日期:2022-05-24
这是高中物理曲线运动一等奖教案,是优秀的教学设计一等奖文章,供老师家长们参考学习。
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。所以钢珠从弯曲玻璃管中滚落出来的运动方向也应该沿试管出口处的切线方向。下面咱们通过“钢珠滚落”的实验视频验证咱们的猜想及理论推导是否正确。学生:观看视频总结:曲线运动速度方向沿曲线某一点的切线方向。教师:所以在日常生活中我们可以看到这样的画学生:砂轮打磨过程中砂轮边缘的火星是沿砂轮边沿的切线方向飞出;下雨天我们撑着伞将伞快速转动时,我们发现雨滴不再沿着伞的边沿竖直下落,而是沿着伞边沿的切线方向飞出去。教师:(思考)我们知道曲线运动每时每刻的速度方向,那曲线运动是匀速运动还是变速运动呢?学生:变速运动,速度是矢量,曲线运动中速度的方向是不断在变化的。画一画:画一条物体做曲线运动的轨迹,在轨迹上任意取四个点,作出在这四个点时,物体运动的方向。设计意图:类比直线运动中速度,从实验猜想、理论推导再到实验验证以及生活中的实际应用四个角度出发组织学生对曲线运动速度方向的探讨,强化学生对曲线运动时速度方向的认识,突出本节的重难点。3.曲线运动的条件思考:物体做曲线运动需要满足什么条件呢?教师我们来看一个实验的视频,看看钢球在不同条件下是如何运动的学生:(描述实验现象)钢珠在没有受到侧面磁铁的作用时做直线运动,受到侧面磁铁作用时,偏离原来直线的的运动轨迹,做曲线运动。教师:咱们一起分析一下物体的运动情况学生:画出钢球曲线运动轨迹上任意四点出的速度方向和大致的受力方向教师:大家观察每一点处钢珠的受力方向和速度方向有什么特点?学生:受力方向和速度方向都不在同一条直线上。教师:由此我们可以得出结论,物体做曲线运动时需要满足的条件是物体所受合力与速度的方向不在同一条直线上。教师:大家再观察各点的受力方向与钢珠运动轨迹之间有什么关系?学生:力都指向轨迹弯曲的一侧。设计意图:通过指导学生通过视屏观察实验现象,并对对曲线运动轨迹上任意几点速度方向及受力方向的分析得出曲线运动的条件,同时激发学生的兴趣,提高学生的实验能力和分析归纳的能力.4.拓展为什么 砂轮?设计意图:通过动手实践强化学生对本节重点内容的理解掌握。
【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?
___________________________________________________
2. 物体做直线运动的条件是什么?
___________________________________________________
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?
___________________________________________________
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。
___________________________________________
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?
______________________________
②沿水平桌面向前滚动的钢球经过磁铁时,为什么转了弯?
______________________________
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。
____________________
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
4.如下图所示,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而保持大小不变,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( )
A.Bc
B.Bb
C.Ba
D.都不是
5.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.有可能处于平衡状态
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
参考答案:
1.AD
2.BC
3.ABC
4.A
5.AC
附:板书设计
【备课资料】
一、正确认识曲线运动中合外力的作用效果
设质点沿如图所示的曲线运动,在时刻位于A点,经位于B点,它在A点和B点的瞬时速度分别用和表示,那么在内质点的平均加速度应表示为:式中,是速度的变化量,的方向应与此方向相同,按照矢量运算法则(平行四边形定则),的方向如图所示,即的方向是指向曲线凹的一侧,当足够小趋于零时,平均加速度无限接近于在A点的瞬时加速度,它的方向与足够小的方向相同,也指向曲线的凹侧,由牛顿第二定律可知,质点所受合外力的方向与其加速度方向相同,总指向曲线的凹侧。
把加速度和合外力F都分解在沿切线和沿法线(与切线垂直)方向上,如下图所示:
沿切线方向的分力产生切线方向的加速度,当和同向时,速率增加;当和反向时,速率减小,如果物体做曲线运动的速率不变,说明,即,此时的合外力方向一定与速度方向垂直,没有改变速度的大小。
沿法线方向的分力产生法线方向上的加速度,改变了速度的方向,由于曲线运动的速度方向时刻在改变,合外力的这一作用效果对任何曲线运动总是存在的。
可见,在曲线运动中合外力的作用,首先是产生以改变速度的方向,对于变速率曲线运动,合外力不仅改变速度的方向,同时还要改变速度的大小。
二、实验指导
1.研究曲线运动的速度方向
让学生拿细绳拴一个小球,先抡动绳子,让学生观察小球的圆周运动,利用视觉暂留这一视觉功能便会形成一个圆周轨迹的图像,然后松手,让学生观察小球沿切线方向的运动,可说明做曲线运动的物体的速度方向在该点的切线上。
