曲线运动教学案例之一

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1、曲线运动教学案例之一来源:中国基础教育网（2004-4-15） 发表日期:2004年4月20日 【教学目标】1、知识目标(1)知道什么是曲线运动；(2)知道曲线运动中速度的方向是怎样确定的；(3)知道物体做曲线运动的条件。2、能力目标通过物体做曲线运动条件的分析，提高学生能抓住要点对物理现象进行分析的能力。3、德育目标使学生会在日常生活中，善于总结和发现问题。【教学重点】物体做曲线运动的方向的确定，及物体做曲线运动的条件。【教学难点】物体做曲线运动的条件。【教学方法】实验、讲解、归纳、推理法。【教具准备】音像资料、多媒体教学系统及课件、小钢球、条形磁铁。【课时安排】1课时【教学过程】一、导入新

2、课前面我们研究了直线运动，下面请同学们思考两个问题：(1)什么是直线运动？(2)物体做直线运动的条件是什么？在实际生活中，普遍发生的是曲线运动。下落的树叶、运动员掷出的铁饼、发射出的导弹、汽车拐弯等的运动是曲线运动，地球、月球、人造卫星等天体的运动也都是曲线运动。那么什么是曲线运动呢？从本节课开始我们就来学习这个问题。 二、新课教学1、曲线运动屏幕展示：导弹所做的运动、汽车转弯时所做的运动、人造卫星绕地球的运动等几种物体所做的曲线运动。比较总结：它们的运动轨迹都是曲线。曲线运动是一种轨迹为曲线的运动。 2、曲线运动的速度方向(1)曲线运动的速度方向是时刻改变的提问：曲线运动和直线运动除了轨迹不

3、同外，还有什么区别呢？CAI演示：对比小车在平直的公路上行驶和弯道上行驶的情况。总结：曲线运动中速度方向是时刻改变的。(2)曲线运动的速度方向提问：怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻的速度方向呢？屏幕展示：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；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。分析总结：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)曲线运动必有加速度，是变速运动速度大小、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。由于做曲线运动的物体，速度方向时刻改变，所以不论曲线运动物体的速度大小是否改变，

4、它的速度矢量都发生了变化，一定有加速度，是变速运动。曲线运动速度方向时刻改变速度矢量时刻改变一定有加速度合力一定不等于零一定是变速运动。曲线运动一定是变速运动。3、物体做曲线运动的条件 提问：物体在什么条件下才能做曲线运动呢？CAI课件模拟：一个在水平面上做直线运动的钢珠，如果从旁侧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。学生实验：观察完模拟实验后，学生用磁铁和钢珠做实验。归纳得到：当物体受到与运动方向不在一直线上的力的作用时，物体做曲线运动。(1)物体做曲线运动的条件当物体所受合力的方向跟它的速度方向

5、不在同一直线上时，物体就做曲线运动。举例：参见课本图58，抛出的石子做曲线运动；图59，人造地球卫星做曲线运动。(2)做曲线运动的物体，它的加速度方向跟它的速度方向也不同一直线上。因加速度方向跟它所受合力方向相同，所以，做曲线运动的物体，它的加速度方向跟它的速度方向也不同一直线上。(3)物体做直线运动和曲线运动条件的理论解释物体做直线运动和曲线运动条件，可以根据牛顿第二定律平来解释。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，而是成一角度，产生的加速度也是跟速度的方向不在一条直线上，而是成一夹角，这时，合力

6、不但可以改变速度的大小，而且可以改变速度的方向，使物体就做曲线运动。做曲线运动的物体所受的合力，可分解为切向力和法向力，切向力改变速度的大小，法向力改变速度的方向。4、曲线运动轨迹弯曲的特点举例：将物体抛出后物体在重力的作用下做做曲线运动。结论：做曲线运动的物体，所受的合力偏在速度的哪一侧，轨迹就向哪一侧弯曲，曲线运动的轨迹一定夹在速度与力矢量之间，如右图所示。巩固训练1、关于曲线运动，下列说法正确的是( AB )A曲线运动一定是变速运动；B曲线运动速度的方向不断变化，但速度的大小可以不变；C曲线运动的速度方向可能不变；D曲线运动的速度大小和方向一定同时改变。2、物体在力F1、F2、F3的共同

7、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( CD )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。 三、小 结这节课我们学习了运动轨迹是曲线的曲线运动。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上。当合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上时，物体做曲线运动。所受的合力偏在速度的哪一侧，轨迹就向哪一侧弯曲，曲线运动的轨迹一定夹在速度与力矢量之间。 四、作 业P83、练习一 2、3 【板书设计】一 曲线运动1、曲线运动曲线运动是一种轨迹为曲线的运动 2

