曲线运动的教案7篇
知识性的教案能够拓展学生的知识面和视野,通过教案中的课程设计和教学活动组织,可以看出教师的教学计划和执行能力,以下是小淘范文网小编精心为您推荐的曲线运动的教案7篇,供大家参考。
曲线运动的教案篇1
教学目标:
1、掌握曲线运动中速度的方向,理解曲线运动是一种变速运动。
2、掌握物体做曲线运动的条件及分析方法。
教学重点:1、分析曲线运动中速度的方向。2、分析曲线运动的条件及分析方法。教学手段及方法:多媒体,启发讨论式。
教学过程:
一、什么是曲线运动
1、现象分析:
(1) 演示自由落体运动。(实际做与动画演示)提问并讨论:该运动的特征是什么?
结论:轨迹是直线
(2)演示平抛运动(实际做与动画演示)提问并讨论:该运动的特征是什么?
结论:轨迹是曲线
2、结论:(1) 概念:轨迹是曲线的运动叫曲线运动。(2) 范围:曲线运动是普遍的运动情形。小到微观世界(如电子绕原子核旋转);大到宏观世界(如天体运行)都存在。生活中如投标枪、铁饼、跳高、跳远等均为曲线运动。(说明)为什么有些物体做直线运动,有些物体做曲线运动呢?那我们必须掌握曲线运动的性质及产生的条件。
二、曲线运动的物体的速度方向
1、三个演示实验
(1)演示在旋转的砂轮上磨刀具。
观察并思考问题:磨出的火星如何运动?为什么?
分析:磨出的火星是砂轮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。
(2)演示撑开带有雨滴的雨伞绕柄旋转,伞边缘上的水滴如何运动?
观察并思考:水滴为什么会沿脱离时的轨迹的切线飞出?
分析:同上(3)演示链球运动员运动到最快时突然松手,在脱手处小球如何飞出?
观察并思考:链球为什么会沿脱手处的切线飞出?分析:同上
2、理论分析:
(1)在变速直线运动中如何确定某点心瞬时速度? 分析:如要求直线上的某处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: 可知: 的方向与 的方向一致, 越小, 越接近a点的瞬时速度,当 时,ab曲线即为切线,a点的瞬时速度为该点的切线方向。可见,速度的方向为质点在该处的切线方向,且方向是时刻改变的。因此,曲线运动是变速运动。
3、结论: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)的速度方向在曲线的这一点的切线方向上。
四、物体做曲线运动的条件
1、观察与思考三个对比实验说明:以下三个实验是在实物展示台面上做的,由于展示台是玻璃面,而运动的物体是小钢球,摩擦力很小,可看成光滑的平面。初速度是从一斜槽上滑到台面上实现。
(1)在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在不受外力时将如何运动?讨论结果:由于小球在运动方向上不受外力,合外力为零,根据牛顿第一定律,小球将做匀速直线运动。(动画演示受力分析)
(2)在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在运动方向的正前方向或正后方向放一条形磁铁将如何运动?
讨论结果:由于小球在运动方向受磁铁作用,会使小球加速或减速,但仍做直线运动。(动画演示受力分析)
(3)在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在运动方向一侧放一条形磁铁时小球将如何运动?
讨论结果:由于小球在运动过程中受到一个侧力,小球将改变轨迹而做曲线运动。(动画演示受力分析)
2、从以上实验得出三个启示:
启示一:物体有初速度但不受外力时,将做什么运动?(提问)
答:匀速直线运动(如实验一)
启示二:物体没有初速度但受外力时,将做什么运动?(提问)
答:做加速直线运动(如自由落体运动等)
启示三:物体既有初速度又有外力时,将做什么运动?
答:a、当初速度方向与外力方向在同一直线上(方向相同或相反)时将做直线运动。(如竖直上抛、实验二等)
b、当初速度与外力不在同一直线上时,做曲线运动。(如实验三、水平抛物体等)
提问:根据以上实验及启示,分析做曲线运动的条件是什么?
