《曲線運動》
演示2:教師把礦泉水到在一把小雨傘上(先要求學生觀察水滴的運動方向),快速旋轉小雨傘,雨滴從轉動的小雨傘邊緣飛出。
演示3:演示砂輪火星(要求砂輪圓面朝學生,以便學生觀測大致切線方向)。
請學生到黑板上補畫出小球、水滴、火星的方向。結果學生都會畫出大致方向。
師:你們畫出的方向是精確方向還是大致方向。如何畫出精確的方向?
精細研究(探究、驗證、結論)(重點難點):
物體做勻速直線運動,它的速度方向和運動軌跡方向一致。如果曲線運動的物體突然開始做勻速直線運動,那么直線運動的方向和曲線運動的末速度方向一致。(采取板畫形式,師生共同回憶得出這個結論)
1、教師先演示投影:把小鋼珠放在黑墨水瓶蓋里轉一下(內有一點點墨水),再放在半圓形有機玻璃軌道上運動并飛出,讓鋼珠在白紙上留下痕跡,同樣在3/5半圓周,4/5半圓周上運動飛出,讓學生猜測飛出方向由什么特點?(有機玻璃板說明:厚約5毫米,略小于小鋼珠直徑,圓弧半徑15厘米,mn邊稍長些,以便過mn做直線,根據半徑大小確定圓心o位置。)
學生猜想:切線方向
師:已知圓弧半徑為15厘米。如何驗證?請用幾何方法作圖驗證。
生:標出飛出點和圓心,做圓心和飛出點的連線,用量角尺量出該連線和飛出軌跡直線的夾角,是否90度。
2、再分組實驗,提醒同桌配合,小心鋼珠滾跑。實驗完畢,要求作圖驗證,并互相討論交流。
3、交流和結論:
師:要引導學生得出正確的科學結論:“圓周運動的物體的速度方向為該點的切線方向”,而不能直接得出“曲線運動的的物體速度方向為該點的切線方向”。
4、如何在圓周運動的軌跡上標注速度方向?
請在圓周上任取兩點,作出該位置的物體速度方向。并研究圓周運動的速度方向有什么特點?
學生:找出圓心,做圓心和某點連線,再做連線的垂線,標出箭頭(精確畫法)。
學生:不同位置,速度方向不一樣。“圓周運動是變速運動”
(特別強調:剛才的實驗是圓周運動,不能得出“曲線運動是變速運動”“曲線運動的速度方向是切線方向”的結論)
5、一般曲線運動的速度情況和圓周運動一樣嗎?(由特殊到一般)
師邊畫邊講:圓周是特殊的曲線,一般的曲線可以看成很多很多的圓弧構成,每一個圓弧都是圓周的一部分。所以,曲線運動可以看成無數個圓周運動構成,曲線上每一個位置的速度方向就是該點所在的圓周的切線方向,速度方向時刻在變化。
所以:“曲線運動的物體速度方向為該點的切線方向”“曲線運動是變速運動”[投影]。
6、如何畫一般曲線運動的速度方向?
要求學生閱讀課文33頁關于切線的三個自然段。教師再作示范。讓學生學會粗略畫一般曲線運動的速度方向。
第一次課堂練習(及時反饋、鞏固、評價、遷移)
1、作業本37頁第3題。“和平”號空間站環繞地球運行的軌跡是直線還是曲線?運行速度保持不變還是時刻改變。