朱丽华——曲线运动教案.doc

海门中学第29届教学“百花奖” 2013.11.23
课题：曲线运动
执教者：朱丽华
一、课题分析
教学要求：知道什么叫曲线运动，知道曲线运动的位移和瞬时速度的方向，能在平面直角坐标系中表示位移与速度的大小，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，能分析质点在平面内运动的实例。
学生分析：1．通过前面的学习，学生已经学习了分析直线运动的规律；知道了如何分析瞬时速度方向大小的基本方法；通过一个多学期的学习，学生已经具备了初步的实验设计能力和实验操作能力。2．学生可能遇到的困难：联想不出从理论上推导曲线运动瞬时速度方向的方法；不能从实验结果中不能较为清晰的获得结论。
设计思路：本节课的教学力求贯彻新课程体验，采用体验式、探究式的教学，引导学生通过实验体验、探究形成对曲线运动的基本认识，为下面复杂曲线运动的学习开个好头；让学生在获得知识的同时，体验科学探究过程，了解科学研究方法。因此，本节课是以实验设计和实验操作为主的探究教学，积极引导学生通过观察实验、设计实验、分析实验来掌握新的知识，提高学习的技能。
二、三维教学目标
1．知识与技能目标
（1）知道什么是曲线运动
（2）知道曲线运动的位移和瞬时速度的方向，能在平面直角坐标系中表示位移与速度的大小
（3）通过观察实验来体会曲线运动中速度的方向是怎样确定的；同时尝试使用极限的思想来推导确定曲线运动瞬时速度的方向；理解曲线运动是一种变速运动
（4）设计实验来探究物体做曲线运动的条件
（5）初步了解质点在平面内运动的一般方法
2．过程与方法目标
（1）通过对曲线运动的瞬时速度的分析，培养学生理论推导和分析的能力
（2）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
（3）通过设计寻找物体做曲线运动的条件的实验，培养学生的实验设计能力
（4）经历蜡块运动的探究过程,体会研究平面运动的方法.
3．情感态度与价值观目标
（1）培养学生学习在日常生活中，发现和总结问题
（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
三、教学重点和教学难点
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
3、初步形成运动的合成和分解的思想
教学难点
1．学会通过极限的思想方法确定曲线运动瞬时速度的方向
2．理解曲线运动是变速运动
3．通过实验探索物体做曲线运动的条件，并总结规律来解决具体问题
四、教学过程
【课题引入】
观察派送出的礼物轨迹，得曲线运动的定义，列举生活中曲线运动，引入课题
学生独立思考，两位同学回答
【过渡】研究曲线运动的规律，首先要会描述曲线运动。我们原先学过的直线运动，有哪些描述它的物理量？生：位置坐标，位移（路程），速度，加速度等
先从简单一点物理量位移开始研究。
学生独立思考，1位同学回答
（一）、曲线运动的位移
【问题1】如图所示是一条物体做曲线运动的轨迹，试画出物体从O点运动到A点、B点的位移。

【归纳】曲线运动的位移的大小和方向总是 的。
学生独立完成，1位同学展台展示
【问题2】研究曲线运动时应该选择何种坐标系，怎样在坐标系中定量描述物的位置和位移?
【归纳】
（1）为了确定做曲线运动的物体的位置和位移，应选择 坐标系。
（2）物体的位置可用 来表示，位移可以用物体在坐标轴方向的 来表示
位置：（ ）
位移：大小：l= ，方向：tanθ= 。
教师板演，引导学生完成
【过渡】位移就研究好了，下面就研究速度，速度是也是矢量，我们先研究速度的方向
（二）、曲线运动的速度
【问题3】观看录像并思考，砂轮与钢材接触时，火花沿什么方向飞出？
观察猜想：
学生独立思考，1同学回答
【问题4】利用给定的器材设计实验（斜槽、可弯曲挡板、小球、水、水写字），探究曲线运动某点的瞬时速度方向
实验结论：
分组实验，交流汇报
【问题5】试利用数学中切线与割线的关系、利用极短时间内平均速度可以近似等于瞬时速度的极限思想，来理论研究A点的瞬时速度速度方向。
【点拨】1、如图，物体沿曲线从A运动B，这个过程中的平均速度方向是哪个方向？
2、设想B点逐渐向A点移动，这个过程中平均速度的方向如何变化？
3、当B点非常接近A点是，平均速度的方向是哪个方向？
4、平均速度的与瞬时速度的方向有什么关系
理论推导的结论：

