1. 曲线运动第二课时教学实录

教学课题

曲线运动

实际上，在自然界和科技中，最常见最普遍的运动是变速运动，而变速运动的轨迹分为直线和曲线两种，曲线运动较直线运动更为常见。宇宙间行星的运动，微观世界中原子分子的运动，都是曲线运动，因此研究曲线运动是力学研究的必然。本节内容是这一章的基础，要求学生学习后知道曲线运教动的速度方向，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材诸多特征：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分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析

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。

在整个中学阶段，学生的抽象逻辑思维得到了迅速的发展，与成人期的思维水平基本保持一致。进入高中阶段以后，学生的抽象逻辑思维属于理论型，已具有充分的假设性、预计性及内省性，高中生已能在头脑中进行完全属于抽象符号的推导，能以理论作指导去分析、解决各种问题。

在学习本课之前，学生已经学习了高一《物理》必修1的全部课程，所以对运动学的学习已经很学情分充分，实验方法与技能上也有了一定的基础。具体的说：学生已经掌握了直线运动的所有特点，知道了如何描述匀速运动、匀变速运动等经典的运动形式。对变速这一概念有了初步的体会，但在原来研究的变速运动中，主要研究的是速率改变的运动，并没有接触过速度方向改变的变速运动，这需要深析

入的学习。牛顿第二定律的学习使学生知道了力是改变物体速度的原因，这对研究曲线运动产生的原因很有帮助。高中数学已经接触到极限的思想，在解决很多物理问题时都会用到这一数学方法，在本节课中，研究曲线运动的方向时就用到了极限分析法。

高中《物理》必修是面向全体高中生的，我所设计的课程是面向今后要学理科的高中生的。学习理科必须具备一定的推导能力，所以我相信学生应该能接受。

一、知识与技能

教1、知道什么是曲线运动。

学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。

目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标

向与曲线弯曲情况之间的关系。

二、过程与方法

1、通过列举生活实例的过程，体会认识新事物的方法。

2、通过实验与理论结合的过程，体会科学探究的方法。

三、情感、态度与价值观

1、感受生活中的曲线运动，增强对科学的好奇心与求知欲。

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。

教学重点

教学难点

本堂课主要由老师的演示实验、及理论推导探究组成。整节课都运用比较的方法，以直线运动作设为参考，引导学生了解曲线运动的特点。力求通过以学生为主、教师为辅的教学，使全体学生的科学计素养在研究曲线运动的过程中得到提高。让学生从生活中的曲线运动出发，用科学的态度看待生活中特的曲线运动，真正做到“从生活走向物理，由物理走向社会”。运用生活中的物理也能缩短物理知识点与学生的距离，让学生感觉到物理就在身边。在学习本节课后，力求学生能运用曲线运动的相关知识与解决生活中的一些简单的问题，如设计自行车挡泥板的位置等。实验探究与理论探究结合的学习，让理学生体会物理的乐趣，领悟科学思想和精神。本节课主要采用引导式的综合教学方法，中间结合实验念

以培养学生的动手动脑的能力。

教学方法

教学器[1]实验仪器：小球、塑料软管、墨水、瓶盖带小孔的水瓶

、水轮、水槽

[2]多媒体：PPT、图片、视频资料

课时安排

1节（40分钟）

情景激学、互动探究、实验演示、启发讲授、总结归纳

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。

1、

物体作曲线运动速度方向的确定。

2、物体做曲线运动的条件。

材

教学过程

一、引入新课

“在开始今天的新课之前，我们先来做一个简单的小实验。我手上是一块糖，现在我将糖向上抛出，请大家仔细观察糖在上升过程中的运动轨迹是怎样的，作的是什么运动。”

实验：竖直向上将糖抛出

“糖的运动轨迹是怎样的呢？”

“可以看到，糖的运动轨迹是直线的。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。”

实验：斜抛出糖果

“它的运动轨迹是怎样的呢？还是直线吗？”

“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。咱们原来研究的运动它的运动轨迹都是直线的，这种运动轨迹可是没有研究过的，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。”

板书：5-1 曲线运动

二、新课教学

1、曲线运动的定义

“既然要研究曲线运动，我们首先就要知道，

教师活动

仔细观察并回学生活动

教法：实验演示

演示实验引入新课，两种运动轨迹相类方法手段

备注

答：运动轨迹是直线，比，学生很明是竖直上抛运动。

配合教师接住糖果并回答：是一条曲线。

显的观察到二者的区别。

教法：讲授法。

什么是曲线运动。按照直线运动的定义，运动轨迹是直线的运动叫直线运动。推此及彼，运动轨迹为曲线的运动我们就叫它曲线运动。”

