2019-2020年高中物理《曲線運動》教案3 人教版必修2.doc

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2019-2020年高中物理《曲線運動》教案3 人教版必修2 本節(jié)主要內(nèi)容是做曲線運動物體的速度方向的判定，以及物體做曲線運動的條件．曲線 運動是一種變速運動，特別是勻速圓周運動，并不是勻速運動，而是一種變速運動，因為物體的運動方向時刻在變化．教學中要突出矢量性的分析教學，讓學生進一步感受矢量的含義． 對于曲線運動的教學，教師可以聯(lián)系各種生活實例以及前面學習過的直線運動的知識來幫助學生理解在此基礎上進一步引入曲線運動的方向性問題，首先讓學生討論如何確定 曲線運動的方向，教師可以通過點撥引導，讓學生自己設計可行的實驗方案i進而通過實驗找出任意曲線運動的速度方向與其運動軌跡的關(guān)系，然后教師引導學生證明這個結(jié)論．對于 物體做曲線運動的條件，更要從實際出發(fā)，通過大量列舉生活中的實例，分析、總結(jié)、歸納出結(jié)論，千萬不要想當然地直接告訴學生結(jié)論．教給學生方法比教給學生知識重要得多，教師在教學中一定要突出學生的主體地位． 教學重點 1．什么是曲線運動． 2．物體做曲線運動方向的判斷． 3．物體做曲線運動的條件． 教學難點 物體做曲線運動的條件． 課時安排 1課時 三維目標 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是所受的合外力與它的速度方向不在一條直線上． 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． 情感態(tài)度與價值觀 能領(lǐng)略曲線運動的奇妙與和諧，培養(yǎng)對科學的好奇心和求知欲． 課前準備 教具準備：多媒體課件、斜面、小鋼球、小木球、條形磁鐵． 知識準備：復習勻速直線運動的特點和受力情況． 位時，將手中的線釋放，石塊拋出，請另一個同學記下石塊的落地點，將通過拋出點垂直于地面的豎直線在地面上的垂足與落地點連一條直線． 結(jié)論：石頭會沿脫手處的切線方向飛出． 讓學生總結(jié)出曲線運動的方向． 思考并討論：l．在變速直線運動中如何確定某點的瞬時速度? 分析：如要求直線上的某處A點的瞬時速度，可在離A不遠處取一B點，求AB的平均速度來近似表示A點的瞬時速度，時間取得越短，這種近似越精確，如時間趨近于零，那么AB間的平均速度即為A點的瞬時速度． 2．在曲線運動中如何求某點的瞬時速度? 交流討論：先求AB的平均速度，據(jù)式：一半可知的方向與的方向一致，越 小，越接近A點的瞬時速度，當時，AB曲線即為切線，A點的瞬時速度方向為該點的切線方向．可見，速度的方向為質(zhì)點在該處的切線方向，且方向是時刻改變的． 結(jié)論：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)的速度方向在曲線的這一點的切線方向上． 補充問題：什么是切線? P和Q是曲線C上鄰近的兩點，P為定點，當Q點沿著曲線C無限地接近P點時，割線PQ的極限位置PT叫做曲線C在點P的切線，P點叫做切點；經(jīng)過切點P并且垂直于切線PT的直線PN叫做曲線C在點P的法線(無限逼近的思想)． 課堂訓練 1關(guān)于曲線運動，下列判斷正確的是………………………………………………( ) A 曲線運動的速度大小可能不變 B曲線運動的速度方向可能不變 C 曲線運動的速度可能不變 D．曲線運動可能是勻變速運動 答案：AD 2.曲線滑梯如圖所示，試標出人從滑梯上滑下時在A、B、C、D各點的速度方向． 提示：人在各點的速度方向在曲線的這一點的切線方向上，且指向人的運動方向． 3質(zhì)點在力F的作用下做曲線運動，下列各圖是質(zhì)點受力方向與運動軌跡圖，正確的是 …………………………………………………………………………………………( ) ——4—— 師生共同分析：曲線運動既然是變速運動，它一定要有加速度．問題：那么物體在什么情況下做曲線運動呢? 二、物體做曲線運動的條件 <方案一> 實驗lI在光滑的水平面上具有某一初速度的小球，在不受外力作用時將如何運動? 學生實驗后討論：由于小球在運動方向上不受外力，合外力為零，根據(jù)牛頓第一定律，小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運動 實驗2．在光滑的水平面上具有某一初速度的小球，在運動方向的正前方向或正后方向 放一條形磁鐵將如何運動? 學生實驗后討論：由于小球在運動方向受磁力作用，會使小球加速或減速，但仍做直線運動． 實驗3．在光滑的水平面上具有某一初速度的小球，在運動方向一側(cè)放一條形磁鐵時小球?qū)⑷绾芜\動? 學生實驗后討論：由于小球在運動過程中受到一個側(cè)力，小球?qū)⒏淖冘壽E而做曲線運動． 問題一：物體有初速度但不受外力時，將做什么運動? 問題二：物體沒有初速度但受外力時，將做什么運動? 問題三：物體既有初速度又受外力時，將做什么運動? 結(jié)論：a．當初速度方向與外力方向在同一直線上(方向相同或相反)時將做直線運動．b．當初速度與外力不在同一直線上時，做曲線運動． 