高中物理 5.1《曲线运动》教学设计3 新人教版必修2(1)
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高中物理必修2曲线运动教案(最新3篇)高一物理必修2曲线运动教案篇一一、设计思想在旧教材中,《曲线运动》关于曲线运动的速度方向的教学,通常通过演示圆周运动的小球离心现象,演示砂轮火星痕迹实验,采取告知的方式,让学生知道曲线运动的速度方向为该位置的切线方向,由于轨迹是瞬间性,实验有效性差。
在新教材中,通过曲线轨道实验演示曲线运动的方向,再告知速度方向是曲线的切线方向,与旧教材相比,能获得具体的轨迹和末速度的“方向”,但是无法证明速度方向是切线方向。
笔者通过简易自制器材,让学生通过探究过程获得曲线运动的速度方向,并自己获得如何画曲线运动的速度方向的方法,强调科学探究的过程。
笔者还通过当堂设计自行车挡泥板,以便学生把自己获得的知识应用于实践,体验学以致用、知识有价的感受。
还要求学生观察自行车的挡泥板验证自己的设计作为课外作业,体会STS的意义,提高科学素养。
二、教材分析教学基本要求:知道什么叫曲线运动,知道曲线运动中速度的方向,能在轨迹图中画出速度的(大致)方向,知道曲线运动是一种变速运动,知道物体做曲线运动的条件。
发展要求:掌握速度和合外力方向与曲线弯曲情况之间的关系。
本课是整章教学的基础,但不是重点内容,通过实验和讨论,让学生体会到曲线运动的物体的速度是时刻改变的,曲线运动是变速运动,速度的方向是曲线的切线方向。
模块的知识内容有三点:1、什么是曲线运动(章引);2、曲线运动是变速运动;3、物体做曲线运动的条件。
三、学情分析在初中,已经学过什么是直线运动,什么是曲线运动,也知道曲线运动是常见的运动,但是不知道曲线运动的特点和原因。
由于初中的速度概念的影响,虽然学生在第一模块学过速度的矢量性,但是在实际学习中常常忽略了速度的方向,也就是说学生对“曲线运动是变速运动”的掌握有困难。
学生分组实验时,容易滚跑小钢珠,要求学生小心配合。
几何作图可能难以下手,教师可以适当提示。
学生主要的学习行为是观察、回答、实验。
《曲线运动》教学设计课程名称:高中物理一、教学目标1.知道曲线运动的瞬时速度方向,能运用极限思想理解瞬时速度的方向,并会在轨迹图上画出某点的速度方向。
2.理解曲线运动是变速运动,知道物体做曲线运动的条件。
二、教材分析本节是整章教学的知识基础。
有着承上启下的作用,是后面研究学习复杂曲线运动的基础,也是对前面所学知识的重要补充,是对运动和力的关系的进一步理解和完善。
教材先研究曲线运动的方向,然后研究物体做曲线运动的条件。
从知识结构上看,曲线运动的速度方向是轨迹上某点的切线方向,只反映曲线运动的运动学特征,而曲线运动的条件则是动力学特征,因此教材的安排较好地符合先研究运动特征、再分析运动原因的认识之路。
三、学情分析学生目前已经学过直线运动、牛顿运动定律。
对力与运动的关系有了一定的认识。
曲线运动与直线运动的显著区别是它的速度的方向时刻在变化,根据他们的认知水平,关键是曲线运动方向和做曲线运动的条件他们难以理解,因此要在教学中丰富实例,先感知,再实验,最后理论证明。
四、教学过程(一)新课引入【“套圈”游戏】请一位同学上来参与游戏。
观察到:圈有时做曲线运动,有时做直线运动。
问:你还能举出生活中其他曲线运动的例子吗?例如:过山车的运动、篮球的运动、操场跑步人的运动通过这些例子,你觉得什么样的运动叫做曲线运动呢?轨迹为曲线的运动叫曲线运动(二)新课教学:曲线运动的速度方向回顾套圈游戏,若让你选择,你会选择在哪个位置套圈,为什么呢?直线运动的速度方向很好确定,所以圈做直线运动时,可以精准套住娃娃。
而圈做曲线运动时,速度具有不确定性,因此加大了套圈的难度。
怎样确定曲线运动中任意时刻(或任意位置)的速度方向呢?【实例1:砂轮在打磨金属器件时,产生炽热微粒,我们将这种炽热微粒形象的比做“火星”,观察图片,“火星”在脱落前瞬间速度方向如何?】【实例2:在旋转的陀螺边缘滴入墨水,墨水会被甩出在纸上留下痕迹,你觉得墨水在离开陀螺边缘瞬间的速度方向如何?你有什么理论依据吗?【问题】一质点在力的作用下做曲线运动,从点A运动到点B,若在B点突然失去了力的束缚,接下来质点将怎么运动呢?那这条直线与曲线运动B点时的速度方向有什么关系呢?强调B点既是曲线运动的结束,也是直线运动的开始,因此曲线运动和直线运动在B点有相同的速度,所以曲线运动B点的速度也沿直线方向。
高中物理必修二《曲线运动》教学设计人教版高中物理必修二《曲线运动》教学设计(通用11篇)作为一名教学工作者,就有可能用到教学设计,教学设计是根据课程标准的要求和教学对象的特点,将教学诸要素有序安排,确定合适的教学方案的设想和计划。