3、结论:
做曲线运动的条件是:
(1) 要有初速度 (2)要有合外力(3)初速度与合外力有一个角度
五、思考与讨论练习:
飞机扔石头,分析为什么石头做曲线运动?
分析:石头离开飞机后由于惯性,具有飞机同样的水平初速度,且受重力,初速度与重力方向有角,所以做曲线运动。(动画演示受力分析与初速度的关系)
引申:
(1)、我们骑摩托车或自行车通过弯道时,我们侧身骑,为什么?讨论后动画演示受力分析与初速度的关系。
(2)山公路路面有何特点?火车铁轨在弯道有何特点?(回家思考)
曲线运动的教案篇2
新课程改革提倡培养学生的能力,现代教育理念认为,能力并不是教会的,而是学生在学习活动过程中通过自主体验、感悟,进而通过类化、迁移而逐步形成的。所以课堂教学要以学生为主体进行设计,结合学生原有的认知结构,将教学内容融于优化的课堂教学过程中。新课程中人教版的教材编写就充分考虑到学生的发展,在完成知识目标的同时更注重过程的参与和方法的形成,在教材内容和习题的选取时更注重“情感、态度和价值观”的形成。
1.本节的教材分析
曲线运动一章从知识体系看,涉及的是在自然界和技术中比前面所学直线运动更普遍的运动形式,因此研究曲线运动是力学研究的必然。从学生的认知发展来看,在以前研究直线运动时,学生建立了一套运用牛顿运动定律研究物体运动规律的方法,在本章将这一套研究方法推广到曲线运动的研究,是学生认知发展的必然。
本节是整章教学的知识基础。通过实验和讨论,让学生体会到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;速度的方向沿轨迹的切线方向;理解物体做曲线运动的条件。
其中的重点是曲线运动的速度方向和产生条件。
难点有三处:一是对砂轮打磨刀具实验的解释,二是曲线运动速度方向的理论证明,三是曲线运动发生的条件。
2.曲线运动速度方向的--
为得到曲线运动速度方向是沿曲线某点的切线方向这一结论,设计了以下过程:抓住两个实验:砂轮打磨刀具和投掷链球。按三个过程分梯次完成。
过程1:观察两个视频
在观察两个视频和演示实验后学生基本得出速度方向的规律,但过程1列举的是圆周运动的情况,圆周运动是曲线运动的一种特例,通过一个特例来概括出普遍结论,这不利于形成学生的科学思维;另外,过程1仅仅是一种实验现象,只有把实验现象和理性分析结合起来形成结论,这才是更科学的研究方法。所以教学中没有在过程1之后就匆匆形成结论,
过程2:对实验现象的分析
该过程主要是对过程1的理性分析,过程2不是和过程1那样光凭眼睛一看就了事,而是要通过分析火星的运动方向与轨迹的关系,从而判断出火星的运动方向就是在脱离点的曲线切线上。这就存在着一个如何收集信息和分析、处理信息的问题,它使学生感觉到,一个实验结论的形成并不是草率的。通过过程2可以得出圆周运动时质点的速度方向,但同样不能代表一般性结论。为此设计了过程3。
过程3:对一般情况的理论证明
该过程主要通过极限的思想从数学角度和物理学的角度分析证明一般性的曲线运动的方向在曲线上该点的切线方向。结论更具有普遍性。当然在这里不必深究一般曲线的切线的意义和几何求法。
从探究性理论角度看,过程1可以看成是根据部分事实得到的猜想,过程2和过程3可以看成是对该猜想所进行的实验和理论上的证明。
3.从本节课的--谈对新课程教材的把握
3.1本节教材的编写特点
3.1.1将知识的讲解融于过程中,更加重视学生过程的参与和方法的形成。
