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2021年人教版高中物理必修二教案全套(5.1曲線運動》教案課題曲線運動單元5年級高一教材分析本節(jié)課所采用的教材是人教版高中物理必修2第五章第一節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容是這一章的基礎(chǔ),要求學生學習后知道曲線運動的速度方向,理解物體作曲線運動的條件?!扒€運動”作為本章的開篇,總體介紹了曲線運動的諸多特征:運動的軌跡為曲線的運動叫做曲線運動;曲線運動是一個變速運動;質(zhì)點作曲線運動某一點的速度方向沿著曲線該點的切線方向;物體作曲線運動的條件是物體所受的作用力與速度方向不在一條直線上。學習了本節(jié)的知識,才能更好的理解和掌握平拋運動、圓周運動等幾個特殊的曲線運動,為后面的學習打下基礎(chǔ)??梢哉f本節(jié)是一個總述,介紹所有曲線運動的特點,后面的幾小節(jié)作為分支,本章總體看有著從普遍到特殊的安排特點。一、教學目標.知道什么是曲線運動。.知道曲線運動中速度的方向,理解曲線運動是一種變速運動。.理解物體做曲線運動的條件。能用牛頓第二定律分析曲線運動的條件,掌握速度與合外力方向與曲線彎曲情況之間的關(guān)系。教學.感受生活中的曲線運動,增強對科學的好奇心與求知欲。教學目標二、目標二、核心素養(yǎng)與核心素物理觀念:理解物體做曲線運動的條件,能運用牛頓運動定律分析曲線運動的條件,掌握速度和合外力方向與曲線彎曲情況之間的關(guān)系,形成曲線運動的物理觀與核心素科學思維:通過探究的過程,讓學生體會得到結(jié)論的科學方法:歸納法科學探究:通過實驗探究過程組織學生總結(jié)出曲線運動的速度方向;并給予理論證明??茖W態(tài)度與責任:體會當所取變量范圍足夠小時,變和不變的統(tǒng)一性、曲和直的統(tǒng)一性,滲透辯證唯物主義世界觀;
教學重點.什么是曲線運動。.物體做曲線運動的方向的確定。.物體做曲線運動的條件。教學難點.理解曲線運動是變速運動。.用牛頓第二定律分析物體做曲線運動的條件,能用曲線運動相關(guān)知識解決實際的問題?!窘虒W過程】教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖導入新課實驗1:豎直向上將糖拋出我手上是一塊糖,現(xiàn)在我將糖豎直向上拋出,你觀察到的糖的運動軌跡是怎樣的呢?出示動畫:糖的運動教師總結(jié):糖的運動軌跡是直線。實驗2:斜拋出糖果現(xiàn)在我再來拋一次糖,誰接住了,這塊糖就歸誰了。但是不能光忙著接糖,要注意觀察糖的運動軌跡發(fā)生了怎樣的變化?T-w案教師總結(jié):可以看到糖的運動軌跡已經(jīng)不再是直線了,糖在空中劃過了一道優(yōu)美的曲線。今天咱們就來研究這種不同于直線運動的運動形式一曲線運動學生仔細觀察并回答:運動軌跡是直線,是豎直上拋運動配合教師接住糖果并回答:是一條曲線通過演示實驗引入新課,兩種運動軌跡相類比,讓學生很明顯的觀察到二者的區(qū)別。
講授新課一、曲線運動及其速度的方向觀察圖片過幫助學生理解1.曲線運動:軌跡是曲線的運動叫做曲線運山車和摩天曲線運動動。輪鍛煉學生總結(jié)出示圖片:過山車和摩天輪學生思考討交流能力和自2.曲線運動的速度方向論學能力思考:曲線運動和直線運動相比,除運動軌學生觀察實為理解曲線運跡不同,還有什么不同?你能舉例說明嗎?驗器材閱讀動的速度方向出示圖片:運動員擲鏈球?qū)嶒灢襟E,打下基礎(chǔ)。出示運動員擲鏈球的視頻了解實驗并進一步理解曲教師總結(jié):運動員擲鏈球時,鏈球在手的牽仔細觀察曲線運動物體的引下做曲線運動,一旦運動員放手,鏈球即線運動物體速度方向刻飛出。放手的時刻不同,鏈球飛出的方向的速度方向讓學生理解化也不一樣??梢姡銮€運動的物體,速度學生思考討曲為直和極限的方向在不斷變化。論的思想。下面我們來研究做曲線運動的物體在某一時學生閱讀理幫助學生理解刻的速度方向。解曲線運動中速演示:觀察做曲線運動物體的速度方向曲線的切線度的方向是時1.實驗器材學生仔細觀刻改變的,質(zhì)點白紙、幾段弧形軌道、沾有紅色印泥的鋼球??匆曨l。在某一點的速'。 8學生練習度方向,沿曲線思考與討論在這一點的切在什么條件線方向下做曲線運鞏固曲線運動動的速度方向進2.實驗步驟閱讀實驗步一步理解曲線(1)在水平桌面上放一張白紙,白紙上擺一驟運動條由幾段稍短的弧形軌道組合而成的彎道。觀察實驗現(xiàn)為下面實驗做(2)使表面沾有紅色印泥的鋼球以一定的初象鋪墊速度從彎道的C端滾入,鋼球從出口A離開觀看視頻說為總結(jié)物體做
后會在白紙上留下一條運動的痕跡,即為鋼出物體做曲曲線運動的條球在A點的運動方向。線運動的條件打下基礎(chǔ)(3)拆去一段軌道,出口改在B.用同樣的件鍛煉學生總結(jié)方法可以記錄鋼球在B點的運動方向。學生思考回以及語言表達思考討論:白紙上的印跡與軌道(曲線)有答能力什么關(guān)系?學生練習幫助學生理解直線運動和曲線運動以及勻/1,變速和變加速運動的判定鞏固所學的知白紙上的印跡與軌道(曲線)相切。知識拓展:數(shù)學概念一一曲線的切線在初中數(shù)學里我們已經(jīng)知道了圓的切線。對于其他曲線,切線指的是什么?0如圖:過曲線上的A、B兩點作直線,這條直線AB叫作曲線的割線。識
設(shè)想B點逐漸沿曲線向A點移動,這條割線的位置也就不斷變化。當B點非常非常接近A點時,這條割線就叫作曲線在A點的切線。假設(shè)圖中的曲線是某一質(zhì)點在時間內(nèi)的運動軌跡。這段時間內(nèi)的位移即為割線AB,平均速度的方向就是割線AB的方向。如果△t取得越小,平均速度的方向依次變?yōu)楦罹€AC、AD、AE、AF…的方向。當△t-O時,割線就成了切線,即平均速度極限值即為A點的瞬時速度,它的方向便在過A的切線方向上。切我苧£..a卜3.實驗結(jié)論曲線運動中速度的方向是時刻改變的,質(zhì)點在某一點的速度方向,沿曲線在這一點的切線方向。出示圖片:砂輪出示視頻:常見曲線運動中的瞬時速度的方向。思考:請同學們結(jié)合已有知識來判定曲線運動是勻速運動還是變速運動?速度是矢量,既有大小,又有方向。由于曲線運動中速度的方向是變化的,所以曲線運動是變速運動。練習1:質(zhì)點沿曲線從左向右運動,畫出質(zhì)點在A、B、C三點的速度方向。答案:Ic練習2:下列說法正確的是( )A.做曲線運動物體的速度方向必定變化B.速度變化的運動必定是曲線運動C.曲線運動中質(zhì)點在某點的瞬時速度方向,就是曲線上這一點的切線方向D.物體做曲線運動,速度大小必定變化答案:AC知識小結(jié):.變速運動指速度變化的運動。速度的變化有:速度大小變化、速度方向變化、速度大小和方向都變化。在物體運動的過程中,即使速度大小不變,但方向變化,仍為曲線運動。.做曲線運動的物體,不管速度大小是否變化,只要其方向變化,速度就會發(fā)生變化,因此曲線運動必定是變速運動。.作直線運動的物體,如果速度方向不變,其大小變化,也稱為變速運動。二、物體做曲線運動的條件
思考與討論:物體如果不受力,將靜止或做勻速直線運動。那么,你認為物體在什么條件下做曲線運動呢?物體做曲線運動時,由于速度方向時刻改變,物體的加速度一定不為0,因此,物體所受的合力一定不為0.但如果物體所受的合力方向與物體運動的方向在一條直線上時,物體會做變速直線運動。那么,物體受什么樣的力才會做曲線運動呢?演示:觀察鋼球的運動軌跡實驗器材鋼球、磁鐵、帶有斜槽的桌面。實驗步驟(1)讓鋼球從斜槽上沿直線下滑,在水平面上做直線運動。(2)在鋼球運動路線的正前方或旁邊放一塊磁鐵觀察鋼球的運動。出示視頻:觀察鋼球的運動軌跡實驗結(jié)論:當物體受到的合力的方向與速度方向不在同一條直線上時,物體做曲線運動。1.物體做曲線運動的條件(1)物體具有初速度。(2)物體受到的合力的方向與速度方向不在同一條直線上,而是成一角度。
.做曲線運動的物體,所受合力的方向總是與速度方向不共線且指向曲線的凹側(cè)。無力不拐彎,拐彎必有力.直線運動和曲線運動以及勻變速和變加速運動的判定。直線運動曲線運動F(或a)跟v在一條直線上F(或a)跟v不在一條直線上a恒定a變化a恒定a變化勻變速直線運動變加速直線運動勻變速曲線運動變加速曲線運動教師總結(jié):判斷直線還是曲線運動關(guān)鍵看a與v是否同一直線;判斷勻變速還是變加速關(guān)鍵看a是否恒定。做一做:用飛鏢顯示曲線運動的速度方向出示圖片:飛鏢的運動軌跡取一根稍長的細桿,一端固定一枚鐵釘,另一端用羽毛或紙片做成尾翼,這樣就得到了一個能夠顯示曲線運動速度方向的“飛o