教学设计应该怎么写呢?以下是小编精心整理的人教版高中物理必修二《曲线运动》教学设计,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
高中物理必修二《曲线运动》教学设计1 一、教学目标1.知识与技能(1)知道曲线运动是一种变速运动,它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上;(2)理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上。
2.方法与过程(1)类比直线运动认识曲线运动、瞬时速度方向的判断和曲线运动的条件;(2)通过实验观察培养学生的实验能力和分析归纳的能力。
3.情感态度与价值观激发学生学习兴趣,培养学生探究物理问题的习惯。
二、教学重难点1.曲线运动中瞬时速度方向的判断2.理解物体做曲线运动的条件三、教学过程1.新课导入,引入曲线运动教师:在必修一里我们学习了直线运动,我们知道物体做直线运动时他的运动轨迹是直线,需要满足的条件是物体所受的合力与速度的方向在同一条直线上。
但在现实生活中,很多物体做的并非是直线运动,比如玩过山车的游客的运动、火车在其轨道上的'运动、风中摇曳着的枝条的运动、人造地球围绕地球的运动(图片)。
问题1:在这几幅图片中,物体的运动轨迹有什么特点?(运动的轨迹是一条曲线)教师:我们把像这样运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。
设计意图:通过复习直线运动引入生活中更为常见的曲线运动,并借助实例归纳出曲线运动的概念,帮助学生认识曲线运动。
2.曲线运动的方向问题2:我们知道物体在做直线运动时,物体的速度方向始终是保持不变的,那么在做曲线运动时,物体的速度的方向又有什么特点呢?(方向时刻在改变)问题3:那么,我们该如何确定物体做曲线运动时每时每刻所对应速度的方向呢?教师:我们来猜想一下,钢珠从弯曲的玻璃管中滚落出来,运动方向会是下面那一种情况呢?学生:猜想教师:现在咱们从理论上分析一下,钢珠从弯曲玻璃管中滚落出来的运动方向当B点无限接近A点时,这条割线变成了曲线在A点的切线,这一过程中AB段的平均速度变成了A点的瞬时速度,瞬时速度的方向沿切线方向。
高中物理必修二曲线运动教案优秀8篇高中物理必修二曲线运动教案篇1教学目标知识目标1、知道曲线运动是一种变速运动,它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上。
2、理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上。
能力目标培养学生观察实验和分析推理的能力。
情感目标激发学生学习兴趣,培养学生探究物理问题的习惯。
教材分析本节教材主要有两个知识点:曲线运动的速度方向和物体做曲线运动的条件。
教材一开始提出曲线运动与直线运动的明显区别,引出曲线运动的速度方向问题,紧接着通过观察一些常见的现象,得到曲线运动中速度方向是时刻改变的,质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是曲线的这一点(或这一时刻)的切线方向。
再结合矢量的特点,给出曲线运动是变速运动。
关于物体做曲线运动的条件,教材从实验入手得到:当运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动。
再通过实例加以说明,最后从牛顿第二定律角度从理论上加以分析。
教材的编排自然顺畅,适合学生由特殊到一般再到特殊的认知规律,感性知识和理性知识相互渗透,适合对学生进行探求物理知识的训练:创造情境,提出问题,探求规律,验证规律,解释规律,理解规律,自然顺畅,严密合理。
本节教材的知识内容和能力因素,是对前面所学知识的重要补充,是对运动和力的关系的进一步理解和完善,是进一步学习的`基础。
教法建议“关于曲线运动的速度方向”的教学建议是:首先让学生明确曲线运动是普遍存在的,通过图片、动画,或让学生举例,接着提出问题,怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢?可让学生先提出自己的看法,然后展示录像资料,让学生总结出结论。
接着通过分析速度的矢量性及加速度的定义,得到曲线运动是变速运动。
“关于物体做曲线运动的条件”的教学建议是:可以按照教材的编排先做演示实验,引导学生提问题:物体做曲线运动的条件是什么?得到结论,再从力和运动的关系角度加以解释。
如果学生基础较好,也可以运用逻辑推理的方法,先从理论上分析,然后做实验加以验证。
高中物理《曲线运动》教案(精选3篇)高中物理《曲线运动》篇1教学目标一、教学目标:1、知道平抛运动的定义及物体做平抛运动的条件。
2、理解平抛运动可以看作水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动。