如在曲线运动速度方向的编写时,选取了两个实际情景的图片和一个演示实验。这样的安排充分体现了编者在重视教学中知识与技能目标达成的同时更加突出过程和方法的形成。本来在通过观察砂轮打磨刀具和投掷链球两个视频后学生可以得出结论的,但是考虑到这样的认识只是学生感性的、最表面的认知,是没有深入问题的本质的。当然在解决实际问题时就会感到束手无策。所以教材中又安排了一个看似简单的实验,这个实验其实和上述两个材料有本质的不同,它不像观察图片和视频那样光凭眼睛一看就了事,而是要通过收集信息和分析、处理信息,而后得到物理结论,这是科学研究过程的必然。这样才能使学生感觉到,一个结论的形成并不是草率的。到此似乎研究的过程就可以画上完美的句号,但是通过上述实验只能得出做圆周运动时质点的速度方向,这不能代表一般的曲线运动,所以结论不具有普遍性。因此教材中特意安排了一段理论证明,采用极限的思想,曲线上任意两点的连线(割线)在无限逼近时会最终演变成一点的切线(图中a点的切线)。从物理学的角度看,ab连线就是物体这段时间内的位移,也是平均速度的方向,当a和b无限逼近时平均速度就演变成物体在a点的瞬时速度。到此从理论上就证明了任何曲线运动的物体在某点的速度方向在曲线上该点的切线方向。
3.1.2“做一做”板块更突出学生的主体性
在教材内容的最后安排了“做一做”:──做一个飞镖,体验“曲线运动的速度方向跟曲线相切”。要求(1)观察飞镖在空中速度方向的变化;(2)观察飞镖插入泥土时的入射角。显然,这里的体验不只是为了理解曲线运动的速度方向这一知识点,更主要是为了增强学生理论联系实际的意识,并对物理学习产生积极的情感。生活中要解决许多更复杂的问题往往需要有这种意识,而意识是难以通过“讲知识”来形成的,实践意识只能来自于活动主体在活动过程中的体验。
3.1.3练习题的设计重视“情感、态度与价值观”目标的达成
本节教材后的练习题,除了能体现出课文中的主干知识之外,设计时,还慎重地考虑了教学中“情感、态度与价值观”目标的实现。首先,这几个练习题的难度水平有利于学生积极思考、同时又使他们在独立思考的情况下体验到解决问题的愉悦。而且,练习题的内容贴近学生的生活,学生通过做练习这种学习方式,能够对物理学产生亲近感。例如,在曲线运动的练习题1中编写了一个以跳水运动员“反身翻腾两周半”为实践背景的曲线运动方向分析问题;由于赋予了实践的背景,物理知识被活化了。这时候,学生跟物理学的距离就能拉近许多。
3.2教学中对新课程教材的把握策略
在教学中首先要依据《普通高中课程标准》和《浙江省普通高中新课程指导意见》准确把握教学目标、教学重点和教学难点,然后通过对教材的深入分析来优化设计教学实施过程。
3.2.1依据教材内容的编排结构来确定教学目标点的达成顺序
一般而言,教材内容的编排都具有严密的逻辑性和恰当的梯次性。如本节内容的编排上先安排曲线运动的方向,然后安排物体做曲线运动的条件。从知识结构上看,曲线运动的方向在轨迹上某点的切线方向是反映曲线运动的运动学特征,而曲线运动的条件则是动力学特征,完全符合牛顿力学的研究思路。从对学生认知建构的过程来看,知道曲线运动的方向只是知道一个事物的结果,掌握了曲线运动发生的条件才能理解出现该结果的原因,这样才能在逻辑上有利于学生深刻理解本节的两个重点内容。所以分析清楚教材内容的逻辑关系对学生迅速形成有效合理的认知的至关重要。
3.2.2把握教材中图片资料和实验的关系
为了有效地达成教学目标,编者都会在适当的时候和适当的地方安排有助于对教学内容理解的图片资料或是演示实验,对于这些辅助材料我们在--时一定要慎重选用。如本节内容中的砂轮打磨刀具和投掷链球的图片,它有利于学生从感觉上去感知曲线运动的方向,但只是停留在感性的层面上,采用这样的方式学习的知识是不牢固的,在其它情景中就不一定能灵活运用。因此教材紧接一个演示实验──钢球在弯管里的运动。本实验就不像用眼睛看图只是感觉,而是要动手记录小球运动的轨迹,用直尺判断出小球脱离轨道后的运动轨迹是在脱离点的曲线切线上。这就存在着一个如何收集信息和分析、处理信息的问题,这样形成结论当然更牢固。所以--的时候绝对不能草率的将实验用图片取而代之,要多给学生动手的机会,多准备有效的实验。