在空曠地帶把飛鏢拋出,飛鏢在空中各點的指向就是它在該點的速度方向。飛鏢落至地面插入泥土后的指向就是它落地瞬時的速度方向。改變飛鏢的投射角,觀察它在飛行過程中直到插入泥土時的速度方向。課堂練習.物體受恒力作用,合力與速度成銳角,則物體做 運動(選填“直線”或“曲線”),速率將 (選填“增大”或“減小”)。答案:曲線;增大.當物體所受 的方向與它的—方向不在同一直線上時,物體做曲線運動。答案:合外力;速度.一質(zhì)點在某段時間內(nèi)做曲線運動,則在這段時間內(nèi)( )A.速度一定在不斷地改變,加速度也一定不斷地改變B.速度方向一定不斷地改變,加速度可以不變C.速度大小可以不變,加速度一定不斷地改變D.速度可以不變,加速度也可以不變答案:B.如圖所示,物體在恒力F作用下沿曲線從A點運動到B點,這時突然使它所受的力反向,但大小不變,即由F變?yōu)?F,在此力的
作用下,關(guān)于物體以后的運動情況,下列說法中正確的是( ).Ct1 aA.物體不可能沿曲線Ba運動B.物體不可能沿直線Bb運動C.物體不可能沿曲線Be運動D.物體不可能沿原曲線BA返回答案:ABD課堂小結(jié).曲線運動:軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。.曲線運動的速度方向:質(zhì)點在某一點的速度方向,沿曲線在這一點的切線方向。.物體做曲線運動的條件(1)物體具有初速度。(2)物體受到的合力的方向與速度方向不在同一條直線上,而是成一角度。梳理自己本節(jié)所學知識進行交流根據(jù)學生表述,查漏補缺,并有針對性地進行講解補充。板書一、曲線運動及其速度的方向.軌跡是曲線的運動.速度方向(1)速度不斷變化(2)沿著曲線的切線方向二、曲線運動的條件物體所受合力方向跟它的速度方向不在同一直線上。
《5.2運動的合成與分解》教案課題運動的合成與分解單元5年級高一教材分析本節(jié)課所采用的教材是人教版高中物理必修2第五章第二節(jié)的內(nèi)容。運動的合成與分解是研究較復雜運動的一種方法,即較復雜的運動可以看作是幾個較簡單運動的合運動。本節(jié)內(nèi)容既是方法介紹,又是研究平拋運動的預備知識。本節(jié)課通過演示實驗讓學生理解這一方法,并學會在分析平拋運動時運用它。這一節(jié)又是平行四邊形定則在第二個矢量運算中的應用。學好這節(jié)課的內(nèi)容能使學生真正體會到平行四邊形定則這一矢量運算法則,并且能很容易地推廣到其他的矢量運算。矢量運算始終貫穿在高中物理知識內(nèi)容的全過程中,因此無論從這一章看,還是從整個教材看,這一節(jié)都是承上啟下的重要知識。學好這節(jié)內(nèi)容,一方面可以深化前面所學的知識,另一方面又為后續(xù)學習打好必要的基礎(chǔ)。教學目標與核心素養(yǎng)一、教學目標.在具體問題中知道什么是合運動,什么是分運動。.知道合運動和分運動是同時發(fā)生的,并且互不影響。.知道運動的合成和分解的方法遵循平行四邊形法則。.能夠運用平行四邊形法則解決有關(guān)位移、速度合成和分解的問題.二、核心素養(yǎng)物理觀念:體驗運動的合成和分解是研究復雜運動的一種基本方法的物理觀念科學思維:培養(yǎng)學生應用數(shù)學知識解決物理問題的科學思維方法,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維過程以及初步的觀察、分析和概括能力。科學探究:通過對一個平面運動的實例-蠟塊的運動的探究讓學生能夠運用平行四邊形法則解決有關(guān)位移、速度合成和分解的問題科學態(tài)度與責任:通過學生間的對蠟塊的運動討論,培養(yǎng)他們的團結(jié)協(xié)作精神以及謙虛好學的思想和實事求是的態(tài)度。教學重點對一個運動能正確地進行合成和分解教學具體問題中的合運動和分運動的判定。
難點【教學過程】教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖導入新課對于直線運動中,建立一維坐標,據(jù)運動規(guī)律,學生觀察圖激發(fā)學生的就可以確定任意時刻的位置,進而知道它的運動片思考:如學習興趣,軌跡。果研究復雜引出本節(jié)課出示圖片:小車在一維坐標上的運動的運動,我題出示圖片:小球的拋體運動們怎么辦?如果研究復雜的運動,我們怎么辦呢?本節(jié)所學的運動的合成與分解是解決這一問題的基本方法。講授新課一、紅蠟塊在平面內(nèi)的運動學生了解實通過對實驗演示:觀察蠟塊的運動驗器材和實的仔細觀1.實驗器材驗步驟,觀察,了解蠟紅蠟做的小圓柱體、一端封閉長約1m的玻璃管、察老師的演塊的運動情清水示實驗況2.實驗步驟學生觀看視鍛煉學生觀(1)在一端封閉、長約1m的玻璃管內(nèi)注滿清水,頻總結(jié)實驗察總結(jié)能力水中放一個紅蠟做的小圓柱體A,將玻璃管的開結(jié)論鍛煉學生的口端用橡膠塞塞緊。(圖甲)學生閱讀課自主學習能文回答:如力A"何建立坐標鍛煉學生的系?蠟塊的計算能力,位置P的坐理解蠟塊的圖甲圖乙標是什么運動軌跡是(2)把玻璃管倒置(圖乙),蠟塊A沿玻璃管上在教師的引直線的原升,觀察玻璃管上升的速度。導下學生動因。(3)在蠟塊勻速上升的同時,將玻璃管緊貼著手計算并說幫助學生進黑板沿水平方向向右勻速移動(圖丙),觀察蠟出蠟塊移動一步了解蠟塊的運動情況。
il的軌跡塊的運動在教師的引幫助了解合..A導下,學生運動和分運e e (B說出動圖丙蠟塊運動的對運動的合說明:蠟的密度略小于水的密度。在蠟塊上升的位移和速度成和分解進初期,它做加速運動,隨后由于受力平衡而做勻觀察理解合一步了解速運動。運動和分運鞏固物體做出示蠟塊運動的視頻動,說一說曲線運動的教師歸納實驗結(jié)論它們的關(guān)系條件3.實驗結(jié)論在教師引導通過思考討(1)水平方向:蠟塊隨管向右做勻速直線運動。下,學生對論這4種情(2)豎直方向:蠟塊相對管向上做勻速直線運例題進行分況,讓學生動。析并計算進一步理解(3)在黑板的背景前我們看到蠟塊相對黑板是學生思考討物體做直線向右上方運動的。論:理解軌運動和曲線那么,蠟塊向右上方的這個運動是什么樣的運動跡是曲線的運動的條件呢?要想定量地研究蠟塊的運動,就要建立坐標原因掌握小船渡系,具體分析。學生思考討河的模型二、理論分析紅蠟塊的運動論不同情況鍛煉學生的1.建立坐標系下兩個直線理解和解決以蠟塊開始勻速運動的位置為原點0,以水平向運動的和運實際問題的右的方向和豎直向上的方向分別為x軸和y軸的動的情況能力,掌握方向,建立平面直角坐標系。學生閱讀小過河最短時蠟塊的位置P的坐標:船渡河模型間和最小位x=vtX特點移的方法y=vty在教師的引鞏固理解小導下分析三船渡河模型種速度和兩鞏固本節(jié)知
]歷V/期夬的位置個極值學生練習學生練習識w X.蠟塊運動的軌跡x=vtXy=vty在數(shù)學上,關(guān)于x、y兩個變量的關(guān)系式可以描述一條曲線(包括直線)。上面x、y的表達式中消去變量t,這樣就得到:V=——■、工由于匕和丫,都是常量,所以,也是常量代表的是一條過原點的直線,也就是說,蠟塊的運動軌跡是直線。.蠟塊運動的位移從計時開始到時刻t,蠟塊運動位移的大小是OP=J*+y2 ?、2位移的方向tan= ;4.蠟塊運動的速度如圖所示:速度V與V、V的關(guān)系可根據(jù)勾股定xy理寫出它們之間的關(guān)系:
:卻呼XV=JR+Vy1根據(jù)三角函數(shù)的知識land=—^―%三、運動的合成與分解1.合運動和分運動(1)合運動:物體實際的運動叫合運動。(2)分運動:物體同時參與合成運動的運動叫分運動。11VIAr iei如圖:蠟塊向右上方的運動可以看成由沿玻璃管向上的運動和水平向右的運動共同構(gòu)成。蠟塊相對于黑板向右上方的運動叫作合運動。蠟塊沿玻璃管向上的運動和它隨著玻璃管向右的運動,都叫作分運動。教師總結(jié):合運動和分運動的關(guān)系2.合運動和分運動的關(guān)系(1)合運動和分運動具有同時性;(2)各分運動之間互不干擾,彼此獨立;(3)合運動與分運動必須對同一物體;(4)合運動與分運動在效果上是等效替代的關(guān)系。.運動的合成與分解(1)由分運動求合運動的過程叫運動的合成。(2)由合運動求分運動的過程叫運動的分解。.物體的實際運動的位移、速度、加速度分別叫合位移、合速度、合加速度。.運動的合成與分解即為描述運動的物理量的合成與分解都遵守平行四邊形定則。位移6底與丹3 逑生代/與力忸 工速更6■豉與分第例題:某商場設(shè)有步行樓梯和自動扶梯,步行樓梯每級的高度是0.15m,自動扶梯與水平面的夾角為30°,自動扶梯前進的速度是0.76m/So有甲、乙兩位顧客,分別從自動扶梯和步行樓梯的起點同時上樓,甲在自動扶梯上站立不動,乙在步行樓梯上以每秒上兩個臺階的速度勻速上樓(如圖所示)。哪位顧客先到達樓上?如果該樓層高4.56m,甲上樓用了多少時間?分析:甲、乙兩位顧客在豎直方向上的位移相等,可考慮比較他們在豎直方向的分速度。由豎直方向的位移和豎直方向的速度,可求出上樓所用的時間。解:如圖所示,甲在豎直方向的速度v=vsin0=0.76Xsin30°m/s=0.38m/s甲y甲乙在豎直方向的速度