3、掌握平抛运动的规律。
4、树立严谨,实事求是,理论联系实际的科学态度。
5、渗透物理学“建立理想化模型”、“化繁为简”“等效代替”等思想。
教学重难点重点难点:重点:平抛运动的规律。
难点:对平抛运动的两个分运动的理解。
教学过程教学过程:引入通过柯受良飞越黄河精彩视频和生活中常见抛体运动的图片引入到抛体运动,在对抛体运动进行了解的基础上回忆以前学过的抛体运动;对抛体运动进行分类。
由抛体运动引入平抛运动。
(一)知道什么样的运动是平抛运动?1.定义:物体以一定的初速度水平方向上抛出,仅在重力作用下所做的运动,叫做平抛运动。
2.物体做平抛运动的条件(1)有水平初速度,(2)只受重力作用。
通过活动让学生理解平抛运动是一个理想化模型。
让学生体会研究问题时,要“抓住主要因素,忽略次要因素”的思想。
(二)实验探究平抛运动问题1:平抛运动是怎样的运动?问题2:怎样分解平抛运动?探究一:平抛运动的水平分运动是什么样的运动?(学生演示,提醒注意观察实验现象)【演示实验】同时释放两个相同小球,其中一个小球从高处做平抛运动,另一个小球从较低的地方同时开始做匀速直线运动。
现象:在初速度相同的情况下,两个小球都会撞在一起(学生回答) 结论:平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动(师生共同总结) 探究二:平抛运动的竖直分运动是什么样的运动?(分组探究,提醒:a小球是带有小孔的小球;b装置靠近水槽;c观察两小球落到水槽中的情况)【分组实验】用小锤打击弹性金属片时,前方小球向水平方向飞出,做平抛运动,而同时后方小球被释放,做自由落体运动。
现象:两小球球同时落地。
(学生回答)结论:平抛运动的竖直分运动是自由落体运动(师生共同总结)课后小结小结一、平抛运动1、平抛运动的定义:将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,物体只在重力作用下所做的运动2、条件:有水平方向的初速度,只受重力的作用。
二、物体做曲线运动的条件D.曲线运动的速度大小和方向一定同时改变2.对曲线运动中的速度的方向,下列说法正确的是…………………( )A.在曲线运动中,质点在任一位置的速度方向总是与这点的切线方向相同B.在曲线运动中,质点的速度方向有时也不一定是沿着轨迹的切线方向C.旋转雨伞时.伞面上的水滴由内向外做螺旋运动,故水滴速度方向不是沿其切线方向的D.旋转雨伞时,伞面上的水滴由内向外做螺旋运动,水滴速度方向总是沿其轨道的切线方向二、物体做曲线运动的条件2.1:看演示实验思考:为什么有些物体做直线运动,有些物体做曲线运动呢?2.2分析钢球在桌面上的受力情况.2.3引力的方向如何?2.4讨论:随手抛出的一个粉笔头,何时做曲线运动.2.5总结:什么样的情况下物体会做曲线运动?思考:在什么情况下物体做直线运动?物体做曲线运动的条件:合力与速度方向,合力方向指向。
2.6[交流与讨论]1.飞机扔炸弹,分析为什么炸弹做曲线运动?2.我们骑摩托车或自行车通过弯道时,我们侧身骑,为什么?3.盘山公路路面有何特点?火车铁轨在弯道有何特点?[小结]1.运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动.2.曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点的瞬时速度的方向在曲线的这一点的切线上.3.当合外力F的方向与它的速度方向有一夹角时,物体做曲线运动.新人教版高中物理必修二《曲线运动》精品教案 强化训练【同步检测】 1.关于曲线运动速度的方向,下列说法中正确的是 ( ) A .在曲线运动中速度的方向总是沿着曲线并保持不变 B .质点做曲线运动时,速度方向是时刻改变的,它在某一点的瞬时速度的方向与这—点运动的轨迹垂直 C .曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点的瞬时速度的方向就是在曲线上的这—点的切线方向 D .曲线运动中速度方向是不断改变的,但速度的大小保持不变 2.如图所示的曲线为运动员抛出的铅球运动轨迹(铅球视为质点),A 、B 、C 为曲线上的三点,关于铅球在B 点的速度方向,说法正确的是 ( ) A .为AB 的方向 B .为BC 的方向 C .为BD 的方向 D .为BE 的方向 3.物体做曲线运动的条件为 ( ) A .物体运动的初速度不为零 B .物体所受的合外力为变力 C .物体所受的合外力的方向上与速度的方向不在同一条直线上 D .物体所受的合外力的方向与加速度的方向不在同—条直线上 4.关于曲线运动,下列说法中正确的是 ( ) A .变速运动—定是曲线运动B .曲线运动—定是变速运动 C .