日期:2022-05-24
這是高中物理曲線運動一等獎教案,是優秀的教學設計一等獎文章,供老師家長們參考學習。
一、教學目標1.知識與技能(1)知道曲線運動是一種變速運動,它在某點的瞬時速度方向在曲線這一點的切線上;(2)理解物體做曲線運動的條件是所受合外力與初速度不在同一直線上.2.方法與過程(1)類比直線運動認識曲線運動、瞬時速度方向的判斷和曲線運動的條件;(2)通過實驗觀察培養學生的實驗能力和分析歸納的能力.3.情感態度與價值觀激發學生學習興趣,培養學生探究物理問題的習慣.二、教學重難點1.曲線運動中瞬時速度方向的判斷2.理解物體做曲線運動的條件三、教學過程1.新課導入,引入曲線運動教師:在必修一里我們學習了直線運動,我們知道物體做直線運動時他的運動軌跡是直線,需要滿足的條件是物體所受的合力與速度的方向在同一條直線上。但在現實生活中,很多物體做的并非是直線運動,比如玩過山車的'游客的運動、火車在其軌道上的運動、風中搖曳著的枝條的運動、人造地球圍繞地球的運動(圖片)。問題1:在這幾幅圖片中,物體的運動軌跡有什么特點?(運動的軌跡是一條曲線)教師:我們把像這樣運動軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。設計意圖:通過復習直線運動引入生活中更為常見的曲線運動,并借助實例歸納出曲線運動的概念,幫助學生認識曲線運動。2.曲線運動的方向問題2:我們知道物體在做直線運動時,物體的速度方向始終是保持不變的,那么在做曲線運動時,物體的速度的方向又有什么特點呢?(方向時刻在改變)問題3:那么,我們該如何確定物體做曲線運動時每時每刻所對應速度的方向呢?教師:我們來猜想一下,鋼珠從彎曲的玻璃管中滾落出來,運動方向會是下面那一種情況呢?學生:猜想教師:現在咱們從理論上分析一下,鋼珠從彎曲玻璃管中滾落出來的運動方向當B點無限接近A點時,這條割線變成了曲線在A點的切線,這一過程中AB段的平均速度變成了A點的瞬時速度,瞬時速度的方向沿切線方向。所以鋼珠從彎曲玻璃管中滾落出來的運動方向也應該沿試管出口處的切線方向。下面咱們通過“鋼珠滾落”的實驗視頻驗證咱們的猜想及理論推導是否正確。學生:觀看視頻總結:曲線運動速度方向沿曲線某一點的切線方向。教師:所以在日常生活中我們可以看到這樣的畫學生:砂輪打磨過程中砂輪邊緣的火星是沿砂輪邊沿的切線方向飛出;下雨天我們撐著傘將傘快速轉動時,我們發現雨滴不再沿著傘的邊沿豎直下落,而是沿著傘邊沿的切線方向飛出去。教師:(思考)我們知道曲線運動每時每刻的速度方向,那曲線運動是勻速運動還是變速運動呢?學生:變速運動,速度是矢量,曲線運動中速度的方向是不斷在變化的。畫一畫:畫一條物體做曲線運動的軌跡,在軌跡上任意取四個點,作出在這四個點時,物體運動的方向。設計意圖:類比直線運動中速度,從實驗猜想、理論推導再到實驗驗證以及生活中的實際應用四個角度出發組織學生對曲線運動速度方向的探討,強化學生對曲線運動時速度方向的認識,突出本節的重難點。3.曲線運動的條件思考:物體做曲線運動需要滿足什么條件呢?教師我們來看一個實驗的視頻,看看鋼球在不同條件下是如何運動的學生:(描述實驗現象)鋼珠在沒有受到側面磁鐵的作用時做直線運動,受到側面磁鐵作用時,偏離原來直線的的運動軌跡,做曲線運動。教師:咱們一起分析一下物體的運動情況學生:畫出鋼球曲線運動軌跡上任意四點出的速度方向和大致的受力方向教師:大家觀察每一點處鋼珠的受力方向和速度方向有什么特點?學生:受力方向和速度方向都不在同一條直線上。教師:由此我們可以得出結論,物體做曲線運動時需要滿足的條件是物體所受合力與速度的方向不在同一條直線上。教師:大家再觀察各點的受力方向與鋼珠運動軌跡之間有什么關系?學生:力都指向軌跡彎曲的一側。設計意圖:通過指導學生通過視屏觀察實驗現象,并對對曲線運動軌跡上任意幾點速度方向及受力方向的分析得出曲線運動的條件,同時激發學生的興趣,提高學生的實驗能力和分析歸納的能力.4.拓展為什么 砂輪?設計意圖:通過動手實踐強化學生對本節重點內容的理解掌握。
【教學目標】
曲線運動教學設計教案
1.知道曲線運動是一種變速運動,它在某點的瞬時速度方向在曲線這一點的切線上。
2.理解物體做曲線運動的條件是所受合外力與初速度不在同一直線上。
3.培養學生觀察實驗和分析推理的能力。
4.激發學生學習興趣,培養學生探究物理問題的習慣。
【重點難點】
1.重點:曲線運動的速度方向;物體做曲線運動的條件。
2.難點:物體做曲線運動的條件。
【導學流程】
前置復習
前邊幾章我們研究了直線運動,同學們思考以下兩個問題:
1. 什么是直線運動?
