1、第五章 抛体运动曲线运动教学设计科目物理课题曲线运动课时1课时教学目标与核心素养一知识与技能1.通过观察，了解曲线运动，知道曲线运动的方向；2.掌握物体做曲线运动的条件，明确曲线运动是一种变速运动；3.知道速度方向、合力方向及轨迹弯曲情况之间的关系；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.通过探究的过程，让学生体会得出结论的科学方法-归纳法；3.理解物体做曲线运动的条件，能运用牛顿运动定律分析曲线运动的条件，掌握速度和合外力方向与曲线弯曲情况之间的关系，形成
2、曲线运动的物理观念。教学重、难点教学重点：1、什么是曲线运动；物体做曲线运动的方向的确定；2、物体做曲线运动的条件；教学难点：1、理解曲线运动的变速运动； 2、用牛顿第二定律分析物体做曲线运动的条件，能用曲线运动相关知识解决实际问题。教学准备教具：投影仪、投影片、斜面、小钢球、小木球、条形磁铁等教学过程教师活动学生活动设计意图一 导入新课：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。【教师演示实验】（1）演示自由落体运动，该运动的特征是什么？（轨迹是直线） （2）演示平抛运动，该运动的特征是什么？（轨迹是曲线）二 讲
3、授新课：（1） 曲线运动速度的方向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。【教师引导】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，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：飞出去的链球，它们沿着什么方向运动？【教师引导】刚才的几个物体的运动轨迹都是圈，我们总结曲线运动的方向沿着切线方向，但对于
4、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。【教师演示】（演示实验）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田中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？【教师总结】很好。通过这个实验我们总结出了确定曲线运动的物体在任意一点的速度方向，下面我们再
5、从理论上对这个结论证明一下，以加深大家的理解。【教师引导】把我们前面学过的瞬时速度的求解方法应用到这里，我们就可以求出任意一点的速度了。下面我们来看这个过程是怎样的。（1）如图，要求直线上的某处A点的瞬时速度，可在离A不远处取一B点，求AB的平均速度来近似表示A点的瞬时速度，如果时间取得更短，这种近似更精确，如时间趋近于零，那么AB间的平均速度即为A点的瞬时速度（2）在曲线运动中如何求某点的瞬时速度？【教师引导解答】用与直线运动相同的思维方法来解决。先求AB的平均速度，据式：VAB=XAB/t可知：VAB的方向与XAB的方向一致，t越小，VAB越接近A点的瞬时速度，当t0时，AB曲线即为切线，
6、A点的瞬时速度为该点的切线方向。由此我们就可以肯定我们刚才所得出的结论是正确的。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？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。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。（2）物体做曲线运动的条件【教师提问】为什么有些物体做
7、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。如图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。（钢球做直线运动，速度逐渐减小。）请同学们来分析钢球在桌面上的受力情况？摩擦力的方向如何？【教师演示实验】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？分析钢球在桌面上的受力情况？力的方向如何？【教师演示实验】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？分析木球在桌面上的受力情况？【教师演示实验】随手抛出一个粉笔头，观察粉笔头的运动
8、状态？分析粉笔头的受力情况？【教师引导】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，面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，粉笔头傲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？【教师总结】当物体受到与运动方向不垂直也不在同一条直线上的力的作用时，物体做曲线运动。三 课堂练习：1、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.曲线运动逮度的方向不断地变化，但速度的大小可以不变C.曲线运动
9、的逮度方向可能不变 D.曲线运动的速度大小和方向一定同时改变答案：A2、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：AD 3、物体做曲线运动的条件，以下说法正确的是( )A.物体受到的合外力不为零，物体一定做曲线运动B.物体受到的力不为恒力，物体一定做曲线运动C.初速度不为零，加速度也不为零，物体一
10、定做曲线运动D.初速度不为零，并且受到与初速度方向不在同一条直线的外力作用，物体一定做曲线运动答案：D4、如图所示，一个在水平桌面上向右做直线运动的钢球， 如果在它运动路线的旁边放一块磁铁，则钢球可能的运动轨迹是（ ）A轨迹B轨迹C轨迹D轨迹、都有可能答案：A5、某运动员在比赛中经过一水平帘道时沿N向M方向运动,速度逐渐增大,图中画出了他转弯时所受合力F的四种方向,正确的是( )A.B.C.D.答案：D学生思考讨论理解记忆曲线运动射出的火星是砂乾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
11、飞出。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。学生回忆瞬时速度的计算方法并思考讨论理解：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。学生分组思考讨论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。摩擦力的方向与运动方向在同一直线上，但与运动方向相反钢球做曲线运动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木球做直线运动，速度不断减小球受竖直向下
12、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粉笔头做曲线运动受竖直向下的重力的作用。学生思考讨论理解物体做曲线运动的条件学生练习学生练习通过演示实验帮助学生理解曲线运动锻炼学生观察能力和自学能力为理解曲线运动的速度方向打下基础进一步理解曲线运动物体的速度方向帮助学生理解化曲为直的极限思想通过对实验的观察为总结物体做曲线运动条件打下基础通过实验过程的问题提问，引导学生自学总结物体做曲线运动的条件。巩固本节知识巩固本节知识板书设计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、 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。教学后记引导学生对本节多学知识进行自主交流探究，根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。