板书：一、定义

运动轨迹为曲线

“其实我们的现实生活中大多数的运动都是曲线运动，大到宇宙中行星的运动，小到分子原子的运动。谁能举出生活中的曲线运动的例子？”

“大家说的这些都是曲线运动。老师这里也准

思考，大量举例。

回答：乒乓球轨迹、篮球轨迹、任意球轨迹等。

学生观看图片。

用旧知识比较得到新知识

教法：情境激学。

通过图片直观的感受什么是曲线运动。

学生回忆直线运动的相关知识。

回答：位置、位移、速度、加速度等。

备了几个曲线运动的例子，我们一起来分享一下。”

PPT展示曲线运动图片和视频资料。

“这些图片是我看到的身边的曲线运动。我们

都知道，今年世界上举行了两场盛会，一场是我们国家举行的世博会。世博会开幕的当晚，漫天的烟火将上海照耀成一个不夜之城。第一幅图片就是上海世博会的烟花，可以可到，火药在空中作的是曲线运动，留下了弯曲的光轨迹，非常的漂亮。另一场盛会呢是刚刚闭幕的世界杯，世界杯赛场上足球作的基本上都是曲线运动。下面我们就来看一个视频，仔细观察一下足球作的曲线运动。”

2、曲线运动的速度方向

“每当认识一个新的事物的时候，我们都会想办法来描述它。谁来说一下，我们是用什么物理量来描述直线运动的？”

“直线运动可以用这些物理量来描述，曲线运

动一样可以用这些物理量来描述。曲线运动的位移和直线运动一样，也是由初始点指向末点。曲线运动的加速度比较难理解，咱们将在以后进行研究。

猜测并回答：沿曲线的切线方向。

学生仔细观看视频，观察火星飞出的方向与砂轮之间有什么关系。

学生在观察实验的同时积极思考。

教法：实验演示

教法：演示实

砂轮实验有一定的危现在我们首先来研究一下物体作曲线运动的速度。”

学生猜想。

“速度和位移一样，是一个矢量。所有的矢量都由大小与方向两部分组成，直线运动中速度的方向沿着运动的方向，那么曲线运动的速度方向是怎样的呢？”

板书：二、速度的方向

“物体作直线运动的过程中，速度的方向是不变的。而物体作曲线运动时，速度的方向是不断变化着的。”

板书： 1、不断变化

“整体上速度的方向不断变化，那请大家猜想一下质点在某一点的速度方向又是怎样的呢？”

“有的同学说沿着曲线的切线方向，这个说法对吗？咱们先来看一段实验视频，请同学们仔细观察砂轮和铁的接触点上火星飞出的方向。”

播放砂轮实验视频：砂轮与铁棒接触点火星飞出的方向沿着砂轮的切线方向。

“可以看到，大部分的火星还是沿着砂轮的切线方向飞出的。可是砂轮是一个圆形，是一种特殊的曲线，那么物体作一般的曲线运动过程中某点的速度方向也沿该点的切线方向吗？

“下面我们再通过实验亲眼验证看速度的方向是不是沿切线的方向。“

实验：将塑料软管弯曲成任意曲线，作为小球

运动的曲线轨道。在弯管的出口处滴一些墨水，保证小球在出轨道了以后还可以在纸上留下运动轨迹。另一根弯管立起来接在进口处，作为给小球提供初速度工具。释放小球，让小球在白纸上留下轨迹。引导学生观察小球出轨道后的轨迹和弯曲的曲线轨道之间有什么关系。

“轨迹和我们的曲线轨道之间有什么关系呢？”

回答：轨迹是曲线出口处那一点的切线。

“现在咱们在实验的基础上进行理论的分析。”

板书：2、沿着曲线的切线方向

B A 验。

教法：讲授法。

体现了化曲为直和极限的思想。

学生上黑板标方

回答可能会产生

险性，不可在课堂完成。

讲解：A点到B点的位移方向沿着A、B点的连线方向，由A点指向B点。当B点不断地向A点处移动时，位移的方向也在不断的改变。当B点非常接近A点时，A与B点的连线就是曲线的切线，也就是说A到B位移的方向就是切线的方向。A点速度的方向与位移的方向一致，所以A点的速度方向沿切线的方向。

“所以，质点作曲线运动任意一点的速度方向是沿着曲线在这一点的切线方向的。我们再在曲线上找一个随意找一个C点，请同学来标明质点在这一点的速度方向。我们知道，曲线上一点的切线有向。

两个方向，判断速度的方向主要还是看它位移的方向。”

