高一下学期物理人教版必修二第五章第一节曲线运动教案.docx
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高一下学期物理人教版必修二第五章第一节曲线运动教案
5.1曲线运动教学设计
一、教材分析
《5.1曲线运动》是人教版普通高中物理必修2第五章曲线运动的第一节内容，包括曲线运动的位移、曲线运动的速度、曲线运动的实例和物体做曲线运动的条件四个二级知识。
从知识结构上看，曲线运动的位移和曲线运动的速度是反映曲线运动的运动学特征，而曲线运动的条件则是从动力学的角度分析物体做曲线运动的原因，遵循牛顿力学的研究思路。
本节是整章知识学习的基础。
教材中首先以水平抛出的物体运动为例，引导学生通过建立直角坐标系来表示曲线运动的位移。
在曲线运动的速度这部分内容中，学生通过观察砂轮打磨刀具和投掷链球图片初步得出曲线运动的速度方向沿切线方向，又安排了实验探究，通过收集信息和分析、处理信息，进一步验证了学生的猜想；最后运用极限思想进行理论分析，从理论上证明了曲线运动的物体在某点的速度方向沿曲线上该点的切线方向。
通过实验和讨论，让学生体会到做曲线运动速度的方向沿轨迹的切线方向；做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。
之后通过实例引导学生运用所学知识解决实际问题，达到学以致用的目的。
最后通过实验研究了物体做曲线运动的条件，学生搞清楚了物体为什么做曲线运动的问题。
整节教材信息量大，既有理论探究，又有实验探究，较好的落实了新课程的要求。
二、学情分析
通过必修1的学习，学生对直线运动的特点和规律已经有了深入的学习。
曲线运动是生活中更普片但对学生来说又是全新的内容，涉及到对矢量的理解和新的研究问题的方法运用，学生掌握这部分知识具有一定的难度。
因此，教学中首先通过图片展示帮助学生建立物体做曲线运动的情景，结合学生生活经验，列举大量曲线运动，激发学生研究问题的热情，在此基础上引导学生学习曲线运动的概念和研究曲线运动的方法，达成教学目标。
三、教学目标
（一）知识与技能
1、知道什么叫曲线运动；
2、知道曲线运动的位移；
3、知道曲线运动中速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动；
4、结合实例掌握曲线运动的位移和速度的表示方法；
5、理解物体做曲线运动的条件。
（二）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先从粗略到精细，由定性到定量，由特殊到一般的过程；
（三）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、培养学生科学研究问题的方法和严谨的科学态度。
四、教学重难点
（一）教学重点
1、曲线运动的位移；
2、曲线运动的速度；
3、物体做曲线运动的条件。
（二）教学难点
1、理解曲线运动是变速运动；
2、会根据物体做曲线运动的条件分析具体问题；
3、理解合运动与分运动，能够利用所学知识解决简单的曲线运动问题。
（三）突破重难点策略
1、对曲线运动的位移，结合演示平抛运动，分层设计问题，引导学生思考位移表示的方法，初步引入合位移和分位移的概念。
2、对于曲线运动速度的方向，学生通过观察砂轮打磨工件，火星沿砂轮的切线飞出和曲线运动速度方向演示视频，在观察现象的基础上，引导学生总结出曲线运动的速度方向总是沿切线方向。
进而通过实验探究进一步体验曲线运动速度的方向。
然后提出问题：
曲线运动是否一定是变速运动呢？
通过学生思考和讨论，得出正确结论。
3、对于物体做曲线运动的条件，可以引导学生从物体做直线运动的条件入手讨论，使学生明确：
物体所受的合外力与运动方向在一条直线上，物体做直线运动，并得出：
做曲线运动的物体所受的合外力不能为零，且合外力的方向与运动方向不在一条直线上，从而总结出物体做曲线运动的条件。
进一步说明，做曲线运动的物体的加速度不为零，且加速度方向和运动方向不在一条直线上。
然后再通过实验对上述分析加以说明，加深学生对物体做曲线运动条件的理解。
五、教学方法
提问法、自主合作学习法、实验探究法、练习法、讲授法
六、教具和学具
教具：
多媒体课件、运动合成分解演示仪
学具：
带有细线的金属小球、条形磁体、陀螺、白纸、红墨水
七、教学过程（第一课时）
（一）情境激趣
教师：
同学们，通过前面的学习，我们掌握了直线运动的相关知识，但生活中物体的运动并不都是直线运动。
下面我们来观察一组图片，请大家看一看这些图片有什么共同的特点。
（多媒体展示生活中的曲线运动图片，学生观察思考）
学生：
运动的轨迹都是曲线。
教师：
很好，像这样运动轨迹是曲线的运动我们叫曲线运动，今天我们就来学习曲线运动的相关知识。
板书：
5.1曲线运动