V=2X0.15/1=0.3乙因此v>v,甲先到樓上。fy乙T=h/v=4.56/0.38=12s甲 甲y甲比乙先到達樓上,甲上樓用了12s。說明:(1)運動的合成與分解是分析復雜運動時常用的方法。(2)運動合成與分解的思想和方法對分運動是變速運動的情況也是適用的。思考與討論:在如圖所示的實驗中,如果將玻璃管緊貼著黑板沿水平方向向右勻加速移動,若玻璃管內(nèi)壁是光滑的,蠟塊的軌跡還是一條直線嗎?ABBS蠟塊的軌跡不再是一條直線,而是大致如圖所示的曲線。2X這是因為蠟塊參與了豎直方向上的勻速直線運動和水平方向上的勻加速直線運動,合力的方向水平向右,而軌跡的彎曲大致指向合力的方向,軌跡上每一點的切線方向表示速度的方向,開始的初速度豎直向上,所以彎曲的方向向右。思考討論1:不在同一直線上的兩個勻速直線運
動的合運動是什么運動?不在同一直線上的兩個勻速直線運動的合運動是勻速直線運動。X廠合=。思考討論2:不在同一直線上的勻速直線運動和勻變速直線運動的合運動是什么運動?不在同一直線上的勻速直線運動和勻變速直線運動的合運動是勻變速曲線運動。Q、 、、思考討論3:初速度為零的兩個不在同一直線上的勻變速直線運動的合運動是什么運動?初速度為零的兩個不在同一直線上的勻變速直線運動的合運動是勻變速直線運動.思考討論4:初速度不為零的兩個不在同一直線上的勻變速直線運動的合運動是什么運動? F與v共線一勻變速直線運動合 合F與v不共線一勻變速曲線運動合合四、運動的合成與分解的應用小船渡河模型.模型特點兩個分運動和合運動都是勻速直線運動,其中一個分運動的速度大小、方向都不變,另一分運動的速度大小不變,研究其速度方向不同時對合運動的影響,這樣的運動系統(tǒng)可看做小船渡河模型。.模型分析(1)船的實際運動是水流的運動和船相對靜水的運動的合運動。(2)三種速度:v(船在靜水中的速度)、v(水1 2流速度)、V(船的實際速度)。(3)兩個極值①過河時間最短:v_Lv,t=-(d為河寬).1 2minV匕ir②過河位移最小:V±v(前提v>v),如圖甲2 1 2所示,此時X=d,船頭指向上游與河岸夾角為■inVa,cosa=-2;v 何岸甲過河位移最?。簐_Lv(前提vVv),如圖乙所1 I2dv示.過河最小位移為X=一一個=).minsmQv河岸針對練習:某船要渡過60nl寬的河,船渡河的最短時間是12s;若船沿垂直河岸的直線到達正對岸,渡河時間是15s,則船在靜水中的速率v1及河水的流速V分別為( )A.v=5m/s,1v=4m/s2B.v=5m/s,iv=3m/s2C.v=4m/s,iv=5m/s2D.v=4m/s,iv=3m/s2答:案:B課堂練習1.在一端封閉、長約山的玻璃管內(nèi)注滿清水,水中放一個紅蠟塊R.將玻璃管的開口端用橡膠塞塞緊。將玻璃管倒置,可以認為紅蠟塊R沿玻璃管上升的速度不變。再次將玻璃管上下顛倒,在紅蠟塊上升的同時,將玻璃管緊貼著黑板沿水平方向向右做勻加速移動,如圖建立坐標系,則紅蠟塊的軌跡可能是()C.若將玻璃管水平向右加速移動,紅蠟塊可能在豎直平面內(nèi)做直線運動D.若將玻璃管水平向右減速移動,紅蠟塊必定在豎直平面內(nèi)做曲線運動拓展提高.端午賽龍舟是中華民族的傳統(tǒng),若某龍舟在比賽前劃向比賽點的途中要渡過60m寬兩岸平直的河,龍舟在靜水中劃行的速率為3m/s,河水的流速4m/s,下列說法中正確的是( )A.該龍舟以最短時間渡河通過的位移為60mB.該龍舟渡河的最大速率為7m/sC.該龍船渡河所用時間最少為15sD.該龍舟不可能沿垂直河岸的航線抵達對岸答案:D.在某次抗洪搶險中,戰(zhàn)士駕駛沖鋒舟救起在岸邊不慎落水的小孩,水的流速為3m/s,舟在靜水中的航速為6m/s,假設(shè)河岸是平直的,河寬為300m,戰(zhàn)士欲將人送到對岸,求:(1)過河的最短時間;(2)要使過河的航程最短,沖鋒舟應保持與上游河岸的角度。和對應的時間t2答案:(1)過河的最短時間是50s;(2)要使過河的航程最短,沖鋒舟應保持與上游河岸的角度是60°,對應的時間竺遞3課堂小結(jié)1.分運動與合運動合運動是實際發(fā)生的運動,是分運動的合成;分運動互不影響,具有獨立性;合運動與分運動所用時間相等,具有等時性;合運動與分運動必須對同一物體;合運動與分運動在效果上是等效梳理自己本節(jié)所學知識進行交流根據(jù)學生表述,查漏補缺,并有針對性地進行講解補充。
替代的關(guān)系。.運動的合成與分解符合平行四邊形法則.小船渡河模型板書一、紅蠟塊在平面內(nèi)的運動.水平方向勻速直線運動;蠟塊相對管向上做勻速直線運動。.在黑板的背景前我們看到蠟塊相對黑板是向右上方運動的。二、理論分析紅蠟塊的運動三、運動的合成與分解.合運動和分運動的關(guān)系(1)合運動和分運動同時性;(2)各分運動之間獨立性;(3)合運動與分運動必須對同一物體;(4)合運動與分運動在效果上是等效替代的關(guān)系。.運動的合成與分解(1)由分運動求合運動的過程叫運動的合成。(2)由合運動求分運動的過程叫運動的分解四、運動的合成與分解的應用—小船渡河模型《5.3實驗:探究平拋運動的特點》教案課題實驗:探究平拋運動的特點單元5年級高一教材分析本節(jié)課所采用的教材是人教版高中物理必修2第五章第3節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容是通過實驗探究平拋運動的規(guī)律,它既是前一節(jié)運動的合成與分解方法的具體實踐應用,也是后一節(jié)拋體運動的規(guī)律得出的前提,更是學生自主設(shè)計、探索的好素材,在本章中有著重要的地位。學生會用合成與分解的方法分析拋體
運動;能分別以物體在水平方向和豎起方向的位移為橫坐標和縱坐標,描繪做拋體運動的物體的軌跡。要求學生知道平拋運動的受力特點;知道用實驗方法得到平拋運動軌跡的方法;理解確定平拋運動在水平方向做勻速直線運動、豎直方向做自由落體運動所用的方法;知道水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的獨立性和同時性;體會研究曲線運動的基本方法。教學目標與核心素養(yǎng)一、教學目標.知道什么是平拋及物體做平拋運動的條件。.知道拋體運動只受重力作用.探究平拋運動在水平方向上是勻速直線運動和豎直方向自由落體運動,并且這兩個運動互不影響。二、核心素養(yǎng)物理觀念:理解平拋運動可以看成水平的勻速直線運動與豎直方向上的自由落體運動的合成,并且這兩個分運動互相獨立??茖W思維:經(jīng)歷不同層次的現(xiàn)察與分析,培養(yǎng)學生的觀察能力,綜合分析能力科學探究:科學探究:利用生活中實際問題引入,創(chuàng)設(shè)矛盾所在,提出問題,結(jié)合平拋儀實驗,動畫,平拋與自由落體運動對比的頻閃照片,逐步加深對平拋運動的認識.并根據(jù)實驗結(jié)果在教師引導下分析平拋運動的處理方法一一運動的分解,根據(jù)已有的知識找出平拋運動的規(guī)律??茖W態(tài)度與責任:科學態(tài)度與責任:通過觀察、實驗及探究、交流與討論等學習活動,培養(yǎng)學生尊重客觀事實、實事求是的科學態(tài)度。教學重點平拋運動在水平方向是勻速直線運動和在豎直方向是自由落體運動。教學難點平拋運動在水平方向是勻速直線運動和在豎直方向是自由落體運動的實驗探索過程?!窘虒W過程】教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖導入新課演示1:觀察斜向上拋出的粉筆的運動軌跡;學生觀察斜向上拋出的粉筆的運動復習上節(jié)課知識,為本節(jié)課的
.???……?,F。演示2:觀察水平桌面上的小球被碰后,以一定的水平初速度離開桌面后所做的運動軌跡。%在空氣阻力可以忽略的情況下,粉筆和小球的運動都屬于拋體運動。思考1:做拋體運動的物體在運動過程中受什么力作用?忽略空氣阻力,只受重力的作用。思考2:為什么物體的軌跡是曲線?物體的初速度與重力不在一條直線上。思考3:你能總結(jié)拋體運動的定義嗎?物體以一定的速度將物體拋出,在空氣阻力可以忽略的情況下,物體只受重力的作用,這時的運動叫作拋體運動;軌跡和觀察水平桌面上的小球被碰后,以一■定的水平初速度離開桌面后所做的運動軌跡。分析說明拋體運動為什么是曲線運動?研究做鋪墊講授新課一、平拋運動1.平拋運動將物體用一定的初速度沿水平方向拋出,且只在重力作用下所做的運動。觀察記憶平拋運動的概念學生閱讀課文說一說實驗思路思考討論:如何通過實驗方法獲得平拋運動軌跡?掌握平拋運動初速度沿水平方向,只受重力兩個關(guān)鍵點鍛煉學生自主學習能力拓展學生的思維1做平拋運動的物體有什么特點呢?下面我們通過實驗來探究物體做平拋運動的特點。二、探究平拋運動的特點
