高中物理教案與課件曲線運(yùn)動(dòng)

1、第五章曲線運(yùn)動(dòng)全章概述本章以平拋運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)為例，介紹物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件、規(guī)律及其研究方法運(yùn)動(dòng)的分解與合成。其中，平拋運(yùn)動(dòng)及勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律是本章的重點(diǎn)，也是各類測(cè)試中經(jīng)?？疾榈臒狳c(diǎn)。尤其運(yùn)動(dòng)的分解與合成作為處理曲線運(yùn)動(dòng)的基本方法，既是我們需要掌握的重點(diǎn)知識(shí)，也是我們學(xué)習(xí)過程中的難點(diǎn)知識(shí)，應(yīng)引起高度重視。通過本章學(xué)習(xí)，我們首先應(yīng)認(rèn)識(shí)到：牛頓運(yùn)動(dòng)定律同樣適用于曲線運(yùn)動(dòng)，是反映物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本定律；其次，應(yīng)領(lǐng)會(huì)到：運(yùn)動(dòng)的分解與合成是物理等效思想方法在曲線運(yùn)動(dòng)研究過程中的具體應(yīng)用；另外，研究不同的運(yùn)動(dòng)要注意各自的特點(diǎn)，對(duì)具體問題進(jìn)行具體分析，要學(xué)會(huì)將知識(shí)在不同情況下進(jìn)行遷移和靈活應(yīng)用。本章

2、內(nèi)容分為三個(gè)單元：第一單元：第一節(jié)講述物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件和曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。第二單元：第二至四節(jié)闡述了研究曲線運(yùn)動(dòng)的基本方法，并用這個(gè)方法具體研究平拋及拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律。第三單元：第五節(jié)到第八節(jié)學(xué)習(xí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的描述方法和基本規(guī)律以及勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用舉例。新課標(biāo)要求1、要深刻理解物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件和曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是物體所受合外力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向不在一條直線上，判斷物體是否做曲線運(yùn)動(dòng)只需要找到物體所受的合外力的方向及物體的速度方向即可。曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，做曲線運(yùn)動(dòng)的物體在某一點(diǎn)（或某一時(shí)刻）的速度方向就是在曲線上的這一點(diǎn)的切線方向，其方向

3、不斷發(fā)生變化，因此曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。2、認(rèn)直把握運(yùn)動(dòng)的合成與分解所遵循的一個(gè)原則，兩個(gè)原理。一個(gè)原則是運(yùn)動(dòng)的和成與分解均遵守平行四邊形定則。這里包括對(duì)1、v、a的合成與分解。兩個(gè)原理是：運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理和運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性原理。運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理是指：物體在任何方向的運(yùn)動(dòng)，都按其自身的規(guī)律來進(jìn)行，不會(huì)因?yàn)槠渌较虻倪\(yùn)動(dòng)是否存在而受到影響。運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性原理是指：若物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)是在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的，它們之間不存在先后的問題。3、物體做平拋運(yùn)動(dòng)的條件以及平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法。物體做平拋運(yùn)動(dòng)的條件有兩個(gè)：其一為物體具有不為零的水平初速度voo其二為物體在運(yùn)動(dòng)過程中只受重力的作用。平拋

4、運(yùn)動(dòng)的處理方法為：根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)水平方向不受力，豎直方向只受重力的特點(diǎn)，將其沿水平（x軸）和豎直（y軸）兩個(gè)方向分解，水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，將復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)用合成與分解的方法化為直線運(yùn)動(dòng)的合成，是我們處理曲線運(yùn)動(dòng)的常用方法。4、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是：線速度的大小恒定不變。角速度、周期和頻率恒定不變，向心力和向心加速度的大小也是恒定不變的。處理勻速圓周運(yùn)動(dòng)的基本方法為：運(yùn)用幾何關(guān)系找到圓周運(yùn)動(dòng)的圓心和軌道半徑，根據(jù)受力分析確定向心力的大小，最后利用向心力的適當(dāng)表達(dá)式列方程求解。新課程學(xué)習(xí)高中物理課堂教學(xué)教案年月日課題§5.1曲線運(yùn)動(dòng)課型新授課（2課時(shí)）教學(xué)目標(biāo)知

5、識(shí)與技能1 .知道曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向，理解曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng).2 .知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是所受的合外力與它的速度方向不在一條直線上.過程與方法1 .體驗(yàn)曲線運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)的區(qū)別.2 .體驗(yàn)曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)及它的建度方向的變化.情感、態(tài)度與價(jià)值觀1 .能領(lǐng)略曲線運(yùn)動(dòng)的奇妙與和諧，發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲.2 .有參與科技活動(dòng)的熱情，將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐中.-教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1 .什么是曲線運(yùn)動(dòng).2 .物體做曲線運(yùn)動(dòng)的方向的確定.3 .物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件.教學(xué)難點(diǎn)物體微曲線運(yùn)動(dòng)的條件.教學(xué)方法探究、講授、討論、練習(xí)教學(xué)手段教具準(zhǔn)備投影儀、投影片、斜面、小鋼球、小木球