速率不变的曲线运动是匀速运动D .曲线运动也可以是速度不变的运动 5.做曲线运动的物体,在其轨迹上某一点的加速度方向 ( ) A .为通过该点的曲线的切线方向 B .与物体在这一点时所受的合外力方向垂直 C .与物体在这一点速度方向一致 D .与物体在这一点速度方向的夹角一定不为零 6.下面说法中正确的是( ) A .做曲线运动的物体的速度方向必变化 B .速度变化的运动必是曲线运动 C .加速度恒定的运动不可能是曲线运动 D .加速度变化的运动必定是曲线运动 7.一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内( ) A .速度一定不断改变,加速度也一定不断改变; B .速度一定不断改变,加速度可以不变; C .速度可以不变,加速度一定不断改变; D .速度可以不变,加速度也可以不变。
5.1曲线运动本节主要内容是做曲线运动物体的速度方向的判定,以及物体做曲线运动的条件.曲线运动是一种变速运动,特别是匀速圆周运动,并不是匀速运动,而是一种变速运动,因为物体的运动方向时刻在变化.教学中要突出矢量性的分析教学,让学生进一步感受矢量的含义.对于曲线运动的教学,教师可以联系各种生活实例以及前面学习过的直线运动的知识来帮助学生理解·在此基础上进一步引入曲线运动的方向性问题,首先让学生讨论如何确定曲线运动的方向,教师可以通过点拨引导,让学生自己设计可行的实验方案i进而通过实验找出任意曲线运动的速度方向与其运动轨迹的关系,然后教师引导学生证明这个结论.对于物体做曲线运动的条件,更要从实际出发,通过大量列举生活中的实例,分析、总结、归纳出结论,千万不要想当然地直接告诉学生结论.教给学生方法比教给学生知识重要得多,教师在教学中一定要突出学生的主体地位.教学重点1.什么是曲线运动.2.物体做曲线运动方向的判断.3.物体做曲线运动的条件.教学难点物体做曲线运动的条件.课时安排1课时三维目标知识与技能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.情感态度与价值观能领略曲线运动的奇妙与和谐,培养对科学的好奇心和求知欲.课前准备教具准备:多媒体课件、斜面、小钢球、小木球、条形磁铁.知识准备:复习匀速直线运动的特点和受力情况.位时,将手中的线释放,石块抛出,请另一个同学记下石块的落地点,将通过抛出点垂直于地面的竖直线在地面上的垂足与落地点连一条直线.结论:石头会沿脱手处的切线方向飞出.让学生总结出曲线运动的方向.思考并讨论:l.在变速直线运动中如何确定某点的瞬时速度?分析:如要求直线上的某处A点的瞬时速度,可在离A不远处取一B点,求AB的平均速度来近似表示A点的瞬时速度,时间取得越短,这种近似越精确,如时间趋近于零,那么AB间的平均速度即为A点的瞬时速度.2.在曲线运动中如何求某点的瞬时速度?交流讨论:先求AB的平均速度,据式:一半可知的方向与的方向一致,越小,越接近A点的瞬时速度,当时,AB曲线即为切线,A点的瞬时速度方向为该点的切线方向.可见,速度的方向为质点在该处的切线方向,且方向是时刻改变的.结论:曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点(或某一时刻)的速度方向在曲线的这一点的切线方向上.补充问题:什么是切线?P和Q是曲线C上邻近的两点,P为定点,当Q点沿着曲线C无限地接近P点时,割线PQ的极限位置PT叫做曲线C在点P的切线,P点叫做切点;经过切点P并且垂直于切线PT的直线PN叫做曲线C在点P的法线(无限逼近的思想).课堂训练1·关于曲线运动,下列判断正确的是………………………………………………( )A 曲线运动的速度大小可能不变 B曲线运动的速度方向可能不变C 曲线运动的速度可能不变 D.曲线运动可能是匀变速运动答案:AD2.曲线滑梯如图所示,试标出人从滑梯上滑下时在A、B、C、D各点的速度方向.提示:人在各点的速度方向在曲线的这一点的切线方向上,且指向人的运动方向.3·质点在力F的作用下做曲线运动,下列各图是质点受力方向与运动轨迹图,正确的是…………………………………………………………………………………………( )——4——师生共同分析:曲线运动既然是变速运动,它一定要有加速度.问题:那么物体在什么情况下做曲线运动呢?二、物体做曲线运动的条件<方案一>实验lI在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在不受外力作用时将如何运动? 学生实验后讨论:由于小球在运动方向上不受外力,合外力为零,根据牛顿第一定律,小球将做匀速直线运动实验2.在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在运动方向的正前方向或正后方向放一条形磁铁将如何运动?