1.實驗思路學生設(shè)計表掌握描述按照把復雜的曲線運動分解為兩個相對簡單的格測量兩球平拋運動直線運動的思路,把平拋運動看作是在豎直方向間的距離的幾種方的分運動和水平方向的分運動的合運動。學生思考討法n論小球在水鍛煉學生平方向和豎的動手能直方向分運力動的特點鍛煉學生學生閱讀理的交流討如果這兩個分運動研究清楚了,平拋運動的規(guī)律解實驗步驟論能力理自然就清楚了。學生觀察實解平拋運2.進行實驗驗現(xiàn)象并總動水平方思考:如何通過實驗方法獲得平拋運動軌跡?結(jié)向上做的方法一:描跡法學生觀看實是勻速運 -H驗視頻并總結(jié)實驗結(jié)論動,豎直方向上做的七二Ill學生閱讀課文說出實驗是自由落體運動。由斜槽上手專固定位置無初速釋放小球,描繪小球步驟掌握演示運動軌跡。學生觀看視實驗中平方法二:徑跡法頻拋運動豎倒置的飲料瓶內(nèi)裝著水,瓶塞內(nèi)插著兩根兩端開平拋運動實直分運動口的細管,其中一根彎成水平,加上一個很細的驗和平拋運的特點噴嘴,水從噴嘴中射出,在空中形成彎曲的細水動與水平方鍛煉學生柱,它顯示了平拋運動的軌跡。向的運動,總的觀察總結(jié)實驗結(jié)論結(jié)能力學生思考討鍛煉學生論的觀察總學生練習結(jié)能力
方法三:用頻閃照相的方法,記錄物體在不同時刻的位置。以左邊第一個小球的中心為原點,沿水平向右和豎直向下的方向建立直角坐標系,將各球中心點的橫坐標和縱坐標記錄在自己設(shè)計的表格中。鍛煉學生的自主學習鍛煉學生的自主學習能力,掌握探究平拋運動水平方向分運動的方法鍛煉學生的總結(jié)能力,掌握平拋運動水平方向的分運動的特點掌握平拋物體的初速度的求法鞏固所學的知識時間(秒)1234???..水平距離20406080?????.豎直距離5204580數(shù)據(jù)分析水平方向分運動的特點:結(jié)合表格和圖象可知,在水平方向上小球在每秒通過的路程都為20m即:相同時間內(nèi)通過的路程相等,所以在水平方
向上做的是勻速運動;豎直方向分運動的特點:結(jié)合表格和圖象可知,在豎直方向上小球相同時間內(nèi)通過的路程分別為:5m、15m、25m 即為:1:3:5 ,符合自由落體運動的規(guī)律,所以在豎直方向上做的是自由落體運動。0 204Q$0.,O三、探究平拋運動豎直和水平方向分運動的特點。1.探究平拋運動豎直分運動(1)實驗器材平拋運動演示裝置、小錘、兩球完全相同的小球。B\AJ?-?(2)實驗步驟①用小錘擊打彈性金屬片后,A球沿水平方向拋出,做平拋運動,同時B球被釋放,自由下落,做自由落體運動。②A、B兩球同時開始運動。觀察兩球的運動軌跡,注意傾聽它們落地的聲音。③分別改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度,多次重復這個實驗,記錄實驗現(xiàn)象有什么變
化思考討論:通過實驗你觀察到那些現(xiàn)象,這一現(xiàn)象說明什么問題?(3)實驗現(xiàn)象①實驗現(xiàn)象無論A球的初速度多大,它總是與B球同時落地。②A球水平拋出時的速度愈大,它飛出的水平距離也就愈遠。視頻:平拋運動與自由落體分運動的等時性。(4)實驗結(jié)論①平拋運動的下落時間與它自由落體分運動的時間相等。②平拋運動在豎直方向上是自由落體運動,水平方向速度的大小不影響平拋運動在豎直方向上的運動。2.探究平拋運動水平方向分運動(1)實驗器材斜槽、白紙、圖釘、方木板、鋼球、刻度尺、重錘、細線、三角板、鉛筆、鐵架臺。LJ(2)實驗步驟①用圖釘將一張白紙和復寫紙固定在裝置的背板上②在木板左上角固定斜槽并使其末端點的切線水平。在紙上把這個0點記下來,利用重垂線畫
出通過0點的豎直線。③在裝置中有一個水平放置的可上下調(diào)節(jié)的傾斜擋板N,鋼球飛出后,落到擋板上。鋼球落到傾斜的擋板上后,就會擠壓復寫紙,在白紙上留下印跡.④取下白紙用平滑的曲線把所記下的小球通過的位置連接起來就得出小球做平拋運動的軌跡。⑤以0點為原點,畫出豎直向下的y軸和水平向右的X軸。⑥求小球平拋的初速度v0出示視頻:平拋運動實驗出示視頻:平拋運動與水平方向的運動二7XOyTL±J(3)實驗結(jié)論:平拋運動在水平方向上是勻速直線運動,豎直方向的速度大小不影響平拋運動在水平方向的運動。注意事項:①保證斜槽末端點的切線水平,方木板豎直。②小球每次從斜槽上同一位置滾下。在平拋運動的軌跡上找到每隔相等時間物體所
到達的位置。測量兩相鄰位置間的水平位移,分析這些位移特點。思考討論:怎樣計算平拋物體的初速度?水平方向上的勻速直線運動;豎直方向上的自由落體運動。x=vt0y=l/2gt2xrr/7?刊藥y? 、測出軌跡上某一點的坐標(x、y)代入可求出v0課堂練習1.下列哪些因素會使“研究平拋運動”實驗的誤差增大( )A.小球與斜槽之間有摩擦;B.安裝斜槽時其末端水平;C.建立坐標系時,以斜槽末端端口位置為坐標原點;D.根據(jù)曲線計算平拋運動的初速度時,在曲線上取作計算的點離原點0較遠。答案:c2.利用如圖所示的裝置研究平拋運動。為了畫出一條鋼球做平拋運動的軌跡,在安裝調(diào)試裝置和實驗操作時,下列要求不必要的是( )n
A.斜槽必須是光滑的B.記錄軌跡的白紙必須在豎直平面內(nèi)C.斜槽末端的切線必須調(diào)成水平D.鋼球每次必須從斜槽上同一位置滾下答案:A3.平拋物體的運動規(guī)律可概括為兩條:第一條,水平方向做勻速直線運動;第二條,豎直方向做自由落體運動。為了研究平拋物體的運動??勺鱿旅娴膶嶒灒鐖D所示,用小錘打擊彈性金屬片,A球水平飛出,同時B球被松開,兩球同時落到地面,則這個實驗( )A.只能說明上述規(guī)律中的第一條B.只能說明上述規(guī)律中的第二條C.不能說明上述規(guī)律中的任何一條D.能同時說明上述兩條規(guī)律答案:B4.如圖甲所示是“研究平拋物體運動”的實驗裝置圖,圖乙是利用該裝置拍攝小球做平拋運動的頻閃照片,由照片可判斷實驗操作錯誤的是(\_:-3====°圖甲■圍乙A.斜槽軌道太光滑B.斜槽軌道末端切線不水平C.釋放小球時速度不為0D.從不同位置釋放小球答案:B拓展提高一個學生在“探究平拋物體運動”的實驗中描出了如圖所示的幾個實驗點,其中偏差較大的實驗點B產(chǎn)生的原因可能是()r“「1一口UA.小球滾下的高度較其它各次高B.小球滾下的高度較其它各次低C.小球在運動中遇到其它各次沒有遇到的阻礙D.小球開始滾下時,實驗者已給它一個初速度答案:BC“研究平拋物體的運動”實驗的裝置如圖所示,在實驗前應( )A.將斜槽的末端切線調(diào)成水平;B.將木板校準到豎直方向,并使木板平面與小球下落的豎直平面平行C.小球每次必須從斜面上同一位置由靜止開始釋放;D.在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置0,作為小球做平拋運動的起點和所建坐標系的原點。答案:AB(1)用如圖甲所示的裝置探究平拋運動規(guī)律。用小錘打擊彈性金屬片,金屬片把A球沿水平方向彈出,同時B球被松開,自由下落,觀察到兩球同時落地,改變小錘打擊的力度,即改變A球被彈出時的速度,兩球仍然同時落地,這說明
J154D O圖甲答案:平拋運動在豎直方向為自由落體運動(2)圖乙為用描點法畫小球做平拋運動軌跡的實驗裝置,實驗時,讓小球多次沿同一軌道運動,為了能較準確地描繪運動軌跡,下面列出了一些操作要求。將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上:—口圖乙A.斜槽的末端切線必須水平B.斜槽軌道必須光滑且每次釋放小球的位置必須不同C.每次必須從同一位置由靜止開始釋放小球D.要使描出的軌跡更好地反映真實運動,記錄的點應適當多一些E.將球的位置記錄在紙上后,取下紙,用直尺將點連成折線F.記錄小球經(jīng)過不同高度的位置時,每次必須嚴格地等距離下降G.將球經(jīng)過的位置記錄在紙上后,取下紙,用直尺將點連成折線答案:ACD(3)某同學采用頻閃攝影的方法拍攝“小球做
平拋運知圖牛隔為TV=0速度大運動的1圖答案::動”的照片,如圖丙是照片的一部分,已1小方格的邊長L=5cm,設(shè)A到B的時間間,則丁= S;小球平拋的初速度 m/s;(取g=10m/s2),小球在B點的:小V= m/s;小球從拋出點到B點BJ時間t= SoBi丙0.1;1.5;2.5;0.2課堂小結(jié).平拋運動:將物體用一定的初速度沿水平方向拋出,且只在重力作用下所做的運動。.平拋運動在豎直方向上是自由落體運動,水平方向速度的大小不影響平拋運動在豎直方向上的運動;.平拋運動在水平方向上是勻速直線運動,豎直方向的速度大小不影響平拋運動在水平方向的運動;梳理自己本節(jié)所學知識進行交流根據(jù)學生表述,查漏補缺,并有針對性地進行講解補充。板書一、平拋運動將物體用一定的初速度沿水平方向拋出,且只在重力作用下所做的運動。二、探究平拋運動的特點.實驗思路.進行實驗.數(shù)據(jù)分析三、探究平拋運動豎直分運動和水平方向分運動的特點。1.平拋運動在豎直方向上是自由落體運動,水
