件演示］模拟提升重物的运动过程，重点突出等效性、等时性。

2、［结论］重物向右上方的运动与先向上再向右依次进行的运动效果相同。

这也说明重物的运动可看做是相同时间内向上和向右两个运动的合运动。

［概念介绍］1、合运动是实际发生的运动，其余具有某一方面效果的运动则为分运动。

2、合运动与分运动具有等时性，即同时开始，同时结束。

3、各个分运动具有独立性.即各个分运动互不影响。

提出问题：蜡块向上的运动是匀速运动，向右随着玻璃管的运动也是匀速运动，那么蜡块向右上方的合运动也是匀速运动吗？合运动的轨迹是直线吗？学生活动：思考问题，得出结论。

单凭观察不能确定以上问题。

要确定合运动的性质需要进一步的定量研究。

教师活动：指导学生建立直角坐标系，推导出任意时刻t 时蜡块的位置坐标。

学生活动：在练习本上建立坐标系独立推导蜡块的位置坐标. 教师活动：如何得到蜡块运动的轨迹方程？指导学生推导出蜡块运动的轨迹方程，从轨迹方程看，蜡块的轨迹是直线还是曲线？学生活动：在练习本上独立推导蜡块的轨迹过程。

教师活动：指导学生计算出从开始到时刻t,蜡块运动的位移。