学生实验后讨论:由于小球在运动方向受磁力作用,会使小球加速或减速,但仍做直线运动.实验3.在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在运动方向一侧放一条形磁铁时小球将如何运动?学生实验后讨论:由于小球在运动过程中受到一个侧力,小球将改变轨迹而做曲线运动.问题一:物体有初速度但不受外力时,将做什么运动?问题二:物体没有初速度但受外力时,将做什么运动?问题三:物体既有初速度又受外力时,将做什么运动?结论:a.当初速度方向与外力方向在同一直线上(方向相同或相反)时将做直线运动.b.当初速度与外力不在同一直线上时,做曲线运动.、说明:实验要在玻璃面实物展示台面上做,而运动的物体是小钢球,摩擦力很小,可看成光滑的平面;初速度从一斜槽上滑到台面上来实现.结论:物体做曲线运动的条件是:1.要有初速度;2.要受合外力;3.初速度与合外力有一个角度.<方案二>e实验探究器材:光滑玻璃板、小钢球、磁铁.演示:小钢球在水平玻璃板上做匀速直线运动.问题:给你一块磁铁,如何使小钢球做①加速直线运动;②减速直线运动;③曲线运动.学生分组讨论制定实验方案.分析论证:加速直线运动:F的方向与v的方向一5一②减速直线运动:F的方向与v的方向——.③曲线运动:F的方向与v的方向——.结论: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——;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——.物体做曲线运动的条件:——.注明:可以问题的形式让学生通过实验验证并回答.交流与讨论1.飞机扔炸弹,分析为什么炸弹做曲线运动?2.我们骑摩托车或自行车通过弯道时,我们侧身骑,为什么?3.盘山公路路面有何特点?火车铁轨在弯道有何特点?参考解答:1.炸弹离开飞机后由于惯性,具有与飞机同样的水平初速度,且受重力,初速度与重力方向有一定角度,所以做曲线运动.2.骑摩托车或自行车通过弯道时,我们和车一起做曲线运动,这个时候人和车这个整体需要一个与运动方向成一定夹角的力来完成这个曲线运动,我们侧身正是为了提供这个力.3.盘山公路的路面并不是水平的,而是一边高一边低;火车铁轨在弯道的时候两根铁轨并不是一般高的,而是一个高一个低.之所以这样设计,正是因为各种车辆爬盘山公路的时候做的都是曲线运动,火车拐弯时也是曲线运动,这些曲线运动都需要一个与运动方向成一定夹角的力来完成.盘山公路和火车铁轨的这种设计就是为提供这个力服务的.课堂训练1.如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B点,这时突然使它所受的力反向但保持大小不变,则在此力作用下,物体以后的运动轨迹是图中3条虚线中的()2.关于做曲线运动的物体,下列说法正确的是……………………………………() A.它所受的合力一定不为零B.有可能处手平衡状态C.速度方向一定时刻改变D.受的合外力方向有可能与速度方向在同一条直线上答案:AC课堂小结1.曲线运动是变速运动,即使速度的大小没有变化,速度的方向也在变化.2.当运动物仁所受合外力的方向跟物体的运动方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动,所以物体的加速度方向也跟速度方向不在同一直线上.布置作业教材“问题与练习”1、2、3题.活动与探究课题:做曲线运动物体的速度方向.过程:让撑开的带有水的伞绕着伞柄旋转,伞面上的水滴随伞做曲线运动.当水滴从每边飞出时,可以看到水滴是沿着伞边各点所画圆周的切线方向飞出的.设计实验方案找出水滴的速度方向.1.解答:如图所示,在A、C位置头部的速度与入水时速度口方向相同;在B、D位置头部的速度与入水时速度u方向相反.2.解答:汽车行驶半周速度方向改变l80。
5.1 曲线运动一、教学目标1、知道什么是曲线运动。
2、知道曲线运动中速度的方向。
3、理解曲线运动是一种变速运动。
4、理解物体做曲线运动的条件是所受合外力方向与速度方向不在一条直线上。
二、重点难点重点:曲线运动中的速度方向和物体做曲线运动的条件。
难点:理解并掌握物体做曲线运动的条件。
三、教学方法实验、讲解、归纳、推理四、教学用具小钢球、条形磁铁五、教学过程(一)、引入新课:在实际生活中,飞行的铁饼,导弹,卫星…曲线运动是普遍发生的。
曲线运动有什么特点?物体为什么会做曲线运动?本节课我们就来学习这些。
(二)、曲线运动的速度方向1、提问:曲线运动与直线运动有什么区别?——运动轨迹是曲线。
——速度方向时刻改变。
2、曲线运动的速度方向(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。
