“曲線運動”教學設計(通用3篇)
“曲線運動”教學設計 篇1
課題
曲線運動
課時
1課時
教材分析
教材先安排曲線運動的方向,然后安排物體做曲線運動的條件。從知識結構上看,曲線運動的方向在軌跡上某點的切線方向是反映曲線運動的運動學特征,而曲線運動的條件則是動力學特征,完全符合牛頓力學的研究思路。從對學生認知建構的過程來看,知道曲線運動的方向只是知道一個事物的結果,掌握了曲線運動發(fā)生的條件才能理解出現該結果的原因,這樣才能在邏輯上有利于學生深刻理解本節(jié)的兩個重點內容。本節(jié)是整章教學的知識基礎。教材中選取了兩個實際情景的圖片和一個演示實驗。這樣的安排充分體現了重視教學中知識與技能目標達成的同時更加突出過程和方法的形成。本來在通過觀察砂輪打磨刀具和投擲鏈球兩個視頻后學生得出感性的、最表面的結論,學生還需要深入問題的本質。教材中又安排了一個看似簡單的實驗,這個實驗和上述兩個材料有本質的不同,它不是一看就了事,而是要通過收集信息和分析、處理信息,然后得到物理結論,這是科學研究過程的必然。這樣能使學生感覺到,一個結論的形成并不是草率的。到此似乎研究的過程就可以畫上完美的句號,但是通過上述實驗只能得出做圓周運動時質點的速度方向,這不能代表一般的曲線運動,所以結論不具有普遍性。因此教材中又安排了采用極限思想的一段理論證明,從理論上證明了任何曲線運動的物體在某點的速度方向在曲線上該點的切線方向。通過實驗和討論,讓學生體會到做曲線運動的物體的速度是時刻改變的,曲線運動是變速運動;速度的方向沿軌跡的切線方向;理解物體做曲線運動的條件。
學情分析
在初中的學習中對于直線運動的特點和規(guī)律已經理解透徹,曲線運動在知識結構上對于高一學生是比較新的內容,又涉及到對矢量的理解,學生掌握這部分知識就具有一定的難度。但在教學中,首先讓學生要建立物體做曲線運動的圖景。教材中所示的曲線運動的圖景,生活中有很多,讓學生們去觀察,去體驗。例如讓學生抬起自行車的后輪,旋轉腳踏板使后輪轉動,觀察輪上的泥點脫離車輪前的運動。然后提高車輪的轉速,泥點將脫離車輪,觀察泥點脫離車輪時的速度方向以及泥點脫離車輪后的運動。自行車是學生們最常用的交通工具,利用上述圖景,可以縮短物理知識與學生之間的距離,建立學生對物理、對科學的親近感。還可以讓學生去觀察公園內的各種游藝項目,數數在哪些項目中參與者的運動是曲線運動,相信學生會得出“生活中曲線運動比直線運動更普遍”的結論。
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(qū)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(tài)度與價值觀
1.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(fā)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。
教學重難點
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。
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。
突破難點
策略
由于學生對于矢量的理解還不夠深刻,此問題對于高一學生來說具有一定的難度,屬于教學難點部分。教師首先應該讓學生自己思考,提出自己的觀點,然后引導學生理解:速度是矢量,既有大小又有方向,不論速度的大小是否改變,只要速度方向發(fā)生改變,就表示速度矢量發(fā)生了變化,也就是具有了加速度,曲線運動中速度的方向在其所處位置的切線上時刻在改變,所以,曲線運動是變速運動。
教學方法
1.尋找生活中的曲線運動,提出問題。
2.猜測物體在經過某一位置(某一時刻)時的速度方向,實驗探究,理論分析,得出結論。
3.推廣應用,提出問題:做曲線運動的條件。
4.實驗探究,形成結論,分析事例。
教學建議
1.對于曲線運動速度的方向,要讓學生觀察有關現象,如用砂輪打磨工件時,火星沿砂輪的切線飛出;撐開的帶有水的傘繞著傘柄旋轉時,水滴沿著傘邊各點所劃圓周的切線方向飛出。在觀察現象的基礎上,引導學生結合課本進行分析,總結出曲線運動的速度方向總是沿切線方向。然后提出問題:曲線運動是否一定是變速運動呢?通過學生思考和討論,澄清模糊認識,得出正確結論。
2.對于物體做曲線運動的條件,可以引導學生從物體做直線運動的條件入手討論,使學生明確:物體所受的合外力為零,或合外力不為零,但合外力和運動方向在一條直線上,物體均做直線運動,并得出:做曲線運動的物體所受的合外力不能為零,且合外力的方向與運動方向不在一條直線上,從而總結出物體做曲線運動的條件。進一步說明,做曲線運動的物體的加速度不為零,且加速度方向和運動方向不在一條直線上。然后再通過實驗對上述分析加以說明,加深學生對物體做曲線運動條件的理解。
教學流程設計
教師活動
學生活動
導入新課
同學們:我們已經學過直線運動,但實際生活中普遍發(fā)生的卻是曲線運動,例如:摩托車拐彎時的運動、拋出的粉筆頭等。所以研究曲線運動的特點、物體在什么情況下作曲線運動等問題將是我們重要的學習任務,從本節(jié)課開始我們來研究曲線運動。
認真聽老師講述,進入學習情景。
舉出生活中曲線運動的例子。
認真聽老師的講解,引起探索的興趣,作好進入本課知識學習的準備。
進行新課
曲線運動的引入
播放視頻:汽車拐彎時的運動;發(fā)射出的導彈在空中沿曲線飛行;地球、月球、人造地球衛(wèi)星沿其軌道運動。
教師引導學生歸納得出曲線運動的定義:物體運動軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。
學生舉例后,演示課件,增加感性認識。
認真觀看視頻。
認真分析上述運動的共同點,經過觀察發(fā)現:上訴運動的軌跡都是彎曲的。
積極思考,列舉實例。學生代表發(fā)言,其他同學補充,更加深刻理解曲線運動的定義。
曲線運動速度的方向
展示情景一:砂輪磨刀具(視頻或圖片)。刀具與高速轉動的砂輪接觸處的火星是由摩擦后產生的熾熱微粒,你能說清楚它沿什么方向飛出?
