日期:2022-02-18
这是曲线运动教学目标,是优秀的物理教案文章,供老师家长们参考学习。
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。
四、教学目标
1、知识与技能:
(1)知道什么叫曲线运动;
(2)知道曲线运动中速度的方向;
(3)能在轨迹图中画出速度的大致方向,能在圆周运动轨迹中规范地画出速度方向;
(4)知道曲线运动是一种变速运动;
(5)知道物体做曲线运动的条件;
(6)会判断轨迹弯曲方向(发展要求)。
2、过程与方法
(1)经历发现问题──猜想──探究──验证──结论──交流的探究过程;
(2)经历并体会研究问题要先从粗略到精细,由定性到定量,由特殊到一般再到特殊的过程;
(3)尝试用数学几何原理在物理研究中应用。
3、情感态度与价值观
(1)主动细心观察,注意关注身边的科学,积极参与学习活动。
(2)感受到科学研究问题源于生活实践,获得的结论服务于生活实践,体会学以致用的感受。
(3)初步感受下结论不能主观而要有科学依据的严谨的科学态度。
(4)初步养成小心翼翼做实验的习惯。
五、重点难点
重点:体验获得“曲线运动的速度方向是切线方向”的实验过程。会标出曲线运动的速度方向。
难点:如何获得曲线运动的速度方向是切线方向。如何画出曲线运动的速度方向。
六、教学策略与手段
在教学活动上:体现学生的主体性,体现教师的指导性和服务性。在教学媒体设计上:强调以试验教学为主,以多媒体为辅助(投影问题与习题)。在教学程序上基本上按照加涅信息加工模型。引起注意──告知学生学习目标──刺激回忆先决性的学习──呈现刺激材料──提供学习帮助──引出作业──提供作业──提供反馈──评价作业──促进保持和迁移,通过问题链把教、学、练、评有机整合。在学习过程上:突出学生发现问题──猜想──探究──验证──结论──应用。在探究方法上:突出整合数学知识解决物理问题。认知过程上:突出人类的学习规律和认知规律,即,由粗略研究到精细研究,由特殊到一般再到特殊的过程。在理念上:突出科学的研究源于生活实践,服务于生活实践;认识到“下结论必须要有科学依据”。
七、课前准备
学生无需预习课本,否则像已知谜底的猜谜活动那样,那些探究的活动和问答没有意义。
教师要做好教学用具准备工作。车速计数码照片;细线和摆球;矿泉水和小雨伞;砂轮、锯条和插座;小钢珠、黑墨水瓶、白纸,大的塑料三角板,量角尺,自制圆弧形有机玻璃,自制有机玻璃斜面,方形磁铁。调试多媒体设备。
八、教学过程
曲线运动
问题一:什么样的运动叫曲线运动?[投影]
师:人走路,驾车骑车、分吹雨打河流弯弯,篮球足球跑步等,飞机导弹卫星宇航行星,运动按照运动轨迹分为直线运动和曲线运动,物体运动的轨迹为曲线的运动叫曲线运动。请大家列举曲线运动现象。
生:举例曲线运动
师:曲线运动是很常见的运动。圆周运动是曲线运动的一种特殊现象。
(教学安排,简单扼要,节约时间)
问题二:做曲线运动的物体的速度有什么特点?[投影]
师:要研究物体的运动,我们必须研究物体的位移、速度、加速度等物理量,本堂课我们先研究曲线运动的速度的大小和方向有什么特点。
1、做曲线运动的物体的速度大小?[投影]
师:汽车里面有一个车速计(多媒体呈现数码照片),若果汽车拐弯时保持这个读数不变,那么,汽车做直线运动还是曲线运动?它的速度大小有无变化?
师:通常情况下,汽车拐弯要减速慢行,那么,汽车的慢行拐弯时,车上的车速计的读数如何变化?车还是做曲线运动吗?
师:这些事实说明,作曲线运动的物体的速度大小可以变化也可以不变(板书)。
2、做曲线运动的物体的速度方向?[投影]
汽车的拐弯时,速度方向有无变化?速度是一个矢量,它有方向性,那么做曲线运动物体的速度方向如何?