8、、曲线运动的速度方向1)曲线运动的速度方向是时刻改变的2)曲线运动的速度方向质点在某一点（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)曲线运动必有加速度，是变速运动曲线运动速度方向时刻改变速度矢量时刻改变一定有加速度合力一定不等于零一定是变速运动。曲线运动一定是变速运动3、物体做曲线运动的条件(1)物体做曲线运动的条件当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。(2)做曲线运动的物体，它的加速度方向跟它的速度方向也不同一直线上。(3)物体做直线运动和曲线运动条件的理论解释4、曲线运动轨迹弯曲的特点所受的合力偏在速度的哪一侧，轨迹就向哪一侧弯曲，曲线运动的轨

9、迹一定夹在速度与力矢量之间 第一节曲线运动教学案例之二1、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。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。多媒体，启发讨论式。(实际做与动画演示)提问并讨论：该运动的特征是什么？结论：轨迹是直线提问并讨论：该运动的特征是什么？结论：轨迹是曲线（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

10、线运动呢？那我们必须掌握曲线运动的性质及产生的条件。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。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：同上观察并思考：链球为什么会沿脱手处的切线飞出？ 分析：同上（1）在变速直线运动中如何确定某点心瞬时速度？（2）在曲线运动中如何求某点的瞬时速度？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

11、是时刻改变的。因此，曲线运动是变速运动。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。（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？（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？（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？答：匀速直线运动（如实验一）答：做加速直线运动（如自由落体运动等）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。

12、（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？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1、飞机扔炸弹，分析为什么炸弹做曲线运动？角，所以做曲线运动。（动画演示受力分析与初速度的关系）（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）2、物体在光滑水平桌面受三个水平恒力（不共线）处于平衡状态，当把其中一个水平恒力撤去时，物体将：A、物体一定做匀加速直线运动B、物体一定做匀变速直线运动C、物体有可能做曲线运动D

13、、物体一定做曲线运动 1、物体的初始状态如何？答：静止或匀速直线运动（说明：题目没有明确）2、合外力情况如何？答：开始合外力为零，当撤去一个力时，物体将受到与撤去的力大小相等，方向相反的合外力。（动画演示受力分析过程）3、物体将如何运动？答：a、当初速度为零时，一定做匀加速直线运动b、当初速度不为零时，当初速度方向与合外力方向相同或相反时，做匀变速直线运动；当初速度与合外力方向有角度时，物体做曲线运动。第一节曲线运动教学案例之二 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

14、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

15、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

16、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。三、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

17、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

18、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

19、速度 （2）要有合外力 （3）初速度与合外力有一个角度思考与讨论练习：1、飞机扔炸弹，分析为什么炸弹做曲线运动？分析：炸弹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）2、物体在光滑水平桌面受三个水平恒力（不共线）处于平衡状态，当把其中一个水平恒力撤去时，物体将：A、物体一定做匀加速直线运动B、物体一定做匀变速直线运动C、物体有可能做曲线运动D、物体

20、一定做曲线运动 讨论：1、物体的初始状态如何？答：静止或匀速直线运动（说明：题目没有明确）2、合外力情况如何？答：开始合外力为零，当撤去一个力时，物体将受到与撤去的力大小相等，方向相反的合外力。（动画演示受力分析过程）3、物体将如何运动？答：a、当初速度为零时，一定做匀加速直线运动b、当初速度不为零时，当初速度方向与合外力方向相同或相反时，做匀变速直线运动；当初速度与合外力方向有角度时，物体做曲线运动。答案：C。来自: 中基网教学科研 根据探究教学的基本特征，分析“曲线运动”一教学案例 作者： 狄香珑(高中物理 山西运城物理六班 ) 评论数/浏览数： 3 / 197 发表日期： 2008-07

21、-14 11:14:19 探究教学的基本特征是学习者围绕着问题展开探究活动，而且这些问题又吸引学生。学习者能够通过这个情境，去获取他自己要对问题进行解释的这些证据，根据自己的解释对问题做出回答，将自己的解释跟别人的解释做一个比较，在比较的过程中修正、发展自己的解释。在这样一个过程中，很重要的一个特征就是交流。从提出问题，从收集证据，从形成解释，从比较解释这个进程中都需要交流。下面，我们通过分析“曲线运动”一教学案例，使探究教学的基本特征在具体的教学中得以实践和体现。分析案例：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