平方向速度的大小不影響平拋運動在豎直方向上的運動;2.平拋運動在水平方向上是勻速直線運動,豎直方向的速度大小不影響平拋運動在水平方向的運動;《5.4拋體運動的規(guī)律》教案課題拋體運動的規(guī)律單元5年級高一教材分析本節(jié)是人教版必修2第五章第4節(jié)的內(nèi)容,“平拋物體的運動”是一種比較基本的曲線運動,是運動的合成和分解知識的第一個具體實例應用,是研究拋體運動及其他曲線運動的前提,也是研究帶電粒子在電場中運動的基礎(chǔ),在高中物理中從知識、方法和物理思想上講都有極其重要的地位。教學目標與核心素養(yǎng)一、教學目標1、掌握平拋運動的一般研究方法。2、掌握平拋運動的位置與速度。3、理解平拋運動可以看做水平方向的勻速直線運動與運豎直方向的自由落體運動的合運動,并且這兩個運動并不互相影響。二、核心素養(yǎng)物理觀念:用“演繹推理”的方法生成平拋運動的規(guī)律,使學生親歷物理觀念建立的過程??茖W思維:利用己知的直線運動的規(guī)律來研究復雜的曲線運動,滲透“化曲為直”“化繁為簡”“等效替換”等重要的物理思想。科學探究:通過實例分析再次體會平拋運動的規(guī)律??茖W態(tài)度與責任:通過對平拋運動的規(guī)律的建立,增強學生學習物理的興趣,感受學習成功的快樂。教學重點分析歸納拋體運動的規(guī)律
教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖導入新課出示動畫:平拋運動觀看動畫說一說平拋運動的特點是什么?平拋運動:水平方向做勻速直線運動和豎直方向做自由落體運動上節(jié)課我們通過實驗探究了平拋運動的特點,本節(jié)我們將從理論分析的角度,對拋體運動的規(guī)律作進一步分析。觀看視頻平拋運動并說一說平拋運動的特點溫故而知新,為從理論分析的角度對拋體運動的規(guī)律作進一步分析做鋪墊。講授新課一、平拋運動的特點和分解1、運動特點(1)只受重力;(2)初速度沿水平方向與重力垂直。V'O<K—*meX\2、平拋運動的分解(1)平拋運動可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。(2)兩個分運動既具有獨立性,又具有等時性。二、平拋運動的速度以初速度V。的方向為X軸方向,豎直向下的方向為y軸方向,建立平面直角坐標系1、水平方向的速度觀察圖中受力分析說出平拋運動的特點和分解。進一步鞏固平拋運動的規(guī)律教學難點運用數(shù)學知識分析歸納拋體運動的規(guī)律
運用數(shù)學知識分析歸納拋體運動的規(guī)律o<泣 ¥mgy分析(1)由于物體受到的重力是豎直向下的,它在X方向的分力是0,根據(jù)牛頓運動定律,物體在X.方向的加速度是0,所以水平方向做勻速直線運動。(2)由于物體在x方向的分速度v在運動開始的X時候是V,所以它將保持V不變,與時間t無0 0關(guān),即:V=Vx 02、豎直方向上的速度學生閱讀課鍛煉學生(1)在y方向受到的重力等于mg。以a表示物文的自主學體在y方向的加速度,應用牛頓第二定律,得到從理論上分習能力,深mg==ma,所以a=g,即物體在豎直方向的加速度析刻理解水等于自由落體加速度。水平方向的平方向的% x速度和豎直速度和豎方向上的速直方向上mg\L-⑵物體的初速度V。沿X方向,它在y方向的度。的速度。分速度是0,所以,物體在y方向的分速度v與y時間t的關(guān)系是:V=gty3、平拋運動的速度根據(jù)矢量運算法則,由勾股定理可知:0h2?
速度大小速度的方向V.gftan3=—=—七%【例題1]將一個物體以10m/s的速度從10m的高度水平拋出,落地時它的速度方向與水平地面的夾角。是多少?不計空氣阻力,g取10m/s2分析:物體在水平方向不受力,所以加速度的水平分量為。,水平方向的分速度是初速度『1。m/s;在豎直方向只受重力,加速度為g,初速度的豎直分量為0,可以應用勻變速直線運動的規(guī)律求出豎直方向的分速度。按題意作圖如下,求得分速度后就可以求得夾角0。解:以拋出時物體的位置0為原點,建立平面直角坐標系,x軸沿初速度方向,y軸豎直向下。觀看下圖,計算平拋運動的速度大小和速度的方向?qū)W生分析題鍛煉學生的理解計算能力。鍛煉學生廠意并在教師的引導下計算的分析計算能力落地時,物體在水平方向的分速度v=v=10m/sx 0根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律,落地時物體在豎直方向的分速度V滿足以下關(guān)系yv2—0=2ghy由此解出:0y2gh=S、i0xl0ms=14.1mstan0=v/v=14.1/10=1.41即:0=55°yx
物體落地時速度與地面的夾角。是55°針對練習:如圖所示,AB為斜面,傾角為。,小球從A點以初速度v水平拋出,恰好落在B點,0重力加速度為g,求:A)J(D小球在空中飛行的時間;(2)斜面AB的長度;(3)從拋出經(jīng)過多長時間小球距離斜面最遠?答案:(l)t=(2vtan0)/g01=(2v2sin9)/(gcos20)AB 0t=vtan0/g1 0 1平拋運動的位移與軌跡學生練習鞏固平拋1、水平方向的位移運動的規(guī)根據(jù)水平方向做勻速直線運動:由V=v得*=丫1x 0 0律2、豎直方向上的位移根據(jù)自由落體運動的知識可知,做平拋運動的物體的豎直分位移與時間的關(guān)系是:y=gt?/23、位移大小1 ]S=+yi=J(Vj)2+(^gt2)24、位移方向:tana=—=—x2v05、平拋軌跡學生在教師引導下說出水平方向的鍛煉學生的推導能位移和力和邏輯y由x=vt(1)0y=gt2/2(2)豎直方向上思維能力物體的位置是用它的坐標x、y描述的,所以,(1)的位移,并(2)兩式確定了物體在任意時刻t的位置和位推導移。物體的位置和位移可以由x、y確定,物體的軌跡位移大小和平拋軌跡方程也可以由X、從(1)式解出ty~、X;(3)在這個式子中,1度V。都是常量,無關(guān),因此(3)學知識可知,它£知識拓展1、由V Ptane= =_V VXtana=Z.=Jx2得:tan6=2tana2、速度方向的反移的中點。%P.V)一1yy確定。=v/x,代入(2)式,得到:0芻由落體加速度g、物體的初速g也就是說,這個量與X、y式具有y=ax2的形式。根據(jù)數(shù)內(nèi)圖像是一條拋物線。0巴0向延長線與X軸的交點為水平位7C(x9y)學生理解記憶拓展學生知識面
彈”游戲。無人機以V=2m/s的速度水平向右0勻速飛行,在某時刻釋放了一個小球。此時無人機到水平地面的距離h=20m,空氣阻力忽略不計,g取10m/s2o(1)求小球下落的時間。(2)求小球釋放點與落地點之間的水平距離。分析忽略空氣阻力,小球脫離無人機后做平拋運動,它在豎直方向的分運動是自由落體運動,根據(jù)自由落體運動的特點可以求出下落的時間,根據(jù)勻速直線運動的規(guī)律可以求出小球釋放點與落地點之間的水平距離。解(1)以小球從無人機釋放時的位置為原點0建立平面直角坐標系如圖所示,X軸沿初速度方向,y軸豎直向下。設(shè)小球的落地點為P,下落的時間為t.則滿足:h=l/2gtz所以小球落地的時間學生理解分鍛煉學生析并在教師的理解能t=件二=s=2sJS\10的引導下計力和對知(2)因此,小球落地點與釋放點之間的水平距離算識的靈活1=vt=2X2m=4m0應用能力小球落地的時間為2s,落地點與釋放點之間的水平距離為4mo四、一般的拋體運動1、斜拋物體被拋出時的速度V不沿水平方向,而是斜向0上方或斜向下方,在運動過程中只受重力,這種【例題2】如圖所示,某同學利用無人機玩“投理解情況常稱為斜拋。2、特點(1)在水平方向不受力,加速度是0;(2)在豎直方向只受重力,加速度是g。A。LXJmg3、斜拋物體的速度ytVor'Jav?x X初速度V與水平方向的夾角為。0閱讀課文總(1)水平方向分速度V=vcos0;ox0結(jié)斜拋的特鍛煉學生(2)豎直方向分速度v=vsin0oOy 0點自主學習能力(3)根據(jù)矢量運算法則,由勾股定理可知vte24-v()v2=yvo2cos20-?-v?2sin2O出示圖片:噴出的水做斜拋運動斜向上噴出的水做斜拋運動的徑跡可以認為是斜拋運動的軌跡。思考與討論1:嘗試導出表達圖中所示的斜拋運動軌跡的關(guān)系式。討論這個關(guān)系式中物理量之間的關(guān)系,看看能夠得出哪些結(jié)論。