2.验证物体做曲线运动的条件
该实验可在实物投影仪上进行。
在投影仪上放一张透明胶片,让小球从斜槽上滚下,在胶片上记下小球做直线运动的轨迹,然后在旁边放一个条形磁铁,再次让小球从斜槽上滚下,观察小球的运动轨迹,小球将偏离,沿曲线运动。
实验时应注意:
1.由于投影仪的大小有限,实验时斜槽不能整个地放在投影仪上,可以让一个学生协助操作,或者帮助拿斜槽,或者帮助划线。
2.斜槽的位置要固定。
3.磁铁不能离 太近,以免小球被磁铁吸住。
【教学反思】曲线运动速度的方向
传统的教学过程:列举旋转砂轮上的火星,旋转雨伞上的水滴沿圆周切线飞出的事例得出结论:做曲线运动的质点经过某位置的速度方向,在曲线过这点的切线方向上。讲解有关例题,布置有关习题。
改进的教学过程:观察砂轮上的火星.链球运动员投掷链球的照片。提出问题:怎样确定做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向?实验:通过钢球在具有任意曲线形状的导轨内的运动,说明曲线运动某点的速度方向跟曲线相切。
水平桌面上有一曲线轨道,它是由几段稍短的轨道组合而成的。钢珠由轨道的一端滚入,在轨道的束缚下按轨道的形状做曲线运动。在轨道的出口A处放一张白纸,蘸有墨水的钢珠离开轨道后在白纸上留下一条运动的痕迹,它记录了钢珠在A点的运动方向。
取去一段短轨道,钢珠的轨道出口改在图中B处,在B处放一张白纸,记录钢珠在轨道B点的运动方向。还可以继续取其它位置作为轨道出口进行相同的实验。
改进的教学过程:简单的理论分析,渗透极限的思想。由平均速度过渡到瞬时速度。
得出结论:做曲线运动的质点经过某位置的速度方向,在曲线过这点的切线方向上。
体验:做一个显示抛体运动速度方向的飞镖。
(1)观察在空中速度方向的变化;
(2)观察飞镖插入泥土时的入射角。
★新课标要求
(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、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、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
l、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、B、C、D各点的速度方向
教师活动:提问:
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=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。
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?vt可得作曲线运动的物体一定具做曲线运动?
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F表示这个力,用v表示小钢球的速度,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.
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.
[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
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.
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
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的方向与它的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
多媒体设备、小钢球、条形磁铁
五、教学过程
(一)、引入新课:
【放录像】飞行的铁饼,导弹,卫星?
在实际生活中,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问题。
(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
【放录像】
(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;(见课件)
(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】(投影仪显示)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。
如果合力的方向跟速度方向不在同一条直线上,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。 课堂练习:课本P83练习一(1)、(4)两题学生讨论;(2)、(3)两题课堂练习,并点两名学生在黑板上写出结果。教师评讲。
(四)、巩固练习
物体在力F1、F2、F3的共同作用下做匀速直线运动,若突然撤去外力F1,则物体的运动情况是
A、必沿着F1的方向做匀加速直线运动
B、必沿着F1的方向做匀减速直线运动
C、不可能做匀速直线运动
D、可能做直线运动,也可能做曲线运动
【C、D】
(五)、课堂小结
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方向上。
3、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。
六、课外作业
(略)
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