___________________________________________________
2. 物體做直線運動的條件是什么?
___________________________________________________
在實際生活中,普遍發生的是曲線運動,那么什么是曲線運動?本節課我們就來學習這個問題。
新課學習
一、曲線運動的速度方向:
1.曲線運動是常見的,你能舉出物體做曲線運動的一些實例嗎?
___________________________________________________
2.觀察課本P32圖6.1-1和圖6.1-2思考:砂輪打磨下來的熾熱微粒。飛出去的鏈球,它們沿著什么方向?
___________________________________________________
3.討論或猜測,曲線運動的速度方向應該怎樣?
___________________________________________________
4.是不是象我們大家猜測的這樣呢?讓我們來看一個演示實驗:教師演示課本P32演示實驗驗證學生的猜測,從而得到結論:
曲線運動速度的方向___________________________________________________
5.什么是曲線的切線呢?
結合課本P33圖6.1-4閱讀課本P33前兩段加深曲線的切線的理解。
6.閱讀課本P33第四段,試分析推理曲線運動是勻速運動還是變速運動?
速度是________(矢量.標量),所以只要速度方向變化,速度矢量就發生了________,也就具有________, 因此曲線運動是________。
7.練習: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。
二、物體做曲線運動的條件:
1.提出問題:既然曲線運動是變速運動,那么由可知具有加速度,又由可知受力不為零,那到底有什么樣的特點呢?
2.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:給你一磁鐵,如何使小鋼球①加速仍做直線運動。②減速仍做直線運動。③做曲線運動。制定你的實驗方案。
___________________________________________
實驗驗證:請兩名同學利用他們的方案來進行驗證。演示給全體學生。
分析論證:
①直線加速:的方向與的方向__________。
②直線減速:的方向與的方向__________。
③曲線運動:的方向與成一__________。
結論: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__________。
3.物體做曲線運動的條件:______________________________。
4.實踐應用:
①從槍口射出的子彈為什么做曲線運動?
______________________________
②沿水平桌面向前滾動的鋼球經過磁鐵時,為什么轉了彎?
______________________________
③討論題:結合本節所學與前面知識體系來分類歸納力和運動的關系。
____________________
5.強化訓練
如圖所示是標槍運動路線的示意圖,請回答下面問題。
①畫出它在各點的速度方向。
②畫出標槍在各點的受力方向(不計空氣阻力)。
③說明標槍的運動軌跡為什么是曲線。
④從作出的圖中可看出,力的方向總是指向軌跡彎曲的內側,這是否可作為一條規律。
小結:做曲線運動的物體,合外力的方向總是指向曲線的內側,是一條規律。
三、小結
同學們根據自身特點,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.結合提綱,知識重現,小結歸納。
小結提綱
1.曲線運動的特點。
2.曲線運動的性質。
3.物體做直線運動的條件。
4.物體做曲線運動的條件。
四、基礎過關題
1.關于曲線運動,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
2.關于曲線運動的條件,以下說法正確的是( )
A.物體受變力作用才可能做曲線運動
B.物體受恒力作用也可能做曲線運動
C.物體所受合力為零不可能做曲線運動
D.物體只要受到合外力就一定做曲線運動
3.一物體在幾個恒力作用下平衡,現突然撤去其中一個力,則該物體的運動情況可能是( )
A.做勻加速直線運動
B.做勻減速直線運動
C.做曲線運動
D.做勻速運動