水平分位移:X=^o€OS0t(l)豎直分位移:尸0即兆Lgt;(2)聯(lián)立(1)(2)解得:看圖說出水平方向分速鍛煉學生J= 丫2+tan^x2。02cos%,度、豎直方觀察計算g向分速度、能力,掌握并計算斜拋矢量的運皿w HP止于果根據(jù)數(shù)學知識可知,它的圖像是一條拋物線。物體的速度算思考與討論2:物體在空氣中運動時,速度越大,阻力也越大,所以,研究炮彈的運動時就不能忽略空氣阻力。根據(jù)你的推測,炮彈運動的實際軌跡大致是怎樣的?理論拋/一'“、物線/\\\\道線K曲/\ M炮彈由于空氣阻力,水平方向?qū)⒆鲎儨p速直線運動,在豎直方向上升、下降過程中加速度大小并學生思考討不相等,所以實際軌跡不再是拋物線,由于空氣論并推導出阻力的影響,射程和射高都減小了。斜拋運動軌鍛煉學生課堂練習跡的關(guān)系式的討論計1、某同學在做“研究平拋物體運動”的實驗中,算以及分忘記了記錄小球做平拋運動的起點位置0,A為物析能力體運動一段時間后的位置,根據(jù)如圖所示的數(shù)據(jù),求出物體做平拋運動的初速度為 m/so學生思考與(g=10m/s2)討論炮彈運動的實際軌跡大致是如, 20 40何的。鍛煉學生,rs.1ix/cin2。漢1應用已知fn知識處理實際問題答案:2的能力2、小球在距地面高15m處以某一初速度水平拋出,不計空氣阻力,落地時速度方向與水平方向的夾角為60°,則小球平拋的初速度為__m/s,當小球的速度方向與水平方向夾角為45°時,小球距地面的高度為 m。(g取10m/s2)答案:10;103、一名滑雪運動員以20m/s的速度從一平臺水平飛出,落地點與飛出點的高度差為3.2m,不計空氣阻力,g取10m/so運動員飛過的水平距離為X,所用時間為t,則下列結(jié)果正確的是()A.x=16m,t=0.50s學生練習B.x=16m,t=0.80sC.x=20m,t=0.50sD.x=20m,t=0.80s答案:B鞏固本節(jié)4、小張同學學習了平拋運動知識后,想測出玩具知識手槍子彈射出時的速度。他將手槍架在離地高80cm的課桌上,將子彈水平射出,測得子彈著地時離課桌的水平距離約為10m,則子彈射出時的速度大小約為( )A.10m/sB.15m/sC.25m/s
D.40m/s答案:c拓展提高1、如圖所示,斜面上有a、b、c、d四個點,ab=bc=cd.從a點正上方的0點以速度v水平拋出一小球,它落在斜面上b點.若小球從0點以速度2V水平拋出,不計空氣阻力,則它落在斜面上的()0yA.c點 B.b與c之間某一點C.d點 D.c與d之間某一點答案:B2、取水平地面為重力勢能的零勢能面,一物塊從某一高度水平拋出,在拋出點其動能是重力勢能的一半.不計空氣阻力,該物塊落地時的速度方向與水平方向的夾角的正切值tanC為( )A.2 B.12C.yj2 D.2答案:c課堂小結(jié)1、平拋運動可分解為水平方向的勻速直線運動v=vX02、豎直方向的自由落體運動v=gty3、平拋運動的速度V= +丹2=#2+g2t24、平拋運動的位移梳理自己本節(jié)所學知識進行交流根據(jù)學生表述,查漏補缺,并有針對性地進行講解補充。
S=42+了2=J(”)2+(igT2)25、平拋軌跡:CTy~--2yJ6、斜拋物體的速度板書一、平拋運動的特點和分解1、運動特點:初速度沿水平方向且只受重力2、平拋運動的分解平拋運動可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。兩個分運動既具有獨立性,又具有等時性二、平拋運動的速度V=IV2+V2=lv2+g2f2Vx jV0三、平拋運動的位移與軌跡1、位移s= +y2= +([62)22、軌跡gy~,x32v02四、一般的拋體運動斜拋物體的速度《6.1圓周運動》教案
課題圓周運動單元6年級高一教材分析本節(jié)是人教版必修2第六章第1節(jié)的內(nèi)容,圓周運動是學生在充分掌握了曲線運動的規(guī)律后,接觸到的一個較為復雜的曲線運動,本節(jié)內(nèi)容作為該部分的起始章節(jié),主要向?qū)W生介紹圓周運動的幾個基本概念,為后繼的學習打下一個良好的基礎(chǔ)。圓周運動是曲線運動的一種特殊情況,生活中隨處可見,在學習過程中,只要注意觀察和實驗,并結(jié)合實際經(jīng)驗,很好地理解和掌握圓周運動、勻速圓周運動的概念,重點理解和掌握線速度V、角速度3、周期T和轉(zhuǎn)速n的意義及相互關(guān)系。明確線速度和角速度是從不同的角度來描述圓周運動的快慢,線速度描述質(zhì)點沿圓弧運動的快慢,角速度描述質(zhì)點繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢。教學目標與核心素養(yǎng)一、教學目標1、知道什么是圓周運動,什么是勻速圓周運動。2、知道線速度的物理意義、定義式、矢量性,知道勻速圓周運動線速度的特點。3、知道角速度的物理意義、定義式及單位,了解轉(zhuǎn)速和周期的意義。4、掌握線速度和角速度的關(guān)系,掌握角速度與轉(zhuǎn)速、周期的關(guān)系。5、能在具體的情景中確定線速度和角速度與半徑的關(guān)系。二、核心素養(yǎng)物理觀念:通過對圓周運動知識的學習,培養(yǎng)學生對同一問題多角度進行分析研究的物理觀念??茖W思維:通過極限思想和數(shù)學知識的應用,體會學科知識間的聯(lián)系,建立普遍聯(lián)系的觀點??茖W探究:通過課堂演示實驗的觀察,引導學生歸納總結(jié)描述物體做圓周運動快慢的方法,進而引出描述物體做圓周運動快慢的物理量??茖W態(tài)度與責任:經(jīng)歷觀察、分析總結(jié)、及探究等學習活動,培養(yǎng)學生尊重客觀事實、實事求是的科學態(tài)度。教學重點線速度、角速度、周期概念的理解,及其相互關(guān)系的理解和應用,勻速圓周運動的特點。教學難點理解線速度、角速度的物理意義和勻速圓周運動是變速曲線運動的理解。
教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖導入新課生活中我們經(jīng)常用鐘表,鐘表一般在表面上有三根指針,仔細觀察時針、分針、秒針的運動,他們有什么規(guī)律?。出示圖片:鐘表時針、分針、秒針都做圓周運動。那么怎樣描述圓周運動的快慢呢?思考討論:將自行車后輪架起,轉(zhuǎn)動腳踏板,注意觀察A、B、C哪個點運動得更快些?你能說出判斷運動快慢的依據(jù)嗎?小含愴 D大型可以比較物體在相同的時間內(nèi)通過的圓弧的長短S「s?s,;相同的時間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過的角度大小:e>e=eABC今天我們就來學習描述圓周運動的基本物理量。學生觀察思考,討論后各抒己見。通過生活中的一些現(xiàn)象引起學生探求物理知識的興趣,同時為圓周運動的學習打下伏筆。講授新課一、圓周運動:在物理學中,把質(zhì)點的運動軌跡是圓或圓弧的一部分的運動叫做圓周運動。出示圖片:過山車、自行車二、線速度1、定義:質(zhì)點做圓周運動通過的弧長AS和所用時間At的比值叫做線速度,用符號V表示,則AIV=JF認真聽老師講解,對要掌握線速度的基本
△s是弧長并非位移。當At趨近零時,弧長As就等于物體的位移,式中的V就是直線運動中學過的瞬時速度。2、物理意義:描述質(zhì)點沿圓周運動的快慢。3、單位:m/s4、方向:線速度的方向為物體做圓周運動時該點的切線方向。G5、勻速圓周運動(1)定義:物體沿著圓周運動,并且線速度的大小處處相等,這種運動叫做勻速圓周運動。任意相等時間內(nèi)通過的圓弧長度相等。思考討論:勻速圓周運動是勻速運動嗎?勻速圓周運動中勻速指的是什么?因為線速度的方向是不斷變化著的,所以勻速圓學習的內(nèi)容充滿信心。學生概括出質(zhì)點做勻速圓周運動的特征,并思考討論:勻速圓周運動中勻速指的是什么。知識,注意:△S是弧長并非位移,體會極限思想在物理上的應用掌握勻速圓周運動的實質(zhì)是線速度大小不變,線速度方向是在時刻變化。
周運動不是勻速運動,而是一種變速曲線運動,勻速圓周運動中勻速指的是線速度大小不變的運動。2、勻速圓周運動的線速度方向是在時刻變化的,因此它是一種變速運動,這里的“勻速”是指速率不變。三、角速度出示圖片:自行車的齒輪與鏈條自行車前進時,由于鏈條不可伸長,也不會脫離齒輪打滑,因而大、小齒輪邊緣的點在相等時間觀察圖片思內(nèi)通過的弧長是相等的,即線速度大小相等。考討論。出示圖片:自行車的齒輪由于兩個齒輪的半徑不同,因而相等時間內(nèi)大、小齒輪邊緣的點轉(zhuǎn)過的角度不同。我們引入角速度這個物理量來描述做圓周運動的讓學生理物體繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢。解大、小齒1、物理意義:描述質(zhì)點轉(zhuǎn)過圓心角的快慢。輪邊緣的2、定義:質(zhì)點所在的半徑轉(zhuǎn)過圓心角△9和所點線速度用時間At的比值叫做角速度。大小相等,3、大小:但轉(zhuǎn)過的A0切=7角度不同。/,認真聽老師!V\講解。\:''?—1表示單位時間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過的角度4、單位:rad/s在運算中,通常把“弧度”或“rad”略去不寫,所以角速度的單位可以寫為s-1
