1. 曲线运动优质课教学设计

《曲线运动》教学设计

石家庄市第六中学 王军丽

一、教学任务分析

曲线运动一章从知识体系看，涉及的是在自然界和技术中比前面所学直线运动更普遍的运动形式，因此研究曲线运动是力学研究的必然。从学生的认知发展来看，在以前研究直线运动时，学生建立了一套运用牛顿运动定律研究物体运动规律的方法，在本章将这一套研究方法推广到曲线运动的研究，是学生认知发展的必然。

本节是整章教学的知识基础。通过实验和讨论，让学生体会到做曲线运动的物体的速度是时刻改变的，曲线运动是变速运动；速度的方向沿轨迹的切线方向；理解物体做曲线运动的条件。

本节课将采用实验探究和理论论证相结合的方法，并通过“工作单”引导学生经历探究曲线运动的方向和物体做曲线运动的条件的过程，最后通过应用进行巩固和深化。

二、教学目标

l、知识与技能

（1）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力的方向与它的速度方向不在一条直线上。

2、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。

3、情感、态度与价值观

（1）能领略曲线运动的奇妙与和谐，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。

三、教学重点与难点

1．教学重点

（1）物体做曲线运动的方向的判定。（2）物体做曲线运动的条件。

2．教学难点

（1）理解曲线运动是变速运动。

（2）会根据物体做曲线运动的条件分析具体问题。

四、教学资源

1．视频：(1)砂轮打磨铁棒；(2)雨伞。

2．实验器材：（1）飞镖，靶子；（2）带绳小球,钉子，直尺，白纸；（3）注射器，胶管，墨水；

（4）斜坡，小球，磁铁。

五、教学设计思路：

本节课是高中物理教材必修2第五章《曲线运动》第一节，按照课程标准和物理新教材的编写意图，以“情景问题→实验探究→理论分析→应用巩固”的思路设计本课。本设计坚持以“学生发展为本”，把探究作为本节课的重点，重视学生知识形成的过程，使学生在有控开放的时空中，通过学习探究，体验知识形成和获取的过程、完成对知识的建构，体现理论联系实际，使同学的学习有兴趣、有成就感！在教学组织上，本设计贯彻“情景→问题→探究→应用”的教学理念，让学生经历探究学习的过程，增强实验观察、分析推理、比较判断、归纳概括的能力，加深对曲线运动的理解，提高分析、解决问题的能力。

本节课将教材内容分为2课时。第一课时，曲线运动的速度方向和做曲线运动的条件。第二课时，曲线运动的速度和位移。

本节课为第一课时，需突出的教学重点是曲线运动的速度方向和做曲线运动的条件，方法是：以曲线运动现象为主线，为学生提供亲身体验，使他们带着疑问进行探究活动。通过扔飞镖游戏提出问题；通过学生实验和教师的演示实验，探究产生曲线运动的速度方向和做曲线运动的条件。在探究过程中同时也提

高学生分析和解决简单实际问题的能力。

本课时需突破的教学难点是探究曲线运动产生的条件，方法是：让学生探究小球可以完成的各种直线运动和曲线运动，将小球可以做的各种直线运动和曲线运动的受力和速度情况对比，总结归纳曲线运动产生的条件。本设计的特色是分阶段、有层次地开展探究活动，为了提高探究活动的有效性，设计了“工作单”进行指导。

