第一节曲线运动.docx

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第一节曲线运动

第一节曲线运动

●本节教材分析

该节是全章的基础，所涉及的两大部分内容——曲线运动的特点以及物体做曲线运动的条件，对学生下面的学习以至对动力学的理解都有很大的帮助.

基于上面的分析，教学中要充分应用已有的观察和感知，已有的概念和知识，利用多种形式的教学手段，使学生对这部分知识有较深的认识.

●教学目标

一、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规定的.

3.知道物体做曲线运动的条件.

二、能力目标

通过物体做曲线运动的条件的分析，培养学生的观察能力、分析推理能力和想象能力.

三、德育目标

1.规律的发现渗透科学来源于生活，反过来又指导生活实践的道理.

2.通过知识点的学习，培养学生对科学研究的兴趣.

●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

实验法、归纳法、问题解决法、分层教学法.

●教学用具

投影仪、放像机、小钢球、条形磁铁

●课时安排

1课时

●教学过程

［投影］

本节课的学习目标

1.明确曲线运动的速度方向，理解曲线运动是变速运动.

2.理解物体做曲线运动的条件，会用来分析具体问题.

学习目标完成过程

一、导入新课

1.［设问］

所有物体的运动从轨迹的不同可以分为两大类，是哪两类？

［教学设计］

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.

2.［过渡导入］

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.

［板书］曲线运动

二、新课教学

（一）曲线运动的特点

［教学设计］

通过录像剪辑结合曲线运动的定义请同学们分析归纳出来.

［录像剪辑］

1.汽车在平直的路面上做直线运动.

2.投出去的铅球做曲线运动.

［学生活动设计］

讨论归纳.比较这两种运动的区别及其各自特点.

［师生互动归纳］

1.这两种运动的轨迹不同，一种是直线，另一种是曲线.

2.直线运动时，运动方向不变.

曲线运动时，运动方向时刻改变.

［过渡］设疑

那么，物体做曲线运动的运动方向在具体问题中该如何确定呢？

［教学设计］

在这儿先提运动方向，然后强调运动方向，也即对应点的瞬时速度方向，加深大家对这个易混概念的认识.

［引深学习］CAI课件结合生活实践

a：

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.

b：

撑开的带着水的伞绕伞柄旋转，伞面上的水滴沿伞边各点的切线飞出.

［学生活动设计］

A、B层次：

独立结合惯性知识分析.

C层次：

结合课本图5－6进行分析认识.

［师生互动归纳］

火星、水滴由于惯性，以离开物体时的速度作为初速度运动.因此，火星、水滴沿切线方向飞出也就说明飞出点的速度方向在该点的切线方向上.

［强调］物体做曲线运动时，某一位置的速度方向是在这一点的切线方向上，这也就是确定曲线运动速度方向的方法.

［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.

［深入学习］

提出问题：

根据上面的学习，结合已有的知识体系来判定曲线运动是匀速运动还是变速运动？

［学生活动设计］

A、B层次：

独立思考.

C层次：

讨论.

［师生互动归纳］

由于速度是矢量，速度的变化不仅指速度大小的变化，也包括速度方向的变化.由于曲线运动的速度方向在其所处位置的切线上，一直在变化，所以曲线运动是变速运动.

［过渡引申］

既然曲线运动是变速运动，那么由a=

可得具有加速度，又由F=ma可知受力不为零，那到底有什么样的特点呢？

这就是本节课的第二个主要问题.

［板书］物体做曲线运动的条件.

（二）物体做曲线运动的条件

［教学设计］

通过CAI课件模拟、创造性实验的实践引导同学分析得出.

［CAI］课件模拟

一小钢球在水平光滑面正在做匀速直线运动.

［问题］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做曲线运动

［提示强调］

磁铁给小钢球一个力的作用

［学生活动设计］

A层次：

独立思考并力争得出结论.

B、C层次：

讨论提出方案.

