
物理曲线运动教学设计(精选10篇)
作为一名人民教师,总不可避免地需要编写教学设计,教学设计是实现教学目标的计划性和决策性活动。那么优秀的教学设计是什么样的呢?下面是小编收集整理的物理曲线运动教学设计,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
物理曲线运动教学设计 1
一、教材分析
本节教材主要有两个知识点:曲线运动的速度方向和物体做曲线运动的条件。教材一开始比较曲线运动与直线运动,提出两者之间的明显区别,引出曲线运动的速度方向问题,紧接着通过观察一些常见的现象,得到曲线运动中速度方向是时刻改变的,且质点在某点的速度方向是曲线上该点的切线方向。再结合矢量的特点,给出曲线运动是变速运动。关于物体做曲线运动的条件,教材从实验入手得到,再通过实例加以说明,最后从牛顿第二定律角度从理论上加以分析。本节教材的知识内容和能力因素,是对前面所学知识的重要补充,是对运动和力的关系的进一步理解和完善,是进一步学习的基础。
二、教学目标:
(一、)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。
三、教学重点、难点:
(一)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。
(二)教学难点
物体做曲线运动的条件。
四、教学方法:探究、讲授、讨论、练习
五、教学手段:
教具准备:投影仪、投影片、斜面、小钢球、小木球、条形磁铁。
六、教学活动
[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?在解决这个问题之前我们先来看几张图片。
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。
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。
下面我们来看几个题目。
[课堂训练]
关于曲线运动,下列说法正确的是()
A、曲线运动一定是变速运动
B、曲线运动速度的方向不断地变化。但速度的大小可以不变
C、曲线运动的速度方向可能不变
D、曲线运动的速度大小和方向一定同时改变
2、对曲线运动中的速度的方向,下列说法正确的是()
A、在曲线运动中,质点在任一位置的`速度方向总是与这点的切线方向相同
B、在曲线运动中,质点的速度方向有时也不一定是沿着轨迹的切线方向
C、旋转雨伞时。伞面上的水滴由内向外做螺旋运动,故水滴速度方向不是沿其切线方向的
D、旋转雨伞时,伞面上的水滴由内向外做螺旋运动,水滴速度方向总是沿其轨道的切线方向
答案
1、A
解析:对于曲线运动来说,在运动的过程中,物体速度方向始终在变化,所以曲线运动一定是变速运动。在这个过程中。物体速度的大小是否发生变化,并不影响曲线运动是变速运动。因此,速度大小可能变化,也可能不变。所以本题应该选择A。
2、AD
解析:本题主要考查物体做曲线运动时的速度方向,解此题只要把握一点:不论在任何情况下,曲线运动速度方向总是与其轨道的切线方向一致的,所以本题应该选择AD。
(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。
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。
(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。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。
[交流与讨论]
1、飞机扔炸弹,分析为什么炸弹做曲线运动?
2、我们骑摩托车或自行车通过弯道时,我们侧身骑,为什么?
3、盘山公路路面有何特点?火车铁轨在弯道有何特点?
参考解答
1、炸弹离开飞机后由于惯性,具有与飞机同样的水平初速度,且受重力,初速度与重力方向有一定角度,所以做曲线运动。
2、骑摩托车或自行车通过弯道时,我们和车一起做曲线运动,这个时候人和车这个整体需要一个与运动方向成一定夹角的力来完成这个曲线运动,我们侧身正是为了提供这个力。
3、盘山公路的路面并不是水平的,而是一边高一边低;火车铁轨在弯道的时候两根铁轨并不是一般高的,而是一个高一个低。之所以这样设计,正是因为各种车辆爬盘山公路的时候做的都是曲线运动,火车拐弯时也是曲线运动,这些曲线运动都需要一个与运动方向成一定夹角的力来完成。盘山公路和火车铁轨的这种设计就是为提供这个力服务的。
[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不在一条直线上时,物体做曲线运动。
作业[布置作业]
教材第34页“问题与练习”1,2,3、
七、板书设计
(一、)曲线运动
定义:运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。
(二、)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。
(三、)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。
(四、)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。
八、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。
物理曲线运动教学设计 2
教学目标
知识目标
1、知道曲线运动是一种变速运动,它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上。
2、理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上。
能力目标
培养学生观察实验和分析推理的能力。
情感目标
激发学生学习兴趣,培养学生探究物理问题的习惯。
教材分析
本节教材主要有两个知识点:曲线运动的速度方向和物体做曲线运动的条件。教材一开始提出曲线运动与直线运动的明显区别,引出曲线运动的速度方向问题,紧接着通过观察一些常见的现象,得到曲线运动中速度方向是时刻改变的,质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是曲线的这一点(或这一时刻)的切线方向。再结合矢量的特点,给出曲线运动是变速运动。关于物体做曲线运动的条件,教材从实验入手得到:当运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动。再通过实例加以说明,最后从牛顿第二定律角度从理论上加以分析。教材的编排自然顺畅,适合学生由特殊到一般再到特殊的认知规律,感性知识和理性知识相互渗透,适合对学生进行探求物理知识的训练:创造情境,提出问题,探求规律,验证规律,解释规律,理解规律,自然顺畅,严密合理。本节教材的知识内容和能力因素,是对前面所学知识的重要补充,是对运动和力的关系的进一步理解和完善,是进一步学习的基础。
教法建议
“关于曲线运动的速度方向”的`教学建议是:首先让学生明确曲线运动是普遍存在的,通过图片、动画,或让学生举例,接着提出问题,怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢?可让学生先提出自己的看法,然后展示录像资料,让学生总结出结论。接着通过分析速度的矢量性及加速度的定义,得到曲线运动是变速运动。
“关于物体做曲线运动的条件”的教学建议是:可以按照教材的编排先做演示实验,引导学生提问题:物体做曲线运动的条件是什么?得到结论,再从力和运动的关系角度加以解释。如果学生基础较好,也可以运用逻辑推理的方法,先从理论上分析,然后做实验加以验证。
教学重点:曲线运动的速度方向;物体做曲线运动的条件。
教学难点:物体做曲线运动的条件。
主要教学过程设计:
一、曲线运动的速度方向:
(一)让学生举例:物体做曲线运动的一些实例
(二)展示图片资料
1、上海南浦大桥
2、导弹做曲线运动
3、汽车做曲线运动
(三)展示录像资料:
弯道上行驶的自行车
通过以上内容增强学生对曲线运动的感性认识,紧接着提出曲线运动的速度方向问题:
(四)让学生讨论或猜测,曲线运动的速度方向应该怎样?
(五)展示录像资料,火星儿沿砂轮切线飞出,沾有水珠的自行车后轮原地运转。
(六)让学生总结出曲线运动的方向
(七)引导学生分析推理: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:
[方案一]
(一)提出问题,引起思考:沿水平直线滚动的小球,若在它前进的方向或相反方向施加外力,小球的运动情况将如何?若在其侧向施加外力,运动情况将如何?