5、圓心角0的大小可以用弧長和半徑的比值來描述即:AOuAs/r,這個比值是沒有單位的,為了描述問題的方便,我們“給”這個比值一個單位,這就是弧度?;《炔皇峭ǔR饬x上的單位,計算時,不能將弧度帶到算式中。6、勻速圓周運動是角速度不變的運動由于勻速圓周運動是線速度大小不變的運動,物體在相等時間內(nèi)通過的弧長相等,所以物體在相等時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度也相等。因此可以說,勻速圓周運動是角速度不變的圓周運動。四、周期、頻率和轉(zhuǎn)速1、周期做勻速圓周運動的物體,運動一周所用的時間叫作周期,用T表示,它的單位與時間的單位相同。2、頻率周期的倒數(shù)叫頻率,用f表示,單位HZ。表示一秒內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù),頻率越高表明物體運轉(zhuǎn)得越快。3、轉(zhuǎn)速:是指物體轉(zhuǎn)動的圈數(shù)與所用時間之比,常用符號n表示.4、轉(zhuǎn)速的單位轉(zhuǎn)每秒(r/s),或轉(zhuǎn)每分(r/min)o注意:以上都不是國際單位制中的單位,運算時往往要把它們換算成弧度每秒。5、物理意義頻率/轉(zhuǎn)速越大表明物體運轉(zhuǎn)得越快。周期越小表明物體運動得越快。五、V、3、T(F)的關(guān)系n閱讀課文理解周期、頻率和轉(zhuǎn)速的概念以及意義。掌握角速度的基本知識。鍛煉學生的自主學習能力。
思考討論:閱讀課文說一說線速度與角速度有什么關(guān)系?設(shè)物體做圓周運動的半徑為r,由A運動到B的時間為At,AB弧的弧長為As,AB弧對應的圓心角為A0oA.t當BrfI ,Q t、,由于V=As/At3=A9/At,當△。以弧度思考討論:閱讀課文說為單位時,A0=As/r,由此可得:一說線速度v=3r與角速度有1、線速度與角速度的關(guān)系:v=3r什么關(guān)系?在圓周運動中,線速度的大小等于角速度的大小與半徑的乘積。2、v與T的關(guān)系:2xrr理解掌握V3、3與T(F)的關(guān)系:n=wr2n—T-=2*2m學生盡可能思考與討論1:甲圖為皮帶傳動裝置,試分析A、通過自己的B兩點的線速度及角速度關(guān)系。A努力思考得出四者的關(guān)系。甲:皮帶傳動參考答案:皮帶傳動時,在相同的時間內(nèi),A、B兩點通過的弧長相等,所以兩點的線速度大小相同;又v=r3,當v一定時,角速度與半徑成反比,半徑大的角速度?。?<3A B鍛煉學生
思考與討論2:乙圖為同軸傳動裝置,試分析A、C兩點的角速度及線速度關(guān)系。對知識思考與討論2:乙圖為同軸傳動裝置,試分析A、C兩點的角速度及線速度關(guān)系。對知識的靈活運用能力參考答案:同軸傳動時,在相同的時間內(nèi),A、C兩點轉(zhuǎn)過的角度相等,所以這兩點的角速度相同,又因為v=r3,當3—定時,線速度與半徑成正比,半徑大的線速度大:V>vAC思考與討論3:如圖為齒輪傳動裝置兩個齒輪輪齒嚙合,A、B兩點分別是兩個齒輪邊緣上的點。試分析A、B兩點的線速度及角速度關(guān)系。掌握解題的一些基本模型參考答案:A、B兩點的線速度大小相同;當v一定時,角速度與半徑成反比3/G)=r/r3<cdAB2 1AB思考討論4:將自行車后輪架起,轉(zhuǎn)動腳踏板,說出線速度和角速度的大小?線速度v=v>v;ABC角度大?。?〉3=3ABC
【例題】一個小孩坐在游樂場的旋轉(zhuǎn)木馬上,繞中心軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,圓周的半徑為4.0m。當他的線速度為2.0m/s時,他做勻速圓周運動的角速度是多少?周期是多少?分析已知小孩做勻速圓周運動的半徑和線速度,可以根據(jù)線速度、角速度、周期之間的關(guān)系,求出他做勻速圓周運動的角速度和周期。解:當小孩的線速度為2.0m/s時,他做勻速圓周運動的角速度3=v/r=2.0/4.0rad/s=0.5rad/s他做勻速圓周運動的周期T=2nr/v=2nX4.0/2.0s=12.6s當小孩的線速度為2.0m/s時,他做勻速圓周運動的角速度是0.5rad/s,周期是12.6s。課堂練習1.下列關(guān)于勻速圓周運動的說法中,正確的是()A.是線速度不變的運動B.是角速度不變的運動C.是角速度不斷變化的運動D.是相對圓心位移不變的運動答案:B2.關(guān)于物體做勻速圓周運動,說法正確的是()A.線速度不變B.加速度不變C.角速度不變D.周期不變答案:CD在教師引導下學生分析理解學生練習鍛煉學生的理解計算能力
3、A,B兩物體都做勻速圓周運動,在A轉(zhuǎn)過45。角的時間內(nèi),B轉(zhuǎn)過了60。角,則A物體的角速度與B的角速度之比為( )A.1:1B.4:3C.3:4鞏固所學D.16:9答案:c4、(多選)對于做勻速圓周運動的物體,下列說法中正確的是()A.其轉(zhuǎn)速與角速度成正比,其周期與角速度成反比B.運動的快慢可用線速度描述,也可用角速度來描述C.勻速圓周運動不是勻速運動,因為其軌跡是曲線D.做勻速圓周運動的物體線速度的方向時刻都在改變,角速度的方向也時刻都在改變答案:ABC拓展提高1、如圖所示為一種早期的自行車,這種不帶鏈條傳動的自行車前輪的直徑很大,這樣的設(shè)計在當時主要是為了()的知識.AA.提高速度B.提高穩(wěn)定性C.騎行方便D.減小阻力答案:A2、兩個大輪半徑相等的皮帶輪的結(jié)構(gòu)如圖所示,AB兩點的半徑之比為2:1,CD兩點的半徑之比也為2:1,下列說法正確的是()A.A、B兩點的線速度之比為二v”2B.A、C兩點的線速度之比為v:v=l:1ACC.A、C兩點的角速度之比為3/3”2D.A、D兩點的線速度之比為qv=l:2答案:C3、如圖,靜止在地球上的物體都要隨地球一起轉(zhuǎn)動,a是位于赤道上的一點,b是位于北緯30的一點,則下列說法正確的是()(1)課堂小結(jié)A.a、b兩點的運動周期都相同B.它們的角速度是不同的C.a、b兩點的線速度大小相同D.a、b兩點線速度大小之比為2:小答案:AD1.線速度:做圓周運動的物體通過的弧長與所有時間的比值V=As/At2、勻速圓周運動:勻速的含義是指“速率不變”。梳理自己本節(jié)所學知識進行交流根據(jù)學生表述,查漏補缺,并有緯線/斤角速度不變的運動3.角速度:做圓周運動的物體的半徑掃描過的角度與時間的比值3=八。/At單位:rad/s4、v與T的關(guān)系:v=2nr/T5、3與T(F)的關(guān)系:n3=2n/T=2nf=2nn針對性地進行講解補充。板書一、圓周運動:在物理學中,把質(zhì)點的運動軌跡是圓或圓弧的一部分的運動叫做圓周運動。二、線速度1、v=As/At,As是弧長并非位移2、勻速圓周運動任意相等時間內(nèi)通過的圓弧長度相等。:三、角速度3=Ao/At單位:rad/s;勻速圓周運動是角速度不變的運動。四、周期、頻率和轉(zhuǎn)速頻率越高表明物體運轉(zhuǎn)得越快。頻率/轉(zhuǎn)速越大表明物體運轉(zhuǎn)得越快。周期越小表明物體運動得越快。五、V、3、T(F)的關(guān)系n1、v與T的關(guān)系:v=2nr/T2、3與T(F)的關(guān)系:II3=2n/T=2nf=2nn《6.2向心力》教案課題向心力單元6年級高一