一、运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动。
教师提问：
同学们回忆一下描述运动的物理量有哪些？
学生：
位移、速度、加速度、时间等。
教师：
要研究曲线运动，我们必须得搞清楚曲线运动的这些物理量。
本节课我们主要研究曲线运动的位移和速度。
板书：
二、曲线运动的位移
位移是矢量，要表示位移，必须搞清楚位移的大小和方向，下面，我们从生活中的实际问题入手来研究曲线运动位移。
请同学们认真观察：
教师演示：
将粉笔头贴近黑板水平抛出。
学生在纸上画出粉笔头运动的大致轨迹。
教师：
粉笔头实际做的是曲线运动，我们把它叫做合运动。
同学们在运动轨迹上任选两点A和B，并表示物体从抛出点（O）到A的位移和物体从抛出点O到B的位移。
同桌之间相互交流，达成共识。
教师巡视学生完成情况。
教师提问：
通过作图可以看出，抛出点到曲线上不同点的位移方向和大小都在变化，这给位移的计算带来了困难。
这样的困难在力的计算中我们也曾遇到，请同学们回忆一下，在处理力时我们是怎么做的？
学生：
建立直角坐标系，根据平行四边形定则，将不在坐标系上的力分解到坐标系上。
教师：
请小组之间讨论一下，怎样做才能简便的表示位移的大小和方向呢？
学生：
小组讨论，派代表交流想法
教师提示：
请同桌之间讨论并把这个曲线运动位移的两个分矢量画出来。
学生：
通过同桌之间交流得出表示位移的思路。
（建立直角坐标系，表示出物体所处的位置坐标，进而表示位移）
教师：
粉笔头实际所做的运动是曲线运动，物理学中把这个运动叫做合运动，对应的位移叫做合位移。
为了表示合位移，我们把它看成沿x轴和y轴的两个分矢量，这两个分矢量我们称为分位移。
如果我们能够表示出这两个分位移的大小，就能够表示出合位移的大小和方向了。
板书：
合运动：
物体实际所做的运动叫做合运动。
合位移：
物体实际通过的位移叫合位移。
分位移：
把物体实际的位移根据平行四边形定则分解为两个矢量，这两个分矢量称为分位移。
教师：
前面我们学习曲线运动的位移，现在我们一起来研究曲线运动的速度。
首先我们来研究曲线运动的速度方向。
教师：
下面我们来看两段视频。
展示情景一：
砂轮磨工件视频。
工件与高速转动的砂轮接触处的火星是由摩擦后产生的炽热微粒，你能说清楚它沿什么方向飞出？
情景二：
曲线运动速度方向演示实验视频。
教师：
通过这两段视频，你能得出什么结论？
小组讨论，交流意见，学生猜想：
质点做曲线运动时，在某一点的速度方向沿这一点的切线方向。
教师：
下面请同学们利用教师提供的器材设计实验来验证你的猜想。
教师简单介绍实验器材（带有细线的小球、陀螺、A3纸、红墨水），通过实验你能得出什么结论？
学生：
利用教师提供的器材做实验探究曲线运动的方向。
并抽学生代表反馈实验结论。
教师提问：
同学们通过实验观察到了什么现象，得出了是什么结论？
请同学代表发言。
板书：
三、曲线运动的速度
1、曲线运动某一点速度的方向沿该点的切线方向。
通过探究，我们知道了曲线运动速度的方向，请同学们思考以下问题：
匀速转弯的汽车速度在改变吗？
为什么？
减速转弯的汽车呢？
学生讨论后交流，回答以上问题？
教师：
由此你能得出什么结论？
学生交流讨论并回答：
曲线运动的速度时刻在改变。
板书：
2、曲线运动的方向时刻在改变，所以曲线运动是变速运动。
教师：
在曲线位移图形基础上表示出某一点的速度方向，这个速度是物体实际的速度，我们叫做合速度。
为了便于研究曲线运动的速度，我们也可以用它在两个相互垂直方向的分矢量来表示，这两个分矢量叫做分速度。
请同学们在图上画出两个分速度，并表示这两个分速度的大小。
（抽学生到黑板上作图，并表示两个分速度的大小）
【课堂练习】1、以下说法正确的是（）
A、曲线运动一定是变速运动
B、变速运动一定是曲线运动
C、曲线运动的加速度一定不为零
D、曲线运动轨迹上任一点的切线方向就
是质点在这一点的瞬时速度的方向
3、曲线运动的速度大小
合速度：
物体实际运动的速度。
分速度：
将速度分解为两个相互垂直方向的分矢量，这两个分矢量叫做分速度。
【例题】飞机起飞时以300km/h的速度斜向上飞，飞行方向与水平方向的夹角为300。
求水平方向的分速度vx和竖直方向的分速度vy。
【课堂练习】如图所示,甲图表示某物体在x轴方向上分速度vx-t的图象,乙图表示该物体在y轴方向上分速度vy-t的图象。
求:
（1）t=0时物体的速度。
（2）t=8s时物体的速度。
（3）t=4s时物体的位移。
教师：
通过前面的学习，我们知道物体运动轨迹可能是直线，也可能是曲线，那么，什么情况下物体做直线运动，什么情况下物体做曲线运动呢？
请同学们思考并讨论下列问题：
问题1：
匀变速运动直线运动包括匀加速直线运动和匀减速直线运动，什么情况下物体做匀加速直线运动？