［实验验证］

请B、C层次同学利用他们的方案来进行.当然，这时教师要给出器材并加以引导操作.

［师生互动归纳］

①直线加速：

F的方向与v的方向一致.

②直线减速：

F的方向与v的方向相反.

③曲线运动：

F的方向与v成一角度.

［结论］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.

［实践应用］

1.从枪口射出的子弹为什么做曲线运动？

2.沿水平桌面向前滚动的钢球经过磁铁时，为什么转了弯？

［学生活动设计］

讨论作答（提问B层次同学）

［教学设计］

1.渗透平抛运动的模型；分析问题的方法；子弹运动忽略空气阻力.

2.巩固新知识点.

［原因］都是因为运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在一条直线上.

［辨析归纳］

讨论题：

结合本节所学与前面知识体系来分类归纳力和运动的关系.

［学生活动设计］

A层次：

独立归纳.

B、C层次：

结合提示讨论、归纳、辨析.

［投影］提示

②曲线运动

［师生互动］

①点评同学归纳情况，展示投影优秀归纳.

②给出详细归纳.

［强化训练］［投影］

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.

［题后总结］

做曲线运动的物体，合外力的方向总是指向曲线的内侧，是一条规律.

三、小结

［教学设计］

同学们根据自身特点，各自进行.

［学生活动设计］

A层次：

独立归纳，应用自己熟悉的方式并能找出重点内容.

B层次：

讨论归纳，列出知识的框架图，说明知识的认知过程.

C层次：

结合提纲，知识重现，小结归纳.

［小结提纲］投影

1.曲线运动的特点

2.曲线运动的性质

3.物体做直线运动的条件

4.物体做曲线运动的条件

四、作业

1.复习该节内容

2.练习一

3.预习下节内容

五、板书设计

六、本节优化训练设计

1.关于曲线运动，下列判断正确的是（）

A.曲线运动的速度大小可能不变

B.曲线运动的速度方向可能不变

C.曲线运动的速度可能不变

D.曲线运动可能是匀变速运动

2.关于曲线运动的条件，以下说法正确的是（）

A.物体受变力作用才可能做曲线运动

B.物体受恒力作用也可能做曲线运动

C.物体所受合力为零不可能做曲线运动

D.物体只要受到合外力就一定做曲线运动

3.一物体在几个恒力作用下平衡，现突然撤去其中一个力，则该物体的运动情况可能是（）

A.做匀加速直线运动

B.做匀减速直线运动

C.做曲线运动

D.做匀速运动

4.如右图所示，物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B点，这时突然使它所受的力反向而保持大小不变，则在此力作用下，物体以后的运动轨迹是图中3条虚线中的（）

A.BcB.BbC.BaD.都不是

5.关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是（）

A.它所受的合力一定不为零

B.有可能处于平衡状态

C.速度方向一定时刻改变

D.受的合外力方向有可能与速度方向在同一条直线上

参考答案：

1.AD2.BC3.ABC4.A5.AC

第二节运动的合成和分解

●本节教材分析

本节的地位比较特殊，涉及到许多基本概念和基本规律.作为研究复杂运动的一种有效方法，我们常把复杂的运动看做是几个简单运动的合成.分运动的性质决定了合运动的性质与合运动的轨迹，通过运动的合成和分解，我们可把一个曲线运动分解为两个方向上的直线运动，从而通过研究简单的直线运动的规律，进一步研究复杂的曲线运动.

●教学目标

一、知识目标

1.理解合运动和分运动的概念.

2.知道什么是运动的合成和分解.

3.会用图解法和三角形的知识分析、解决两个匀速直线运动的合成问题和分解问题.

4.理解两个互成角度的直线运动的合运动可能是直线运动，也可能是曲线运动.

二、能力目标

培养学生的观察推理能力、分析综合能力.

三、德育目标

1.介绍类比法和归纳推理法，初步了解这两种科学方法在探究物理问题方面的应用.