粗略研究(猜想):
演示1:教师演示摆球圆周运动时(先要求学生观察小球的运动方向),突然放手,小球飞出去。
演示2:教师把矿泉水到在一把小雨伞上(先要求学生观察水滴的运动方向),快速旋转小雨伞,雨滴从转动的小雨伞边缘飞出。
演示3:演示砂轮火星(要求砂轮圆面朝学生,以便学生观测大致切线方向)。
请学生到黑板上补画出小球、水滴、火星的方向。结果学生都会画出大致方向。
师:你们画出的方向是精确方向还是大致方向。如何画出精确的方向?
精细研究(探究、验证、结论)(重点难点):
物体做匀速直线运动,它的速度方向和运动轨迹方向一致。如果曲线运动的物体突然开始做匀速直线运动,那么直线运动的方向和曲线运动的末速度方向一致。(采取板画形式,师生共同回忆得出这个结论)
1、教师先演示投影:把小钢珠放在黑墨水瓶盖里转一下(内有一点点墨水),再放在半圆形有机玻璃轨道上运动并飞出,让钢珠在白纸上留下痕迹,同样在3/5半圆周,4/5半圆周上运动飞出,让学生猜测飞出方向由什么特点?(有机玻璃板说明:厚约5毫米,略小于小钢珠直径,圆弧半径15厘米,MN边稍长些,以便过MN做直线,根据半径大小确定圆心O位置。)
学生猜想:切线方向
师:已知圆弧半径为15厘米。如何验证?请用几何方法作图验证。
生:标出飞出点和圆心,做圆心和飞出点的连线,用量角尺量出该连线和飞出轨迹直线的夹角,是否90度。
2、再分组实验,提醒同桌配合,小心钢珠滚跑。实验完毕,要求作图验证,并互相讨论交流。
3、交流和结论:
师:要引导学生得出正确的科学结论:“圆周运动的物体的速度方向为该点的切线方向”,而不能直接得出“曲线运动的的物体速度方向为该点的切线方向”。
4、如何在圆周运动的轨迹上标注速度方向?
请在圆周上任取两点,作出该位置的物体速度方向。并研究圆周运动的速度方向有什么特点?
学生:找出圆心,做圆心和某点连线,再做连线的垂线,标出箭头(精确画法)。
学生:不同位置,速度方向不一样。“圆周运动是变速运动”
(特别强调:刚才的实验是圆周运动,不能得出“曲线运动是变速运动”“曲线运动的速度方向是切线方向”的结论)
5、一般曲线运动的速度情况和圆周运动一样吗?(由特殊到一般)
师边画边讲:圆周是特殊的曲线,一般的曲线可以看成很多很多的圆弧构成,每一个圆弧都是圆周的一部分。所以,曲线运动可以看成无数个圆周运动构成,曲线上每一个位置的速度方向就是该点所在的圆周的切线方向,速度方向时刻在变化。
所以:“曲线运动的物体速度方向为该点的切线方向”“曲线运动是变速运动”[投影]。
6、如何画一般曲线运动的速度方向?