总结:曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点(或某一时刻)的速度的方向是在曲线的这一点的切线方向。
(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、方向中的一个或两个同时变化,就表示速度矢量发生了变化,也就是具有加速度。
C:曲线运动中速度的方向时刻在改变,所以曲线运动是变速运动。
过渡:那么物体在什么条件下才做曲线运动呢?(三)、物体做曲线运动的条件【演示实验】一个在水平面上做直线运动的钢珠,如果从旁边给它施加一个侧向力,它的运动方向就会改变,不断给钢珠施加侧向力,或者在钢珠运动的路线旁放一块磁铁,钢珠就偏离原来的方向而做曲线运动。
归纳得到:当运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动。
【讨论】做曲线运动的物体,其加速度的方向跟它的速度方向是否一致?对照物体做直线运动的条件:当物体所受的合外力方向跟它的速度方向在同一直线上时,物体做直线运动。
【看书】抛出的石子,飞行的人造卫星为什么做曲线运动?用牛顿第二定律分析物体做曲线运动的条件:当合力的方向与物体的速度方向在同一直线上时,产生的加速度也在这条直线上,物体就做直线运动。
第五章曲线运动5.1 曲线运动★教学目标(一)知识与技能1.知道什么是曲线运动2.知道曲线运动中速度的方向是如何确定的,理解曲线运动是变速运动。
3.结合实例理解物体做曲线运动的条件,对比直线运动和曲线运动条件,加深对牛顿定律的理解。
(二)过程与方法4.通过物体做曲线运动的条件的分析,提高学生能抓住要点对物理现象技术分析的能力(三)情感态度与价值观5.能领略曲线运动的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲.6.有参与科技活动的热情,将物理知识应用于生活和生产实践中★教学重点1.知道什么是曲线运动2.知道曲线运动中速度的方向是如何确定的3.理解物体做曲线运动的条件★教学难点1.理解物体做曲线运动的条件★教学过程一、引入师:同学们,在前面的学习中我们学习了物体的一些运动规律,像匀速直线运动、匀变速直线运动等,并结合牛顿定律从动力学角度深入理解了运动与力的关系。
但大家有没有发现,在前面的学习中我们学习的都是直线运动,而现实生活中更多见到的是曲线运动。
所以从今天开始我们就来研究曲线运动。
师:什么是曲线运动?生:顾名思义,就是运动轨迹是曲线的运动。
师:同学们能不能举几个物体做曲线运动的例子。
生:从微观来讲,电子绕原子核旋转,从天体运动来讲,地球绕太阳运动。
还有就是我们日常生活中见到的掷铅球、铁饼。
跳高跳远等。
师:不错,我这儿也有一些视频,大家一起来看看播放引入视频文件二、曲线运动【定义】:运动轨迹是曲线的运动。
师:下面我们来一起讨论曲线运动的运动规律。
师:曲线运动的位移与路程是什么样的关系?生:位移的大小小于路程。
师:回答得很好!说明大家对标量和矢量的概念已经形成。
师:曲线运动平均速度与平均速率的关系怎样?生:平均速度的大小小于平均速率。
师:瞬时速度与瞬时速率的关系怎样?生:瞬时速度的大小就是瞬时速率。
其实不管对于什么样的运动,瞬时速率的定义就是瞬时速度的大小。
三、曲线运动速度的方向师:物体做曲线运动时速度的方向有什么特点?速度的方向会变化吗?比如汽车在弯道行驶时运动方向变化了吗?生:物体做曲线运动速度的方向一直在变,师:回答得很好!这里要提醒大家的是我们平时所讲的物体的运动方向就是指物体瞬时速度的方向。
5.1 曲线运动
【三维目标】
一、知识与技能
1.知道做曲线运动的物体的速度是时刻改变的,曲线运动是变速运动;速度的方向沿轨迹
的切线方向。
2.知道曲线运动是一种变速运动,理解物体做曲线运动的条件。
3.能运用牛顿运动定律,分析讨论物体作曲线运动的条件。
【教学设计】
重点:曲线运动瞬时速度方向。
难点:物体做曲线运动的条件。
【教学方法】
1. 在教学中,通过实例分析让学生要建立物体做曲线运动的图景,师生共同探讨得出
做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向与物体轨迹之间的关系,并得到了做曲线运动的“质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的切线方向”的认识。
2. 与教材中图5.1-1和图5.1-2所示的曲线运动的图景,生活中有很多,可以让学
生们去观察,去体验。
使学生认识到,物体做曲线运动的条件是:物体具有初速度,且物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。
【课时安排】 1课时
【知识梳理】
1.前言:物体做匀速直线运动的条件是什么?做直线运动的条件又是什么?
