高中物理 新人教版 必修二 512曲线运动运动的合成与分解 教案 教学设计Word文件下载.docx

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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

1．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）

2．讲授新课：

（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。

（2）物体做曲线运动的条件

【教师提问】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。

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。

3．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：

A

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

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

D

4、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①

B．轨迹②

C．轨迹③

D．轨迹①、②、③都有可能

5、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.

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。

理解物体做曲线运动的条件

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

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。

5.2运动的合成与分解

运动的合成与分解

单元

5

学科

年级

高一

【教材分析】

本节课所采用的教材是人教版高中物理必修2第五章第二节的内容。

运动的合成与分解是研究较复杂运动的一种方法，即较复杂的运动可以看作是几个较简单运动的合运动。

本节内容既是方法介绍，又是研究平抛运动的预备知识。

本节课通过演示实验让学生理解这一方法，并学会在分析平抛运动时运用它。

这一节又是平行四边形定则在第二个矢量运算中的应用。

学好这节课的内容能使学生真正体会到平行四边形定则这一矢量运算法则，并且能很容易地推广到其他的矢量运算。

矢量运算始终贯穿在高中物理知识内容的全过程中，因此无论从这一章看，还是从整个教材看，这一节都是承上启下的重要知识。

学好这节内容，一方面可以深化前面所学的知识，另一方面又为后续学习打好必要的基础。

【教学目标与核心素养】

一、教学目标

1．在具体问题中知道什么是合运动，什么是分运动。

2．知道合运动和分运动是同时发生的，并且互不影响。

3．知道运动的合成和分解的方法遵循平行四边形法则。

4．能够运用平行四边形法则解决有关位移、速度合成和分解的问题．

二、核心素养

物理观念：

体验运动的合成和分解是研究复杂运动的一种基本方法的物理观念

科学思维：

培养学生应用数学知识解决物理问题的科学思维方法，培养学生的创造性思维过程以及初步的观察、分析和概括能力。

科学探究：

通过对一个平面运动的实例-蜡块的运动的探究让学生能够运用平行四边形法则解决有关位移、速度合成和分解的问题

科学态度与责任：

通过学生间的对蜡块的运动讨论，培养他们的团结协作精神以及谦虚好学的思想和实事求是的态度。

【教学重点】

对一个运动能正确地进行合成和分解

【教学难点】

具体问题