(二)演示实验;钢珠在磁铁作用下做曲线运动的情况,或钢珠沿水平直线运动之后飞离桌面的情况。
(三)请同学分析得出结论,并通过其它实例加以巩固。
(四)引导同学从力和运动的关系角度从理论上加以分析。
[方案二]
(一)由物体受到合外力方向与初速度共线时,物体做直线运动引入课题,教师提出问题请同学思考:如果合外力垂直于速度方向,速度的大小会发生改变吗?进而将问题展开,运用力的分解知识,引导学生认识力改变运动状态的两种特殊情况:
1、当力与速度共线时,力会改变速度的大小;
2、力与速度方向垂直时,力只会改变速度方向。
最后归结到:当力与初速度成角度时,物体只能做曲线运动,确定物体做哪一种运动的依据是合外力与初速度的关系。
(二)通过演示实验加以验证,通过举生活实例加以巩固:
展示课件三,人造卫星做曲线运动,让学生进一步认识曲线运动的相关知识。
课件2,抛出的手榴弹做曲线运动,加强认识。
探究活动
观察并思考,现实生活中物体做曲线运动的实例,并分析物体所受合外力的情况与各点速度的关系。
物理曲线运动教学设计 3
★新课标要求
(一)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外力的方向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
l、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。
★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.
★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。
★教学方法
教师启发、引导,实验法、归纳法、讨论、交流学习成果。
★教学工具
计算机、投影仪、CAI课件、小钢球、条形磁铁。
★教学过程
(一)引入新课
教师活动:设问:
物体的运动从轨迹的不同可以分为两大类,是哪两类?请举例说明。
学生活动:积极思考,列举实例。学生代表发言,其他同学补充。
教师活动:学生举例后,演示课件,增加感性认识。
点评:问题比较简单,可由C层次同学(提问)答出,增加其学习的兴趣。
[结论]直线、曲线两种.
教师活动:总结点评学生的发言情况,引出课题。
直线运动已经学过,但实际生活中普遍发生的却是曲线运动。所以,研究曲
线运动的特点,物体在什么情况下做曲线运动等问题将是我们更重要的任务,
从本节课开始我们来研究曲线运动。
(二)进行新课
1、曲线运动速度的方向
教师活动:课件演示
(1)在砂轮上磨刀具时,刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线方向飞出;
(2)撑开的带有水的伞绕着伞柄旋转,伞面上的水滴沿伞边各点所划圆周的切
线方向飞出。
提出问题:曲线运动中速度的方向是时刻改变的,该怎样确定物体的速度方向呢?
引导学生阅读教材33页有关内容,明确切线的概念。
学生活动:阅读教材,回答什么是曲线的切线;如何描述曲线运动物体的速度方向。
教师活动:听取学生汇报,帮助总结、强调。
强调:质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是沿曲线的这一点的切线方向。
强化训练:
曲线滑梯如图所示,试标出人从滑梯上滑下时在A、B、C、D各点的速度方向
教师活动:提问:
a:速度是矢量,既有大小,又有方向。那么速度的变化包含哪几层含义?
b:有人说,作曲线运动的物体一定具有加速度,该怎样理解?
c:由以上两个问题,可以更进一步概括出曲线运动的运动学特征,应该怎样描述?
学生活动:思考并回答问题。
教师活动:听取学生汇报,帮助总结、强调。
只要速度的大小、方向中的一个或两个同时变化,就表示速度矢量发生了变化;既然曲线运动是变速运动,那么由a=有加速度;
曲线运动中速度的方向时刻在改变,所以曲线运动是变速运动。
2、物体作曲线运动的条件
教师活动:演示实验:有条件的学校可以让学生两人一组,独立设计并完成实验。
给你一磁铁,如何使小钢球①加速仍做直线运动,②减速仍做直线运动,③?vt可得作曲线运动的'物体一定具做曲线运动?
学生活动:思考问题,并动手实验。
点评:培养学生动手动脑的习惯,增强学生探索新知的欲望。教师要尽可能给学生创造机会,不求结果,只要让学生亲历探索的过程就可以了。
教师活动:巡回指导,了解学生的实验过程,解决可能遇到的问题。
学生活动:代表发表见解,汇报实验方案和实验结果。
教师活动:听取学生汇报,帮助总结、点评
磁铁对小钢球施加了一个力的作用,用F表示这个力,用v表示小钢球的速度,则
①直线加速:F的方向与v的方向在一条直线上,但方向相同.
②直线减速:F的方向与v的方向在一条直线上,但方向相反.
③曲线运动:F的方向与v不在一条直线上,成一角度.
强调总结:当物体所受的合力的方向与它的速度方向在同一直线时,物体做直线运动;当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动.
[课件演示]印证以上结论,同时增强感性认识。
学生活动:认真观看课件,体会物体作曲线运动的条件。
教师活动:投影习题,给学生以实例刺激,巩固所学知识
如图所示是标枪运动路线的示意图,请回答下面问题
①画出它在各点的速度方向.
②画出标枪在各点的受力方向(不计空气阻力).
③说明标枪的运动轨迹为什么是曲线.
④从作出的图中可看出,力的方向总是指向轨迹弯曲的内侧,这是否可作为一条规律.
学生活动:思考并回答问题,学生代表发表见解。
教师活动:针对学生的回答进行点评。
(三)课堂总结、点评
教师活动:让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。
点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。
教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。
(四)实例探究
1.在砂轮上磨刀具时可以看到,刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线飞出,为什么由此推断出砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向?
解答:火星是从刀具与砂轮接触处擦落的炽热微粒,由于惯性,它们以被擦落时具有的速度做直线运动,因此,火星飞出的方向就表示砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向。火星沿砂轮切线飞出说明砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向。
2.为什么说曲线运动一定是变速运动?
解答: 物体做曲线运动时,它在某点的速度方向就是曲线的这一点的切线方向,由于曲线上各点的切线方向是不同的,所以,物体做曲线运动时,速度的方向时刻在变化,由于速度是矢量,不论其大小是否变化,只要方向改变,速度就发生了变化,所以曲线运动一定是
物理曲线运动教学设计 4
【学习目标】
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.
【学习重点】
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.
【学习难点】
物体做曲线运动的条件.
【学习过程】
1.什么是曲线的切线? 阅读教材33页有关内容,明确切线的
概念。
如图1,A、B为曲线上两点,当B无限接近A时,直线AB叫做
曲线在A点的__________ A B 图
2.速度是矢量,既有大小,又有方向,那么速度的变化包含哪几层含义?