、 說明：實驗要在玻璃面實物展示臺面上做，而運動的物體是小鋼球，摩擦力很小，可看成光滑的平面；初速度從一斜槽上滑到臺面上來實現(xiàn)． 結(jié)論：物體做曲線運動的條件是：1．要有初速度；2．要受合外力；3．初速度與合外力有一個角度． <方案二>e實驗探究 器材：光滑玻璃板、小鋼球、磁鐵． 演示：小鋼球在水平玻璃板上做勻速直線運動． 問題：給你一塊磁鐵，如何使小鋼球做①加速直線運動；②減速直線運動；③曲線運動．學生分組討論制定實驗方案． 分析論證：加速直線運動：F的方向與ｖ的方向 一5一 ②減速直線運動：F的方向與v的方向——． ③曲線運動：F的方向與v的方向——． 結(jié)論：當物體所受的合力的方向與它的速度方向在同一直線時，物體做——；當物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時，物體就做——． 物體做曲線運動的條件：——． 注明：可以問題的形式讓學生通過實驗驗證并回答． 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計就是為提供這個力服務的． 課堂訓練 1．如圖所示，物體在恒力F作用下沿曲線從A運動到B點，這時突然使它所受的力反向但保持大小不變，則在此力作用下，物體以后的運動軌跡是圖中3條虛線中的（ ） 2．關(guān)于做曲線運動的物體，下列說法正確的是……………………………………() A．它所受的合力一定不為零 B．有可能處手平衡狀態(tài) C．速度方向一定時刻改變 D．受的合外力方向有可能與速度方向在同一條直線上 答案：AC 課堂小結(jié) 1．曲線運動是變速運動，即使速度的大小沒有變化，速度的方向也在變化．2．當運動物仁所受合外力的方向跟物體的運動方向不在同一直線上時，物體就做曲線運動，所以物體的加速度方向也跟速度方向不在同一直線上． 布置作業(yè) 教材“問題與練習”1、2、3題． 活動與探究 課題：做曲線運動物體的速度方向． 過程：讓撐開的帶有水的傘繞著傘柄旋轉(zhuǎn)，傘面上的水滴隨傘做曲線運動．當水滴從每邊飛出時，可以看到水滴是沿著傘邊各點所畫圓周的切線方向飛出的． 設計實驗方案找出水滴的速度方向． 1．解答：如圖所示，在A、C位置頭部的速度與入水時速度口方向相同；在B、D位置頭部的速度與入水時速度u方向相反． 2．解答：汽車行駛半周速度方向改變l80。．汽車每行駛10 s，速度方向改變30。，速度矢量示意圖如圖所示． 3．解答：如圖所示，AB段是曲線運動、Bc段是直線運動、CD段是曲線運動． 一7～ 2．驗證物體做曲線運動的條件 該實驗可在實物投影儀上進行． 亡投影儀上放一張透明膠片，讓小球從斜槽上滾下，在膠片上記下小球做直線運動的軌 毫O0’，然后在00旁邊放一個條形磁鐵，再次讓小球從斜槽上滾下，觀察小球的運動軌跡，J、球?qū)⑵xO07，沿曲線運動． 實驗時應注意：1．由于投影儀的大小有限，實驗時斜槽不能整個地放在投影儀上，可以 | 讓，2個學生協(xié)助操作，或者幫助拿斜槽，或者幫助畫線． | 2．斜槽的位置要固定． | 3磁鐵不能離小球太近，以免小球被磁鐵吸住，也不能離小球太遠，以免速度方向改變 ；微小不易于觀察 ! 多媒體教學設計 。| 導入新課 | …。享竺際等活中，普遍發(fā)生的是曲線運動，如拋出的粉筆頭(演示)，那么曲線運動都有哪| 些特點呢?本節(jié)課我們就來學習這個問題． | 推進新課 | 一、曲線運動的速度方向 ； 1．預備知識：何為曲線的切線? ； 打開“5．1曲線運動．ppt”文件，并切換到第二屏，如圖 | 點擊動畫中的“觀看”按鈕，動態(tài)顯示切線的漸變形成過程． 2．曲線運動的速度方向 把屏幕切換到第三屏，如圖 一9一 先讓學生根據(jù)圖中所給問題進行思考，然后再利用下面的動畫進行演示，最后展示給出 問題的結(jié)論． 3．生活實例 把屏幕切換到第四屏，如圖 讓學生觀察一些生活中的曲線運動，并判斷它們的運動方向．點擊鏈球中的“觀看”按鈕，可以動態(tài)再現(xiàn)運動員的擲球過程． 屏幕切換到第五屏，給出一個練習題，如圖 -10- 先讓學生畫出各點的速度方向，然后再給出正確的答案． 二、物體做曲線運動的條件 1．屏幕切換到第六屏，如圖 根據(jù)圖中所給問題，先讓學生自己利用所給器材完成實驗探究，并總結(jié)出實驗結(jié)論．然 后再分別點擊動畫中的“直線1…‘直線2”和“曲線”三個按鈕，動態(tài)展示三種情況下的運動過程，如圖 最后給出結(jié)論與學生的結(jié)論進行對照． 分析論證：0直線加速：F的方向與口的方向相同． 一11— ②直線減速：F的方向與口的方向相反． ③曲線運動：F的方向與口的方向成一定夾角． 結(jié)論：當物體所受的合力的方向與它的速度方向在同一直線時，物體做直線運動；當物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時，物體就做曲線運動． 2．把屏幕切換到第七屏，給出例題，如圖 先是給出例題的內(nèi)容，讓學生思考所給問題并給出解答，然后再點擊屏幕給出答案． 課堂小結(jié) 同學們根據(jù)自身特點，各自進行． 1．獨立歸納，應用自己熟悉的方式并能找出重點內(nèi)容． 2．討論歸納，列出知識的框架圖，說明知識的認知過程． 3．結(jié)合提綱，知識重現(xiàn)，小結(jié)歸納．