4.如下圖所示,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而保持大小不變,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( )
A.Bc
B.Bb
C.Ba
D.都不是
5.關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.有可能處于平衡狀態
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
參考答案:
1.AD
2.BC
3.ABC
4.A
5.AC
附:板書設計
【備課資料】
一、正確認識曲線運動中合外力的作用效果
設質點沿如圖所示的曲線運動,在時刻位于A點,經位于B點,它在A點和B點的瞬時速度分別用和表示,那么在內質點的平均加速度應表示為:式中,是速度的變化量,的方向應與此方向相同,按照矢量運算法則(平行四邊形定則),的方向如圖所示,即的方向是指向曲線凹的一側,當足夠小趨于零時,平均加速度無限接近于在A點的瞬時加速度,它的方向與足夠小的方向相同,也指向曲線的凹側,由牛頓第二定律可知,質點所受合外力的方向與其加速度方向相同,總指向曲線的凹側。
把加速度和合外力F都分解在沿切線和沿法線(與切線垂直)方向上,如下圖所示:
沿切線方向的分力產生切線方向的加速度,當和同向時,速率增加;當和反向時,速率減小,如果物體做曲線運動的速率不變,說明,即,此時的合外力方向一定與速度方向垂直,沒有改變速度的大小。
沿法線方向的分力產生法線方向上的加速度,改變了速度的方向,由于曲線運動的速度方向時刻在改變,合外力的這一作用效果對任何曲線運動總是存在的。
可見,在曲線運動中合外力的作用,首先是產生以改變速度的方向,對于變速率曲線運動,合外力不僅改變速度的方向,同時還要改變速度的大小。
二、實驗指導
1.研究曲線運動的速度方向
讓學生拿細繩拴一個小球,先掄動繩子,讓學生觀察小球的圓周運動,利用視覺暫留這一視覺功能便會形成一個圓周軌跡的圖像,然后松手,讓學生觀察小球沿切線方向的運動,可說明做曲線運動的物體的速度方向在該點的切線上。
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。
在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跡,然后在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,小球將偏離,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,可以讓一個學生協助操作,或者幫助拿斜槽,或者幫助劃線。
2.斜槽的位置要固定。
3.磁鐵不能離 太近,以免小球被磁鐵吸住。
【教學反思】曲線運動速度的方向
傳統的教學過程:列舉旋轉砂輪上的火星,旋轉雨傘上的水滴沿圓周切線飛出的事例得出結論:做曲線運動的質點經過某位置的速度方向,在曲線過這點的切線方向上。講解有關例題,布置有關習題。
改進的教學過程:觀察砂輪上的火星.鏈球運動員投擲鏈球的照片。提出問題:怎樣確定做曲線運動的物體在某一時刻的速度方向?實驗:通過鋼球在具有任意曲線形狀的導軌內的運動,說明曲線運動某點的速度方向跟曲線相切。
水平桌面上有一曲線軌道,它是由幾段稍短的軌道組合而成的。鋼珠由軌道的一端滾入,在軌道的束縛下按軌道的形狀做曲線運動。在軌道的出口A處放一張白紙,蘸有墨水的鋼珠離開軌道后在白紙上留下一條運動的痕跡,它記錄了鋼珠在A點的運動方向。
取去一段短軌道,鋼珠的軌道出口改在圖中B處,在B處放一張白紙,記錄鋼珠在軌道B點的運動方向。還可以繼續取其它位置作為軌道出口進行相同的實驗。
改進的教學過程:簡單的理論分析,滲透極限的思想。由平均速度過渡到瞬時速度。
得出結論:做曲線運動的質點經過某位置的速度方向,在曲線過這點的切線方向上。
體驗:做一個顯示拋體運動速度方向的飛鏢。
(1)觀察在空中速度方向的變化;
(2)觀察飛鏢插入泥土時的入射角。
★新課標要求
(一)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的方向與它的速度方向不在一條直線上。
(二)過程與方法
1、體驗曲線運動與直線運動的區別。
2、體驗曲線運動是變速運動及它的速度方向的變化。
(三)情感、態度與價值觀
l、能領略曲線運動的奇妙與和諧,增強對科學的好奇心與求知欲。
2、激發參與科技活動的熱情,善于將物理知識應用于生活和生產實踐中。
★教學重點
1、物體做曲線運動的方向的判定.
2、物體做曲線運動的條件.