从《曲线运动》的教学设计谈对新课程教材的把握
浙江省平湖中学
刘毅
新课程改革提倡培养学生的能力,现代教育理念认为,能力并不是教会的,而是学生在学习活动过程中通过自主体验、感悟,进而通过类化、迁移而逐步形成的。所以课堂教学要以学生为主体进行设计,结合学生原有的认知结构,将教学内容融于优化的课堂教学过程中。新课程中人教版的教材编写就充分考虑到学生的发展,在完成知识目标的同时更注重过程的参与和方法的形成,在教材内容和习题的选取时更注重“情感、态度和价值观”的形成。
1.本节的教材分析
曲线运动一章从知识体系看,涉及的是在自然界和技术中比前面所学直线运动更普遍的运动形式,因此研究曲线运动是力学研究的必然。从学生的认知发展来看,在以前研究直线运动时,学生建立了一套运用牛顿运动定律研究物体运动规律的方法,在本章将这一套研究方法推广到曲线运动的研究,是学生认知发展的必然。
本节是整章教学的知识基础。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。
其中的重点是曲线运动的速度方向和产生条件。
难点有三处:一是对砂轮打磨刀具实验的解释,二是曲线运动速度方向的理论证明,三是曲线运动发生的条件。
2.曲线运动速度方向的教学设计
为得到曲线运动速度方向是沿曲线某点的切线方向这一结论,设计了以下过程:抓住两个实验:砂轮打磨刀具和投掷链球。按三个过程分梯次完成。
过程1:观察两个视频
在观察两个视频和演示实验后学生基本得出速度方向的规律,但过程1列举的是圆周运动的情况,圆周运动是曲线运动的一种特例,通过一个特例来概括出普遍结论,这不利于形成学生的科学思维;另外,过程1仅仅是一种实验现象,只有把实验现象和理性分析结合起来形成结论,这才是更科学的研究方法。所以教学中没有在过程1之后就匆匆形成结论,
过程2:对实验现象的分析
该过程主要是对过程1的理性分析,过程2不是和过程1那样光凭眼睛一看就了事,而是要通过分析火星的运动方向与轨迹的关系,从而判断出火星的运动方向就是在脱离点的曲线切线上。这就存在着一个如何收集信息和分析、处理信息的问题,它使学生感觉到,一个实验结论的形成并不是草率的。通过过程2可以得出圆周运动时质点的速度方向,但同样不能代表一般性结论。为此设计了过程3。
过程3:对一般情况的理论证明
该过程主要通过极限的思想从数学角度和物理学的角度分析证明一般性的曲线运动的方向在曲线上该点的切线方向。结论更具有普遍性。当然在这里不必深究一般曲线的切线的意义和几何求法。
从探究性理论角度看,过程1可以看成是根据部分事实得到的猜想,过程2和过程3可以看成是对该猜想所进行的实验和理论上的证明。
3.从本节课的教学设计谈对新课程教材的把握
3.1本节教材的编写特点
3.1.1将知识的讲解融于过程中,更加重视学生过程的参与和方法的形成。
如在曲线运动速度方向的编写时,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编者在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可以得出结论的,但是考虑到这样的认识只是学生感性的、最表面的认知,是没有深入问题的本质的。当然在解决实际问题时就会感到束手无策。所以教材中又安排了一个看似简单的实验,这个实验其实和上述两个材料有本质的不同,它不像观察图片和视频那样光凭眼睛一看就了事,而是要通过收集信息和分析、处理信息,而后得到物理结论,这是科学研究过程的必然。这样才能使学生感觉到,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。因此教材中特意安排了一段理论证明,采用极限的思想,曲线上任意两点的连线(割线)在无限逼近时会最终演变成一点的切线(图中A点的切线)。从物理学的角度看,AB连线就是物体这段时间内的位移,也是平均速度的方向,当A和B无限逼近时平均速度就演变成物体在A点的瞬时速度。到此从理论上就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。
3.1.2“做一做”板块更突出学生的主体性
在教材内容的最后安排了“做一做”:──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。显然,这里的体验不只是为了理解曲线运动的速度方向这一知识点,更主要是为了增强学生理论联系实际的意识,并对物理学习产生积极的情感。生活中要解决许多更复杂的问题往往需要有这种意识,而意识是难以通过“讲知识”来形成的,实践意识只能来自于活动主体在活动过程中的体验。