3.2.3重视教材中的“说一说”和“做一做”
这两个栏目的内容是扩展性的,不是基本教学内容,教学中需要根据实际情况有选择性的设计。如本节内容中砂轮打磨刀具的图片就是属于“说一说”栏目,主要是想让学生能在直观上感受曲线运动速度方向的特点,如果要用这一图片资料设计教学过程,我们可以换用一段视频材料以给学生更多动态直观的感受,会更有利于教学目标的达成。“做一做”栏目中的内容要从完善学生认知结构的体系角度出发去选用,因为通过感官去获取的知识和亲自动手获得知识是有本质的区别的,通过后者获得的认知会更牢固、更持久、更有深度。
3.2.4充分利用教材课后的习题
人教版教材课后的习题具有如下特点:一是总体难度不大,有利于学生积极思考、同时又能使他们在独立思考的情况下体验到解决问题的愉悦。二是这些习题都是课本主干知识的体现,完成这些题有利于学生及时巩固所学内容。三是这些练习题的内容贴近学生的生活,学生练习时能够对物理学产生亲近感,有利于“情感、态度与价值观”目标的达成。
曲线运动的教案篇3
★新课标要求
(一)知识与技能
1、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。
2、知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上。
(二)过程与方法
1、体验曲线运动与直线运动的区别。
2、体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化。
(三)情感、态度与价值观
l、能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、激发参与科技活动的热情,善于将物理知识应用于生活和生产实践中。
★教学重点
1、物体做曲线运动的方向的判定.
2、物体做曲线运动的条件.
★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。
★教学方法
教师启发、引导,实验法、归纳法、讨论、交流学习成果。
★教学工具
计算机、投影仪、cai课件、小钢球、条形磁铁。
★教学过程
(一)引入新课
教师活动:设问:
物体的运动从轨迹的不同可以分为两大类,是哪两类?请举例说明。
学生活动:积极思考,列举实例。学生代表发言,其他同学补充。
教师活动:学生举例后,演示课件,增加感性认识。
点评:问题比较简单,可由c层次同学(提问)答出,增加其学习的兴趣。
[结论]直线、曲线两种.
教师活动:总结点评学生的发言情况,引出课题。
直线运动已经学过,但实际生活中普遍发生的却是曲线运动。所以,研究曲
线运动的特点,物体在什么情况下做曲线运动等问题将是我们更重要的任务,
从本节课开始我们来研究曲线运动。
(二)进行新课
1、曲线运动速度的方向
教师活动:课件演示
(1)在砂轮上磨刀具时,刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线方向飞出;
(2)撑开的带有水的伞绕着伞柄旋转,伞面上的水滴沿伞边各点所划圆周的切
线方向飞出。
提出问题:曲线运动中速度的方向是时刻改变的,该怎样确定物体的速度方向呢?