3.质点做曲线运动时,质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的____________。
4.曲线运动中,_________时刻在变化,所以曲线运动是__________运动,做曲线运动的物体运动状态不断发生变化。
5.如果物体所受的合外力跟其速度方向____________,物体就做直线运动。如果物体所受的合外力跟其速度方向__________________,物体就做曲线运动。
【同步导学】
1.曲线运动的特点
⑴ 轨迹是一条曲线
⑵ 曲线运动速度的方向
① 质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是沿曲线的这一点的切线方向。
② 曲线运动的速度方向时刻改变。
⑶ 是变速运动,必有加速度
⑷ 合外力一定不为零(必受到外力作用)
例1 在砂轮上磨刀具时可以看到,刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线飞出,为什么由此推断出砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向?
2.物体作曲线运动的条件
当物体所受的合力的方向与它的速度方向在同一直线时,物体做直线运动;当物体所
1 专心 爱心 用心
受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动.
例2 关于曲线运动,下面说法正确的是( )
A.物体运动状态改变着,它一定做曲线运动
B.物体做曲线运动,它的运动状态一定在改变
C.物体做曲线运动时,它的加速度的方向始终和速度的方向一致
D.物体做曲线运动时,它的'加速度方向始终和所受到的合外力方向一致
3.关于物体做直线和曲线运动条件的进一步分析
① 物体不受力或合外力为零时,则物体静止或做匀速直线运动
② 合外力不为零,但合外力方向与速度方向在同一直线上,则物体做直线运动,当合外力为恒力时,物体将做匀变速直线运动(匀加速或匀减速直线运动),当合外力为变力时,物体做变加速直线运动。
③ 合外力不为零,且方向与速度方向不在同一直线上时,则物体做曲线运动;当合外力变化时,物体做变加速曲线运动,当合外力恒定时,物体做匀变速曲线运动。
例3.一质量为m的物体在一组共点恒力F1、F2、F3作用下而处于平衡状态,如撤去F1,试讨论物体运动情况怎样?
【巩固练习】
1.关于曲线运动速度的方向,下列说法中正确的是 ( )
A.在曲线运动中速度的方向总是沿着曲线并保持不变
B.质点做曲线运动时,速度方向是时刻改变的,它在某一点的瞬时速度的方向与这—点运动的轨迹垂直
C.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就是在曲线上的这—点的切线方向
D.曲线运动中速度方向是不断改变的,但速度的大小保持不变
2.如图所示的曲线为运动员抛出的铅球运动轨迹(铅球视为质点),A、B、C为曲线上的三点,关于铅球在B点的速度方向,说法正确的是 ( )
A.为AB的方向 B.为BC的方向
C.为BD的方向 D.为BE的方向
3.物体做曲线运动的条件为 ( )
A.物体运动的初速度不为零 B.物体所受的合外力为变力
C.物体所受的合外力的方向上与速度的方向不在同一条直线上
D.物体所受的合外力的方向与加速度的方向不在同—条直线上 (第2题)
专心 爱心 用心 2
A.变速运动—定是曲线运动 B.曲线运动—定是变速运动
C.速率不变的曲线运动是匀速运动 D.曲线运动也可以是速度不变的运动
5.做曲线运动的物体,在其轨迹上某一点的加速度方向 ( )
A.为通过该点的曲线的切线方向 B.与物体在这一点时所受的合外力方向垂直
C.与物体在这一点速度方向一致 D.与物体在这一点速度方向的夹角一定不为零
6.下面说法中正确的是( )
A.做曲线运动的物体的速度方向必变化 B.速度变化的运动必是曲线运动
C.加速度恒定的运动不可能是曲线运动 D.加速度变化的运动必定是曲线运动
7.一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内( )
A.速度一定不断改变,加速度也一定不断改变; B.速度一定不断改变,加速度可以不变;
C.速度可以不变,加速度一定不断改变; D.速度可以不变,加速度也可以不变。
8.下列说法中正确的是( )
A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动 B.物体在变力作用下一定做曲线运动
C.物体在恒力或变力作用下都可能做曲线运动
D.做曲线运动的物体,其速度方向与加速度方向一定不在同一直线上
9.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方向改变而大小不变(即由F变为-F),在此力作用下物体以后的运动情况,下列说法正确的是( )
A.物体不可能沿曲线Ba运动;
B.物体不可能沿曲线Bb运动;
C.物体不可能沿曲线Bc运动;
D.物体可能沿原曲线由B返回A。 b 10.一个做匀速直线运动的物体,突然受到一个与运动方向不在同一直线上的恒力作用时,物体运动为 ( )
A.继续做直线运动 B.一定做曲线运动
C.可能做直线运动,也可能做曲线运动 D.运动的形式不能确定
物理曲线运动教学设计 5
一、设计思想
在旧教材中,《曲线运动》关于曲线运动的速度方向的教学,通常通过演示圆周运动的小球离心现象,演示砂轮火星痕迹实验,采取告知的方式,让学生知道曲线运动的速度方向为该位置的切线方向,由于轨迹是瞬间性,实验有效性差。在新教材中,通过曲线轨道实验演示曲线运动的方向,再告知速度方向是曲线的切线方向,与旧教材相比,能获得具体的轨迹和末速度的方向,但是无法证明速度方向是切线方向。
笔者通过简易自制器材,让学生通过探究过程获得曲线运动的速度方向,并自己获得如何画曲线运动的速度方向的方法,强调科学探究的过程。笔者还通过当堂设计自行车挡泥板,以便学生把自己获得的知识应用于实践,体验学以致用、知识有价的感受。还要求学生观察自行车的挡泥板验证自己的设计作为课外作业,体会STS的意义,提高科学素养。
二、教材分析
教学基本要求:知道什么叫曲线运动,知道曲线运动中速度的方向,能在轨迹图中画出速度的(大致)方向,知道曲线运动是一种变速运动,知道物体做曲线运动的条件。
发展要求:掌握速度和合外力方向与曲线弯曲情况之间的关系。
本课是整章教学的基础,但不是重点内容,通过实验和讨论,让学生体会到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,速度的方向是曲线的切线方向。