2.进一步加深理解数学模型中的图象法在探究物理矢量运算问题中的有效作用，并学会运用其分析和解决问题.

●教学重点

1.明确一个复杂的运动可以等效为两个简单的运动的合成或等效分解为两个简单的运动.

2.理解运动合成、分解的意义和方法.

●教学难点

1.分运动和合运动的等时性和独立性.

2.理解两个直线运动的合运动可以是直线运动，也可以是曲线运动.

●教学方法

讲练法、观察实验法、分层教学法.

●教学用具

投影仪、CAI课件.

●课时安排1课时

●教学过程

［投影］本节课的学习目标

1.知道合运动、分运动，知道合运动和分运动是同时发生的，且互不影响，能在具体的问题中分析和判断.

2.理解运动的合成和分解的意义及方法.

3.会用图示方法和数学方法求解位移、速度的合成和分解的问题.

学习目标完成过程

一、导入新课

［教学设计］

通过复习力的合成与分解来直接导入.

［设疑］

关于合成和分解的问题我们已经学过，是什么的合成与分解呢？

［提问C层次同学］

［结论］力的合成与分解.

［继续设疑］

在进行力的合成和分解时遵循什么定则？

［鼓励大家主动回答］

［结论］平行四边形定则

［教师导入］

那么，今天我们学习运动的合成与分解是如何进行的呢？

又为什么要学习运动的合成与分解呢？

二、新课教学

（一）运动的合成与分解的目的.

［提出问题］

曲线运动和直线运动哪个较复杂？

哪个我们更熟悉？

［学生活动设计］

先各自独立思考，

后讨论交换意见

［师生互动归纳］

曲线运动较复杂，直线运动的规律更为熟悉一些.

［方法渗透］

由于上述原因，我们想找到一种方法来把复杂的运动简化为比较简单的我们熟悉的直线运动而应用已经掌握的有关直线运动的规律来研究复杂运动.这也就是研究运动的合成与分解的目的所在.

（二）分运动与合运动

［演示］两次

1.管不动，红蜡小圆柱体在注满水的长直玻璃管中匀速上浮时间t.

2.红蜡小圆柱体随管子匀速右移时间t.

3.上述两步同时进行时间t.

［学生活动设计］

1.注意观察小蜡块的运动情况.

2.注意实验时强调的问题.

3.在观察完成以后讨论思考下面思考题.

上述三个运动哪一个的效果和另外两个依次进行的效果相同？

［点拨归纳］

1.［CAI课件］模拟蜡块的运动，重点突出等效性、等时性.

2.［结论］演示三的运动与一、二的运动依次进行的效果相同.这也说明演示三的运动可看做是相同时间内演示一、二运动的合运动.

［概念介绍］

1.合运动是实际发生的运动，其余具有某一方面效果的运动则为分运动.

2.合运动与分运动具有等时性，即同时开始，同时结束.

3.各个分运动具有独立性.即各个分运动互不影响.

［强化训练］

［CAI课件］模拟小船渡河情况如下图，试分析其合运动与分运动的效果.

［参考答案］

①小船实际向左的运动是合运动

②随绳的运动是分运动一.

③垂直绳的摆动是分运动二.

［学生活动设计］

互相讨论、分析实例.

典例分析、激励评价.

（三）运动的合成和分解.

1.［类比力的合成和分解得出］概念

①已知分运动求合运动叫运动的合成.

②已知合运动求分运动叫运动的分解.

［过渡设疑］

如何进行呢？

2.运动的合成和分解方法

①［复习描述运动的物理量］

［教学设计］

a.借此复习前面知识点

b.提问C层次同学作答，增强其学习的积极性.

［强调］描述运动的物理量有速度v、加速度a、位移s都是矢量.故运动的合成和分解也是这些矢量的合成和分解.

②运动的合成和分解的方法

a.运动的合成

a1.两个分运动必须是同一质点在同一时间内相对于同一参考系的运动.

a2.两个分运动在一条直线上

［学生活动设计］

A层次：

独立思考.