什么情况下物体做匀减速直线运动？
问题2：
通过分析，你认为物体的运动性质与什么因素有关？
问题3、物体在什么情况下做曲线运动呢？
学生小组讨论并回答。
教师：
请同学们利用手边的器材证明你的猜想？
学生利用磁铁、小钢球探究物体做曲线运动的条件。
板书：
四、物体做曲线运动的条件
1、当物体所受的合力的方向与它的速度方向在同一直线时，物体做直线运动；
2、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，物体就做曲线运动。
思考与讨论：
请同学们分析为什么水平抛出的粉笔头做的是曲线运动？
【课堂练习】光滑水平桌面上的物体在不共线的三个水平恒力作用下做匀速直线运动，当把其中一个水平恒力撤去时，物体将（）
A、物体可能做匀加速直线运动
B、物体可能做匀减速直线运动
C、物体有可能做曲线运动
D、物体一定做曲线运动
八、课堂小结
请同学们归纳一下，本节课我们学了那些内容？
九、作业布置
1、书面作业：
P7问题与练习1、2、4、5
2、水平抛出物体的合位移、分位移、合速度、分速度应该怎么表示？
九、板书设计
5.1曲线运动
一、曲线运动
物体运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动。
二、曲线运动的位移
合运动：
物体实际所做的运动叫做合运动。
合位移：
物体实际通过的位移叫合位移。
大小：
方向：
位移与水平方向夹角为a，则：
分位移：
把物体实际的位移根据平行四边形定则分解为两个矢量，这两个分矢量称为分位移。
三、曲线运动的速度
1、曲线运动速度的方向沿曲线上某一点的切线方向。
2、曲线运动速度方向时刻在改变，所以曲线运动是变速运动。
合速度：
物体实际速度叫做合速度。
大小：
方向：
位移与水平方向夹角为a，则：
分位移：
把物体实际的速度根据平行四边形定则分解为两个矢量，这两个分矢量称为分速度。
四、物体做曲线运动的条件
1、当物体所受的合力的方向与它的速度方向在同一直线时，物体做直线运动；
2、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，物体就做曲线运动。
十、作业布置
课后问题与练习：
1、2、4、5
5.1曲线运动教学设计
【教学过程】（第二课时）
教师：
通过上节课的学习我们知道，曲线运动轨迹是曲线，且速度的方向时刻在改变，那么，我们怎样研究曲线运动呢?
物理学中我们将复杂的运动分解为等效的几个简单的运动来处理，这种方法叫做运动的合成与分解。
为了解决这个问题，我们先从匀速直线运动的角度引入一种新的解决问题的方法：
运动的合成与分解。
板书：
五、运动的合成与分解
运动的合成：
已知合运动，求分运动叫运动的分解。
运动的分解：
已知分运动，求合运动叫运动的合成。
下面我们先来看一个演示实验：
通过运动合成分解演示器（代替教材中蜡块在玻璃管中运动的实验）：
教师介绍实验装置，并启发学生分析实验：
演示1、物块在水平方向做匀速直线运动。
演示2、物块在竖直方向做匀速直线运动。
猜想：
物块在水平方向和竖直方向同时做匀速直线运动，物体实际运动情况如何？
演示3、物块同时参与水平和竖直方向的直线运动，合运动也是匀速直线运动。
教师：
请结合刚才的演示，思考并讨论以下几个问题：
问题1：
一个物体做匀速直线运动，已知物体水平分速度为vx，竖直分速度为vy，求经过时间t物体的位置坐标和位移？
问题2：
如果物块水平方向的速度是3m/s，竖直方向的速度是4m/s,那么，物体实际运动的速度是多大，方向如何？
问题3：
写出物块运动的轨迹方程。
学生讨论交流并回答以上问题。
板书：
1、两个匀速直线运动的合运动是匀速直线运动。
【课堂练习】小船在200米宽的河中横渡,水流速度为2m/s,船在静水中的速度是4m/s,求:
（1）.当小船的船头正对岸时,它将何时、何地、何处到达对岸?
（2）.小船怎么样过河时间最短?
（4）.小船怎么样过河位移最小?
（5）.若V船=2m/s，V水=4m/s，小船怎么样过河位移最小？
教师提问：
一个匀速直线运动与一个初速度为0的匀加速直线运动的合运动是怎样的运动？
学生猜想：
小组讨论，并猜想做曲线运动。
问题1：
一物体从o点开始运动，水平方向做匀速直线运动，速度大小为vx，竖直方向做初速度为0的匀加速直线运动，请计算经过时间t物体的位置坐标和位移？
问题2：
写出物块运动的轨迹方程。
教师引导学生分析运动的性质。
板书：
2、一个匀速直线运动与一个初速度为0的匀加速直线运动的合运动是匀变速曲线运动
【课堂小结】
请同学们归纳一下，本节课我们学了那些内容？
【作业布置】
1、书面作业：
同步练习册1、2、4、6、8、11、12
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