《曲线运动》教学设计.doc

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课题

曲线运动

课时

1课时

教材分析

教材先安排曲线运动速度的方向教学，然后讲解了运动描述的实例-蜡块在玻璃管中的上浮，最后安排物体做曲线运动的条件。

从知识结构上看，曲线运动的方向在轨迹上某点的切线方向是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，完全符合牛顿力学的研究思路。

从对学生认知建构的过程来看，知道曲线运动的方向只是知道一个事物的结果，掌握了曲线运动发生的条件才能理解出现该结果的原因，这样才能在逻辑上有利于学生深刻理解本节的两个重点内容。

本节是整章教学的知识基础。

教材中选取了两个实际情景的图片和一个演示实验。

这样的安排充分体现了重视教学中知识与技能目标达成的同时更加突出过程和方法的形成。

本来在通过观察砂轮打磨刀具和投掷链球两个视频后学生得出感性的、最表面的结论，学生还需要深入问题的本质。

教材中又安排了一个看似简单的实验，这个实验和上述两个材料有本质的不同，它不是一看就了事，而是要通过收集信息和分析、处理信息，然后得到物理结论，这是科学研究过程的必然。

这样能使学生感觉到，一个结论的形成并不是草率的。

到此似乎研究的过程就可以画上完美的句号，但是通过上述实验只能得出做圆周运动时质点的速度方向，这不能代表一般的曲线运动，所以结论不具有普遍性。

因此教材中又安排了采用极限思想的一段理论证明，从理论上证明了任何曲线运动的物体在某点的速度方向在曲线上该点的切线方向。

通过实验和讨论，让学生体会到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；理解物体做曲线运动的条件。

学情分析

在初中的学习中对于直线运动的特点和规律已经理解透彻，曲线运动在知识结构上对于高一学生是比较新的内容，又涉及到对矢量的理解，学生掌握这部分知识就具有一定的难度。

但在教学中，首先让学生要建立物体做曲线运动的图景。

教材中所示的曲线运动的图景，生活中有很多，让学生们去观察，去体验。

例如让学生抬起自行车的后轮，旋转脚踏板使后轮转动，观察轮上的泥点脱离车轮前的运动。

然后提高车轮的转速，泥点将脱离车轮，观察泥点脱离车轮时的速度方向以及泥点脱离车轮后的运动。

自行车是学生们最常用的交通工具，利用上述图景，可以缩短物理知识与学生之间的距离，建立学生对物理、对科学的亲近感。

还可以让学生去观察公园内的各种游艺项目，数数在哪些项目中参与者的运动是曲线运动，相信学生会得出“生活中曲线运动比直线运动更普遍”的结论。

新课程要求

一、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．通过运动描述的实例，让学生对合运动与分运动有了初步的认识。

3．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。

二、过程与方法

1．体验曲线运动与直线运动的区别。

2．理解蜡块上浮实验的特点。

3．体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化。

三、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。

教学重难点

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。

3．初步理解合运动与分运动。

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。

3．理解运动的合成分解遵循平行四边形定则。

突破难点

策略

由于学生对于矢量的理解还不够深刻，此问题对于高一学生来说具有一定的难度，属于教学难点部分。

教师首先应该让学生自己思考，提出自己的观点，然后引导学生理解：

速度是矢量，既有大小又有方向，不论速度的大小是否改变，只要速度方向发生改变，就表示速度矢量发生了变化，也就是具有了加速度，曲线运动中速度的方向在其所处位置的切线上时刻在改变，所以，曲线运动是变速运动。

对比力的合成与分解去理解运动的合成与分解。

教学方法

1．寻找生活中的曲线运动，提出问题。

2．猜测物体在经过某一位置（某一时刻）时的速度方向，实验探究，理论分析，得出结论。

3．推广应用，提出问题：

做曲线运动的条件。

4．实验探究，形成结论，分析事例

教学建议

1．对于曲线运动速度的方向和运动的合成与分解的教学，要让学生观察有关现象，如用砂轮打磨工件时，火星沿砂轮的切线飞出；撑开的带有水的伞绕着伞柄旋转时，水滴沿着伞边各点所划圆周的切线方向飞出，蜡块在玻璃管中的上浮。

