1. 曲线运动教学设计

高中物理教学教案

年 月 日

课

题

§5.1 曲线运动

课

型

新授课

核心素养物理观念

l. 通过观察，了解曲线运动，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．

2．知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力与它的速度方向不在一条直线上．

科学探究

1．体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化．

2．体验做曲线运动的条件

科学态度与责任

1．能领略曲线运动的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲．

2．有参与科技活动的热情，将物理知识应用于生活和生产实践中．

[的来源学+科+网][新课导入]

(展示问题)

师：前面我们学习过了各种直线运动，包括匀速直线运动、匀变速直线运动、自由落体运动等．下面来看这个小实验，判断该物体的运动状态．

(演示实验)

(1)视频演示过山车．

师：该运动的特征是什么?

生：轨迹是曲线．

教学重点、难点教学方法

教学手段

教学重点

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．

教学难点

物体微曲线运动的条件．

探究、讲授、讨论、练习

教具准备

投影仪、投影片、斜面、小钢球、小木球、条形磁铁．

教

学

活

动

学

生

活

动

科网][来源:学

师：这里我们看到一种我们前面没有学过的运动形式，它与我们前面学过的运动形式有本质的区别．前面我们学过的运动的轨迹都是直线，而我们现在看到的这种运动的轨迹是曲线，我们把这种运动称为曲线运动．

概念：轨迹是曲线的运动叫曲线运动．

师：其实曲线运动是比直线运动普遍的运动情形，现在请大家举出一些生活中的曲线运动的例子．

(2)图片展示生活中的曲线运动．

师：微观世界里如电子绕原子核旋转；

宏观世界里如天体运行；

生活中如投标抢、掷铁饼、跳高、既远等均为曲线运动．

[新课教学]

一、曲线运动速度的方向

师：放手位置不同，链球的速度相同吗？该在哪个位置释放才能让链球落在得分区？

师：下面我们通过实验看一看，一般的曲线运动是什么情况．

(演示实验) 如图所示．水平桌面上摆一条曲线塑料管．钢球由塑料管的一端滚入抬高滚入)，在塑料管的束缚下钢球做曲线运动．在塑料管的下面放一张白纸，蘸有墨水的钢球从出口A离开轨道后在白纸上留下一条运动的轨迹，它记录了钢球在A点的运动方向，剪掉一段塑料管．钢球的塑料管出口改在B点且用同样的方法记录钢球在轨道B点的运动方向．观察一下，白纸上的墨迹与轨道(曲线)有什么关系?猜想B点的速度方向？

生：墨迹与轨道只有一个交点，说明了墨迹所在的直线为轨道所在曲线在该点的切线，也就是说质点在某一点(或某一时刻)的速度的方向是在曲线的这一点的切线方向．

师：很好．通过这个实验我们总结出了确定傲曲线运动的物体在任意一点的速度方向，就是轨迹的切线方向。

（3）展示用陀螺画的一幅画

表明做圆周运动的物体速度方向也沿切线。明确了曲线运动的方向之后，我们来考虑这样一个问题：在运动过程中，曲线运动的速度和直线运动的速度最大的区别是什么? 生：在运动的过程中，直线运动的速度方向不发生变化，而曲线运动速度方向时期在变．

师：很好．那我们由速度的性质知，速度是矢量，既有大小又有方向．在匀变速运动中，速度大小发生变化，我们说这是变速运动．而在曲线运动中．速度方向时刻在改变，我们也说它是变速运动．

实际上这个过程我们可以这样来理解：速度是矢量+速度方向变化，速度矢量就发生了变化→具有加速度→曲线运动是变速运动．

二、物体做曲线运动的条件

演示实验

师生两人抛接球，曲线运动；自由释放，直线运动。

师：为什么有些物体做直线运动，有些物体做曲线运动呢?下面我们通过几个实验来研究以下这个问题．

[实验与探究]

如图所示的装置放在水平桌面上．在斜面顶端放置一钢球，放开手让钢球自由滚下，观察钢球在桌面上的运动情况，记住钢球的运动轨迹．

生：钢球做直线运动，速度逐渐减小．

师：请同学们来分析钢球在桌面上的受力情况．

生：钢球受竖直向下的重力，竖直向上的支持力，还受到滑动摩擦力的作用．

师：摩擦力的方向如何?

生：摩擦力的方向与运动方向在同一直线上，但与运动方向相反．

(演示实验) 在刚才实验中，钢球的运动路径旁边放一块磁铁，重复刚才的实验操作，观察钢球在桌面上的运动情况．

生：钢球做曲线运动．

师：分析钢球在桌面上的受力情况．

生：钢球受竖直向下的重力，竖直向上的支持力，还受到方向与运动方向相反的滑动摩擦力的作用，此外还受到磁铁的吸引力．

师：引力的方向如何? 生：引力的方向随着钢球的运动不断改变，但总是不与运动方向在同一直线上．

师：在以上几个实验中，第一个钢球只受到与运动方向在同一条直线上的力的作用，做的是直线运动，，而第二个钢球受到一个与运动方向成一定夹角的力的作用，做的是曲线运动；球受的重力与它的运动方向也不在同一条直线上，球做曲线运动．由此我们可以得出什么样的情况下物体会做曲线运动? 生：当物体受到与运动方向不在同一条直线上的力的作用时，会做曲线运动．

师：那我们该如何总结物体做曲线运动的条件呢? 生：当物体所受的合力方向跟它的速度方向不在同一直线上时．物体将做曲线运动．

师：做曲线运动的物体运动轨迹弯曲方向与其所受合外力方向有什么关系呢？

生：做曲线运动的物体所受合外力必指向运动轨迹凹的一侧。

师：做曲线运动的物体运动轨迹、速度方向与其所受合外力方向三者位置关系如何？

合外力或

a 跟

v 共线，直线运动。a 恒定→匀变速直线运动；a 变化→变加速直线运动。不共线，曲线运动，a 恒定→匀变速曲线运动，a 变化→变加速曲线运动。说明：判断直线还是曲线运动关键看a 与v 是否同一直线；判断匀变速还是变加速关键看a 是否恒定。

[交流与讨论]

1、质点做曲线运动，经过A、B、C三点，速度方向分别是VA、VB、VC，所受合力分别是FA、FB、FC，他们方向如图所示，其中合力方向画的不正确的是（

）

[来

A

V

F

V

C

B

F

F

V

[小结] 1．运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动．

2．曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点的瞬时速度的方向在曲线的这一点的切线上．

3．当合外力F的方向与它的速度方向有一夹角时，物体做曲线运动．

作业[布置作业] 教材第7页“问题与练习”1，2，3．

板书设计

§5.1 曲线运动

一、曲线运动

定义：运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动．

二、曲线运动速度的方向

质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向．

三、曲线运动的性质

曲线运动过程中速度方向始终在变化，因此曲线运动是变速运动．

四、物体做曲线运动的条件

当物体所受的合力方向跟它的逮度方向不在同一直线上时，物体将做曲线运动．

五、分类

匀变速曲线运动和变加速曲线运动