3.1.3练习题的设计重视“情感、态度与价值观”目标的达成
本节教材后的练习题,除了能体现出课文中的主干知识之外,设计时,还慎重地考虑了教学中“情感、态度与价值观”目标的实现。首先,这几个练习题的难度水平有利于学生积极思考、同时又使他们在独立思考的情况下体验到解决问题的愉悦。而且,练习题的内容贴近学生的生活,学生通过做练习这种学习方式,能够对物理学产生亲近感。例如,在曲线运动的练习题1中编写了一个以跳水运动员“反身翻腾两周半”为实践背景的曲线运动方向分析问题;由于赋予了实践的背景,物理知识被活化了。这时候,学生跟物理学的距离就能拉近许多。
3.2教学中对新课程教材的把握策略
在教学中首先要依据《普通高中课程标准》和《浙江省普通高中新课程指导意见》准确把握教学目标、教学重点和教学难点,然后通过对教材的深入分析来优化设计教学实施过程。
3.2.1依据教材内容的编排结构来确定教学目标点的达成顺序
一般而言,教材内容的编排都具有严密的逻辑性和恰当的梯次性。如本节内容的编排上先安排曲线运动的方向,然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。所以分析清楚教材内容的逻辑关系对学生迅速形成有效合理的认知的至关重要。
3.2.2把握教材中图片资料和实验的关系
为了有效地达成教学目标,编者都会在适当的时候和适当的地方安排有助于对教学内容理解的图片资料或是演示实验,对于这些辅助材料我们在教学设计时一定要慎重选用。如本节内容中的砂轮打磨刀具和投掷链球的图片,它有利于学生从感觉上去感知曲线运动的方向,但只是停留在感性的层面上,采用这样的方式学习的知识是不牢固的,在其它情景中就不一定能灵活运用。因此教材紧接一个演示实验──钢球在弯管里的运动。本实验就不像用眼睛看图只是感觉,而是要动手记录小球运动的轨迹,用直尺判断出小球脱离轨道后的运动轨迹是在脱离点的曲线切线上。这就存在着一个如何收集信息和分析、处理信息的问题,这样形成结论当然更牢固。所以教学设计的时候绝对不能草率的将实验用图片取而代之,要多给学生动手的机会,多准备有效的实验。
3.2.3重视教材中的“说一说”和“做一做”
这两个栏目的内容是扩展性的,不是基本教学内容,教学中需要根据实际情况有选择性的设计。如本节内容中砂轮打磨刀具的图片就是属于“说一说”栏目,主要是想让学生能在直观上感受曲线运动速度方向的特点,如果要用这一图片资料设计教学过程,我们可以换用一段视频材料以给学生更多动态直观的感受,会更有利于教学目标的达成。“做一做”栏目中的内容要从完善学生认知结构的体系角度出发去选用,因为通过感官去获取的知识和亲自动手获得知识是有本质的区别的,通过后者获得的认知会更牢固、更持久、更有深度。
3.2.4充分利用教材课后的习题
人教版教材课后的习题具有如下特点:一是总体难度不大,有利于学生积极思考、同时又能使他们在独立思考的情况下体验到解决问题的愉悦。二是这些习题都是课本主干知识的体现,完成这些题有利于学生及时巩固所学内容。三是这些练习题的内容贴近学生的生活,学生练习时能够对物理学产生亲近感,有利于“情感、态度与价值观”目标的达成。
教学目标
1、知道什么是曲线运动,能准确判断生活中的物体是不是曲线运动;
2、补充数学知识----曲线的切线,曲线运动中速度的方向是怎样确定的;
3、知道物体作曲线运动的条件,并且会应用曲线运动条件判断物体运动轨迹趋势。
4、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。
5、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。
6、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。
2学情分析
在必修一中学生主要接触直线运动,虽生活中曲线运动随处可见,但是学生商不能独立的思考曲线运动的实质,故学习难度较大。
3重点难点
1、什么是曲线运动;
2、物体作曲线运动的方向的确定;
3、物体作曲线运动的条件。
4、分运动和合运动的等时性和独立性。
5、应用运动的合成和分解方法分析解决实际问题。
6、运动合成的实例小船渡河,运动分解的实例拉船靠岸。
