高中物理必修二优秀教案第五章《曲线运动》精品教案整理Word格式文档下载.docx
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观察教材P2图5.1-1，思考：
如何确定物体在从O运动到A的过程中的位移？
可以采用建平面直角坐标系的方法，根据物体沿两个方向的分矢量，利用矢量平行四边形定则求曲线位移。
练习：
自行车场地赛中，运动员骑自行车绕圆形赛道运动一周，下列说法中正确的是（）。
A．运动员通过的路程为零
B．运动员发生的位移为零
C．运动员的速度方向时刻在改变
D．由于起点与终点重合，速度方向没有改变，因此运动并非曲线运动
答案BC
（二）曲线运动的速度
引导学生看教材P2图5.1-2和图5.1-3提出问题：
砂轮打磨下来的炽热微粒，飞出去的链球，它们沿着什么方向？
教师演示实验：
撑开的带有水的伞绕着伞柄旋转，雨滴从伞的边缘飞出，提出问题：
雨滴沿什么方向飞出？
不同的位置飞出的方向一样吗？
你的理由是什么？
是否是沿圆周的切线？
学生观察实验现象思考并总结规律。
下面请同学们看教材P3演示实验，看完后我将找两位同学到前面配合做实验。
教师找两名同学做实验。
请同学们观察并思考：
为什么说从A点离开轨道后在白纸上留下的轨迹记录了钢球在A点的运动方向？
同学讨论交流并回答，教师总结。
因为A离开轨道后不再受轨道束缚，在白纸上做的是直线运动，则物体做直线运动的方向就是物体离开A点的速度方向。
白纸上的墨迹与轨道（曲线）有什么关系？
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。
结论：
曲线运动速度的方向总是沿轨迹的切线方向。
教师提出问题：
什么是曲线的切线呢？
请同学们看教材P3图5.1-5，思考、归纳、总结。
速度的定义式是什么？
学生：
该公式求解出来的是平均速度还是瞬时速度？
因为对应的是一段时间，求解出来的是平均速度。
教师：
平均速度的方向是怎样的？
学生：
平均速度的方向与位移的方向相同。
很好！
如右图所示，质点做曲线运动在时间
t内从A到B，这段时间内的位移即为割线AB，平均速度的方向就是割线AB的方向。
那瞬时速度是如何求解的呢？
数学语言讲就是瞬时速度是平均速度的极限值。
就是说时间间隔
t取得越短，该时间段内的运动速度变化就越小，该段时间内的运动近似成匀速直线运动的误差就越小，平均速度代表瞬时速度的误差就越小。
当
t→0时，平均速度的极限值就是瞬时速度。
如右图，如果
t取得越小，平均速度的方向依次变为割线AC、AD…的方向（注意已逐渐逼近A处切线的方向）。
t→0时，割线就成了切线，即平均速度极限值即为A点的瞬时速度，它的方向便在过A点的切线方向上。
曲线运动中，物体的运动状态发生了变化了吗？
学生思考并回答：
速度是运动状态的标志。
速度是矢量，有大小和方向。
大小和方向中任何一个变化了，速度均发生了变化。
物体做曲线运动时，速度的方向在不断变化，所以曲线运动是变速运动，运动状态在不断变化。
那曲线运动有加速度吗？
学生思考、讨论后回答：
因为加速度表示物体变化的快慢，既然速度变化了就一定有加速度。
曲线运动是变速运动，有加速度。
速度是矢量，速度能否像力一样进行合成分解呢？
速度的合成和分解满足什么规律呢？
请同学们看教材P4，并做例题。
学生看书思考，教师点评总结：
速度的合成分解满足矢量平行四边形定则，在实际应用中，
可根据效果分解或者正交分解。
1.如图所示，质点通过位置P时的速度、加速度及P附近的一段轨迹都在图上标出，其中可能正确的是（ ）。
答案：
BD
（三）运动描述的实例
演示实验：
如教材P5图5.1-9所示，在一端封闭、长约lm的玻璃管内注满清水，水中放一红蜡做的小圆柱体R，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。
介绍实验装置及观察要点。
1玻璃管快速倒置后静止，蜡块竖直向上的运动可看成匀速直线运动。
2玻璃管快速倒置后让玻璃管沿水平方向做匀速直线运动。
3以黑板为参照物观察蜡块的运动轨迹的特点。
教师演示并提醒学生认真观察。
提出问题：
1蜡块的轨迹是直线还是曲线？
2能否看出蜡块的运动是匀速还是变速？
3本实验现象能否从运动的合成和分解的角度加以分析？
学生思考讨论并提出见解，教师引导学生看教材并总结。
1．蜡块的位置
建立如P5图5.1-10所示的平面直角坐标系：