在观察现象的基础上，引导学生结合课本进行分析，总结出曲线运动的速度方向总是沿切线方向，运动的合成与分解遵循平行四边形定则。

然后提出问题：

曲线运动是否一定是变速运动呢？

通过学生思考和讨论，澄清模糊认识，得出正确结论。

2．对于物体做曲线运动的条件，可以引导学生从物体做直线运动的条件入手讨论，使学生明确：

物体所受的合外力为零，或合外力不为零，但合外力和运动方向在一条直线上，物体均做直线运动，并得出：

做曲线运动的物体所受的合外力不能为零，且合外力的方向与运动方向不在一条直线上，从而总结出物体做曲线运动的条件。

进一步说明，做曲线运动的物体的加速度不为零，且加速度方向和运动方向不在一条直线上。

然后再通过实验对上述分析加以说明，加深学生对物体做曲线运动条件的理解。

教学流程设计

教师活动

学生活动

导入新课

请同学们看投影。

同学们：

我们已经学过直线运动，但实际生活中普遍发生的却是曲线运动，例如：

摩托车拐弯时的运动、抛出的粉笔头等。

所以研究曲线运动的特点、物体在什么情况下作曲线运动等问题将是我们重要的学习任务，从本节课开始我们来研究曲线运动。

认真听老师讲述，观看投影，进入学习情景。

举出生活中曲线运动的例子。

认真听老师的讲解，引起探索的兴趣，作好进入本课知识学习的准备。

进行新课

一、曲线运动的位移

播放视频

问题1：

档研究物体的运动位移时，如果物体沿一条直线运动，我们用什么样的坐标系就能解决？

如果我们把一个物体水平抛出，又怎样来定量地研究物体的位移。

（教师演示，同时提出问题）

问题2：

结合学生画出的平抛的轨迹图。

问：

物体做平抛运动从O点到A点还能否用直线坐标系来定量描述，如不能，怎样引入坐标来描述（教师引导）？

观看视频

学生回答问题作出曲线运动的草图。

学生思考并回答

教师活动

学生活动

进行新课

教师在投影上展示

学生作图，其它学生找出位移的特点

二、曲线运动的速度

示情景一：

砂轮磨刀具（视频或图片）。

刀具与高速转动的砂轮接触处的火星是由摩擦后产生的炽热微粒，你能说清楚它沿什么方向飞出？

情景二：

撑开的带有水的伞绕着伞柄旋转，雨滴沿什么方向飞出？

不同的位置飞出的方向一样吗？

你的理由是什么？

是否是沿圆周的切线？

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？

若物体运动的轨迹不是圆周，而是一般的曲线，那么怎样确定做曲线运动的物体在经过某一位置时或在某一时刻的速度方向？

引导学生阅读教材有关内容，明确切线的概念。

听取学生汇报，帮助总结。

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。

提问：

①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？

②有人说，作曲线运动的物体一定具有加速度，该怎样理解？

③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？

听取学生汇报，帮助总结。

认真观看视频，思考老师提出的问题。

认真阅读教材所给材料，并讨论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。

小组讨论，交流意见，师生互动归纳得出结论：

质点在作曲线运动时，在某一位置的速度方向就在这一点的切线方向上。

思考并回答问题。

在教师的引导下明确只要速度的大小、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=△v/△t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向时刻在改变，所以曲线运动是变速运动。