6、、條形磁鐵.教學(xué)活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)新課導(dǎo)入（展示問題）師：前面我們學(xué)習(xí)過了各種直線運(yùn)動(dòng)，包括勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)等.下面來看這個(gè)小實(shí)驗(yàn)，判斷該物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).（演示實(shí)驗(yàn)）（1）演示自由落體運(yùn)動(dòng).師：該運(yùn)動(dòng)的特征是什么？生：軌跡是直線.（2）演示平拋運(yùn)動(dòng).師：該運(yùn)動(dòng)的特征是什么？生：軌跡是曲線.師：這里我們看到一種我們前面沒有學(xué)過的運(yùn)動(dòng)形式，它與我們前面學(xué)過的運(yùn)動(dòng)形式有本質(zhì)的區(qū)別.前面我們學(xué)過的運(yùn)動(dòng)的軌跡都是直線，而我們現(xiàn)在看到的這種運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線，我們把這種運(yùn)動(dòng)稱為曲線運(yùn)動(dòng).概念：軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)叫曲線運(yùn)動(dòng).師：其實(shí)曲線運(yùn)動(dòng)是比直線運(yùn)動(dòng)普遍的運(yùn)動(dòng)情形，現(xiàn)在請(qǐng)大家舉出一些生活中

7、的曲線運(yùn)動(dòng)的例子.生：微觀世界里如電子繞原子核旋轉(zhuǎn)；宏觀世界里如天體運(yùn)行；生活中如投標(biāo)搶、擲鐵餅、跳高、既遠(yuǎn)等均為曲線運(yùn)動(dòng).新課教學(xué)一、曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向師：在前面學(xué)習(xí)直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)候我們已經(jīng)知道了任何確定的直線運(yùn)動(dòng)都有確定的速度方向，這個(gè)方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同，現(xiàn)在我們又學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動(dòng)，大家想一想我們?cè)撊绾未_定曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向？在解決這個(gè)問題之前我們先來看幾張圖片（如圖6.11、6.12）.局，J -1即4才師：觀察圖中所描述的現(xiàn)象，你能不能說清楚，砂輪打磨下來的熾熱的微粒.飛出去的鏈球，它們沿著什么方向運(yùn)動(dòng)？生：唐出的火星是砂乾與刀具磨擦出的微粒，由于慣性，以脫離砂輪時(shí)的速度沿切線方向飛

8、出，切線方向即為火星飛出時(shí)的速度方向.對(duì)于鏈球也是同樣的道理，它們也會(huì)沿著脫離點(diǎn)的切線方向飛出.師：剛才的幾個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡都是圈，我們總結(jié)曲線運(yùn)動(dòng)的方向沿著切線方向，但對(duì)于一般的曲線運(yùn)動(dòng)是不是也是這樣呢？下面我們來做個(gè)實(shí)驗(yàn)看一看，一般的曲線運(yùn)動(dòng)是什么情況.（演示實(shí)驗(yàn)）如圖6.13所示.水平桌面上擺一條曲線軌道，它是由幾段稍短的軌道組合而成的.鋼球由軌道的一端滾入（通過壓縮彈簧射人或通過一個(gè)斜面滾入），在軌道的束縛下鋼球做曲線運(yùn)動(dòng).在軌道的下面放一弓白紙，蘸有墨水的鋼球從出口A離開軌道后在白紙上留下一條運(yùn)動(dòng)的軌跡，它記錄了鋼球在A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向.拿去一段軌道.鋼球的軌道出口改在田中且同樣的方法可

9、以記錄鋼球在軌道B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向.觀察一下，白紙上的墨跡與軌道（曲線）有什么關(guān)系？生：墨跡與軌道只有一個(gè)交點(diǎn)，說明了墨跡所在的直線為軌道所在曲線在該點(diǎn)的切線，也就是說質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)（或某一時(shí)刻）的速度的方向是在曲線的這一點(diǎn)的切線方向.師：很好.通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們總結(jié)出了確定傲曲線運(yùn)動(dòng)的物體在任意一點(diǎn)的速度方向，下面我們?cè)購睦碚撋蠈?duì)這個(gè)結(jié)論證明一下，以加深大家的理解.把我們前面學(xué)過的瞬時(shí)速度的求解方法應(yīng)用到這里，我們就可以求出任意一點(diǎn)的« I - 4速度了.下面我們來看這個(gè)過程是怎樣的.（1）如圖6.14,要求直線上的某處A點(diǎn)的瞬時(shí)速度，可在離A不遠(yuǎn)處取一B點(diǎn)，求AB的平均速度來近似表示A點(diǎn)