选蜡块开始运动的位置为原点，水平向右的方向和竖直向上的方向分别为x轴和y轴的正方向。
蜡块在两个方向上做的都是匀速直线运动，所以x、y可以通过匀速直线运动的位移公式s=vt获得，即：
x=vxt①y=vyt②
这样我们就确定了蜡块运动过程中任意时刻的位置，然而要知道蜡块做的究竟是什么运动这还不够，我们还要知道蜡块的运动速度。
下面我们就来探究这个问题。
2．蜡块的速度
根据我们前面学过的速度的合成与分解知识，蜡块在P点的沿x轴和沿y轴方向的速度分别为vx、vy，由勾股定理可得v=
③
请同学们分析这个公式，从中我们可以得到什么样的结论？
vy、vx都是常量，v也是常量。
也就是说蜡块的速度是不发生变化的，即蜡块做的是匀速运动。
因为速度是矢量，所以还要表示出它的方向：
v与x轴方向的夹角为θ，
则：
tanθ=
3．蜡块运动的轨迹
我们在数学课上就已经学过了直线方程和曲线方程，现在我们能否根据数学知识，由物体的位置坐标x、y表示出轨迹方程呢？
学生思考讨论，教师总结：
根据数学上的消元法，我们可以从这两个关系式中消去变量t，就可以得到关于x、y两个变量的方程了。
我们可以先从公式①中解出t
t=x/vxy=vyx/vx=
x④
现在我们对公式④进行数学分析，看看它究竟代表的是一条什么样的曲线呢？
由于蜡块在x、y两个方向上做的都是匀速直线运动，所以vy、vx都是常量，vy/vx也是常量，可见公式④表示的是一条过原点的倾斜直线。
在物理上这代表什么意思呢？
这也就是说，蜡块相对于黑板的运动轨迹是直线，即蜡块做的是直线运动。
物体在什么情况下做曲线运动，即物体做曲线运动的条件是什么？
下面我们通过实验研究一下这个问题。
（四）物体做曲线运动的条件
利用磁铁、玻璃板、小铁球，如何使小铁球①做加速直线运动、②做减速直线运动、③做曲线运动？
制定你的实验方案。
学生开始小组讨论，制定实验方案，分工配合进行实验。
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。
学生归纳总结，教师指导，得出结论。
①直线加速：
F的方向与v的方向相同。
②直线减速：
F的方向与v的方向相反。
③曲线运动：
F的方向与v的方向成一夹角（此夹角不等于0°
或180°
）。
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，物体做曲线运动。
1.关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（ ）。
A．物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B．物体在变力作用下有可能做曲线运动
C．做曲线运动的物体，其速度方向与加速度方向不在一条直线上
D．物体在变力作用下不可能做直线运动
BC
2.某物体在一个足够大的光滑水平面上向西运动，当它受到一个向南的恒定外力作用时，物体的运动将是（ ）。
A．直线运动且是匀变速直线运动
B．曲线运动，但加速度方向不变，大小不变，是匀变速运动
C．曲线运动，但加速度方向改变，大小不变，是非匀变速曲线运动
D．曲线运动，加速度方向和大小均改变，是非匀变速曲线运动
B
三、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。
四、课堂达标
1．下列关于曲线运动的描述中，正确的是（ ）。
A．曲线运动可以是匀速运动 B．曲线运动一定是变速运动
C．曲线运动可以是匀变速运动 D．曲线运动的加速度可能为零
答案：
2．做曲线运动的物体，在运动过程中一定变化的物理量是（ ）。
A．速率 B．速度 C．加速度 D．加速度大小
3．一物体在力F1、F2、F3…Fn共同作用下做匀速直线运动，若突然撤去F2，则该物体（ ）。
A．可能做直线运动
B．不可能继续做直线运动
C．必沿F2的方向做直线运动
D．必沿F2的反方向做匀减速直线运动
A
4．如图所示为一空间探测器的示意图，P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机，P1、P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，P2、P4的连线与空间一固定坐标系的y轴平行。
每台发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动。