生甲:物体做匀速直线运动的时候所受的合外力为零,而且反过来如果物体所受的合外力是零则物体会处在静止或者匀速直线运动状态。
生乙:若物体做直线运动则需要它受的合外力的方向与它运动的方向保持一致,这个时候如果合外力的大小不变则物体的运动可能是匀加速或者匀减速,如果合外力的大小是变化的,则物体做变加速运动。
2.导入新课:什么是曲线运动?
师:物体运动径迹是曲线而不是直线的运动称为曲线运动。
曲线运动比直线运动复杂得多,而自然界中普遍发生的运动大多是曲线运动,所以运用已学过的运动学的基本概念和动力学的基本规律——牛顿运动定律研究曲线运动问题是十分必要的。
3.讲授新课:
一、曲线运动速度的方向
1.质点做曲线运动时,速度方向是时刻改变的。
如图5.1-1所示的是砂轮打磨工件的情景,
提出问题:我们该如何描述铁屑飞出时的运动方向?
师生共同探讨得出:“质点在某一点的速度,沿曲线
在这一点的切线方向”的结论。
2.质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是在曲线的这
一点的切线方向上。
注意:物理中所讲的“切线方向”与数学上的“切线方
向”是有区别的。
图5.1-1
二、曲线运动的性质:曲线运动一定是变速运动
因为速度是矢量,既有大小,又有方向。
当速度的大小发生改变,或者速度的方向发生改变,或者速度的大小和方向都发生改变,就表示速度矢量发生了变化。
而曲线运动中速
度的方向时刻在改变(无论速度大小是否改变),即速度矢量时刻改变着,所以曲线运动必是变速运动。
三、做曲线运动的物体一定具有加速度,所受合外力一定不等于零 做曲线运动的物体的速度时刻在改变,即运动状态时刻在改变着,由牛顿运动定律可知,力是改变物体运动状态的原因即改变速度的原因,力是产生加速度的原因。
而加速度等于速度的变化△v 与时间t 的比值。
只要速度有改变,即△v ≠O ,就一定具有加速度。
四、物体做曲线运动的条件
1.当合外力的方向与初速度在同一直线上的情况下,合外力所产生的加速度只改变速度的大小,不改变速度的方向,此时物体只能作变速直线运动。
2.运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,合外力所产生的加速度就不但可以改变速度的大小,而且可以改变速度 的方向,物体将做曲线运动,如图5.1-2所示。
【学习探究】
物体受力与运动关系对照表
【例一】物体做曲线运动( A )
A .速度的方向时刻在改变。
B .速度的大小一定会改变。
C .速度的方向不能确定。
D .不一定是变速运动。
【例二】下列关于运动状态与受力关系的说法中,正确的是( CD )
A .物体的运动状态发生变化,物体的受力情况一定变化。
B .物体在恒力作用下,一定作匀变速直线运动。
C .物体的运动状态保持不变,说明物体所受的合外力为零。
D .物体作曲线运动时,受到的合外力可以是恒力。
【例三】如图5.1-3所示,汽车在一段弯曲水平路面上匀速行驶,关于它受到的水平方向的作用力的示意图,可能正确的是[图中F 为地面对车的静摩擦力,f 为它行驶时所受阻力]
( C )
课堂训练:
1.对曲线运动中的速度方向,下列说法中正确的是( C )
A .曲线运动中,质点在任一位置处的速度方向总是通过这一点的轨迹曲线的切线方向。
图 5.1-3
图5.1-2
B .旋转淋湿的雨伞时,伞面上的水滴是由内向外的螺旋运动,故水滴的速度方向不是沿其轨迹的切线方向。
C .旋转淋湿的雨伞时,伞面上的水滴是由内向外的螺旋运动,水滴在任何位置处的速度方向仍是通过该点轨迹曲线的切线方向。
D .只有做圆周运动的物体,瞬时速度的方向才是轨迹在该点的切线方向。
2.如图5.1-4所示,一物体由静止开始下落一小段时间后突然受一恒定水平风力的影响,但着地前一小段时间风突然停止,则其运动轨迹可能的情况是图中的哪一个?( C )
