《5.1曲线运动》教学设计.docx

PAGE1

《5.1曲线运动》教学设计

一、教材分析

本节课所采用的教材是人教版高中物理必修2第五章第一节的内容。本节内容是这一章的基础，要求学生学习后知道曲线运动的速度方向，理解物体作曲线运动的条件。“曲线运动”作为本章的开篇，总体介绍了曲线运动的诸多特征：运动的轨迹为曲线的运动叫做曲线运动；曲线运动是一个变速运动；质点作曲线运动某一点的速度方向沿着曲线该点的切线方向；物体作曲线运动的条件是物体所受的作用力与速度方向不在一条直线上。学习了本节的知识，才能更好的理解和掌握平抛运动、圆周运动等几个特殊的曲线运动，为后面的学习打下基础。可以说本节是一个总述，介绍所有曲线运动的特点，后面的几小节作为分支，本章总体看有着从普遍到特殊的安排特点。

二、教学目标与核心素养

（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，理解曲线运动是一种变速运动。

3、理解物体做曲线运动的条件。能用牛顿第二定律分析曲线运动的条件，掌握速度与合外力方向与曲线弯曲情况之间的关系。

4、感受生活中的曲线运动，增强对科学的好奇心与求知欲。

（二）核心素养

物理观念：理解物体做曲线运动的条件，能运用牛顿运动定律分析曲线运动的条件，掌握速度和合外力方向与曲线弯曲情况之间的关系，形成曲线运动的物理观念。

科学思维：通过探究的过程，让学生体会得到结论的科学方法：归纳法。

科学探究：通过实验探究过程组织学生总结出曲线运动的速度方向；并给予理论证明。

科学态度与责任：体会当所取变量范围足够小时，变和不变的统一性、曲和直的统一性，渗透辩证唯物主义世界观。

三、重点，难点

（一）重点

1．什么是曲线运动。

2．物体做曲线运动的方向的确定。

3．物体做曲线运动的条件。

（二）难点

1、理解曲线运动是变速运动。

2、用牛顿第二定律分析物体做曲线运动的条件，能用曲线运动相关知识解决实际的问题。

四、教学过程

（一）新课导入

实验1：竖直向上将糖抛出

我手上是一块糖，现在我将糖竖直向上抛出,你观察到的糖的运动轨迹是怎样的呢？

出示动画:糖的运动

教师总结:糖的运动轨迹是直线。

实验2：斜抛出糖果

现在我再来抛一次糖，谁接住了，这块糖就归谁了。但是不能光忙着接糖，要注意观察糖的运动轨迹发生了怎样的变化？

教师总结:可以看到糖的运动轨迹已经不再是直线了，糖在空中划过了一道优美的曲线。

今天咱们就来研究这种不同于直线运动的运动形式—曲线运动。

（二）讲授新课

一、曲线运动及其速度的方向

1、曲线运动：轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。

出示图片:过山车和摩天轮

2、曲线运动的速度方向

思考：曲线运动和直线运动相比，除运动轨迹不同，还有什么不同？你能举例说明吗？

出示图片:运动员掷链球

出示运动员掷链球的视频

教师总结：运动员掷链球时，链球在手的牵引下做曲线运动，一旦运动员放手，链球即刻飞出。放手的时刻不同，链球飞出的方向也不一样。可见，做曲线运动的物体，速度的方向在不断变化。

下面我们来研究做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向。

演示：观察做曲线运动物体的速度方向

1、实验器材

白纸、几段弧形轨道、沾有红色印泥的钢球。

2、实验步骤

（1）在水平桌面上放一张白纸，白纸上摆一条由几段稍短的弧形轨道组合而成的弯道。

（2）使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入，钢球从出口A离开后会在白纸上留下一条运动的痕迹，即为钢球在A点的运动方向。

（3）拆去一段轨道，出口改在B。用同样的方法可以记录钢球在B点的运动方向。

思考讨论：白纸上的印迹与轨道（曲线）有什么关系？

白纸上的印迹与轨道（曲线）相切。

知识拓展：数学概念——曲线的切线

在初中数学里我们已经知道了圆的切线。对于其他曲线，切线指的是什么？

如图：过曲线上的A、B两点作直线，这条直线AB叫作曲线的割线。

设想B点逐渐沿曲线向A点移动，这条割线的位置也就不断变化。当B点非常非常接近A点时，这条割线就叫作曲线在A点的切线。

假设图中的曲线是某一质点在时间△t内的运动轨迹。这段时间内的位移即为割线AB，平均速度的方向就是割线AB的方向。如果△t取得越小，平均速度的方向依次变为割线AC、AD、AE、AF…的方向。当△t→0时,割线就成了切线，即平均速度极限值即为A点的瞬时速度，它的方向便在过A的切线方向上。

3、实验结论

曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。

出示图片：砂轮

出示视频：常见曲线运动中的瞬时速度的方向。

思考：请同学们结合已有知识来判定曲线运动是匀速运动还是变速运动？

速度是矢量，既有大小，又有方向。由于曲线运动中速度的方向是变化的，所以曲线运动是变速运动。

练习1：质点沿曲线从左向右运动，画出质点在