模块的知识内容有三点:1、什么是曲线运动(章引);2、曲线运动是变速运动;3、物体做曲线运动的条件。
三、学情分析
在初中,已经学过什么是直线运动,什么是曲线运动,也知道曲线运动是常见的运动,但是不知道曲线运动的特点和原因。由于初中的速度概念的影响,虽然学生在第一模块学过速度的矢量性,但是在实际学习中常常忽略了速度的方向,也就是说学生对曲线运动是变速运动的掌握有困难。
学生分组实验时,容易滚跑小钢珠,要求学生小心配合。几何作图可能难以下手,教师可以适当提示。学生主要的学习行为是观察、回答、实验。
四、教学目标
1、知识与技能:
(1)知道什么叫曲线运动;
(2)知道曲线运动中速度的方向;
(3)能在轨迹图中画出速度的大致方向,能在圆周运动轨迹中规范地画出速度方向;
(4)知道曲线运动是一种变速运动;
(5)知道物体做曲线运动的`条件;
(6)会判断轨迹弯曲方向(发展要求)。
2、过程与方法
(1)经历发现问题──猜想──探究──验证──结论──交流的探究过程;
(2)经历并体会研究问题要先从粗略到精细,由定性到定量,由特殊到一般再到特殊的过程;
(3)尝试用物理几何原理在物理研究中应用。
3、情感态度与价值观
(1)主动细心观察,注意关注身边的科学,积极参与学习活动。
(2)感受到科学研究问题源于生活实践,获得的结论服务于生活实践,体会学以致用的感受。
(3)初步感受下结论不能主观而要有科学依据的严谨的科学态度。
(4)初步养成小心翼翼做实验的习惯。
五、重点难点
重点:体验获得曲线运动的速度方向是切线方向的实验过程。会标出曲线运动的速度方向。
难点:如何获得曲线运动的速度方向是切线方向。如何画出曲线运动的速度方向。
六、教学策略与手段
在教学活动上:体现学生的主体性,体现教师的指导性和服务性。在教学媒体设计上:强调以试验教学为主,以多媒体为辅助(投影问题与习题)。在教学程序上基本上按照加涅信息加工模型。引起注意──告知学生学习目标──刺激回忆先决性的学习──呈现刺激材料──提供学习帮助──引出作业──提供作业──提供反馈──评价作业──促进保持和迁移,通过问题链把教、学、练、评有机整合。在学习过程上:突出学生发现问题──猜想──探究──验证──结论──应用。在探究方法上:突出整合物理知识解决物理问题。认知过程上:突出人类的学习规律和认知规律,即,由粗略研究到精细研究,由特殊到一般再到特殊的过程。在理念上:突出科学的研究源于生活实践,服务于生活实践;认识到下结论必须要有科学依据。
七、课前准备
学生无需预习课本,否则像已知谜底的猜谜活动那样,那些探究的活动和问答没有意义。
教师要做好教学用具准备工作。车速计数码照片;细线和摆球;矿泉水和小雨伞;砂轮、锯条和插座;小钢珠、黑墨水瓶、白纸,大的塑料三角板,量角尺,自制圆弧形有机玻璃,自制有机玻璃斜面,方形磁铁。调试多媒体设备。
八、教学过程
曲线运动
问题一:什么样的运动叫曲线运动?[投影]
师:人走路,驾车骑车、分吹雨打河流弯弯,篮球足球跑步等,飞机导弹卫星宇航行星,运动按照运动轨迹分为直线运动和曲线运动,物体运动的轨迹为曲线的运动叫曲线运动。请大家列举曲线运动现象。
生:举例曲线运动
师:曲线运动是很常见的运动。圆周运动是曲线运动的一种特殊现象。
(教学安排,简单扼要,节约时间)
问题二:做曲线运动的物体的速度有什么特点?[投影]
师:要研究物体的运动,我们必须研究物体的位移、速度、加速度等物理量,本堂课我们先研究曲线运动的速度的大小和方向有什么特点。
1、做曲线运动的物体的速度大小?[投影]
师:汽车里面有一个车速计(多媒体呈现数码照片),若果汽车拐弯时保持这个读数不变,那么,汽车做直线运动还是曲线运动?它的速度大小有无变化?
师:通常情况下,汽车拐弯要减速慢行,那么,汽车的慢行拐弯时,车上的车速计的读数如何变化?车还是做曲线运动吗?
师:这些事实说明,作曲线运动的物体的速度大小可以变化也可以不变(板书)。
2、做曲线运动的物体的速度方向?[投影]
汽车的拐弯时,速度方向有无变化?速度是一个矢量,它有方向性,那么做曲线运动物体的速度方向如何?
粗略研究(猜想):
演示1:教师演示摆球圆周运动时(先要求学生观察小球的运动方向),突然放手,小球飞出去。
演示2:教师把矿泉水到在一把小雨伞上(先要求学生观察水滴的运动方向),快速旋转小雨伞,雨滴从转动的小雨伞边缘飞出。
演示3:演示砂轮火星(要求砂轮圆面朝学生,以便学生观测大致切线方向)。
请学生到黑板上补画出小球、水滴、火星的方向。结果学生都会画出大致方向。
师:你们画出的方向是精确方向还是大致方向。如何画出精确的方向?
精细研究(探究、验证、结论)(重点难点):
物体做匀速直线运动,它的速度方向和运动轨迹方向一致。如果曲线运动的物体突然开始做匀速直线运动,那么直线运动的方向和曲线运动的末速度方向一致。(采取板画形式,师生共同回忆得出这个结论)
1、教师先演示投影:把小钢珠放在黑墨水瓶盖里转一下(内有一点点墨水),再放在半圆形有机玻璃轨道上运动并飞出,让钢珠在白纸上留下痕迹,同样在3/5半圆周,4/5半圆周上运动飞出,让学生猜测飞出方向由什么特点?(有机玻璃板说明:厚约5毫米,略小于小钢珠直径,圆弧半径15厘米,MN边稍长些,以便过MN做直线,根据半径大小确定圆心O位置。)
学生猜想:切线方向
师:已知圆弧半径为15厘米。如何验证?请用几何方法作图验证。
生:标出飞出点和圆心,做圆心和飞出点的连线,用量角尺量出该连线和飞出轨迹直线的夹角,是否90度。
2、再分组实验,提醒同桌配合,小心钢珠滚跑。实验完毕,要求作图验证,并互相讨论交流。
3、交流和结论:
师:要引导学生得出正确的科学结论:圆周运动的物体的速度方向为该点的切线方向,而不能直接得出曲线运动的的物体速度方向为该点的切线方向。
4、如何在圆周运动的轨迹上标注速度方向?
请在圆周上任取两点,作出该位置的物体速度方向。并研究圆周运动的速度方向有什么特点?
学生:找出圆心,做圆心和某点连线,再做连线的垂线,标出箭头(精确画法)。
学生:不同位置,速度方向不一样。圆周运动是变速运动
(特别强调:刚才的实验是圆周运动,不能得出曲线运动是变速运动曲线运动的速度方向是切线方向的结论)
5、一般曲线运动的速度情况和圆周运动一样吗?(由特殊到一般)
师边画边讲:圆周是特殊的曲线,一般的曲线可以看成很多很多的圆弧构成,每一个圆弧都是圆周的一部分。所以,曲线运动可以看成无数个圆周运动构成,曲线上每一个位置的速度方向就是该点所在的圆周的切线方向,速度方向时刻在变化。
所以:曲线运动的物体速度方向为该点的切线方向曲线运动是变速运动[投影]。
6、如何画一般曲线运动的速度方向?