B、C层次：

讨论归纳、类比同一直线上力的合成得出.

［师生互动归纳］

矢量运算转化为代数运算，注意要先选定一个正方向.合运动的各量为各分运动各量的矢量和.

［举例分析］

例如：

竖直上抛运动可以看成是竖直方向的匀速运动和自由落体的合运动.即先取向上为正，则有：

vt=v0+（－gt）=v0－gt

s=v0t+（－

gt2）=v0t－

gt2

a=0+（－g）=－g

a3.不在同一直线上

［教学设计］

类比力的合成学习.

［师生互动归纳］

按照平行四边形定则合成

［举例应用］图象法

b.运动的分解

［教师强调］

类比力的分解，运动的分解必须将实际运动（供分解的“合运动”）按平行四边形定则将其各个物理量分解.

［举例］

如图，人用绳通过定滑轮拉物体A，当人以速度v0匀速前进时，求物体A的速度.

解析：

合运动即实际运动即物体A的运动.

其一个分运动是随绳沿绳的方向被牵引，v1=v0.

其另一个分运动是垂直于绳以定滑轮为圆心的摆动，它不改变摆长，只改变角度θ的值.

所以，如图分解可得

v=v0·cosθ

由于θ在变大，vA也将逐渐变大.故物体A在做变速运动.

［学生活动设计］

A层次：

结合实例，领会运动分解的关键所在.

B层次：

互相讨论，加深理解.

C层次：

整理思路，写出具体解析步骤.

（四）例题解析

1.［投影］课本例1

思考：

①说明红蜡块参与了哪两个分运动？

②蜡块的分运动和合运动所用时间有什么关系？

③红蜡块的分速度应如何求解？

④求解合速度的方法有哪些？

［学生活动设计］

A层次：

按照自己的理解思路写出本题的解题过程.

B层次：

结合思考题写出详解.

C层次：

弄清各个思考题，试写出解题步骤.

［师生互动］

①激励评价，实物投影展示.

②投影各种方法详解.

方法一：

蜡块的水平分位移s1=0.8m，竖直分位移s2=0.9m，

据平行四边形定则得：

合位移s=

=1.2m.

则v合=

=0.06m/s.

方法二：

据v=

分别求出两个分速度.

水平：

v1=

=0.04m/s

竖直：

v2=

=0.045m/s

合：

v=

=0.06m/s

［题后总结］后一种方法是基本解法，适合于求解不是匀速运动的一般情况和匀速运动的特殊情况.

2.［投影］课本例2及其分析

［题后总结］

运动的分解要根据实际情况来分析.说明两个分速度的实际作用：

水平分速度使飞机前进，竖直分速度使飞机上升.

（五）实践操作

［投影实践题目］

讨论两个互相垂直的直线运动的合运动的类型有哪些.

［学生活动设计］

A、C层次互相讨论归纳

B层次互相讨论归纳

［学生展示可能的情形］

1.两匀速合成仍为匀速直线运动.

2.一匀速，一匀变速，合成为匀变速曲线运动.

［教师点评、投影图解］

补充：

3.两匀变速，可能为匀变速直线运动也可能为匀变速曲线运动.

［题后总结］

1.两个互相垂直的直线运动可能为直线运动，也可能为曲线运动.

2.反向思维：

曲线运动也可以分解为两个垂直方向的直线运动，利用直线运动规律研究以后再合成就可以知道作为合运动的曲线运动的规律.

三、小结

1.教师归纳、学生回答课前疑问

2.［学生活动设计］

A层次：

独立归纳，找出本节重点所在.

B层次：

讨论小结，找出本节难点所在.

C层次：

结合小节提纲，系统再现本节知识体系.