10、的瞬時(shí)速度，如果時(shí)間取得更短，這種近似更精確，如時(shí)間趨近于零，那么AB間的平均速度即為A點(diǎn)的瞬時(shí)速度.（2）在曲線運(yùn)動(dòng)中如何求某點(diǎn)的瞬時(shí)速度？分析：用與直線運(yùn)動(dòng)相同的思維方法來解決.先求AB的平均速度，據(jù)式：VAB=XAB/t可知：VAB的方向與XAB的方向一致，t越小，Vab越接近A點(diǎn)的瞬時(shí)速度，當(dāng)t一0時(shí)，AB曲線即為切線，A點(diǎn)的瞬時(shí)速度為該點(diǎn)的切線方向.由此我們就可以肯定我們剛才所得出的結(jié)論是正確的.明確了曲線運(yùn)動(dòng)的方向之后，我們來考慮這樣一個(gè)問題：在運(yùn)動(dòng)過程中，曲線運(yùn)動(dòng)的速度和直線運(yùn)動(dòng)的速度最大的區(qū)別是什么？生：在運(yùn)動(dòng)的過程中，直線運(yùn)動(dòng)的速度方向不發(fā)生變化，而曲線運(yùn)動(dòng)速度方向時(shí)期在變.

11、師：很好.那我們由速度的性質(zhì)知，速度是矢量，既有大小又有方向.在勻變速運(yùn)動(dòng)中，速度大小發(fā)生變化，我們說這是變速運(yùn)動(dòng).而在曲線運(yùn)動(dòng)中.速度方向時(shí)刻在改變，我們也說它是變速運(yùn)動(dòng).實(shí)際上這個(gè)過程我們可以這樣來理解：速度是矢量+速度方向變化，速度矢量就發(fā)生了變化一具有加速度一曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng).下面我們來看幾個(gè)題目.課堂訓(xùn)I練1 .關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)B.曲線運(yùn)動(dòng)逮度的方向不斷地變化。但速度的大小可以不變C.曲線運(yùn)動(dòng)的逮度方向可能不變D.曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向一定同時(shí)改變2 .對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)中的速度的方向，下列說法正確的是（）A.在曲線運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)在任一位置的速度

12、方向總是與這點(diǎn)的切線方向相同B.在曲線運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)的速度方向有時(shí)也不一定是沿著軌跡的切線方向C.旋轉(zhuǎn)雨傘時(shí).傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運(yùn)動(dòng)，故水滴速度方向不是沿其切線方向的D.旋轉(zhuǎn)雨傘時(shí)，傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運(yùn)動(dòng)，水滴速度方向總是沿其軌道的切線方向參考答案1. A解析：對(duì)于曲線運(yùn)動(dòng)來說，在運(yùn)動(dòng)的過程中，物體速度方向始終在變化，所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng).在這個(gè)過程中.物體速度的大小是否發(fā)生變化，并不影響曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng).因此，速度大小可能變化，也可能不變.所以本題應(yīng)該選擇A2. AD解析：本題主要考查物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度方向，解此題只要把握一點(diǎn)：不論在任何情況下，曲線運(yùn)動(dòng)速度方向總是

13、與其軌道的切線方向一致的，所以本題應(yīng)該選擇AD二、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件師：為什么有些物體做直線運(yùn)動(dòng)，有些物體做曲線運(yùn)動(dòng)呢？下面我們通過幾個(gè)實(shí)驗(yàn)來研究以下這個(gè)問題.實(shí)驗(yàn)與探究如圖6.15所示的裝置放在水平桌面上.在斜面頂端放置一鋼球，放開手讓鋼球自由滾下，觀察鋼球在桌面上的運(yùn)動(dòng)情況，記住鋼球的運(yùn)動(dòng)軌跡.生：鋼球做直線運(yùn)動(dòng)，速度逐漸減小.師：請(qǐng)同學(xué)們來分析鋼球在桌面上的受力情況.生：鋼球受豎直向下的重力，豎直向上的支持力，還受到滑動(dòng)摩擦力的作用.師：摩擦力的方向如何？生：摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上，但與運(yùn)動(dòng)方向相反.（演示實(shí)驗(yàn)）在剛才實(shí)驗(yàn)中，鋼球的運(yùn)動(dòng)路徑旁邊放一塊磁鐵，重復(fù)剛才的實(shí)驗(yàn)操作