“实验中看到这一点的位移沿着切线的方向，所以速度也沿着切线的方向。请同学们思考一个问题，曲线运动一定是变速运动吗？”

“这就出现分歧了，有的同学说不一定是，有的同学说一定是。说不一定的同学可能想到曲线运动的速度大小可能不变。能想到这点很好，咱们在以后的课中就会研究这种速度大小不变的曲线运动。但是速度是由大小和方向两部分组成的，我们已经知道曲线运动速度的方向是不断变化的，所以曲线运动一定是变速运动。”

2、

物体做曲线运动的条件

“同学们有没有想过，物体怎样才能做曲线运动呢？”

板书：三、物体作曲线运动的条件

“先来回忆一下，我们以前学过物体做直线运动的条件，请哪位同学回答一下？”

讲解：由牛顿第一定律和牛顿第二定律可知，物体在不受力的时候做匀速直线运动或静止。做匀速直线运动的物体当受到和速度方向在同一直线上的力后，产生加速度，做速度与加速度，力三者在同一直线上的匀加速直线运动。

“但是如果物体所受力和它的速度不在同一直线上呢？会出现什么结果？现在我们就来看一个实分歧，和学生原来的认识有关。

回答：不一定。/是。

回答：物体在不受力的时候，和受到与速度方向相同的力的时候。

教法：引导学习。

回忆原有知识，引出新知识

验，仔细观察两次水流的形状有什么不同，想一想产生这种不同的原因是什么。”

实验：第一次竖直向下挤压瓶子，让水流竖直向下流动，与重力没有夹角。第二次斜向下挤压瓶子，水流斜着流动，初速度方向与重力有夹角，即与重力不在一条直线上。

“谁来说一下看到了怎样的变化。”

理论分析。

观察实验现象并配合主动回答。

回答：第一次水流的轨迹是直线，而第二次变成了曲线可能和重力有关。

教法：实验演示

教法：讲授法。

F2

学生配合老师积极分v F1

F

析。

讲解：将力F分解到平行于速度和垂直于速度两个方向上，平行于速度的F1在速度的方向上产生加速度a1改变速度的大小；垂直于速度的分力F2产生垂直于速度的加速度a2，改变速度的方向。现在考虑一个极限状况，当力F垂直于速度方向时，只改变运动的方向，而不改变速度的大小。

“这种不改变速度大小的曲线运动这就是我们在下面几节将学习的匀速圆周运动。”

“第二次水出瓶口的速度方向是垂直于瓶口的，而重力的方向却是垂直于地面的，二者之间有一定的角度，也就是说速度的方向与力的方向不在

一条直线上。这个实验就可以说明当力与速度方向不在同一直线上的时候，物体做曲线运动。”

板书：物体所受合力方向跟它的速度方向不在同一直线上

3、

曲线运动的应用

“我们都知道，研究物理的一个重要原因就是要为人类解决问题，那同学们就有疑问了，学习曲线运动能有什么解决什么问题呀。下面咱们来看一些例子。”

PPT展示图片：



铲雪机



摩托车后轮的挡板



砂轮上方的保护套



自行车挡泥板

“我们现在就来着重分析一下自行车挡泥板的工作原理。”

实验：模拟自行车后轮带起泥水。

“可以看到，水会从水轮的各个方向飞出。如果是泥水的话，很容易溅在人的身上。所以自行车挡泥板对人起着保护作用。下面请同学们分组讨论分析一下自行车挡泥板的工作原理，以及设计的位置在哪里最合适。”

教师巡视解疑。

四、

小结

“今天我们研究了曲线运动，谁来总结一下物体做曲线运动的特点？”

回答：曲线运动的方向沿曲线的切线方向。做曲线运动的条

分小组进行讨论讨论。并分享小组讨论成果。

教法：引导学习

教法：实验演示

学法：分组讨论

学生总结，增加记忆。

件是速度的方向和力的方向不在同一直线上。

5-1

曲线运动

一、定义

轨迹是曲线的运动

二、速度方向

1、速度不断变化

板书B A 2、沿着曲线的切线方向

设三、曲线运动的条件

物体所受合力方向跟它的速度方向

计

不在同一直线上

四、应用

评价与反F2

v FF 本课注重互动与实验，让学生通过视频与实验观察物理现象、通过实验切身体会物理过程，并通过不断的设问与解决问题，引导同学探究物理知识，充分的调动学生的积极性，体现“教师主导，学生主体”的教学理念。

由于本节课所涉及的波的内容与实际生活密切联系，从生活实际中挖掘更多的有关的曲线运动的思

例子，将会更有利于帮助学生认识生活中的曲线运动。