情景二:撐開的帶有水的傘繞著傘柄旋轉,雨滴沿什么方向飛出?不同的位置飛出的方向一樣嗎?你的理由是什么?是否是沿圓周的切線?
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?
若物體運動的軌跡不是圓周,而是一般的曲線,那么怎樣確定做曲線運動的物體在經過某一位置時或在某一時刻的速度方向?
引導學生閱讀教材33頁有關內容,明確切線的概念。
聽取學生匯報,幫助總結。
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。
提問:①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?②有人說,作曲線運動的物體一定具有加速度,該怎樣理解?③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?
聽取學生匯報,幫助總結。
認真觀看視頻,思考老師提出的問題。
認真閱讀教材所給材料,并討論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。
小組討論,交流意見,師生互動歸納得出結論:質點在作曲線運動時,在某一位置的速度方向就在這一點的切線方向上。
思考并回答問題。
在教師的引導下明確只要速度的大小、方向中的一個或兩個同時變化,就表示速度矢量發(fā)生了變化;既然曲線運動是變速運動,那么由a=△v/△t可得作曲線運動的物體一定具有加速度;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。
物體作曲線運動的條件
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做曲線運動?
巡回指導,了解學生的實驗過程,解決可能遇到的問題。
那么一個在水平面上做直線運動的鋼球,受到磁鐵的吸引又會出現怎樣的情景呢?
聽取學生匯報,幫助總結、點評。
和學生共同討論:所受力的大小發(fā)生變化,力的方向與速度在同一直線上的,做直線運動;所受力的大小發(fā)生變化,力的方向也發(fā)生變化,但力方向與速度方向不在同一直線上,做曲線運動。
強調: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。
思考問題,并動手實驗。
代表發(fā)表見解,匯報實驗方案。
把磁鐵放在鋼球運動的正前方和兩側邊,觀察到球運動的軌跡。把實驗現象記錄在表格中。匯報實驗結果。
和老師一起總結,歸納得出結論,作好筆記,細心體會。
根據實驗分析: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。得出:當物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時,物體做曲線運動。對比得出:當物體所受合力的方向跟它的速度方向在同一直線上時,物體做直線運動。
課堂交流小結
引導組織學生概括總結本節(jié)的內容。
組織學生在相互交流進行小結。
請一個同學到黑板上總結,其他同學在筆記本上總結。
請同學評價黑板上的小結內容。
在學生小結后對學生的學習情況進行總結和評價。
按要求回顧本節(jié)知識內容;
認真總結概括本節(jié)內容,并把自己這節(jié)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。
課堂練習鞏固提高
現在我們找到了在水平桌面上的鋼球做曲線運動的條件,那自然界的其他物體做曲線運動是否也滿足此條件?我們來看物體做曲線運動的實例。
出示練習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?
出示練習2:請你從牛頓運動定律和物體做直線運動的條件出發(fā),總結出物體做曲線運動的條件。
出示練習3: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(guī)律?
傾聽學生的回答,給予點評和補充。
分組討論解答: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。
由于曲線運動一定是變速運動,所以做曲線運動的物體一定有加速度,它所受的合外力一定不為零。當物體的加速度方向跟運動方向在一條直線上時,物體做變速直線運動(加速直線運動或減速直線運動),由牛頓第二定律知,物體做變速直線運動時,合外力的方向必跟運動方向在一條直線上。反之,只要合外力的方向跟物體的運動方向在一條直線上,物體就一定做變速直線運動。因此,當物體所受的合外力不為零,且合外力的方向跟物體的運動方向不在一條直線上時,物體就做曲線運動。
板書設計
曲線運動
1.曲線運動的軌跡:曲線
2.曲線運動的速度方向:曲線在這一點的切線方向
3.曲線運動的速度時刻在變,因此曲線運動是變速運動
4.物體做曲線運動的條件:合力方向跟速度的方向不在同一直線上
課外作業(yè)
做一個飛鏢,體驗“曲線運動的速度方向跟曲線相切”。要求:(1)觀察飛鏢在空中速度方向的變化;(2)觀察飛鏢插入泥土時的入射角。(注意安全)
2.課后討論教材中“問題與練習”的問題。
“曲線運動”教學設計 篇2
【教學目標】
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(yǎng)學生觀察實驗和分析推理的能力。
4.激發(fā)學生學習興趣,培養(yǎng)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(fā)生的是曲線運動,那么什么是曲線運動?本節(jié)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(fā)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(jié)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(guī)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(guī)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(tài)
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(xù)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。
“曲線運動”教學設計 篇3
【教學目標】
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(yǎng)學生觀察實驗和分析推理的能力。
4.激發(fā)學生學習興趣,培養(yǎng)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(fā)生的是曲線運動,那么什么是曲線運動?本節(jié)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?
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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?
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3.討論或猜測,曲線運動的速度方向應該怎樣?
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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(fā)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。
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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?
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②沿水平桌面向前滾動的鋼球經過磁鐵時,為什么轉了彎?
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③討論題:結合本節(jié)所學與前面知識體系來分類歸納力和運動的關系。
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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(guī)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(guī)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(tài)
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(xù)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。