要求学生阅读课文33页关于切线的三个自然段。教师再作示范。让学生学会粗略画一般曲线运动的速度方向。
第一次课堂练习(及时反馈、巩固、评价、迁移)
1、作业本37页第3题。和平号空间站环绕地球运行的轨迹是直线还是曲线?运行速度保持不变还是时刻改变。
2、作业本37页第7题。要求在在汽车波浪形路径上三个位置标注速度的方向。
问题三:如何使物体做曲线运动?[投影]
演示投影:在投影仪上铺上白纸,放上一个高度1厘米左右自制的有机玻璃玻璃斜坡,中间刻一条直槽。把小钢珠放在墨水瓶盖里转一下,把小钢珠放在槽中滚下,先不用磁铁,轨迹是一条直线。(效果很好,轨迹很清晰)
师:如何使小钢珠拐弯?
生:用磁铁吸引。
教师演示并投影:磁铁用电机模型里的方形磁铁(效果很好)。
师:要使小钢珠会弯向右侧,磁体放在哪一侧?
生:右侧。教师演示结果。
师:要使小钢珠会弯向左侧,磁体放在哪一侧?
生:把磁铁放在左侧。教师演示结果。
师:如果放在正下方,小钢珠会作什么运动?
师:如果放在正上方,小钢珠会作什么运动?
师:你认为物体做曲线运动的条件是什么?
生:运动物体在一个外力作用下。
师:对这个外力有什么要求?
生:外力方向与运动方向有个夹角?
师:外力方向和运动方向有什么要求吗?
生:不能相同也不能相反,也就是不能在同一条直线。
师;如果在两侧各放一个磁铁,小钢珠运动轨迹会弯向哪边?
生:那边磁力大,弯向哪边。
引导学生得出结论(板书):
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。
巩固练习 学生演示并分析:
师:怎么样使粉笔头作曲线运动?怎么使粉笔头作直线运动?原因分析。
第二次课堂练习(及时反馈、复习、巩固、评价、迁移)
1、作业本38页第6题:已知物体初速度方向和恒定的合外力方向,判断物体运动的大致轨迹。
课堂小结:[以问答题形式进行]
2、(投影)下面说法正确的?
A。曲线运动的速度大小一定是变化的
B。曲线运动的速度方向一定是变化的
C。曲线运动一定是变速运动
D。变速运动一定是曲线运动
E。做曲线运动的物体所受合力一定不为零。
F。合外力不为零的运动一定是曲线运动。
G。曲线运动的加速度一定不为零。
H。曲线运动的加速度一定为零。
问题四:这些知识有什么用处?
实际应用:给自行车设计挡泥板。
教师:如果轮子上粘有泥巴,随车轮转动,这些泥巴将沿什么样方向飞出?应该设计怎样的档泥板?
要求学生只画两个轮子,标注前轮和后轮,在轮子上画挡泥板。
教师投影展示学生的设计图,请学生讲解设计理念和依据。教师以倾听为主,可以以问题形式提出自己疑问作为点评,但不提供正确答案。(作为课外观测作业)
九、作业设计
教师要求学生到自行车棚观察自行车的挡泥板。对照自己的设计,做比较分析。推测设计师为什么要这样设计。
十、知识结构或板书设计
曲线运动
1、曲线运动:物体运动的轨迹为曲线的运动。
2、曲线运动的特点:是变速运动
速度大小可以变化也可以不变
速度方向为切线方向,时刻在变化
3、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
【问题研讨】
1、钢珠的轨迹分析:
小钢珠滚出的轨迹和有机玻璃的圆周不是重合的,如图所示,相差一个钢珠的半径值,但是圆心和飞出点的连线与半径还是是垂直。由于小钢珠的半径远远小于圆弧的半径,这点相差可以忽略。如果学生能力较强,可以略作说明。
2、作业分析;
课堂上,学生对挡泥板的设计很感兴趣,但是由于教师对学生设计不做肯定或否定,而是说你们都有自行车、或者天天看到自行车,有无注意观察,你们看到的自行车挡泥板是这么样的?让事实说话吧,请大家到停车场看看。学生心理求知欲更强烈,课后许多学生立即去观察。结果晚自修时就有很多学生把观察到情形告诉我。我组织大家讨论,取得意想不到的效果。这个作业很有物理味道,体现STS教育,学生参与度强,观察细致,分析有理。
分类分析:
1、大部分自行车没有挡泥板 (学生的自行车)
2、小部分前轮的挡泥板为1/4圆周,后轮的挡泥板为1/2圆周。(教师的旧式自行车)
3、极少数自行车的后轮上有一小段斜向下或斜上翘的挡泥板,
4、极少数自行车的前轮有一小段水平或弧形挡泥板。
5、大家发现摩托车前轮后轮都有挡泥板,并且和老式自行车的挡泥板一样。
我们一起交流、讨论、推测那些设计师的设计的思想。归纳出几点:1、赛车型自行车尽量减少车的重量和次要附件,可以不用挡泥板。2、目前道路基本是水泥路或沥青路,泥巴很少见,挡泥板的功能淡化。3、考虑到泥巴做斜上抛运动,挡泥板不一定要圆弧形,也不一定要那么长,也不必紧紧包住轮
物理曲线运动教学设计 6
教学目标
知识目标
1、知道曲线运动是一种变速运动,它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上.
2、理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上.
能力目标
培养学生观察实验和分析推理的能力.
情感目标
激发学生学习兴趣,培养学生探究物理问题的习惯.
教学建议
教材分析
本节教材主要有两个知识点:曲线运动的速度方向和物体做曲线运动的条件.教材一开始提出曲线运动与直线运动的明显区别,引出曲线运动的速度方向问题,紧接着通过观察一些常见的现象,得到曲线运动中速度方向是时刻改变的,质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是曲线的这一点(或这一时刻)的切线方向.再结合矢量的特点,给出曲线运动是变速运动.关于物体做曲线运动的条件,教材从实验入手得到:当运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动.再通过实例加以说明,最后从牛顿第二定律角度从理论上加以分析.教材的编排自然顺畅,适合学生由特殊到一般再到特殊的认知规律,感性知识和理性知识相互渗透,适合对学生进行探求物理知识的训练:创造情境,提出问题,探求规律,验证规律,解释规律,理解规律,自然顺畅,严密合理.本节教材的知识内容和能力因素,是对前面所学知识的重要补充,是对运动和力的关系的进一步理解和完善,是进一步学习的基础.
教法建议
“关于曲线运动的速度方向”的教学建议是:首先让学生明确曲线运动是普遍存在的,通过图片、动画,或让学生举例,接着提出问题,怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢?可让学生先提出自己的看法,然后展示录像资料,让学生总结出结论.接着通过分析速度的矢量性及加速度的定义,得到曲线运动是变速运动.