4教学导入
一、导入新课:
在必修一里我们学习了很多种运动类型,其中包括匀速直线运动、匀变速直线运动、加速度不恒定的非匀变速直线运动。在这些运动运动类型中,主要涉及到的是在单一直线上速度大小变化的运动。
1、什么是直线运动?(运动轨迹是直线的运动)
2、物体做直线运动的条件是什么?(1、物体不受力,或者所受合外力为零;2、物体受力和速度在一条直线上。)
在实际生活中,普遍发生的是曲线运动,那么什么是曲线运动?本节课我们就来学习这个问题。
5新设计
新课教学
现在老师将带领同学继续学习有关速度方向变化的运动,这也就是本节课的重点:曲线运动。
所有物体的运动因轨迹的不同可以分为两大类:直线运动和曲线运动。
运动轨迹是直线的运动就是直线运动;运动轨迹是曲线的运动就是曲线运动。
给出定义,并板书(课件显示)。
1、曲线运动
在实际生活中,普遍发生的是曲线运动,那么什么是曲线运动?本节课我们就来学习这个问题。
(1)多媒体:展示几种物体所做的运动
(1)师生互动:举出几个实例。
a:导弹所做的运动;
汽车转弯时所做的运动;
人造卫星绕地球的运动;
a:男同学打篮球,传球和投篮;
地球绕着太阳转;
粉笔演示曲线运动,斜向上抛出,板画。
b:归纳总结得到:物体的运动轨迹是曲线。
(2)通过对比直线运动,用位移、速度、加速度描述物体曲线运动。
A:复习位移定义,位移描述。借助板画讲解。
B:补充数学知识—曲线的切线,先从物理极限的角度,再从数学定义上予以界定。
C:引导学生从物理极限的思想对速度的方向,作出解释(复习牛一)。
a: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(配合牛一解释);
b:撑开的带着水的伞绕伞柄旋转,伞面上的水滴沿伞边各点所划圆周的切线方向飞出。
问题:从理论的角度能不能通过速度的定义推出曲线运动的瞬时速度方向呢?
极短时间内的平均速度就是该时刻的瞬时速度。
得出结论:质点的某一点的速度,就是沿着曲线在这一点切线的方向。
D:速度方向变化→速度变化→存在加速度,可以借助公式讲解a=△v/△t。
E:演示实验,得出物体做曲线运动的条件。
结论:当物体所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一直线时,物体就作曲线运动。
E:演示图5-1-5的实验,得出物体做曲线运动的条件。
问题:一个在水平面木板上做直线运动的钢珠,若使其改作曲线运动,有哪些办法?请同学们试一试。
方法1、吹气。2、用磁铁吸引。3、将木板倾斜。
问题:这些方法的共同点是?
答:给给物体一个力(不共线的力)
结论:当物体所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一直线时,物体就作曲线运动。
2、一般情况下对物体运动的影响-----切向力与法向力
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。
如果合力的方向跟速度方向不在同一条直线上时,产生的加速度就和速度成一夹角,这时,合力就不但可以改变速度的大小,而且可以改变速度的方向,物体就做曲线运动。
与速度共线的力我们称作切向力改变速度的大小。
与速度垂直的力我们称作法向力改变速度的方向。
6新设计2.3课时
(一)导入新课
上节课我们学习了运动的合成和分解,这节课我们通过习题课加深对上节课知识的理解,并学会利用运动的合成和分解知识解决实际问题的方法。
(二)知识复习(教师提问,学生回答)
1、什么是合运动和分运动?举例说明。
答:物体实际发生的运动就是合运动,合运动在某两个方向上产生的效果就是分运动。例如:一个物体向东南方向运动,这是实际发生的运动,为合运动;也可以认为,物体向东运动的同时,向南运动,这两个方向上的运动为分运动。
2、合运动和分运动的关系是怎样的?
答: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。
3、如何确定一个运动的分运动
答:(1)根据运动的效果确定分运动方向;
(2)应用平行四边形定则,画出运动分解图;
(3)将平行四边形转化为三角形,应用数学知识求解。
(三)例题精讲
【例1】渡河问题(投影)
河宽H,船速为v船,水流速度为v水,船速v船与河岸的夹角为θ,如图1所示。
①求渡河所用的时间,并讨论θ=?时渡河时间最短。
②怎样渡河,船的合位移最小?