教师活动

学生活动

进行新课

三、运动描述的实例

（一）、由演示实验引出课题．首先介绍实验装置及研究对象，然后演示两个过程：

红蜡块匀速上升；红错块匀速上升的同时将玻璃管向右水平匀速移动．观察蜡块轨迹——倾斜直线，从而引出课题．我们研究较复杂的运动，可以用到运动的合成和分解知识．实际运动参与两个运动，本例中竖直方向和水平方向，而实际运动沿倾斜直线运动．

a在长约80—100cm一端封闭的管中注满清水，水中放一个由红蜡做成的小圆柱体R（要求它能在水中大致匀速上浮），将管的开口端用胶塞塞金。

b，将此管紧贴黑板竖直倒置，在蜡块就沿玻璃管匀速上升，做直线运动，记下它由A移动到B所用的时间。

c、然后，将玻璃管重新倒置，在蜡块上升的同时，将玻璃管水平向右匀速移动，观察到它是斜向右上方移动的，经过相同的时间，它由A运动到C。

（2）分析：

红蜡块可看成是同时参与了下面两个运动，在玻璃管中竖直向上的运动（由A到B）和随玻璃管水平向右的运动（由A到D），红蜡块实际发生的运动（由A到C）是这两个运动合成的结果。

（3）用课件重新对比模拟上述运动；

（4）总结得到什么是分运动和合运动。

板：

①红蜡块实际发生的运动（AC）叫做合运动；

红蜡块沿玻璃管在竖直方向的运动（AB）和随管做的水平方向的运动（AD），叫做分运动。

②合运动的（位移、速度）叫做合（位移、速度）；

分运动的（位移、速度）叫做分（位移、速度）。

明确实验的目的和重点观察的对象

分组讨论并得出假设：

蜡块在整个过程中做一种什么运动

观察得出结论

思考、回答

课堂尝试动手

思考分组讨论，

联系匀速直线运动的特点、公式作答

比较分析自己的判断是否正确。

思考、分析、回答。

教师活动

学生活动

进行新课

（二）、分运动和合运动的关系

1、等效性：

分运动和合运动是一种等效替代关系，即各分运动叠加起来与

合运动有完全相同的效果。

2、等时性：

分运动和合运动是同时开始，同时进行，同时结束。

3、独立性：

一个物体同时参与几个分运动时，各分运动是各自独立的，互

不干扰，任何一个方向的运动都不会因为其他方向运动的存在而受到影响。

四、物体做曲线运动的条件：

利用投影动画提出问题：

（1）对比力合成与分解

（2）运动的合成和分解遵循平行四边形定则

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？

巡回指导，了解学生的实验过程，解决可能遇到的问题。

那么一个在水平面上做直线运动的钢球，受到磁铁的吸引又会出现怎样的情景呢？

听取学生汇报，帮助总结、点评。

和学生共同讨论：

所受力的大小发生变化，力的方向与速度在同一直线上的，做直线运动；所受力的大小发生变化，力的方向也发生变化，但力方向与速度方向不在同一直线上，做曲线运动。

思考，自主进行分析。

主动回答。

尝试性对蜡块的运动做一个全面合理的总结。

合作探究，分组讨论怎样给运动的合成与分解去解释。

分析、回答：

蜡块实际运动为合运动；

玻璃管水平运动和蜡块相对水平面的竖直运动为分运动

分析蜡块合运动的成因及实验过程。

回答问题。

回顾平行四边形法则，类比力的合成与分解，得结论。

思考问题，并动手实验。

代表发表见解，汇报实验方案。

把磁铁放在钢球运动的正前方和两侧边，观察到球运动的轨迹。

把实验现象记录在表格中。

汇报实验结果。

和老师一起总结，归纳得出结论，作好笔记，细心体会。

根据实验分析：

磁铁对小钢球施加了一个力的作用，用F表示这个力，用v表示小钢球的速度，

教师活动

学生活动

进行新课

强调：

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。

则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。

得出：

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。

对比得出：

当物体所受合力的方向跟它的速度方向在同一直线上时，物体做直线运动。

课堂交流小结

引导组织学生概括总结本节的内容。

组织学生在相互交流进行小结。