引导学生阅读教材33页有关内容,明确切线的概念。
学生活动:阅读教材,回答什么是曲线的切线;如何描述曲线运动物体的速度方向。
教师活动:听取学生汇报,帮助总结、强调。
强调:质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是沿曲线的这一点的切线方向。
强化训练:
曲线滑梯如图所示,试标出人从滑梯上滑下时在a、b、c、d各点的速度方向
教师活动:提问:
a:速度是矢量,既有大小,又有方向。那么速度的变化包含哪几层含义?
b:有人说,作曲线运动的物体一定具有加速度,该怎样理解?
c:由以上两个问题,可以更进一步概括出曲线运动的运动学特征,应该怎样描述?
学生活动:思考并回答问题。
教师活动:听取学生汇报,帮助总结、强调。
只要速度的大小、方向中的一个或两个同时变化,就表示速度矢量发生了变化;既然曲线运动是变速运动,那么由a=有加速度;
曲线运动中速度的方向时刻在改变,所以曲线运动是变速运动。
2、物体作曲线运动的条件
教师活动:演示实验:有条件的学校可以让学生两人一组,独立设计并完成实验。
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?vt可得作曲线运动的物体一定具做曲线运动?
学生活动:思考问题,并动手实验。
点评:培养学生动手动脑的习惯,增强学生探索新知的欲望。教师要尽可能给学生创造机会,不求结果,只要让学生亲历探索的过程就可以了。
教师活动:巡回指导,了解学生的实验过程,解决可能遇到的问题。
学生活动:代表发表见解,汇报实验方案和实验结果。
教师活动:听取学生汇报,帮助总结、点评
磁铁对小钢球施加了一个力的作用,用f表示这个力,用v表示小钢球的速度,则
①直线加速:f的方向与v的方向在一条直线上,但方向相同.
②直线减速:f的方向与v的`方向在一条直线上,但方向相反.
③曲线运动:f的方向与v不在一条直线上,成一角度.
强调总结: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;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.
[课件演示]印证以上结论,同时增强感性认识。
学生活动:认真观看课件,体会物体作曲线运动的条件。
教师活动:投影习题,给学生以实例刺激,巩固所学知识
如图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.
学生活动:思考并回答问题,学生代表发表见解。
教师活动:针对学生的回答进行点评。
(三)课堂总结、点评
教师活动:让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。
点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。
教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。
(四)实例探究
1.在砂轮上磨刀具时可以看到,刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线飞出,为什么由此推断出砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向?
解答:火星是从刀具与砂轮接触处擦落的炽热微粒,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。火星沿砂轮切线飞出说明砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向。
2.为什么说曲线运动一定是变速运动?
解答: 物体做曲线运动时,它在某点的速度方向就是曲线的这一点的切线方向,由于曲线上各点的切线方向是不同的,所以,物体做曲线运动时,速度的方向时刻在变化,由于速度是矢量,不论其大小是否变化,只要方向改变,速度就发生了变化,所以曲线运动一定是
曲线运动的教案篇4
一、教学目标
1、知道什么是曲线运动。
2、知道曲线运动中速度的方向。
3、理解曲线运动是一种变速运动。
4、理解物体做曲线运动的条件是所受合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上。
二、重点难点
重点:曲线运动中的速度方向和物体做曲线运动的条件。
难点:理解并掌握物体做曲线运动的条件。
三、教学方法
实验、讲解、归纳、推理
四、教学用具
多媒体设备、小钢球、条形磁铁
五、教学过程
(一)、引入新课:
?放录像】飞行的铁饼,导弹,卫星?
在实际生活中,曲线运动是普遍发生的。 曲线运动有什么特点?物体为什么会做曲线运动?本节课我们就来学习这些问题。
(二)、曲线运动的速度方向
1、提问:曲线运动与直线运动有什么区别?
――运动轨迹是曲线。
――速度方向时刻改变。
2、曲线运动的速度方向
?放录像】
(1)、在砂轮上磨刀具时,刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线方向飞出;(见课件)
(2)、撑开的带有水的伞绕着伞柄旋转,伞面上的水滴沿伞边各点所划圆周的切线方向飞出。
总结: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)、推理:
a:速度是矢量,既有大小,又有方向。
b:只要速度的大小、方向中的一个或两个同时变化,就表示速度矢量发生了变化,也就是具有加速度。
c:曲线运动中速度的方向时刻在改变,所以曲线运动是变速运动。
过渡:那么物体在什么条件下才做曲线运动呢?