开始时，探测器以恒定速度v0向正x轴方向平移。
⑴单独分别开动P1、P2、P3、P4，探测器将分别做什么运动？
开动P2与开动P4，探测器的运动有何不同？
⑵同时开动P2和P3，探测器将做什么运动？
⑶若四个发动机能产生相同大小的推力，同时开动时探测器将做什么运动？
⑴单独开动P1时，力沿－x方向，故探测器做匀减速直线运动，单独开动P3时，探测器做匀加速直线运动；
单独开动P2或P4时，做匀变速曲线运动。
但开动P2时，探测器在坐标系中第一象限做匀变速曲线运动，而单独开动P4时，探测器是在第四象限做匀变速曲线运动。
⑵同时开动P2和P3，合外力方向与＋x、＋y方向均成45°
角，探测器做匀变速曲线运动。
⑶同时开动四个发动机，探测器做匀速直线运动。
五、布置作业
教材P7第2题、第4题
高中物理必修二优秀教案：
5.2平抛运动
1．研究并认识平抛运动的条件和特点。
2．理解平抛运动可以看作水平方向的匀速直线运动和自由落体运动的合运动，并进一步理解运动合成和分解的等时性和独立性。
3．掌握平抛运动分解方法，推导平抛运动规律并会运用平抛运动规律解答相关问题。
4．知道什么是一般的抛体运动，定性了解一般抛体运动的分析处理方法。
1．通过观察演示实验，概括出平抛运动的特点。
培养学生的观察与分析能力。
2．利用已知的直线运动规律来研究复杂的曲线运动，渗透物理学中“化繁为简”
的思想。
1．培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。
2．培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。
重点难点
重点：
平抛运动的特点和规律。
难点：
对平抛运动的两个分运动的理解。
实验观察、推理归纳
教学用具
平抛运动演示仪、多媒体及课件
一、引入新课
粉笔头从桌面边缘水平飞出，观察粉笔头在空中做什么运动，这种运动具有什么特点，本节课我们就来学习这个问题。
（一）平抛运动
1．定义：
将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体只在重力作用下所做的运动，叫做平抛运动。
举例：
用力打一下桌上的小球，使它以一定的水平初速度离开桌面，小球所做的运动就是平抛运动，并且我们看见它做的是曲线运动。
分析：
平抛运动为什么是曲线运动？
（因为物体受到与速度方向成角度的重力作用）
2．平抛运动的特点
下面用电脑给学生演示《平抛运动》多媒体课件。
演示一：
平抛运动与自由落体运动的比较（如图1）。
对桌面上的红色小球，给它一水平速度v0，当它离开桌面的同时将另一绿色小球从桌子边沿自由下落。
（这时两小球用慢镜头下落，学生看得非常清楚）
在下落过程中我们可随时单击鼠标使运动暂停进行观察，可以看到任一时刻两小球在同一水平线上，从而使学生清楚地看到平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。
演示二：
平抛运动与匀速直线运动的比较（如图2）。
让红色小球以水平速度v0抛出的同时，让另一黄色小球以速度v0沿水平方向做匀速直线运动，同样可随时单击鼠标使运动暂停进行观察。
可以看到，任一时刻两小球都在同一竖直线上，从而使学生清楚地看到平抛运动在水平方向上是匀速直线运动。
演示三：
竖直及水平方向上的全面观察（如图3）。
让红色小球以水平速度v0抛出的同时，让黄色小球以速度v0沿水平方向作匀速直线运动，让绿色小球从桌子边沿自由下落，同样可随时单击鼠标使运动暂停。
可以看到，任一时刻平抛红球与竖直方向自由落体的绿球在同一水平线上，与水平方向匀速运动的黄球在同一竖直线上。
通过上面的演示，让学生总结，得出结论：
水平方向匀速直线运动
竖直方向自由落体运动
平抛运动可看作两个分运动的合运动
即：
受力特点：
只受重力的作用；
运动特点：
具有水平方向的初速度，加速度为g的运动。
1.做平抛运动的物体，在水平方向通过的最大距离取决于（）。
A．物体的高度和受到的重力
B．物体受到的重力和初速度
C．物体的高度和初速度
D．物体受到的重力、高度和初速度
C
2.关于平抛运动，下列几种说法中正确的是（）。
A．平抛运动是一种不受任何外力作用的运动
B．平抛运动是曲线运动，它的速度方向不断改变，不可能是匀变速运动
C．平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