请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结。

请同学评价黑板上的小结内容。

在学生小结后对学生的学习情况进行总结和评价。

按要求回顾本节知识内容；

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。

板书设计

1．曲线运动的轨迹。

2．曲线运动的速度方向：

曲线在这一点的切线方向,曲线运动的速度时刻在变，因此曲线运动是变速运动。

3．运动描述的实例，运动的合成与分解。

4．物体做曲线运动的条件：

合力方向跟速度的方向不在同一直线上。

课外作业

1、做一个飞镖，体验“曲线运动的速度方向跟曲线相切”。

要求：

（1）观察飞镖在空中速度方向的变化；

（2）观察飞镖插入泥土时的入射角。

（注意安全）

2、课后讨论教材中“问题与练习”的问题。

附：

导学案

课题：

5.1曲线运动班级姓名：

一：

学习目标

1．知道曲线运动的速度方向。

2.知道合运动、分运动，及其等时性和独立性。

3．会求运动的合成。

4．了解物体做曲线运动的条件。

二：

课前预习

（请同学们认真阅读课本第5页蜡块运动演示实验，总结合运动分运动。

）

1．什么是曲线运动?

条件是什么？

2．蜡块为什么是斜向上的运动？

可以看成是哪两个运动的合成？

3．如何求出蜡块的瞬时速度和位移？

运动的位移、速度、加速度的合成遵循矢量合成法则是什么？

三：

课堂研讨

1.为什么说曲线运动必然是变速运动？

2.物体做曲线运动的条件是什么？

3.蜡块的运动的研究

备注

例题：

（教材第4页的例题，把问题改为：

求飞机在1小时内在水平方向移动的距离和竖直方向上上升的高度。

）

4.运动的合成与分解

四：

学后反思

附：

检测案

课堂检测——5.1曲线运动姓名：

1．一人游泳渡河以垂直河岸不变的速度（相对水）向对岸游去，河水流动速度恒定．下列说法中正确的是（）

A．河水流动速度对人渡河无任何影响

B．游泳渡河的路线与河岸垂直

C．由于河水流动的影响，人到达对岸的时间与静水中不同

D．由于河水流动的影响，人到达对岸的位置，向下游方向偏移

2．如果两个不在同一直线上的分运动都是匀速直线运动，对其合运动的描述中，正确的是（）

A．合运动一定是曲线运动

B．合运动一定是直线运动

C．合运动是曲线运动或直线运动

D．当两个分运动的速度数值相等时，合运动才为直线运动

3．一船以恒定的速率渡河，水流速度恒定（小于船速），要使船垂直到达对岸，则（）

A．船应垂直河岸航行 B．船的航行方向应偏向上游一侧

C．船不可能沿直线到达对岸 D．河的宽度一定时，船到对岸的时间是任意的

4．一个物体的运动由水平的匀加速度al=4m／s2和竖直的匀加速度a2=3m／s2

两个分运动组成，关于这个物体的运动加速度说法正确的是（）

A．加速度的数值在1-7m／s2之间B．加速度的值为5m／s2

C．加速度数值为7m／s2D．加速度数值为1m／s2

课外作业——（课题）班级姓名：

1．无风时气球匀速竖直上升的速度是4m／s，现自西向东的风速大小为3m／s，则

（1）气球相对地面运动的速度大小为，方向。

（2）若风速增大，则气球在某一时间内上升的高度与风速增大前相比将。

（填“增大”、“减小”、“保持不变”）

2．一人站在匀速运动的自动扶梯上，经时间20s到楼上，若自动扶梯不动，人沿扶梯匀速上楼需要时间30s，当自动扶梯匀速运动的同时，人沿扶梯匀速（相对扶梯的速度不变）上楼，则人到达楼上所需的时间为s。

3．某船在河中向东匀速直线航行，船上的人正相对于船以0．4m／s的速度匀速地竖直向上升起一面旗帜，当他用20s升旗完毕时，船行驶了9m，那么旗相对于岸的速度大小是多少?

4.在一列以5m／s的速度匀速行驶的列车上，一名乘客相对于车厢静止站立，则该名乘客相对地面的速度是多大?

若乘客在车厢内沿列车行驶方向以5m／s速度匀速跑动，则此时他相对于地面的速度是多大?

若在t=0开始该乘客在车厢内以2m／s2的加速度加速起跑，则1秒末人相对于地面的速度是多大?

1秒末人相对于地面的位移是多大?

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