(三)、物体做曲线运动的条件
?演示实验】(投影仪显示)一个在水平面上做直线运动的钢珠,如果从旁边给它施加一个侧向力,它的运动方向就会改变,不断给钢珠施加侧向力,或者在钢珠运动的路线旁放一块磁铁,钢珠就偏离原来的方向而做曲线运动。
归纳得到:当运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动。
?讨论】 做曲线运动的物体,其加速度的方向跟它的速度方向是否一致?
对照物体做直线运动的条件:当物体所受的合外力方向跟它的速度方向在同一直线上时,物体做直线运动。
?看书】抛出的石子,飞行的`人造卫星为什么做曲线运动?
用牛顿第二定律分析物体做曲线运动的条件:
当合力的方向与物体的速度方向在同一直线上时,产生的加速度也在这条直线上,物体就做直线运动。
如果合力的方向跟速度方向不在同一条直线上,产生的加速度就和速度成一夹角,这时,合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。 课堂练习:课本p83练习一(1)、(4)两题学生讨论;(2)、(3)两题课堂练习,并点两名学生在黑板上写出结果。教师评讲。
(四)、巩固练习
物体在力f1、f2、f3的共同作用下做匀速直线运动,若突然撤去外力f1,则物体的运动情况是
a、必沿着f1的方向做匀加速直线运动
b、必沿着f1的方向做匀减速直线运动
c、不可能做匀速直线运动
d、可能做直线运动,也可能做曲线运动
?c、d】
(五)、课堂小结
1、运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动。
2、曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点的瞬时速度的方向在曲线的这一点的切线方向上。
3、当运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动。
六、课外作业
(略)
曲线运动的教案篇5
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。
曲线运动的教案篇6
一. 教学内容:
第一节 曲线运动
第二节 运动的合成与分解
要点
1. 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。
2. 知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上。
3. 在一个具体问题中知道什么是合运动,什么是分运动;知道合运动和分运动是同时发生的,并且互相不影响。
4. 知道什么是运动的合成,什么是运动的分解,理解运动合成和分解遵循平行四边形定则。
5. 会用作图法和直角三角形知识解决有关位移和速度的合成、分解问题。
重点、难点解析
一、曲线运动
1. 曲线运动的速度
(1)曲线运动的方向是时刻改变的。
(2)质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是在曲线上这一点的切线方向。
(3)曲线运动一定是变速运动。
,则曲线运动的平均速度应为时间t内位移与时间的比值,如下图所示 随时间取值减小,由下图可知时间t内位移的方向逐渐向a点的切线方向靠近,当时间趋向无限短时,位移方向即为a点的切线方向,故极短时间内的平均速度的方向即为a点的瞬时速度方向,即a点的切线方向。
2. 物体做曲线运动的条件
运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。
3. 曲线运动中速度方向与加速度方向的关系
做曲线运动的物体,它的加速度的方向跟它的速度方向也不在同一直线上。
(2)速度
(3)加速度
(2)将船渡河的运动沿平行于河岸和垂直于河岸方向正交分解如图所示,则 为轮船实际上沿河岸方向的运动速度, 为轮船垂直于河岸方向的运动速度。
当 时:
①要使船垂直横渡,则应使 =0,此时渡河位移即实际航程最小,等于河宽d。
②要使船渡河时间最短,则应使 最大,即当 。
?典型例题】
例1 如图所示,物体在恒力f作用下沿曲线从a运动到b,这时,突然使它所受力反向,大小不变,即由f变为-f。在此力作用下,物体以后的运动情况,对下列说法中正确的是
a. 物体可能沿曲线ba运动
b. 物体可能沿直线bb运动
c. 物体可能沿曲线bc运动
d. 物体可能沿原曲线由b到a
解析 根据物体沿曲线运动的条件,物体由a到b的运动过程中,f的方向与速度的方向总交某一角度(不等于零和不等于 之间只有曲线bc,故物体的运动轨迹可能为bc。-f与
说明 曲线运动的速度方向既然是随时间而变化的,它的加速度方向必然不平行于速度方向,而加速度与物体所受合外力方向相同,所以做曲线运动的物体所受的合外力与它的运动方向一定不在同一条直线上,合外力的方向总是指向轨迹的凹侧。
例2 飞机在航空测量时,它的航线要严格地从西到东。如果飞机的速度是80km/h,风从南面吹来,风的速度为40km/h,飞机所测地区长为80km,需要的时间为多少?
