1. 曲线运动教学设计

5.1曲线运动教学设计

河北定兴中学高二物理刘杏

课题

5.1

曲线运动（1）

课型

新授课

教学

目标

（一、）知识与技能

l.、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．

（二、）过程与方法

1．体验曲线运动与直线运动的区别．

2．体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化．

（三、）情感、态度与价值观

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．

重点

难点

教具

准备

教学重点：曲线运动瞬时速度方向。

教学难点：物体做曲线运动的条件。

课时

1 多媒体课件等

安排

教学方法、教学手段与学法、学情

教学过程与教学内容

【新课引入】

[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)演示自由落体运动．

师：该运动的特征是什么?

生：轨迹是直线．

(2)演示平抛运动．

师：该运动的特征是什么?

生：轨迹是曲线．

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- 1 - 1

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．

生：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、跳远等均为曲线运动．

[新课教学] （一）、曲线运动速度的方向

师：在前面学习直线运动的时候我们已经知道了任何确定的直线运动都有确定的速度方向，这个方向与物体的运动方向相同或相反，现在我们又学习了曲线运动，大家想一想我们该如何确定曲线运动的速度方向?

师：观察图中所描述的现象，你能不能说清楚，砂轮打磨下来的炽热的微粒．飞出去的链球，它们沿着什么方向运动? 生：擦出的火星是砂轮与刀具磨擦出的微粒，由于惯性，以脱离砂轮时的速度沿切线方向飞出，切线方向即为火星飞出时的速度方向．对于链球也是同样的道理，它们也会沿着脱离点的切线方向飞出．

师：刚才的几个物体的运动轨迹都是圆，我们总结曲线运动的方向沿着切线方向，但对于一般的曲线运动是不是也是这样呢?下面我们来做个实验看一看，一般的曲线运动是什么情况．

(演示实验)

- 2 - 2

如图所示．水平桌面上摆一条曲线轨道，它是由几段稍短的轨道组合而成的．钢球由轨道的一端滚入(通过压缩弹簧射人或通过一个斜面滚入)，在轨道的束缚下钢球做曲线运动．在轨道的下面放一张白纸，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．拿去一段轨道．钢球的轨道出口改在图中B点且同样的方法可以记录钢球在轨道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? 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做曲线运动的物体在任意一点的速度方向。

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刻在变．

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

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6．1—5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．

- 3 - 3

(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．

(演示实验) 把上次实验用的钢球改为同等大小的木球重复上次实验．观察木球运动情况．

生：木球做直线运动，速度不断减小．

师：分析木球在桌面上的受力情况．

生：木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．木球并不受到磁铁给它的吸引力．

(演示实验)

随手抛出一个粉笔头，观察粉笔头的运动状态．

生：粉笔头做曲线运动．

师：分析粉笔头的受力情况．

生：受竖直向下的重力的作用．

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与运动方向垂直的力的作用，做的是直线运动，木球同样也受到这样的力的作用，也是做直线运动，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；粉笔头受的重力与它的运动方向也不在同一条直线上，粉笔头做曲线运动．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：现在大家来看这样一道题．如图6．1—6所示，光滑水平桌面上放置质量为m的物体，受到与水平方向成α角斜向上的力的作用，分析该物体的运动情况．

生：物体做匀加速直线运动．

师：物体的受力情况是怎样的? 生：受竖直向下的重力、竖直向上的支持力以及拉力．

师：拉力与运动方向有什么关系? 生：与运动方向有一定角度．

师：刚才我们总结说：当物体受到与运动方向成一定角度的力的作用时，物体会做曲线运动，而在这个实验中，物体受的力与运动方向成α角，但物体并没有做曲线运动，这是什么原因呢? 生：对于钢球来说，它不仅受到与运动方向成一定角度的力的作用．而且它所受到的合外力的方向也与运动方向成一定角度，钢- 4 - 4