★教學難點
1、理解曲線運動是變速運動。
2、會根據物體做曲線運動的條件分析具體問題。
★教學方法
教師啟發、引導,實驗法、歸納法、討論、交流學習成果。
★教學工具
計算機、投影儀、CAI課件、小鋼球、條形磁鐵。
★教學過程
(一)引入新課
教師活動:設問:
物體的運動從軌跡的不同可以分為兩大類,是哪兩類?請舉例說明。
學生活動:積極思考,列舉實例。學生代表發言,其他同學補充。
教師活動:學生舉例后,演示課件,增加感性認識。
點評:問題比較簡單,可由C層次同學(提問)答出,增加其學習的興趣。
[結論]直線、曲線兩種.
教師活動:總結點評學生的發言情況,引出課題。
直線運動已經學過,但實際生活中普遍發生的卻是曲線運動。所以,研究曲
線運動的特點,物體在什么情況下做曲線運動等問題將是我們更重要的任務,
從本節課開始我們來研究曲線運動。
(二)進行新課
1、曲線運動速度的方向
教師活動:課件演示
(1)在砂輪上磨刀具時,刀具與砂輪接觸處有火星沿砂輪的'切線方向飛出;
(2)撐開的帶有水的傘繞著傘柄旋轉,傘面上的水滴沿傘邊各點所劃圓周的切
線方向飛出。
提出問題:曲線運動中速度的方向是時刻改變的,該怎樣確定物體的速度方向呢?
引導學生閱讀教材33頁有關內容,明確切線的概念。
學生活動:閱讀教材,回答什么是曲線的切線;如何描述曲線運動物體的速度方向。
教師活動:聽取學生匯報,幫助總結、強調。
強調:質點在某一點(或某一時刻)的速度方向是沿曲線的這一點的切線方向。
強化訓練:
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
教師活動:提問:
a:速度是矢量,既有大小,又有方向。那么速度的變化包含哪幾層含義?
b:有人說,作曲線運動的物體一定具有加速度,該怎樣理解?
c:由以上兩個問題,可以更進一步概括出曲線運動的運動學特征,應該怎樣描述?
學生活動:思考并回答問題。
教師活動:聽取學生匯報,幫助總結、強調。
只要速度的大小、方向中的一個或兩個同時變化,就表示速度矢量發生了變化;既然曲線運動是變速運動,那么由a=有加速度;
曲線運動中速度的方向時刻在改變,所以曲線運動是變速運動。
2、物體作曲線運動的條件
教師活動:演示實驗:有條件的學校可以讓學生兩人一組,獨立設計并完成實驗。
給你一磁鐵,如何使小鋼球①加速仍做直線運動,②減速仍做直線運動,③?vt可得作曲線運動的物體一定具做曲線運動?
學生活動:思考問題,并動手實驗。
點評:培養學生動手動腦的習慣,增強學生探索新知的欲望。教師要盡可能給學生創造機會,不求結果,只要讓學生親歷探索的過程就可以了。
教師活動:巡回指導,了解學生的實驗過程,解決可能遇到的問題。
學生活動:代表發表見解,匯報實驗方案和實驗結果。
教師活動:聽取學生匯報,幫助總結、點評
磁鐵對小鋼球施加了一個力的作用,用F表示這個力,用v表示小鋼球的速度,則
①直線加速:F的方向與v的方向在一條直線上,但方向相同.
②直線減速:F的方向與v的方向在一條直線上,但方向相反.
③曲線運動:F的方向與v不在一條直線上,成一角度.
強調總結: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.
[課件演示]印證以上結論,同時增強感性認識。
學生活動:認真觀看課件,體會物體作曲線運動的條件。
教師活動:投影習題,給學生以實例刺激,鞏固所學知識
如圖所示是標槍運動路線的示意圖,請回答下面問題
①畫出它在各點的速度方向.
②畫出標槍在各點的受力方向(不計空氣阻力).
③說明標槍的運動軌跡為什么是曲線.
④從作出的圖中可看出,力的方向總是指向軌跡彎曲的內側,這是否可作為一條規律.
學生活動:思考并回答問題,學生代表發表見解。
教師活動:針對學生的回答進行點評。
(三)課堂總結、點評
教師活動:讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結,其他同學在筆記本上總結,然后請同學評價黑板上的小結內容。
學生活動:認真總結概括本節內容,并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結,看誰的更好,好在什么地方。
點評:總結課堂內容,培養學生概括總結能力。
教師要放開,讓學生自己總結所學內容,允許內容的順序不同,從而構建他們自己的知識框架。
(四)實例探究
1.在砂輪上磨刀具時可以看到,刀具與砂輪接觸處有火星沿砂輪的切線飛出,為什么由此推斷出砂輪上跟刀具接觸處的質點的速度方向沿砂輪的切線方向?