解析 两个分运动的`速度分别为
飞机的合速度为
所用时间为
答案 需要的时间为1.15h
说明 (1)飞机同时参与了两个分运动,一个是飞行运动. 速度为80km/h;另一个是随风一起的运动,速度为40km/h。飞机相对地的运动为这两个运动的合运动。
(2)合运动的速度方向必须沿所测地区的长度方向。
(3)飞机相对地的运动为合运动,合运动为匀速直线运动。
例3 小船在d=200m宽的河中横渡,水流速度v1=2m/s,船在静水中的航速v2=4m/s,求:
(1)小船怎样过河时间最短,最短时间tl是多少?
(2)小船怎样过河位移最小,所需时间t2是多少?
即小船垂直于河岸行驶时,过河时间最短,需50s。
(2)位移最小应等于河宽 高三,合位移与合速度应垂直河岸,如图所示,则
,即船向与岸成 角
渡河时间
说明 解决这类问题时,首先要明确哪是合运动,哪是分运动,根据合运动和分运动的等时性及平行四边形定则求解,解题时要注意画好示意图。
?模拟
1. 关于运动的性质,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. 曲线运动一定是变加速运动
d. 运动物体的加速度数值、速度数值都不变的运动一定是直线运动
2. 下列关于力和运动的说法中正确的是 ( )
a. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动
b. 物体在变力作用下不可能做直线运动
c. 物体在变力作用下有可能做直线运动
d. 物体的受力方向与它的速度方向不在一条直线上时,有可能做直线运动
3. 物体在几个共点的恒力作用下处于平衡状态。若突然撤去其中的一个恒力,该物体的运动 ( )
a. 一定是匀加速直线运动
b. 一定是匀减速直线运动
c. 一定是曲线运动
d. 上述几种运动形式都有可能
4. 下列关于运动状态与受力关系的说法中,正确的是 ( )
a. 物体的运动状态发生变化,物体的受力情况一定变化
b. 物体在恒力作用下,一定做匀变速直线运动
c. 物体的运动状态保持不变,说明物体所受的合外力为零
d. 物体做曲线运动时,受到的合外力可以是恒力
5. 一质点做曲线运动,它的轨迹由上到下(如图示曲线),关于质点通过轨迹中点时的速度的方向和加速度的方向可能正确的是下图中的哪一个? ( )
b.
c. d. b. 0
c. d.