D．平抛运动的落地时间与初速度大小无关，而落地时的水平位移与抛出点的高度有关
CD
（二）平抛运动的速度
请同学们看教材第8、9页，归纳总结平抛运动的研究方法。
学生看教材，思考讨论并总结。
教师提问，归纳。
做平抛运动的物体，在水平方向上由于不受力，将做匀速直线运动；
在竖直方向上物体的初速度为0，且只受到重力作用，物体做自由落体运动，加速度等于g。
所以，平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动两个分运动来研究。
平抛运动的速度
以抛出点为坐标原点，水平方向为x轴（正方向和初速度v0的方向相同），竖直方向为y轴，正方向向下，则
水平分速度：
vx＝v0
竖直分速度：
vy＝gt
合速度：
根据我们的分析和推理，能否判断做平抛运动的物体的速度方向随时间的变化规律？
学生看书、思考并回答：
速度方向与竖直方向的夹角越来越小。
下面请同学们做教材P9例题1。
做例题。
巡视并指导，投影展示部分同学的做题过程，并点评，出示标准的解题步骤。
请同学们思考，什么叫位移？
如何表示做平抛运动的物体从抛出经某一段时
间的位移？
以初速度v0水平抛出一物体，当其竖直分位移与水平分位移相等时（）。
A．竖直分速度等于水平分速度B．瞬时速度为v0
C．运动时间为2v0/gD．速度变化方向在竖直方向上
（三）平抛运动的位移
1.研究方法：
以抛出点为坐标原点，水平方向为x轴（正方向和初速度v0的方向相同），竖直方向为y轴，正方向向下。
2.分位移（即位置坐标）的表示方法：
水平位移：
x=v0t
竖直位移：
请同学们思考如何计算合位移？
怎样表示其方向？
学生思考讨论并回答。
合位移：
方向：
用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，做平抛运动，同时B球被松开，做自由落体运动。
现象：
越用力打击金属片，A球的水平速度也越大；
无论A球的初速度多大，它总是与B球同时落地。
用课件模拟教材图5.2—6的实验。
结果分析：
平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，水平方向的速度大小并不影响平抛物体在竖直方向上的运动。
而水平分运动是匀速的，且不受竖直方向的运动的影响。
请同学们做教材P11例题2。
教师巡视并指导，投影展示部分同学的做题过程，并点评，出示标准的解题步骤。
数学上的抛物线怎样定义？
物理上的抛物线怎样定义？
两者什么关系？
学生看书总结，了解物理规律的认识历程。
若物体的抛出方向不水平，这样的抛体运动我们称之为一般抛体运动。
我们是否可以借助平抛运动的研究方法研究一般抛体运动呢？
学生思考，交流讨论。
教师总结。
1.在平台上水平抛出一物体，经t秒后它的速度的大小增大为原来的
倍，则初速度为，这时经过的水平位移为。
（重力加速度为g）
gt；
gt2
2.一物体做平抛运动，在落地前1s内，它的速度与水平方向的夹角由37°
变为53°
求：
（1）物体抛出时的初速度
（2）物体在这一秒内下落的高度。
（g=10m/s2）
（1）22.4m/s；
（2）17.5m
（四）一般的抛体运动
竖直、水平两个方向分解。
2.规律：
水平：
匀速直线运动
竖直：
初速度不为零，加速度为g的匀变速直线运动。
三、课堂小结
本节课我们主要学习了
1．什么是平抛运动
2．平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
3．平抛运动的规律
同时也定性的了解了一般的抛体运动及其分析方法。
四、课堂练习
1．一个物体以初速度v0水平抛出，经时间t，竖直方向速度大小为v0，则t为（）。
A．
B．
C．
D．
2.物体做平抛运动时，它的速度的方向和水平方向间的夹角α的正切tanα随时间t变化的图像是下图中的（）。
3.有一物体在高h处，以初速v0水平抛出，不计空气阻力，落地时速度为v1，竖直分速度vy，水平飞行距离S，则物体在空中飞行的时间为（）。
C．
ABC
4.一同学做“研究平抛物体运动”的实验，只在纸上记下重锤线y的方向，忘记在纸上记下斜槽末端位置，并在坐标纸上描出如图所示的曲线，现在我们可以在曲线上取A、B两点，用刻度尺分别量出它们到y的距离AA′=X1，BB′=x2，以及竖直距离h，从而求出小球抛出的初速度v0为（）。
A.