14、，觀察鋼球在桌面上的運(yùn)動(dòng)情況.生：鋼球傲曲線運(yùn)動(dòng).師：分析鋼球在桌面上的受力情況.生：鋼球受豎直向下的重力，豎直向上的支持力，還受到方向與運(yùn)動(dòng)方向相反的滑動(dòng)摩擦力的作用，此外還受到磁鐵的吸引力.師：引力的方向如何？生：引力的方向隨著鋼球的運(yùn)動(dòng)不斷改變，但總是不與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上.（演示實(shí)驗(yàn)）把上次實(shí)驗(yàn)用的鋼球改為同等大小的木球重復(fù)上次實(shí)驗(yàn).觀察木球運(yùn)動(dòng)情況.生：木球做直線運(yùn)動(dòng)，速度不斷減小.師：分析木球在桌面上的受力情況.生：木球受豎直向下的重力、豎直向上的支持力，還受到方向與運(yùn)動(dòng)方向相反的滑動(dòng)摩擦力的作用.木球并不受到磁鐵給它的吸引力.（演示實(shí)驗(yàn)）隨手拋出一個(gè)粉筆頭，觀察粉筆頭的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

15、.生：粉筆頭做曲線運(yùn)動(dòng).師：分析粉筆頭的受力情況.生：受豎直向下的重力的作用.師：在以上幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中，第一個(gè)鋼球只受到與運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上與運(yùn)動(dòng)方向垂直的力的作用，做的是直線運(yùn)動(dòng)，木球同樣也受到這樣的力的作用，也是做直線運(yùn)動(dòng)，面第二個(gè)鋼球受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向成一定夾角的力的作用，做的是曲線運(yùn)動(dòng)；粉筆頭受的重力與它的運(yùn)動(dòng)方向也不在同一條直線上，粉筆頭傲曲線運(yùn)動(dòng).由此我們可以得出什么樣的情況下物體會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)？生：當(dāng)物體受到與運(yùn)動(dòng)方向不垂直也不在同一條直線上的力的作用時(shí)，會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng).師：現(xiàn)在大家來看這樣一道題.如圖6.16所示，光滑水平桌面上放置質(zhì)量為m的物體，受到與水平方向成。角斜向上的力的作

16、用，分析該物體的運(yùn)動(dòng)情況.生：物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng).師：物體的受力情況是怎樣的？生：受豎直向下的重力、豎直向上的支持力以及拉力.師：拉力與運(yùn)動(dòng)方向有什么關(guān)系？生：與運(yùn)動(dòng)方向有一定角度.師：剛才我們總結(jié)說：當(dāng)物體受到與運(yùn)動(dòng)方向成一定角度的力的作用時(shí)，物體會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)，而在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，物體受的力與運(yùn)動(dòng)方向成。角，但物體并沒有做曲線運(yùn)動(dòng)，這是什么原因呢？生：對(duì)于鋼球來說，它不僅受到與運(yùn)動(dòng)方向成一定角度的力的作用.而且它所受到的合外力的方向也與運(yùn)動(dòng)方向成一定角度，鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)；對(duì)于粉筆頭來說，它所受到的重力就是它受到的合外力，與運(yùn)動(dòng)方向成一定角度，粉筆頭做曲線運(yùn)動(dòng)；對(duì)于剛才實(shí)驗(yàn)中的物體來說，雖然它所

17、受到的拉力與運(yùn)動(dòng)方向成一定角度，但物體所受的合外力仍然與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上，所以該物體并沒有做曲線運(yùn)動(dòng).師：那我們?cè)撊绾慰偨Y(jié)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件呢？生：當(dāng)物體所受的合力方向跟它的速度方向不在同一直線上時(shí).物體將做曲線運(yùn)動(dòng).交流與討論1 .飛機(jī)扔炸彈，分析為什么炸彈做曲線運(yùn)動(dòng)？2 .我們騎摩托車或自行車通過彎道時(shí)，我們側(cè)身騎，為什么？3 .盤山公路路面有何特點(diǎn)？火車鐵軌在彎道有何特點(diǎn)？參考解答1 .炸彈離開飛機(jī)后由于慣性，具有與飛機(jī)同樣的水平初速度，且受重力，初速度與重力方向有一定角度，所以做曲線運(yùn)動(dòng).2 .騎摩托車或自行車通過彎道時(shí)，我們和車一起做曲線運(yùn)動(dòng)，這個(gè)時(shí)候人和車這個(gè)整體需要一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向成一定夾角的力來完成這個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)，我們側(cè)身正是為了提供這個(gè)力.3 .盤山公路的路面并不是水平的，而是一邊高一邊低；火車鐵軌在彎道的時(shí)候兩根鐵軌并不是一般高的，而是一個(gè)高一個(gè)低.之所以這樣設(shè)計(jì)，正是因?yàn)楦鞣N車輛爬盤山公路的時(shí)候做的都是曲線運(yùn)動(dòng)，火車拐彎時(shí)也是曲線運(yùn)動(dòng)，這些曲線運(yùn)動(dòng)都需要一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向成一定夾角的力來完成.盤山公路和火車鐵軌的這種設(shè)計(jì)就是為提供這個(gè)力服務(wù)的.小結(jié)1 .運(yùn)動(dòng)