“关于物体做曲线运动的条件”的教学建议是:可以按照教材的编排先做演示实验,引导学生提问题:物体做曲线运动的条件是什么?得到结论,再从力和运动的关系角度加以解释.如果学生基础较好,也可以运用逻辑推理的方法,先从理论上分析,然后做实验加以验证.
教学设计方案
教学重点:曲线运动的速度方向;物体做曲线运动的条件
教学难点:物体做曲线运动的条件
主要教学过程设计:
一、曲线运动的速度方向:
(一)让学生举例:物体做曲线运动的一些实例
(二)展示图片资料1、上海南浦大桥 2、导弹做曲线运动 3、汽车做曲线运动
(三)展示录像资料:l、弯道上行驶的自行车
通过以上内容增强学生对曲线运动的感性认识,紧接着提出曲线运动的速度方向问题:
(四)让学生讨论或猜测,曲线运动的速度方向应该怎样?
(五)展示录像资料2:火星儿沿砂轮切线飞出 3:沾有水珠的自行车后轮原地 运转
(六)让学生总结出曲线运动的.方向
(七)引导学生分析推理: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:
[方案一]
(一)提出问题,引起思考:沿水平直线滚动的小球,若在它前进的方向或相反方向施加外力,小球的运动情况将如何?若在其侧向施加外力,运动情况将如何?
(二)演示实验;钢珠在磁铁作用下做曲线运动的情况,或钢珠沿水平直线运动之后飞离桌面的情况.
(三)请同学分析得出结论,并通过其它实例加以巩固.
(四)引导同学从力和运动的关系角度从理论上加以分析.
[方案二]
(一)由物体受到合外力方向与初速度共线时,物体做直线运动引入课题,教师提出问题请同学思考:如果合外力垂直于速度方向,速度的大小会发生改变吗?进而将问题展开,运用力的分解知识,引导学生认识力改变运动状态的两种特殊情况:
1、当力与速度共线时,力会改变速度的大小;
2、力与速度方向垂直时,力只会改变速度方向.
最后归结到:当力与初速度成角度时,物体只能做曲线运动,确定物体做哪一种运动的依据是合外力与初速度的关系.
(二)通过演示实验加以验证,通过举生活实例加以巩固:
展示课件三,人造卫星做曲线运动,让学生进一步认识曲线运动的相关知识.
课件2,抛出的手榴弹做曲线运动,加强认识.
探究活动
观察并思考,现实生活中物体做曲线运动的实例,并分析物体所受合外力的情况与各点速度的关系.
物理曲线运动教学设计 7
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。
3、理解曲线运动是一种变速运动。
4、理解物体做曲线运动的条件是所受合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上。
二、重点难点
重点:曲线运动中的速度方向和物体做曲线运动的条件。
难点:理解并掌握物体做曲线运动的条件。
三、教学方法
实验、讲解、归纳、推理
四、教学用具
多媒体设备、小钢球、条形磁铁
五、教学过程
(一)、引入新课:
【放录像】飞行的铁饼,导弹,卫星?
在实际生活中,曲线运动是普遍发生的。 曲线运动有什么特点?物体为什么会做曲线运动?本节课我们就来学习这些问题。
(二)、曲线运动的速度方向
1、提问:曲线运动与直线运动有什么区别?
——运动轨迹是曲线。
——速度方向时刻改变。
2、曲线运动的速度方向
【放录像】
(1)、在砂轮上磨刀具时,刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线方向飞出;(见课件)
(2)、撑开的带有水的.伞绕着伞柄旋转,伞面上的水滴沿伞边各点所划圆周的切线方向飞出。
总结:曲线运动中速度的方向是时刻改变的,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。
(3)、推理:
a:速度是矢量,既有大小,又有方向。
b:只要速度的大小、方向中的一个或两个同时变化,就表示速度矢量发生了变化,也就是具有加速度。
C:曲线运动中速度的方向时刻在改变,所以曲线运动是变速运动。
过渡:那么物体在什么条件下才做曲线运动呢?
(三)、物体做曲线运动的条件
【演示实验】(投影仪显示)一个在水平面上做直线运动的钢珠,如果从旁边给它施加一个侧向力,它的运动方向就会改变,不断给钢珠施加侧向力,或者在钢珠运动的路线旁放一块磁铁,钢珠就偏离原来的方向而做曲线运动。
归纳得到:当运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动。
【讨论】 做曲线运动的物体,其加速度的方向跟它的速度方向是否一致?
对照物体做直线运动的条件:当物体所受的合外力方向跟它的速度方向在同一直线上时,物体做直线运动。
【看书】抛出的石子,飞行的人造卫星为什么做曲线运动?
用牛顿第二定律分析物体做曲线运动的条件:
当合力的方向与物体的速度方向在同一直线上时,产生的加速度也在这条直线上,物体就做直线运动。
如果合力的方向跟速度方向不在同一条直线上,产生的加速度就和速度成一夹角,这时,合力就不但可以改变速度的大小,而且可以改变速度的方向,物体就做曲线运动。 课堂练习:课本P83练习一(1)、(4)两题学生讨论;(2)、(3)两题课堂练习,并点两名学生在黑板上写出结果。教师评讲。
(四)、巩固练习
物体在力F1、F2、F3的共同作用下做匀速直线运动,若突然撤去外力F1,则物体的运动情况是
A、必沿着F1的方向做匀加速直线运动
B、必沿着F1的方向做匀减速直线运动
C、不可能做匀速直线运动
D、可能做直线运动,也可能做曲线运动
【C、D】
(五)、课堂小结
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方向上。
3、当运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动。
六、课外作业
(略)
物理曲线运动教学设计 8
一、教学目标
【知识与技能】
1.知道曲线运动是一种变速运动,它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上。
2.理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上。
【过程与方法】
培养学生观察实验和分析推理的能力。
【情感态度与价值观】
激发学生学习兴趣,培养学生探究物理问题的习惯。
二、教学重难点
【重点】
曲线运动的速度方向;物体做曲线运动的条件。
【难点】
物体做曲线运动的条件。
三、教学过程
环节一:导入新课
前边几章我们研究了直线运动,同学们思考以下两个问题:
1.什么是直线运动?
2.物体做直线运动的条件是什么?
在实际生活中,普遍发生的是曲线运动,那么什么是曲线运动?本节课我们就来学习这个问题。
环节二:新课讲授
展示图片: 卫星绕地球的运动;转弯的火车。
这两幅图中物体的运动轨迹有何特点?
(轨迹是曲线)
请大家举出一些生活中的曲线运动的例子。
一、曲线运动的速度方向:
1思考:曲线运动与直线运动除了运动轨迹不同,还有什么区别?