教材分析本節(jié)課是物理必修二第6章第2節(jié)內(nèi)容,是在學生已經(jīng)學習了勻速圓周運動,對勻速圓周運動有了一定理解的基礎(chǔ)上的進一步學習。學生知道勻速圓周運動是一種變速運動,只是表面的知道,為什么線速度的方向時刻在變?是什么力來改變物體的這種運動狀態(tài),這個力有何特點?學生帶著這些疑問來進入本節(jié)課的學習。本節(jié)課從學生的實際出發(fā),結(jié)合學生前面所學知識,注重創(chuàng)設(shè)物理背景,應用牛頓第二定律,初步得出向心力的大??;引導學生對具體問題的分析,解決向心力來源問題;通過學生自己動手實驗,驗證向心力公式,并分析得到影響向心力的因素。這個過程中加強學生的活動,使學生充分思考討論、大膽猜想,敢于提出自己的想法,逐漸提高科學素養(yǎng)。最后把分析圓周運動的方法推廣到研究一般的曲線運動,在此過程中引導學生分析得出勻速圓周運動的加速度特點。本節(jié)知識在圓周運動部分處于核心地位,既有定性結(jié)論,又有定量計算,知識要求較高。教學目標與核心素養(yǎng)一、教學目標1、理解向心力的概念及其表達式的確切含義。2、知道向心力的大小與哪些因素有關(guān),并能用來進行計算。3、知道在變速圓周運動中,可用上述公式求質(zhì)點在某一點的向心力。二、核心素養(yǎng)物理觀念:建立向心力的物理觀念,掌握向心力的確切含義。科學思維:在實驗中,培養(yǎng)學生動手的習慣并提高分析問題、解決問題的能力??茖W探究:.通過向心力概念的學習,知道從不同角度研究問題的方法??茖W態(tài)度與責任:經(jīng)歷科學探究的過程,領(lǐng)略實驗是解決物理問題的一種基本途徑,培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度。教學重點1、理解向心力的概念。2、理解牛頓第二定律在圓周運動上的應用,會確定軌道平面、圓心及向心力。教學難點向心力的確定和運用向心力、向心加速度的知識解釋有關(guān)現(xiàn)象。教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖導入新課出示圖片:勇敢者轉(zhuǎn)盤;空中飛椅觀看圖片,通過學生熟
勇敢者轉(zhuǎn)盤,空中飛椅,它們與人一起做勻速圓周運動。你知道它們在運動過程中所受合力的方向有什么特點嗎?這就是我們今天將要學習的問題。思考物體能夠做勻速圓周運動的原因悉的物理情景,便于引發(fā)學生從己有物理知識出發(fā)思考,引出新知一、向心力4, /v做圓周運動的物體,其運動狀態(tài)在不斷變化,說明物體一定受到了力的作用。那么迫使物體做圓周運動的力的方向有何特點呢?思考與討論:一個小球在細線的牽引下,繞光滑學生思考討激發(fā)學生的桌面上的圖釘做勻速圓周運動。小球受到哪幾個論思維,充分力作用?用剪刀將細線剪斷,觀察小球?qū)⒆鍪裁磳W生代表發(fā)調(diào)動學習的講授新課運動?你認為使小球做圓周運動的力指向何表自己的見積極性。通方?解。過學生發(fā)表研究小球所受合力的方向U二二GFn與G相平衡,所以合力為F小球受到重力,桌面支持力和細線的拉力作用。用剪刀將細線剪斷,小球?qū)⒀厍芯€方向飛出,做勻速直線運動。見解,培養(yǎng)學生語言表達能力和分析問題的能力。
V^?一,結(jié)論:物體做勻速圓周運動,合外力指向圓心,且與線速度V垂直。對于做勻速圓周運動的物體,物體的速度大小不發(fā)生改變,因此,所受合力只改變速度的方向。1、向心力做勻速圓周運動的物體所受的合力總指向圓心,這個指向圓心的力就叫作向心力,用符號:F”2、方向:始終指向圓心(與v垂直或與半徑垂直),是變力。3、向心力的作用只改變線速度的方向。4、向心力來源向心力是根據(jù)力的作用效果命名的,它不是具有確定性質(zhì)的某種力,它可以是某一個力或者幾個力的合力提供的。OfJ'\學生分析物喉聯(lián),ICD體受力,說學生掌握向mg出什么力提心力的來源如圖:拉力和重力的合力提供物體做勻速圓周運供物體做圓動向心力。周運動的向出示圖片:地球繞太陽的運動地球繞太陽的運動可近似看作勻速圓周運動,太陽對地球的引力提供向心力。心力
Kt飛椅與人?起做圓周運動的向心力力則是由繩子斜向上方的拉力F和所受重力G的合力提供的。木塊隨轉(zhuǎn)盤一起做勻速轉(zhuǎn)動視頻出示圖片:木塊隨轉(zhuǎn)盤一起做勻速轉(zhuǎn)動靜摩擦力提供物體做勻速圓周的向心力。二、向心力的大小思考:研究向心力的大小與哪些因素有關(guān)?向心力的大小我們可以先通過實驗感受向心力大小與圓周運動的一些運動學量之間的定性關(guān)系,再通過實驗,進一步探究向心力的大小與這些量的定量關(guān)系。做一做感受向心力學生觀看木塊隨轉(zhuǎn)盤一起做勻速轉(zhuǎn)動視頻掌握向心力的來源實驗器材:力官子、小沙袋實驗步驟:(1)在繩子手中,將手舉的一端拴一個小沙袋,另一端握在過頭頂,使沙袋在水平面內(nèi)做圓周培養(yǎng)動手能運動。沙袋所受的向心力近似等于手通過繩對沙袋的拉力。學生動手操作,親歷實力和團結(jié)協(xié)作的團隊精(2)保持沙袋轉(zhuǎn)動的速度和繩的長度不變,改變沙袋的質(zhì)量,感受向心力的變化。驗驗證的過程,體驗成神。
(3)保持繩的長度和沙袋的質(zhì)量不變,改變沙袋轉(zhuǎn)動的速度,感受向心力的變化。(4)保持沙袋的質(zhì)量和沙袋轉(zhuǎn)動的速度不變,改變繩的長度,感受向心力的變化。實驗結(jié)論:做圓周運動的物體所受向心力的大小與物體的質(zhì)量、速度、軌道半徑等因素有關(guān)系。向心力的大小與物體的質(zhì)量、速度、軌道半徑有什么樣關(guān)系呢?出示圖片:向心力演示器我們可以通過向心力演示器對此進行更深入的研究。做一做:探究向心力大小的表達式1、實驗器材:向心力演示器、兩個質(zhì)量相同的鋼球和一個質(zhì)量小的鋁球。4 j52 3功的樂趣?!窽T1向心力演示器2、向心力演示器的構(gòu)造勻速轉(zhuǎn)動手柄1、變速塔輪2和3、長槽4和短槽5、橫臂6、彈簧測力套筒7、標尺8。3、原理勻速轉(zhuǎn)動手柄,使變速塔輪以及長槽和短槽和槽內(nèi)的小球隨之勻速轉(zhuǎn)動,使小球做勻速圓周運動的向心力由橫臂的擋板對小球的壓力提供。球?qū)醢宓姆醋饔昧Γㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒下降,從而露出標尺。根據(jù)標尺上露出的紅白相間等分標記,可以粗略計算出兩個球所受學生觀察向心力演示器,掌握向心力演示器的構(gòu)造為下面的實驗順利進行打下基礎(chǔ)
向心力的比值。4、實驗步驟(1)向心力與質(zhì)量關(guān)系讓鋼球與鋁球的質(zhì)量之比為2:1。將鋼球和鋁球分別放在相同半徑處,搖動手柄。觀察套桶露出標度的格數(shù),比較向心力的大小。出示視頻:向心力與質(zhì)量關(guān)系其他條件相同的條件下,質(zhì)量越大,套桶露出標度的格數(shù)越多,即向心力越大。(2)向心力與角速度的關(guān)系將兩個質(zhì)量相同的小鋼球放在相同半徑處。皮帶套在兩個半徑為2:1的塔輪上,轉(zhuǎn)動手柄觀察套筒露出標度的格數(shù),比較向心力的大小。出示視頻:向心力與角速度的關(guān)系其他條件相同的條件下,角速度越大,套桶露出標度的格數(shù)越多,即向心力越大。(3)向心力與半徑的關(guān)系將兩個質(zhì)量相同的鋼球分別放在不同半徑處。搖動手柄觀察套筒露出標度的格數(shù),比較向心力的大小。出示視頻:向心力與半徑的關(guān)系其他條件相同的條件下,半徑越大,套桶露出標度的格數(shù)越多,即向心力越大。精確的實驗表明,向心力的大小可以表示為:Fn=m32r>由:v=3t?得:F=mv2/rn三、變速圓周運動和一般曲線運動的受力特點1、加速、減速、改變速度方向(1)加速:速度方向與力的方向相同學生動手實驗并觀看向心力與質(zhì)量關(guān)系的視頻,向心力與角速度的關(guān)系的視頻,向心力與半徑的關(guān)系的視頻,并總結(jié)實驗結(jié)論。鍛煉學生的動手總結(jié)能力
7F(2)減速:速度方向與力的方向相反VF(3)力的方向與速度方向垂直,只改變速度方向,不改變速度的大小。O2、變速圓周運動的特點如圖:做圓周運動的沙袋正在加速轉(zhuǎn)動。0是沙袋運動軌跡的圓心,F(xiàn)是繩對沙袋的拉力。?根據(jù)F產(chǎn)生的效果,可以把F分解為兩個相互垂直的分力:跟圓周相切的分力F和指向圓心的t分力F。F與沙袋運動的速度同向,使得沙袋的n 1速度越來越大;F指向圓心,提供沙袋做圓周運n動所需的向心力,改變沙袋速度的方向。nFV'F改變速度的方向F改變速度的大小n t思考與討論:當物體做圓周運動的線速度逐漸減小時,物體所受合力的方向與速度方向的夾角是大于90°還是小于90°呢?學生閱讀課文說出變速圓周運動的特占/、、、鍛煉學生的自主學習能力
大于90°F與物體運動的速度反向,使得物體t的速度越來越?。籉指向圓心,提供物體做圓周n運動所需的向心力,改變物體速度的方向。進一步理解€)學生思考討論并回答變速運動3、一般的曲線運動(1)定義:運動軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運動,可以稱為一般的曲線運動。(2)研究方法:
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