解答:火星是從刀具與砂輪接觸處擦落的熾熱微粒,由于慣性,它們以被擦落時具有的速度做直線運動,因此,火星飛出的方向就表示砂輪上跟刀具接觸處的質點的速度方向。火星沿砂輪切線飛出說明砂輪上跟刀具接觸處的質點的速度方向沿砂輪的切線方向。
2.為什么說曲線運動一定是變速運動?
解答: 物體做曲線運動時,它在某點的速度方向就是曲線的這一點的切線方向,由于曲線上各點的切線方向是不同的,所以,物體做曲線運動時,速度的方向時刻在變化,由于速度是矢量,不論其大小是否變化,只要方向改變,速度就發生了變化,所以曲線運動一定是
一、教學目標
1、知道什么是曲線運動。
2、知道曲線運動中速度的方向。
3、理解曲線運動是一種變速運動。
4、理解物體做曲線運動的條件是所受合外力的方向與它的速度方向不在一條直線上。
二、重點難點
重點:曲線運動中的速度方向和物體做曲線運動的條件。
難點:理解并掌握物體做曲線運動的條件。
三、教學方法
實驗、講解、歸納、推理
四、教學用具
多媒體設備、小鋼球、條形磁鐵
五、教學過程
(一)、引入新課:
【放錄像】飛行的鐵餅,導彈,衛星?
在實際生活中,曲線運動是普遍發生的。 曲線運動有什么特點?物體為什么會做曲線運動?本節課我們就來學習這些問題。
(二)、曲線運動的速度方向
1、提問:曲線運動與直線運動有什么區別?
——運動軌跡是曲線。
——速度方向時刻改變。
2、曲線運動的速度方向
【放錄像】
(1)、在砂輪上磨刀具時,刀具與砂輪接觸處有火星沿砂輪的切線方向飛出;(見課件)
(2)、撐開的帶有水的傘繞著傘柄旋轉,傘面上的水滴沿傘邊各點所劃圓周的切線方向飛出。
總結:曲線運動中速度的方向是時刻改變的,質點在某一點(或某一時刻)的速度的方向是在曲線的這一點的切線方向。
(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、方向中的一個或兩個同時變化,就表示速度矢量發生了變化,也就是具有加速度。
C:曲線運動中速度的方向時刻在改變,所以曲線運動是變速運動。
過渡:那么物體在什么條件下才做曲線運動呢?
(三)、物體做曲線運動的條件
【演示實驗】(投影儀顯示)一個在水平面上做直線運動的鋼珠,如果從旁邊給它施加一個側向力,它的運動方向就會改變,不斷給鋼珠施加側向力,或者在鋼珠運動的路線旁放一塊磁鐵,鋼珠就偏離原來的方向而做曲線運動。
歸納得到:當運動物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時,物體就做曲線運動。
【討論】 做曲線運動的物體,其加速度的方向跟它的速度方向是否一致?
對照物體做直線運動的條件:當物體所受的合外力方向跟它的速度方向在同一直線上時,物體做直線運動。
【看書】拋出的石子,飛行的人造衛星為什么做曲線運動?
用牛頓第二定律分析物體做曲線運動的條件:
當合力的方向與物體的速度方向在同一直線上時,產生的加速度也在這條直線上,物體就做直線運動。
如果合力的方向跟速度方向不在同一條直線上,產生的加速度就和速度成一夾角,這時,合力就不但可以改變速度的大小,而且可以改變速度的方向,物體就做曲線運動。 課堂練習:課本P83練習一(1)、(4)兩題學生討論;(2)、(3)兩題課堂練習,并點兩名學生在黑板上寫出結果。教師評講。
(四)、鞏固練習
物體在力F1、F2、F3的共同作用下做勻速直線運動,若突然撤去外力F1,則物體的運動情況是
A、必沿著F1的方向做勻加速直線運動
B、必沿著F1的方向做勻減速直線運動
C、不可能做勻速直線運動
D、可能做直線運動,也可能做曲線運動
【C、D】
(五)、課堂小結
1、運動軌跡是曲線的運動叫曲線運動。
2、曲線運動中速度的方向是時刻改變的,質點在某一點的瞬時速度的方向在曲線的這一點的切線方向上。
3、當運動物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時,物體就做曲線運動。
六、課外作業
(略)
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