2.观察课本P32图6.1-1和图6.1-2
思考:砂轮打磨下来的炽热微粒。飞出去的链球,它们沿着什么方向?
3.讨论或猜测,曲线运动的速度方向应该怎样?
4.是不是象我们大家猜测的.这样呢?让我们来看一个演示实验:教师演示课本P32,演示实验验证学生的猜测,从而得到结论:
曲线运动速度的方向 :切线方向
5.什么是曲线的切线呢?
结合课本P33图6.1-4阅读课本P33前两段加深曲线的切线的理解。
6.阅读课本P33第四段,试分析推理曲线运动是匀速运动还是变速运动?
速度是________(矢量.标量),所以只要速度方向变化,速度矢量就发生了________,也就具有________, 因此曲线运动是________。
二、物体做曲线运动的条件:
1.提出问题:
既然曲线运动是变速运动,那么加速度定义可知具有加速度,又由牛顿第二定律可知受力不为零,那到底有什么样的特点呢?
2.实验探究:
器材:光滑玻璃板、小钢球、磁铁;
演示:小钢球在水平玻璃板上做匀速直线运动;
问题:给你一磁铁,如何使小钢球①加速仍做直线运动。②减速仍做直线运动。③做曲线运动。制定你的实验方案。
实验验证:请两名同学利用他们的方案来进行验证。演示给全体学生。
分析论证:
直线加速: 的方向与 的方向相同
②直线减速: 的方向与 的方向相反
③曲线运动: 的方向与 成一夹角
结论:当物体所受的合力的方向与它的速度方向在同一直线时,物体做直线运动;当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动。
3.物体做曲线运动的条件:
力学角度:当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时
运动学角度:当物体加速度的方向与它的速度方向不在同一直线上时
4.实践应用:
飞机扔炸弹,分析为什么炸弹做曲线运动?
讨论题:结合本节所学与前面知识体系来分类归纳力和运动的关系。
环节三:巩固提高
例1.关于曲线运动,下列判断正确的是( )
A.曲线运动的速度大小可能不变。
B.曲线运动的速度方向可能不变。
C.曲线运动的速度可能不变。
D.曲线运动可能是匀变速运动。
【答案】AD。
例2:关于曲线运动的条件,以下说法正确的是( )
A.物体受变力作用才可能做曲线运动。
B.物体受恒力作用也可能做曲线运动。
C.物体所受合力为零不可能做曲线运动。
D.物体只要受到合外力就一定做曲线运动。
【答案】BC
环节四:小结作业
同学们根据自身特点,各自进行总结。曲线运动是轨迹为曲线的运动。
一、曲线运动的速度方向
1.曲线运动的方向是______________。
2.质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是在曲线上这一点的____________。
3.曲线运动一定是________运动。
二、物体做曲线运动的条件:运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不共线。
物理曲线运动教学设计 9
一、教材分析
曲线运动是高中物理必修二第五章第一节曲线运动。从本节内容安排来讲是安排在必修一第四章牛顿运动力学的直线运动之后,又在平抛、圆周、天体等更复杂曲线运动之前。有承上启下的作用,又符合学生的认知水平。是后面研究学习复杂曲线运动的基础,也是对前面所学知识的重要补充,是对运动和力的关系的进一步理解和完善。
二、学情分析
高一学生刚把必修一牛顿运动力学直线运动,学完,对于用牛顿运动力学处理直线运动应该没太大问题。但曲线运动还从未接触过,不过学生在现实生活中接触过许多曲线运动,根据他们的认知水平很容易接受什么是曲线运动。关键是曲线运动方向和做曲线运动的条件他们难以理解,所以在教学中让学生列举各种生活实例及实验探究,让学生比较容易掌握这节内容。由于高一学生基本还保留了对直观现象的兴趣,所以我精心设计了演示实验,提高学生的学习兴趣。
三、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.经历蜡块运动的探究过程,体会研究平面运动的方法.
2.通过实验归纳做曲线运动的条件,了解研究自然规律的科学方法,培养探求知识的能力.
(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.让学生认真体会科学研究最基本的.思维方法:“观察--推理—假设、猜想—实验验证
(四)、教学的重点、难点
教学重点
1.物体做曲线运动的方向的确定
2.蜡块运动的探究过程.
3.物体做曲线运动的条件.
教学难点
1.蜡块运动的探究过程
2. 物体微曲线运动的条件.
四、说教法与学法
教法:物理教学是以实验探究为基础的,重在启发思维,教会方法。本节课利用多媒体辅助教学、 创设情景──观察──分析──猜想──实验探究──交流讨论──归纳总结相结合的教学方法。 学法:学生是课堂教学的主体,新课程理念更重视在教学过程中对学生的学法指导。本节课的教学过程中通过简单的演示实验,巧用引导性提问,激发学生的积极性,让学生在轻松、自主、讨论的学习氛围中探究总结出本节的主要内容从而完成学习任务。
五、教学过程
1、引入
前面学习了很多直线运动知识,让学生举出生活中真正直线运动的例子,会发现很难举出,反而生活中轨迹是曲线的例子较多,再利用多媒体播放精彩的视频片段即各种运动情况,吸引学生的注意力,
激发学生探究曲线运动的热情,明确学习目的。
2、 推进新课
一、探究曲线运动的位移
师生互动教师引导。
【设计意图】让学生的主体作用得到充分发挥,并为下一节研究平抛运动作出铺垫。
二、探究曲线运动的速度方向
先理论探究:结合直线运动中的瞬时速度,确定曲线运动中瞬时速度的方向
实验探究验证:演示砂轮工作视频,雨伞旋转视频
【设计意图】让学生观察砂轮切割钢材产生的火花、转动的小雨伞甩出的水滴方向,引导学生分组讨论、猜想曲线运动的速度方向,再通过实验验证,最后得出速度的方向沿这一点的切线方向,突出重点;观察演示实验后让学生在小组内交流,进一步探究物体做曲线运动的条件,进而突破了难点,同时使学生在亲历探究的过程中,体验探究的乐趣,增强了探索新知的欲望。
三、运动描述的实例----蜡块的运动
学生观看视频后教师逐步提问,师生互动,逐步解决下列问题
1.如何确定蜡块的位置?
2.如何确定蜡块的速度?
3.如何确定蜡块运动的轨迹?
