人教版高中物理第一册曲线运动2Word文件下载.docx
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(1).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).增加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.
(3).领略曲线运动知识与日常生活的紧密联系。
利用飞镖进行安全教育
二、教学重难点
1.教学重点:
确定曲线运动的速度方向;
理解物体做曲线运动的条件。
2.教学难点:
三、教学内容及其变化
本节所含的教学内容包含正文,说一说,做一做,问题与练习等四部分.与原教材相比,重要内容没有变化,只是增加了说一说,做一做,以及对切线的进一步说明.新教材的改动突出了对思维方法的培养.
四、教学方法及教学策略建议
本节的教学资源准备
1.演示器材:
光滑玻璃板、加速斜槽、小钢球、磁铁,自制飞镖
2.动画:
自制课件
3.视频:
铁片摩擦砂轮、雨伞和雨水
4.图片:
过山车、地球同步卫星
(一)、课题引入
(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.
该运动的特征是什么?
生:
轨迹是直线.
(2)演示抛体运动.用一个粉笔头斜上抛.
轨迹是曲线.
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.
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.
微观世界里如电子绕原子核旋转;
宏观世界里如天体运行;
地球、月球、人造地球卫星沿轨道的运动是曲线运动。
生活中如投标抢、掷铁饼、跳高、跳远等均为曲线运动.
如运动员掷出的铁饼是沿着曲线运动的,发射出的导弹在空中是沿着曲线飞行的,汽车拐弯时的运动是曲线运动,
(二)曲线运动的速度方向
1.实验a:
观察砂轮打磨下来的炽热微粒;
b:
观察雨伞上的水滴的飞出情况.如图3
现象a.刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线方向飞出.这些火星是从刀具与砂轮接触处擦落的炽热的微粒,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。
b.让撑开的带有水的伞绕着伞柄旋转,伞面上的水滴随伞做曲线运动.当水滴从伞边飞出时,可以看到水滴是沿着伞边各点所划圆周的切线方向飞出的.
2.讨论或猜测,曲线运动的速度方向应该怎样?
http:
//pku.smzx.org/homepage/jiangzhijun/dianzibeikexitong/g1/quxian/beike/1/zk05/text/1105d001.htm可见,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.实验验证
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)
如图6.1—3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?
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.
4.理论证明
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,下面我们再从理论上对这个结论证明一下,以加深大家的理解.
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6.1—4,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?
分析:
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t→0时,AB曲线即为切线,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.
5.练习巩固
下面我们来看几个题目.
[课堂训练]
l.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
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
参考答案
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
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
(三)物体做曲线运动的条件
1.探究实验
(1).提出问题:
既然曲线运动是变速运动,那么由a=Δv/Δt可知具有加速度,又由F=ma可知受力不为零,那到底物体什么条件下做直线运动?
什么条件下物体做曲线运动?
(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:
实验条件及结果记录表格:
小球在玻璃板上的运动初速度:
沿水平标志线向右
次
数
是否放置磁铁
及磁铁位置
小球运动轨迹
受力情况
图示
序号
1
没有放磁铁
直线
合力为0
6
2
放在小球正后方
合力与运动速度方向相反
7
3
放在小球正前方
合力与运动速度方向相同
8
4
放在小球右侧
曲线
合力与运动速度不在一条直线上
9
5
放在小球左侧
10
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__________;
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__________。
(3).物体做曲线运动的条件:
受到合外力,且合外力与速度不在同一直线上
(4).实践应用:
①从抛出的石子和地球的运动为什么做曲线运动?
水平抛出的石子,由于所受重力的方向跟速度的方向不在一条直线上,所以石子做曲线运动.人造地球卫星绕地球运行,由于所受地球引力的方向跟速度的方向不在一条直线上,所以卫星做曲线
运动。
(如图11、12)
②沿水平桌面向前滚动的钢球经过磁铁时,为什么转了弯?
③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?
2.理论分析:
物体做曲线运动的条件,可以根据牛顿第二定律来说明.如果合外力的方向跟物体速度的方向在同一条直线上,产生的加速度的方向也在这条直线上,物体就做直线运动.如果合外力的方向跟速度的方向不在一条直线上,而是成一角度,产生的加速度的方向也跟速度的方向不在一条直线上,而是成一角度,这时,合外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.
3.练习巩固:
现在大家来看这样一道题.如图5.1—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。
角斜向上的力的作用,分析该物体的运动情况.
物体做匀加速直线运动.
物体的受力情况是怎样的?
受竖直向下的重力、竖直向上的支持力以及拉力.
拉力与运动方向有什么关系?
与运动方向有一定角度.
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?
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.
那我们该如何总结物体做曲线运动的条件呢?
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)
a.飞机扔炸弹,分析为什么炸弹做曲线运动?
b.我们骑摩托车或自行车通过弯道时,我们侧身骑,为什么?
c.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
a.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.
b.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.
c.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.
4.(小竞赛活动)(投标比赛)
每组推选一名同学进行比赛,把一盆装满沙的脸盆放在讲台上,让比赛同学在指定的地方用不同颜色的飞镖投射,一看谁投射的准,二看飞镖落在脸盆的方位.让同学体会曲线运动的速度方向与轨迹曲线的关系.
提醒学生,玩飞镖不要对着自己和他人,注意安全。
(四)、小结(同学们根据自身特点,各自进行。
)
1.独立归纳,应用自己熟悉的方式并能找出重点内容。
2.讨论归纳,列出知识的框架图,说明知识的认知过程。
3.结合提纲,知识重现,小结归纳。
小结提纲:
1.曲线运动的特点,2.曲线运动的性质,3.物体做直线运动的条件,4.物体做曲线运动的条件。
附:
板书设计
作业
1.如图13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。
小结:
做曲线运动的物体,合外力的方向总是指向曲线的内侧,是一条规律。
五、课堂教学评价(A.较好B.一般C.较差)
1.学生对知识和技能掌握的情况
2.学生在认知活动中的参与水平
3.分析总合能力语言表达能力学生的交流意识合作精神与能力的情况
评价项目
很好
好
一般
语言表达能力
问题意识
应用意识
4.教师教学反思
六.评议
本设计在新课程理念的指导下,兼顾双基,体现过程与方法,融合情感态度与价值观的三维目标。
从学生实际认知出发,注重分析思路和方法的渗透,有利于学生科学素养的提高。
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- 人教版 高中物理 一册 曲线运动