分析①用船在静水中的分运动讨论渡河时间比较方便,根据运动的独立性,渡河时间
分析②当v船>v水时,v合垂直河岸,合位移最短等于河宽H,
点评:(1)通过此例让学生明确运动的独立性及等时性的问题,即每一个分运动彼此独立,互不干扰;合运动与每一个分运动所用时间相同。
(2)关于速度的说明,在应用船速这个概念时,应注意区别船速v船及船的合运动速度v合。前者是发动机产生的分速度,后者是合速度,由于不引入相对速度概念,使上述两种速度容易相混。
【例2】(投影)
如图3所示,在河岸上用绳拉船,拉绳的速度是 ,当绳与水平方向夹角为θ时,船的速度为多大?
点评:运动的合成是唯一的,而运动的分解是无限的,在实际问题中通常按效果来进行分解。
(四)课堂练习
1.一架飞机沿斜向上30°方向做匀加速直线运动,初速度是100m/s,加速度是10m/s2,经过4s,飞机在竖直方向上升高的距离是多少?
2.一船垂直河岸行驶,船到河心时水速突然变为原来的2倍,则过河时间
A.不受影响 B. 时间缩短为原来的
C.增长 D. 时间缩短为原来的
3.雨滴在空中以4m/s的速度竖直下落,人打着伞以3m/s的速度向东急行,如果希望让雨滴垂直打向伞的截面而少淋雨,伞柄应指向什么方向?
(五)作业与思考
小船在200m宽的河中横渡,水的流速为2m/s,船在静水中的航速为4m/s,求:
(1)当小船的船头始终正对河岸时,它将在何时、何地到达对岸?
(2)要使小船到达正对岸,应如何行驶?历时多长?
7教学过程 7.1第一学时 教学活动 活动1【讲授】曲线运动
7.2第二学时评论(0) 学时重点
运动合成分解
教学活动 活动1【活动】运动合成 7.3第三学时评论(0) 学时重点
小船渡河 拉船靠岸
教学目标
高一物理《曲线运动》教案
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.
教学建议
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.
教学设计方案
教学重点:曲线运动的速度方向;物体做曲线运动的条件
教学难点:物体做曲线运动的条件
主要教学过程设计:
一、曲线运动的速度方向:
(一)让学生举例:物体做曲线运动的一些实例
(二)展示图片资料1、上海南浦大桥 2、导弹做曲线运动 3、汽车做曲线运动
(三)展示录像资料:l、弯道上行驶的自行车
通过以上内容增强学生对曲线运动的感性认识,紧接着提出曲线运动的速度方向问题:
(四)让学生讨论或猜测,曲线运动的速度方向应该怎样?
(五)展示录像资料2:火星儿沿砂轮切线飞出 3:沾有水珠的自行车后轮原地 运转
(六)让学生总结出曲线运动的方向
(七)引导学生分析推理:速度是矢量→速度方向变化,速度矢量就发生了变化→具有加速度→曲线运动是变速运动.
二、物体做曲线运动的条件:
[方案一]
(一)提出问题,引起思考:沿水平直线滚动的小球,若在它前进的方向或相反方向施加外力,小球的运动情况将如何?若在其侧向施加外力,运动情况将如何?
(二)演示实验;钢珠在磁铁作用下做曲线运动的情况,或钢珠沿水平直线运动之后飞离桌面的情况.
(三)请同学分析得出结论,并通过其它实例加以巩固.
(四)引导同学从力和运动的关系角度从理论上加以分析.
[方案二]
(一)由物体受到合外力方向与初速度共线时,物体做直线运动引入课题,教师提出问题请同学思考:如果合外力垂直于速度方向,速度的大小会发生改变吗?进而将问题展开,运用力的分解知识,引导学生认识力改变运动状态的两种特殊情况:
1、当力与速度共线时,力会改变速度的大小;
2、力与速度方向垂直时,力只会改变速度方向.