11. 一架飞机沿仰角13. 一艘小船从河岸a处出发渡河,小船保持与河岸垂直方向行驶,经过10分钟到达正对岸下游120m的c处,如图所示。如果小船保持原来的速度逆水斜向上游与河岸成
?试题答案】
1. a 2. c 3. d 4. cd 5. b 6. b 7. bcd 8. bcd 9. d 10. c
11. 480 240 12. 速度与竖直方向的夹角
13. d=200m
曲线运动的教案篇7
教学目标
知识目标
1、知道曲线运动是一种变速运动,它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上。
2、理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上。
能力目标
培养学生观察实验和分析推理的能力。
情感目标
激发学生学习兴趣,培养学生探究物理问题的习惯。
教材分析
本节教材主要有两个知识点:曲线运动的速度方向和物体做曲线运动的条件。教材一开始提出曲线运动与直线运动的明显区别,引出曲线运动的速度方向问题,紧接着通过观察一些常见的现象,得到曲线运动中速度方向是时刻改变的,质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是曲线的这一点(或这一时刻)的切线方向。再结合矢量的特点,给出曲线运动是变速运动。关于物体做曲线运动的条件,教材从实验入手得到:当运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动。再通过实例加以说明,最后从牛顿第二定律角度从理论上加以分析。教材的编排自然顺畅,适合学生由特殊到一般再到特殊的认知规律,感性知识和理性知识相互渗透,适合对学生进行探求物理知识的训练:创造情境,提出问题,探求规律,验证规律,解释规律,理解规律,自然顺畅,严密合理。本节教材的知识内容和能力因素,是对前面所学知识的重要补充,是对运动和力的关系的进一步理解和完善,是进一步学习的基础。
教法建议
“关于曲线运动的速度方向”的教学建议是:首先让学生明确曲线运动是普遍存在的,通过图片、动画,或让学生举例,接着提出问题,怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢?可让学生先提出自己的看法,然后展示录像资料,让学生总结出结论。接着通过分析速度的矢量性及加速度的定义,得到曲线运动是变速运动。
“关于物体做曲线运动的条件”的教学建议是:可以按照教材的编排先做演示实验,引导学生提问题:物体做曲线运动的条件是什么?得到结论,再从力和运动的关系角度加以解释。如果学生基础较好,也可以运用逻辑推理的方法,先从理论上分析,然后做实验加以验证。
教学设计方案
教学重点:曲线运动的速度方向;物体做曲线运动的条件
教学难点:物体做曲线运动的条件
主要教学过程设计:
一、曲线运动的速度方向:
(一)让学生举例:物体做曲线运动的一些实例
(二)展示图片资料
1、上海南浦大桥
2、导弹做曲线运动
3、汽车做曲线运动
(三)展示录像资料:
1、弯道上行驶的自行车通过以上内容增强学生对曲线运动的感性认识,紧接着提出曲线运动的速度方向问题:
(四)让学生讨论或猜测,曲线运动的速度方向应该怎样?
(五)展示录像资料
1:火星儿沿砂轮切线飞出
2:沾有水珠的.自行车后轮原地 运转
(六)让学生总结出曲线运动的方向
(七)引导学生分析推理: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。
二、物体做曲线运动的条件:
[方案一]
(一)提出问题,引起思考:沿水平直线滚动的小球,若在它前进的方向或相反方向施加外力,小球的运动情况将如何?若在其侧向施加外力,运动情况将如何?
(二)演示实验;钢珠在磁铁作用下做曲线运动的情况,或钢珠沿水平直线运动之后飞离桌面的情况。
(三)请同学分析得出结论,并通过其它实例加以巩固。
(四)引导同学从力和运动的关系角度从理论上加以分析。
[方案二]
(一)由物体受到合外力方向与初速度共线时,物体做直线运动引入课题,教师提出问题请同学思考:如果合外力垂直于速度方向,速度的大小会发生改变吗?进而将问题展开,运用力的分解知识,引导学生认识力改变运动状态的两种特殊情况:
1、当力与速度共线时,力会改变速度的大小;
2、力与速度方向垂直时,力只会改变速度方向。
最后归结到:当力与初速度成角度时,物体只能做曲线运动,确定物体做哪一种运动的依据是合外力与初速度的关系。
(二)通过演示实验加以验证,通过举生活实例加以巩固:
展示课件三,人造卫星做曲线运动,让学生进一步认识曲线运动的相关知识。
课件2,抛出的手榴弹做曲线运动,加强认识。
探究活动
观察并思考,现实生活中物体做曲线运动的实例,并分析物体所受合外力的情况与各点速度的关系。