学生独立思考，教师引导完成
【归纳】
（1）质点某一点（或某一时刻）的速度方向是在曲线的这一点的 方向
（2）做曲线运动物体的速度方向时刻在
（3）曲线运动是 速运动，所以曲线运动一定具有 ，即合外力一定 零
学生独立思考，1位同学回答，或则集体回答
【实例分析】
A
B
C
如图，链球从图中A、B、C哪点飞出，能落在有效区域？

学生独立思考，1位同学回答
【问题6】怎样在坐标系中定量描述物体瞬时速度？
类比曲线运动的位移大小的描述
瞬时速度可以用物体在坐标轴方向的 来表示。

速度：大小：v= ，

方向：tanα= 。

教师板演，引导学生完成
【过渡】刚才我们研究得到曲线运动是变速运动，加速度不为零，合外力也不为零。大家回想一下，课堂开始时，自由下落的糖果和做曲线运动的糖果如果忽略空气阻力，他们受到相同的重力，为什么一个做直线运动、一个做曲线运动呢？
（三）、物体做曲线运动的条件
【问题7】利用斜槽，钢球，磁铁，设计实验。要求：磁铁不接触小球，但也能让小球“拐弯”，探究小球拐弯的条件
实验结论：小球“拐弯”应满足条件
【归纳】物体做曲线运动的条件是：
分组实验，交流汇报
【拓展1】再设计几个不用磁铁，也可以让小球做曲线运动的实验，验证物体做曲线运动的条件

学生独立思考，2位同学回答
【拓展2】小球做曲线运动物体的速度方向、合力方向及运动轨迹之间的空间关系怎样？（如图：试作出沿桌面水平飞出的小球在各个位置的速度方向与合力方向）

【归纳】做曲线运动的物体所受的合外力必指向运动轨迹弯曲的 （“外侧”或“内侧”）
学生独立思考，1位同学回答
（四）、曲线运动的研究方法
【实例分析】如图所示，一玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块（直径略小于玻璃管的直径，轻重大小合适，使它能在水中以速度v匀速上浮）．先将玻璃管的开口端用橡皮塞塞紧，再将其倒置．在红蜡块从速度管口上升的同时，将玻璃管从静止开始在水平向右以加速度a移动，经时间t玻璃管移到图中虚线位置时，红蜡块恰好运动到玻璃管的顶端．以下四个图中，能正确反映红蜡块在上述过程中运动轨迹的是（ ）

y
x
O
A
O
y
x
B
y
O
x
D
y
x
O
C

【点拨1】根据曲线运动的条件定性分析红蜡块运动的轨迹
【点拨2】定量求出红蜡块的轨迹方程
红蜡块同时参与了哪两个运动？
①水平方向：蜡块随着管 运动；
②竖直方向：蜡块相对管 运动。
怎样确定t时间内红蜡块的运动轨迹？
坐标x= ，y= ；
轨迹方程y= x，
学生独立思考，教师引导，1位同学回答
【归纳】
1、几个基本概念：
（1）合运动与分运动：在实验中，蜡块沿玻璃管在竖直方向的运动、蜡块随玻璃管做的水平方向的运动，通常叫做分运动；蜡块实际发生的运动的运动，通常叫做合运动
（2）合运动的位移（速度、加速度）叫做合位移（速度、加速度）
（3）已知分运动求合运动，叫做运动的合成；已知合运动求分运动，叫做运动的分解。
2、运动的合成与分解遵行
3、定量研究平面内质点运动的方法：
【课堂小结】：知识层面，方法层面，物理思想层面
五、【板书设计】
§5.1 曲线运动
一、曲线运动的位移
1、方向：0指向A
2、大小：
二、曲线运动的速度
1、方向：某点的速度方向，沿该点的切线的方向，
2、大小：
三、曲线运动的条件
物体的速度方向与合外力方向不在一直线。
四、运动的合成与分解

【训练平台】 姓名
一、课本练习
二、拓展训练
1、对曲线运动中的速度方向，下列说法中正确的是( )
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。
B．旋转雨伞时，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。
b
B
A
a
c

2、如图所示，物体在恒力F作用下沿曲线从点A运动到点B，这时突然使它所受的力反向，但大小不变，即由F变为－F。在此力的作用下，物体以后的运动情况，下列说法中正确的是（ ）
A．物体不可能沿曲线Ba运动 B．物体不可能沿直线Bb运动
C．物体不可能沿曲线Bc运动 D．物体不可能沿原曲线BA返回
3、一物体由静止开始自由下落，一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间风突然停止，则其运动的轨迹可能是图中的哪一个（ ）
A．B．C．D．

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