3.如图5.1-5所示,一物体作速率不变的曲线运动,轨迹
如图所示,物体运动到A 、B 、c 、D 四点时,图中关于物体速度方
向和受力方向的判断,哪些点可能是正确的? ( A D )
【课堂小结】
1. 曲线运动速度的方向:质点在某一点的速度,沿曲线在这
一点的切线方向。
2. 曲线运动是变速运动。
3. 物体做曲线运动的条件:当物体所受合力的方向跟它的速
度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
课后作业:
1.关于运动的性质,以下说法中正确的是( A )
A .曲线运动一定是变速运动。
B .变速运动一定是曲线运动。
C .曲线运动一定是变加速运动。
D .物体的加速度数值、速度数值都不变的运动一定是直线运动。
2.关于力和运动,下列说法中正确的是( A )
A .物体在恒力作用下可能做曲线运动。
B .物体在变力作用下不可能做直线运动。
C .物体在恒力作用下不可能做曲线运动。
D .物体在变力作用下不可能保持速率不变。
3.物体受到几个力的作用而做匀速直线运动,如果只撤掉其中的一个力,其它力保持不变,它可能做( BCD )
A .匀速直线运动
B .匀加速直线运动
C .匀减速直线运动
D .曲线运动
4.若已知物体的速度方向和它所受合力的方向,如图 5.1-6所示,可能的运动轨迹是
( BC )
5.如图5.1-7所示,某质点在恒力F
作用下从A 点沿图中曲线运动到B 点,到达B 点后,质点受到的力大小仍为F ,但方向相反,则它从B 点开始的运动轨迹可能是图中的( A )
A .曲线a
B .曲线b
C .曲线C
D .以上三条曲线都不可能
6.关于曲线运动,下列说法中正确的是( CD )
图5.1-4 图5.1-5 图5.1-6
A .加速度方向一定不变
B .加速度方向和速度方向始终保持垂直
C .加速度方向跟所受的合外力方向始终一致
D .加速度方向总是指向圆形轨迹的圆心
7.一个质点受到两个互成锐角的力F 1和F 2的作用,由静止开始运动,若运动中保持两个力的方向不变,但F 1突然增大△F ,则质点此后( A )
A .一定做匀变速曲线运动
B .可能做匀速直线运动
C .可能做变加速曲线运动
D .一定做匀变速直线运动
阅读材料:答同步卫星三问
现在,可以用同步卫星传送微波。
由于同步卫星静止在赤道上空36000km 高的地方,用它来做中继站,可以使无线电信号跨越大陆和海洋。
只要有三颗卫星,广播就可以传遍全世界。
请问:为什么同步卫星要发射在赤道上方? 同步卫星是指运行期与地球自转周期相等的地球卫星。
这里所说的“静止”是相对地球静止。
如图5.1-8所示,若同步
卫星位于赤道平面的上方或下方,则地球对它的万有引力Fa
或Fb 的一个分力Fa 1或Fb 1是它环绕地球的向心力,另一个分力Fa 2或Fb 2将使卫星向赤道平面运动。
这样,同步卫星在环绕地球运动的同时,将会在赤道附近振动,从而卫星与地球不能同步。
若将卫星发射到赤道上方的C 点,则地球对它的万有引
力F c 全部用来充当它做圆周运功的向心力。
所以卫星就能与地
球同步,因此,同步卫星一定要发射在赤道上方。
因同步卫星的周期等于地球自转的周期是一定的,所以同步卫星离地面的高度也是一定的。
设地球表面的重力加速度为
g ,地球的半径为R ,卫星的质量为m ,离地面的高度
为h=36000km 。
因同步卫星传送的是微波,它是沿直线传播的,所以
一颗卫星传送的电磁波能覆盖的赤道范围是图5.1-9所示
的圆MN 弧。
因此,由图5.1-9可知:覆盖整个地球至少需要的卫星数为360°/2×81.3°=2.2≈3个。
【课后反思】:
本课分析较透,内容处理较为恰当。
教学操作体现了教学设计,但时间把握不太好(留下了一些尾巴),今后要注意时间的分配。
教师的主导作用、学生的主体作用都发挥较好。
理论分析到位,学生掌握较好。
图5.1-9 图5.1-8。