【设计意图】让学生的主体作用得到充分发挥,也使学生对平面内的运动描述有深刻的印象;使课堂气
氛掀起高潮,使学生体会到物理学的探究美
四、探究物体做曲线运动的条件
[实验与探究]先理论探究后实验探究
[设计意图:学生认真体会科学研究最基本的思维方法:“观察--推理—假设、猜想—实验验证,也使学生顺利突破重点和难点并获得成就感。]
五、针对练习
[设计意图:针对性的训练用来巩固本节课所讲的重、难点知识,同时也用来检验学生对本节知识的掌握情况。]
六、板书设计
6.1 曲线运动
1、曲线运动
定义:运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。
2、曲线运动速度的方向
质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。
3、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。 4、物体做曲线运动的条件
当物体所受的合力方向跟它的速度度方向不在同一直线上时,物体将做曲线运动。<
七、教学反思
优点:本节课一改过去教师讲,学生被动接受的局面,最大限度地调动学生积极参与教学活动,充分体现教师主导,学生主体的地位;同时以观察实验、分析、归纳、讨论及信息技术的演示来理解比较抽象的概念,使学生学习兴趣得到培养,信心得到增强,达到较好的学习效果。
不足:如果能在实验室由学生自己动手做实验得出曲线运动条件和速度方向,效果会更好。
物理曲线运动教学设计 10
【课 题】
曲线运动 运动的合成与分解
【导学目标】
1、了解曲线运动的特点,掌握物体做曲线运动的条件;
2、知道运动合成与分解的方法,并会用来解决一些实际问题。
【知识要点】
一、曲线运动的特点:
1、作曲线运动的物体,速度始终在轨迹的切线方向上,因此,曲线运动速度方向在不断变化,故曲线运动一定是变速运动;
2、曲线运动中一定有加速度且加速度和速度不能在一条直线上,加速度方向一定指向曲线运动凹的那一边。
二、曲线运动的条件:
物体所受合外力与速度方向不在同一直线上。中学阶段实际处理的合外力与速度的关系常有以下三种情况:
1、合外力为恒力,合外力与速度成某一角度,如在重力作用下平抛,带电粒子垂直进入匀强电场的类平抛等。
2、合外力为变力,大小不变,仅方向变,且合力与速度垂直,如匀速圆周运动。
3、一般情况,合外力既是变力,又与速度不垂直时,高中阶段只作定性分析。
三、运动的合成与分解:
1、运动的合成与分解包含了位移、加速度、速度的合成与分解。均遵循平行四边形法则。(一般采用正交分解法处理合运动与分运动的关系)中学阶段,运动的.合成与分解是设法把曲线运动(正交)分解成直线运动再用直线运动规律求解。
2、常见模型: 船渡河问题;
牵连物体运动问题。
3、渡河问题:
(1)要使过河的时间最短,则船头必须垂直河岸;
(2) 要使过河的位移最短:
a、若v船 v水,则船头必须指向河岸上游方向;使合速度垂直河岸,最小位移等于河宽;
b、若v船 v水,只有当v船 v合 时,过河的位移最小。
4、对于牵连物体运动问题:一般把与绳(或其他牵连物)不共线的物体实际速度作为合速度,然后沿绳和垂直绳分解。
【典型剖析】
[例1] (2008届海安如皋高三物理期中联考卷)在地面上观察下列物体的运动,其中物体做曲线运动的是 ( )
A.正在竖直下落的雨滴突然遭遇一阵北风
B.向东运动的质点受到一个向西方向力的作用
C.河水匀速流动,正在河里匀加速驶向对岸的汽艇
D.在以速度v前进的列车尾部,以相对列车的速度v水平向后抛出的小球
[例2] (1)(南通海门市08届高三第一次诊断性考试试卷)一只小船在静水中的速度大小始终为5m/s,在流速为3m/s的河中航行,则河岸上的人能看到船的实际航速大小可能是( )
A.1m/s B.3m/s C.8m/s D.10m/s
(2)(扬州市08届高考模拟试卷 )河水的流速随离河岸的距离的变化关系如下图左图所示,船在静水中的速度与时间的关系如如下图右图所示,若要使船以最短时间渡河,则( )
A.船渡河的最短时间是60s B.船在行驶过程中,船头始终与河岸垂直
C.船在河水中的最大速度是5m/s D.船在河水中航行的轨迹是一条直线
[例3] (奉贤区09届高三物理试题)3.在抗雪灾中,空军从很高的高空用降落伞空投救灾物资,降落伞下面的重物有500kg,降落伞在下落过程中始终遇3m/s的水平风,已知降落伞下落中受到的阻力F=kv2(k=200Ns2/m2),而降落伞自身重力忽略不计,则降落伞在匀速运动前做_______________运动,降落伞匀速通过最后的200m高空所需的时间为________s。
[例4]如图所示,一质量为m的氢气球用细绳拴在地面上,地面上空风速水平且恒为v0,球静止时绳与水平方向夹角为.某时刻绳突然断裂,氢气球飞走.已知氢气球在空气中运动时所受到的阻力f正比于其相对空气的速度v,可以表示为f=kv(k为已知的常数).则
(1)氢气球受到的浮力为多大?
(2)绳断裂瞬间,氢气球加速度为多大?
(3)一段时间后氢气球在空中做匀速直线运动,其水平方向上的速度与风速v0相等,求此时气球速度大小(设空气密度不发生变化,重力加速度为g).
【训练设计】
1、(2008届苏州五市三区高三教学调研测试试卷)如图所示,在一次救灾工作中,一架沿水平直线飞行的直升飞机 ,用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员 。在直升飞机 和伤员 以相同的水平速度匀速运动的同时,悬索将伤员提起,在某一段时间内, 、 之间的距离以 (式中 为直升飞机 离地面的高度,各物理量的单位均为国际单位制单位)规律变化,则在这段时间内,下面判断中正确的是(不计空气作用力)( )
、悬索的拉力小于伤员的重力;
、悬索成倾斜直线;
、伤员做速度减小的曲线运动;
、伤员做加速度大小、方向均不变的曲线运动;
2、(2010上海物理)12. 降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风,若风速越大,则降落伞( )
(A)下落的时间越短 (B)下落的时间越长
(C)落地时速度越小 (D)落地时速度越大
3、(2010江苏卷)如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度( )
(A)大小和方向均不变
(B)大小不变,方向改变
(C)大小改变,方向不变
(D)大小和方向均改变
4、(09广东理科基础6)船在静水中的航速为v1,水流的速度为v2。为使船行驶到河正对岸的码头,则v1相对v2的方向应为 ( )
5、(普陀区高三年级物理学科期末调研试卷)一个物体在几个共点力的作用下,保持平衡状态,如果撤去其中一个力F1,而其余力保持不变,关于该物体的运动,下列说法中正确的是( )
A、可能沿着F1的方向做匀变速直线运动
B、可能沿着F1的反方向做匀变速直线运动
C、可能做匀变速曲线运动 D、可能做匀速圆周运动
6、(虹口区2009高三教学质量监测题)、在河面上方20m的岸上有人用长绳栓住一条小船,开始时绳与水面的夹角为30。人以恒定的速率v=3m/s拉绳,使小船靠岸,那么5s后小船前进了_________m,此时小船的速率为_____m/s。
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