B．
D．
5.将一个物体以水平速度v0抛向一个倾角为α的斜面，物体与斜面碰撞时的交角β。
①飞行时间。
②到达斜面时的速度。
①v0tan（β-α）/g②v0/cos（
-
）
教材P12第1题、第4题。
5.3实验：
研究平抛运动
1.知道平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落
体运动。
2.会设计实验并描绘出平抛运动的轨迹。
3.能够通过对平抛运动轨迹的分析判断轨迹是否为抛物线。
4.能够通过对平抛运动轨迹的研究计算平抛运动物体的初速度。
1.通过对实验过程的探究，掌握研究平抛运动规律的方法。
2.通过自行设计实验验证平抛运动的规律，体验实验探究的过程。
通过实验探究平抛运动的规律，激发学习兴趣，增强求知欲望。
1.如何设计实验。
2.如何处理实验数据。
3.通过实验处理结果加深对平抛运动的理解。
实验设计及数据处理中的困难。
在上节课的学习中我们通过理论研究了解到平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
同学们是否可以设计一个实验，根据你所设计的实验，把平抛运动物体的轨迹描绘出来。
看教材并分析思考。
教师有针对性的介绍以下几种实验方案，并让学生动手做实验。
一、平抛运动物体轨迹的描绘
方法1：
用水流研究平抛物体的运动
如图，倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，且水平端加接一段更细的硬管作为喷嘴。
水从喷嘴中射出，在空中形成弯曲的细水柱，它显示了平抛运动的轨迹。
设法把它描在背后的纸上就能进行分析处理了。
插入瓶中的另一根细管的作用，是保持从喷嘴射出水流的速度不变，使其不随瓶内水面的下降而减小。
这是因为该管上端与空气相通，A处水的压强始终等于大气压，不受瓶内水面高低的影响。
因此，在水面降到A处以前的很长一段时间内，都可以得到稳定的细水柱。
方法2：
用数码照相机或数码摄像机记录平抛运动的轨迹
数码相机大多具有摄像功能，每秒拍摄约15帧照片。
可以用它拍摄小球从水平桌面飞出后做平抛运动的几张连续照片。
如果用数学课上画函数图像的方格黑板做背景，就可以根据照片上小球的位置在方格纸上画出小球的轨迹。
方法3：
斜面、小槽、小球等实验仪器（实验室最常用的一种方法）
实验图如下：
1.将平抛运动实验器置于桌面，装好平抛轨道，使轨道的抛射端处于水平位置。
调节调平螺丝，观察重垂线或气泡水准，使面板处于竖直平面内，卡好定位板。
2.将描迹记录纸衬垫一张复写纸或打字蜡纸，紧贴记录面板用压纸板固定在面板上，使横坐标x轴在水平方向上，纵坐标y轴沿竖直方向向下（若用白纸，可事先用铅笔在纸上画出x、y坐标轴线），并注意使坐标原点的位置在平抛物体（钢球）的质心（即球心）离开轨道处。
3.把接球挡板拉到最上方一格的位置。
4.将定位板定在某一位置固定好。
钢球紧靠定位板释放，球沿轨道向下运动，以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出。
5.下落的钢球打在向面板倾斜的接球挡板上，同时在面板上留下一个印迹点。
6.再将接球挡板向下拉一格，重复上述操作方法，打出第二个印迹点，如此继续下拉接球挡板，直至最低点，即可得到平抛的钢球下落时的一系列迹点。
7.变更定位板的位置，即可改变钢球平抛的初速度，按上述实验操作方法，便可打出另一系列迹点。
8.取下记录纸，将各次实验
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