［投影］

本节小结提纲

1.运动的合成和分解的目的是什么？

2.运动的合成和分解的基本方法有哪些？

3.分解的是什么运动？

能否随意分解？

4.合运动和分运动有哪些联系和区别？

5.直线运动垂直合成一定是直线运动吗？

四、作业

1.复习该节内容

2.课本练习二

3.预习下一节

4.思考题：

北风速度4m/s，大河中的水流正以3m/s的速度向东流动，船上的乘客看见轮船烟囱冒出的烟柱是竖直的，求轮船相对于水的船行速度多大？

什么方向？

参考答案：

v=5m/s；向南偏西37°

五、板书设计

六、本节优化训练设计

1.关于运动的合成，下列说法中正确的是（）

A.合运动的速度一定比每一个分运动的速度大

B.两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动

C.只要两个分运动是直线运动，那么它们的合运动也一定是直线运动

D.两个分运动的时间一定与它们的合运动的时间相等

2.某人乘小船以一定的速率垂直河岸向对岸划去，当水流匀速时，关于它过河所需要的时间、发生的位移与水速的关系正确的是（）

A.水速小、位移小、时间短

B.水速大、位移大、时间短

C.水速大、位移大、时间不变

D.位移、时间与水速无关

3.匀减速运动的速度vt=v0－at，可以看成是两个在一条直线上的运动的速度合成，一个是________，另一个是.

4.一只船在静水中的速度为3m/s，它要横渡一条30m宽的河，水流速度为4m/s，下列说法正确的是（）

A.这只船不可能垂直于河岸抵达正对岸

B.这只船对地的速度一定是5m/s

C.过河时间可能是6s

D.过河时间可能是12s

5.如图所示，汽车以速度v匀速行驶，当汽车到达P点时，绳子与水平方向的夹角为θ,此时物体M的速度大小为（用v、θ表示）.

6.小船在静水中速度是v，今小船要渡过一河流，渡河时小船朝对岸垂直划行，若航行至河中心时，水流速度增大，则渡河时间将（）

A.增大B.减小C.不变D.不能确定

7.某人站在自动扶梯上，经过t1时间由一楼升到二楼，如果自动扶梯不运动，人沿着扶梯从一楼走到二楼的时间为t2，现使自动扶梯正常运动，人也保持原有的速度沿扶梯向上走，则人从一楼到二楼的时间是（）

A.t2－t1B.t1·t2/（t2－t1）

C.t1·t2/（t1+t2）D.

8.有一小船正在渡河，离对岸50m，已知在下游120m处有一危险区，假设河水流速为5m/s，为了使小船不通过危险区到达对岸，那么小船从现在起相对静水的最小速度应是（）

A.2.08m/sB.1.92m/s

C.1.58m/sD.1.42m/s

9.下雨时，如果没有风，雨滴是竖直下落的，但我们骑车前进时，总觉得雨滴是向后倾斜的，为什么？

当车速度增大时，觉得雨滴的运动将有什么变化？

参考答案：

1.D2.C

3.速度为v0的匀速直线运动，初速度为0的匀减速直线运动

4.AD5.vcosθ6.C7.C8.B

9.人感觉到雨滴的速度是雨滴相对于人的速度v雨人，它是v雨地和v人地的合速度，如图所示，所以人前进时，感觉雨滴向后倾斜，而且由图可知，当车速增大时，雨相对人的速度增大，且倾斜得更厉害.

第三节平抛物体的运动

●本节教材分析

平抛运动是一种重要的运动，学习平抛运动，不仅是知识的深化和扩展，更重要的是能力的培养和提高.

平抛运动比直线运动复杂，不容易直接研究它的速度、位移等的变化规律，需要将它分解成较简单的运动来研究.教学时应结合频闪照片使学生认识：

平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动.利用实验事实得出结论，能给学生留下深刻的印象，因此做好课本的演示实验是很重要的，让学生从观察中总结出两球总是同时落地，得出平抛运动在竖直方向上做自由落体运动的结论.

