最新精选《曲线运动》教学设计.docx
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最新精选《曲线运动》教学设计
《曲线运动》教学设计
《曲线运动》教学设计
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”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”轮子。
4、美观需要。
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