最后归结到:当力与初速度成角度时,物体只能做曲线运动,确定物体做哪一种运动的依据是合外力与初速度的关系.
(二)通过演示实验加以验证,通过举生活实例加以巩固:
展示课件三,人造卫星做曲线运动,让学生进一步认识曲线运动的相关知识.
课件2,抛出的手榴弹做曲线运动,加强认识.
探究活动
观察并思考,现实生活中物体做曲线运动的实例,并分析物体所受合外力的情况与各点速度的关系.
【教学目标】
曲线运动教学设计教案
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。
3.培养学生观察实验和分析推理的能力。
4.激发学生学习兴趣,培养学生探究物理问题的习惯。
【重点难点】
1.重点:曲线运动的速度方向;物体做曲线运动的条件。
2.难点:物体做曲线运动的条件。
【导学流程】
前置复习
前边几章我们研究了直线运动,同学们思考以下两个问题:
1. 什么是直线运动?
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2. 物体做直线运动的条件是什么?
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在实际生活中,普遍发生的是曲线运动,那么什么是曲线运动?本节课我们就来学习这个问题。
新课学习
一、曲线运动的速度方向:
1.曲线运动是常见的,你能举出物体做曲线运动的一些实例吗?
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2.观察课本P32图6.1-1和图6.1-2思考:砂轮打磨下来的炽热微粒。飞出去的链球,它们沿着什么方向?
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3.讨论或猜测,曲线运动的速度方向应该怎样?
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4.是不是象我们大家猜测的这样呢?让我们来看一个演示实验:教师演示课本P32演示实验验证学生的猜测,从而得到结论:
曲线运动速度的方向___________________________________________________
5.什么是曲线的切线呢?
结合课本P33图6.1-4阅读课本P33前两段加深曲线的切线的理解。
6.阅读课本P33第四段,试分析推理曲线运动是匀速运动还是变速运动?
速度是________(矢量.标量),所以只要速度方向变化,速度矢量就发生了________,也就具有________, 因此曲线运动是________。
7.练习: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。
二、物体做曲线运动的条件:
1.提出问题:既然曲线运动是变速运动,那么由可知具有加速度,又由可知受力不为零,那到底有什么样的特点呢?
2.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。制定你的实验方案。
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实验验证:请两名同学利用他们的方案来进行验证。演示给全体学生。
分析论证:
①直线加速:的方向与的方向__________。
②直线减速:的方向与的方向__________。
③曲线运动:的方向与成一__________。
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__________。
3.物体做曲线运动的条件:______________________________。
4.实践应用:
①从枪口射出的子弹为什么做曲线运动?
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②沿水平桌面向前滚动的钢球经过磁铁时,为什么转了弯?
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③讨论题:结合本节所学与前面知识体系来分类归纳力和运动的关系。
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5.强化训练
如图所示是标枪运动路线的示意图,请回答下面问题。
①画出它在各点的速度方向。
②画出标枪在各点的受力方向(不计空气阻力)。
③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。
小结:做曲线运动的物体,合外力的方向总是指向曲线的内侧,是一条规律。
三、小结
同学们根据自身特点,各自进行。
1.独立归纳,应用自己熟悉的方式并能找出重点内容。
2.讨论归纳,列出知识的框架图,说明知识的认知过程。
3.结合提纲,知识重现,小结归纳。
小结提纲
1.曲线运动的特点。
2.曲线运动的性质。
3.物体做直线运动的条件。
4.物体做曲线运动的条件。
四、基础过关题
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
2.关于曲线运动的条件,以下说法正确的是( )
A.物体受变力作用才可能做曲线运动
B.物体受恒力作用也可能做曲线运动
C.物体所受合力为零不可能做曲线运动
D.物体只要受到合外力就一定做曲线运动
3.一物体在几个恒力作用下平衡,现突然撤去其中一个力,则该物体的运动情况可能是( )
A.做匀加速直线运动
B.做匀减速直线运动
C.做曲线运动
D.做匀速运动
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