对于平抛运动的学习，不能仅停留在运动规律的描述上，教学时应利用动力学的知识，分析平抛物体的受力情况，讨论平抛物体为什么在竖直方向上做自由落体运动，使学生对平抛运动的理解深入一步，建立起前后所学知识间的联系，形成知识结构.

●教学目标

一、知识目标

1.知道什么是平抛运动.

2.理解平抛运动是两个直线运动的合成.

3.掌握平抛运动的规律，并能用来解决简单的问题.

二、能力目标

1.通过对频闪照片的分析，培养学生的观察能力和分析能力.

2.提高学生运用数学知识解决问题的能力.

三、德育目标

使学生学会认识运动的规律，从而得以更好地利用规律.

●教学重点

1.平抛运动的研究方法——可以用两个简单的直线运动来等效替代.

2.平抛运动的规律.

●教学难点

1.对频闪照片的正确分析.

2.平抛运动的规律.

●教学方法

实验法、讲练法、分析推理法、分层法.

●教学用具

投影仪、CAI课件.

●课时安排

1课时

●教学过程

［投影］本节课的学习目标

1.知道什么是平抛运动.

2.知道平抛运动的特点和分析方法.

3.理解平抛运动的基本规律.

学习目标完成过程

一、导入新课

1.物理情景展示

［教师示范］

竖直上抛一粉笔

［过渡］

粉笔头是否只能往上抛？

［学生活动设计］

①互相讨论

②实例演示

［师生互动归纳］

2.直接引入

本节课就来学习抛体运动中非常重要的一种——平抛运动.

二、新课教学

（一）平抛运动的定义

［CAI课件］模拟子弹从枪口水平射出的情景.

［学生活动设计］

1.注意观察运动特点.

2.尝试抽象概括平抛运动的定义.

［师生互动总结］

1.子弹具有水平初速度，抛出后空气阻力、重力（重力阻力）可认为只受重力（忽略空气阻力），轨迹是曲线.

2.定义：

将物体沿水平方向抛出，只在重力作用下的运动，叫平抛运动.

［引申］前后联系

平抛运动的轨迹为什么是曲线运动？

［学生结合第一节知识讨论作答］

平抛运动中，物体速度方向一直在变，与重力（合力）的方向不在同一直线上，所以其轨迹为曲线，是曲线运动.

［举例探讨］

由学生讨论得出并给予详细解释.

［强化训练］

从匀速运动的火车上伸出手将一物体自由释放，如不计空气阻力，物体将做什么运动？

［学生分组活动讨论］

［参考解释］物体做平抛运动.强调①由于惯性，初速度水平②仅受重力.

（二）平抛运动的分运动

1.复习合运动、分运动

2.实验论证

①介绍实验装置如下图所示

②介绍实验做法.

因弹簧片C受到小锤D的打击，C向前推动小钢球具有水平初速度，使A做平抛运动，同时（强调）松开小钢球B，使B从孔中自由落下，做自由落体运动.

［学生活动设计］

1.请B层次的同学做实验，用不同的力来击打C.

2.其他同学注意观察A球、B球的运动特点.

［教师提示］

观察现象

1.A球和B球落地的先后.

2.用力大小不同时，A球的水平距离有什么不同.

［学生描述实验现象］

1.无论A球的水平速度大小如何，它总是与B球同时落地.

2.A球的水平初速度越大，走过的水平距离也越大.

3.A球水平初速度的大小并不影响平抛物体在竖直方向上的运动.

［师生互动归纳］实验分析结论

物体在做平抛运动的过程中，沿竖直方向的运动效果为自由落体运动.

［过渡］设疑

能否实际证明？

水平方向的运动情况又如何呢？

［CAI课件］模拟课本中的平抛运动与自由落体运动对比的频闪照片.

［学生活动］

1.请一名同学到放大的屏幕前用米尺测量水平、竖直方向的位移情况.

2.其他同学在下面独自测量课本图上的水平、竖直位移对比分析.

［教师介绍］频闪