球做曲线运动；对于粉笔头来说，它所受到的重力就是它受到的合外力，与运动方向成一定角度，粉笔头做曲线运动；对于刚才实验中的物体来说，虽然它所受到的拉力与运动方向成一定角度，但物体所受的合外力仍然与运动方向在同一直线上，所以该物体并没有做曲线运动．

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．

【课堂训练】

1．对曲线运动中的速度方向，下列说法中正确的是（

C

）

A．曲线运动中，质点在任一位置处的速度方向总是通过这一点的轨迹曲线的切线方向。 B．旋转淋湿的雨伞时，伞面上的水滴是由内向外的螺旋运动，故水滴的速度方向不是沿其轨迹的切线方向。

C．旋转淋湿的雨伞时，伞面上的水滴是由内向外的螺旋运动，水滴在任何位置处的速度方向仍是通过该点轨迹曲线的切线方向。

D．只有做圆周运动的物体，瞬时速度的方向才是轨迹在该点的切线方向。

2．如图5.1-4所示，一物体由静止开始下落一小段时间后突然受一恒定水平风力的影响，但着地前一小段时间风突然停止，则其运动轨迹可能的情况是图中的哪一个?（

C

）

3．如图5.1-5所示，一物体作速率不变的曲线运动，轨迹

如图所示，物体运动到A、B、C、D四点时，图中关于物体速度方向和受力方向的判断，哪些点可能是正确的? （

A D

）

- 5 - 5

【课堂小结】[来源:Z&xx&k.Com]

1．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。

2．曲线运动是变速运动。

3．物体做曲线运动的条件：当物体所受合力的方向跟它的速

度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。

【课后作业】

1、关于运动的性质，以下说法中正确的是( A ) A．曲线运动一定是变速运动。

B．变速运动一定是曲线运动。

C．曲线运动一定是变加速运动。

D．物体的加速度数值、速度数值都不变的运动一定是直线运动。

2．关于力和运动，下列说法中正确的是（ A ）

A．物体在恒力作用下可能做曲线运动。

B．物体在变力作用下不可能做直线运动。

C．物体在恒力作用下不可能做曲线运动。

D．物体在变力作用下不可能保持速率不变。

3．物体受到几个力的作用而做匀速直线运动，如果只撤掉其中的一个力，其它力保持不变，它可能做( BCD ) A．匀速直线运动 B．匀加速直线运动

C．匀减速直线运动 D．曲线运动

4．若已知物体的速度方向和它所受合力的方向，如图5.1-6所示，可能的运动轨迹是( BC

)

图5.1-6 - 6 - 6

5．如图5.1-7所示，某质点在恒力F作用下从A点沿图中曲线运动到B点，到达B点后，质点受到的力大小仍为F，但方向相反，则它从B点开始的运动轨迹可能是图中的( A ) A．曲线a B．曲线b C．曲线C D．以上三条曲线都不可能

6．关于曲线运动，下列说法中正确的是( CD ) A．加速度方向一定不变

B．加速度方向和速度方向始终保持垂直

C．加速度方向跟所受的合外力方向始终一致

D．加速度方向总是指向圆形轨迹的圆心

7．一个质点受到两个互成锐角的力F1和F2的作用，由静止开始运动，若运动中保持两个力的方向不变，但F1突然增大△F，则质点此后( A ) A．一定做匀变速曲线运动

B．可能做匀速直线运动

C．可能做变加速曲线运动

D．一定做匀变速直线运动

图5.1-7 - 7 - 7

5.1 曲线运动

板

书

教学

反思

与过去的教材相对照，尽管本书仍从砂轮落下微粒的运动入手，开始讨论曲线运动的方向。但是，又有很大不同。过去是由课本描述现象，同时直接说出结论，本书则在学习的开始提出问题，书本不予解答，请学生考虑由现象应该得出的结论。这类“思考与讨论”、“说一说”等，都是为便于学生自主学习所创造的条件，符合新课程的教学理念和教学目标。

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