六、教学流程图

I 情景扔飞镖

比赛

曲线运动

演示

实验1 砂轮打磨

学生

实验1 作圆周运动小球

演示

实验2 一般曲线

运动

理论

曲线的切线

圆周运动的速度方向

曲线运动的速度方向

学生

活动I 曲线运动的速度

方向

学生

活动2 曲线运动的受力

学生

实验2 做曲线运动的条件

物体做

曲线运动的条件

活动3 解释现象

画曲线运动轨迹

学生

活动4 设计挡泥板

七、教案简案

（一）引入

飞镖游戏引入

开始这节课之前，我们先进行一个扔飞镖比赛。请两位同学。

第一位 **同学，开始 9环 大家有没有注意观察飞镖飞行的轨迹？

下面请大家注意看，飞镖飞行的整个轨迹

第二位 **同学，开始 10环

非常棒

恭喜第二位同学获得胜利. 刚才我们看到飞镖的运动轨迹是一条（曲线）。

我们把轨迹记录下来。 我们把轨迹是曲线的运动叫曲线运动。---------板书 轨迹是曲线。

生活中的曲线运动很多，请同学们举出一些的曲线运动的例子。

学生举例：生活中如投标枪、铁饼、跳高、跳远等均为曲线运动。

同学们都很注意观察生活。

我们看到小到微观粒子，大到天体运行，都存在曲线运动。

曲线运动是一种更普遍的运动。这一章开始学习曲线运动。------板书 5.1曲线运动。

探究一：曲线运动速度的方向

直线运动的物体都有确定的速度方向，速度方向和运动方向相同。

曲线运动的轨迹是曲线，曲线每一处的方向不同。

问题1：做曲线运动的物体，在某一点速度方向沿什么方向？（切线）---学生猜想

我们先从最简单的曲线运动开始研究。

演示实验：在旋转的砂轮上磨刀具。

这是一个切割和打磨东西用的砂轮，打开电源，砂轮做圆周运动。下面，我用它来打磨铁棒。

请同学们注意观察：磨出的火星做什么运动？说明为什么？

磨出的火星是砂轮与铁棒磨擦出的铁屑，这些铁屑做什们做什么运动？运动方向与圆周什么关系？

说明做圆周运动时，在该处速度方向沿什么方向？

（铁屑做

直线 运动。运动方向与圆周相切。由于惯性，铁屑要保持脱离砂轮时的速度。也就是铁屑随砂轮做圆周运动时在该点速度方向沿切线方向。）

下面用小球来模拟铁屑的运动。

学生实验：小球做圆周运动，突然断绳。

分组实验：小球做圆周运动，突然断绳。分析小球飞出时的直线与圆周什么关系？

（1）学生展示：

这是小球在做圆周运动，这是断绳后的运动--------用笔画下来。（尺子、圆规）

连接圆心和抛出点，半径与圆周垂直。直线是圆周的切线。

说明小球在做圆周运动时，在这一点速度方向沿圆周的切线。

（2）展示3-4个组小球运动轨迹

总结作圆周运动小球在不同位置速度方向沿该点圆周的切线方向。

下面看一下下雨时雨伞上雨水的轨迹。

视频：雨伞上水滴

我们看到做圆周运动的物体在某点的速度方向沿该点圆周的切线方向。

但对于一般的曲线运动，速度方向是不是也沿切线方向

问题2：一般的曲线运动，在某一点速度方向是不是也沿这一点切线方向? 演示实验2：

这里有橡胶管完成一般曲线，

我们观察水从管口流出时的速度方向。

改变曲线再做一次。

请同学们观察墨迹与轨道的关系，说明了质点沿什么方向运动？

墨迹与轨道只有一个交点，我们只能大致看出，墨迹所在的直线为轨道所在曲线在该点的切线。

说明了物体在某一点的速度的方向是在曲线的这一点的切线。

下面我们看看物理上该点的速度（即瞬时速度）方向，以及数学上曲线切线的定义，是否一致即可。

问题3：某点的瞬时速度如何定义的？ A点的速度是瞬时速度，据式：VABSABt可知：VAB的方向与SAB的方向一致，t越小，VAB越接近A点的瞬时速度，当t0时，VAB即为A点的瞬时速度。）

数学上是这样定义的切线，当t0时，割线AB就叫曲线在该处切线。也恰好与该点的瞬时速度方向一致。即A点的瞬时速度就是曲线该点的切线方向。

现在我们可以得到结论：

做曲线运动的质点，在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向。

任务1：飞镖的速度方向。画出飞镖在A、B、C、D四处的速度方向。

A B C

飞镖轨迹上不同的点，切线不同，速度方向不同。

曲线运动中速度的方向是时刻改变的，曲线运动是一种变速运动。

--------板书

变速运动。

物体速度发生了变化，运动状态发生变化，一定是受到了力。

物体受怎样的力做曲线运动呢？

探究二：物体做曲线运动的条件

任务2：飞镖的受力方向

在图2中画出飞镖在A、B、C、D四处的受到力（忽略空气阻力），并猜想物体做曲线运动的受力条件。

A

B

C

D 飞镖抛出后只受重力，与速度方向成一定角度，不在一条直线上。

学生实验

斜面上滚下的小球沿直线运动，要想让小球做曲线运动，在什么位置放置磁铁？要想让小球继续做直线运动，在什么位置放置磁铁？

学生边展示教师边画。

物体受怎样的力做曲线运动呢？

总结归纳

物体做曲线运动的条件：物体所受合力的方向与速度方向不在同一直线。

任务3：在图3中画出水平桌面上作圆周运动小球在E点的速度方向和受到的力。

小球受到的合力与速度方向垂直，不在一条直线上。

地球绕太阳的运转受到太阳的引力，人造卫星的运动是受到地球的引力。

E 图片展示：做圆周运动的人造卫星

从上面小球做曲线运动轨迹发现，物体受到的力与速度不在同一直线，改变运动方向。我们说物体拐弯了，力指向曲线的凹侧。

总结：1．物体做曲线运动的条件：物体受到的合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。

2．合力指向曲线的凹侧。

任务4：画出不同方向抛出的飞镖的大致轨迹。

G

v v v G G

由于初速度与受力之间的夹角不同，物体做运动轨迹不同。

速度沿曲线的切线方向，合力指向曲线的凹侧。

学以致用 大家都有这样的经验，下雨时，骑车速度快了，后背摔一身泥。看来挡泥板必不可少。

任务5：挡泥板

思考：要想泥摔不到车上和身上，后轮挡泥板必须挡住什么位置？

要想泥摔不到车上和身上，前轮挡泥板必须挡住什么位置？

这是自行车挡泥板的大致位置，要考虑美观，平衡等因素实际自行车的挡泥板比我们画的要大些。

都有挡泥板，请大家课下注意观察山地车、电动车、汽车各种车的挡泥板。

例题

如图所示，物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B，这时突然使它所受的力反向而大小不变(即由F变为-F)，在此力作用下，物体以后的运动情况将沿 运动. （选填Ba、Bb、或Bc）

课堂小结：

1. 轨迹是曲线的运动叫曲线运动. 2. 曲线运动的质点，在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向. 3. 曲线运动中速度的方向是时刻改变的，曲线运动是变速运动. 4. 物体做曲线运动的条件：物体受到的合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。

5.合力指向曲线的凹侧。

同学们，下课请认真观察生产、生活中的曲线运动，探讨这些物体做曲线运动的具体条件。

板书

一、曲线运动

A 1.轨迹是曲线的运动叫曲线运动. B 2. 曲线运动的质点，在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向. C 3. 曲线运动中速度的方向是时刻改变的，曲线运动是变速运动. 二、物体做曲线运动的条件

D

1条件：物体受到的合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。

2.合力指向曲线的凹侧。