22、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

23、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

24、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l、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2：火星儿沿砂轮切线飞出 3：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

25、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

26、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：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新课改背景下的曲线运动案例一、三维目标1、知识与技能（1） 知道什么是曲线运动，理解曲线运动是一种变速运动。（2） 知道曲线运动中速

27、度的方向是怎样确定的。（3） 知道物体作曲线运动的条件，即物体受合外力的方向与速度方向不在同一直线上。2、过程与方法（1） 让学生经科学探究过程，尝试从日常生活、从身边的问题入手研究物理问题，探索物理规律。（2） 通过探索过程，了解物理学的研究方法，认识物理试验在物理发展过程中的作用。（3） 用实验来研究问题，掌握学习的内容，并学会用所学的内容解释日常现象。3、情感态度与价值观（1） 能领略曲线运动的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心求知欲。（2） 有参与科技活动的热情，将物理知识应用于生活和生产实践中。4、本节课的地位和作用运动不仅仅是直线运动，也包括曲线运动。本节内容是后面学习曲线运动的基础，

28、主要研究曲线运动的方向及物体作曲线运动的条件。本节知识点一般不会单独考察，但会渗透到后面的章节中，是夯实基础的一节。5、本节课教学重点物体作曲线运动的条件6、本节课教学难点物体作曲线运动时合外力的方向7、教学方法和设计思路讲授法、观察法、分析法、试验探究法首先由对日常生活中的问题的观察，认识什么是曲线运动。然后引入对一种运动运动学物理量的研究，从而研究曲线运动速度方向。在研究物体为什么作曲线运动的时候，由学生自己设计探究实验在完成教学目标。8、教学用具铁架台、定滑轮、红墨水、白纸斜面轨道、小球、塑料管、条形磁铁、木板细线、钉子小石子电动小汽车、绳子重物二、教学过程目标内容教师引导学生活动引入课

29、题前面的课程中我们主要研究了直线运动，但日常生活中大多是曲线运动。都有哪些曲线运动呢？学生1：自行车车轮上的某点学生2：运动员抛出的铅球学生3：人造卫星绕地球转一、什么是曲线运动1、（认识）什么是曲线运动：刚才大家举了那么多例子，那么你们觉得什么是曲线运动呢？学生：物体运动的轨迹都是曲线物体的运动轨迹是曲线的运动是曲线运动2、（研究）与直线运动的区别是什么？学生：物体速度方向时刻改变。二、曲线运动的速度方向1、（知识准备）割线与切线割线：曲线上有两个点A、B，过A、B两点作直线，这条直线叫曲线的割线。切线：B点逐渐移向A点，割线位置变化，B非常接近A时，与A重合，与曲线只有一个交点，这时的割线

30、叫曲线的切线。2、（研究）曲线运动速度方向实验：（1） 轮子飞起的你墨水点（2）从斜面滑下一小球，滚入一个弯管中，管口有墨水，观察小球从管中滑出时，在纸上留下的墨迹。（结论）质点在某一点的速度方向，是沿曲线在这一点的切线方向。（延伸结论）：曲线运动一定都是变速运动。原因：速度是矢量，有大小有方向，曲线运动的速度方向时刻改3、（创新与发散）你还能举例反映物体的速度方向是沿曲线的切线方向的吗？你能设计一个实验反映物体的速度方向是沿曲线的切线方向的吗？学生1：下雨时，转动雨伞把，雨滴沿切线方向飞出。学生2：我小时候玩的电动火车，我在火车头上贴一个红色的大箭头，就可以知道火车速度时刻变化并沿轨道的切线

31、方向。三、物体作曲线运动的条件请同学们自己设计一个曲线运动来研究物体为什么做曲线运动。小组1：我们研究用细线栓的小球绕铁钉做的圆周运动。小组2：我们研究在空中抛出的石子做的曲线运动。小组3：我们研究沿斜面滚下的小球在磁铁地吸引下做的曲线运动。小组4：我们研究单线摆的曲线运动。各小组探究试验的探究过程指导表格实验内容（发现问题）备注合作探究与分工提出者操作者监察者排难者探究过程（解决问题）现象分析物体受力原来速度方向结论讨论问题问题：物体做什么运动？结论条件1：物体不受力或合外力为零，速度不为零。条件2：物体合外力不为零，合外力与速度同向。条件3：物体合外力不为零，合外力与速度不在同一条直线上。