1、高考资源网（） 您身边的高考专家曲线运动教学设计浙江省洞头县第一中学王旭东一、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
2、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
3、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
4、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）尝试用数学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”
5、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：突出整合数学知识解决物理问题。认知过程上：突出人类的学习规律和认知规律，即，由粗略研
6、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
7、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
8、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
9、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
10、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
11、）。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
12、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
13、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
14、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
15、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
16、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
17、，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”轮子。4、美观需要。- 10 - 版权所有高考资源网
