高中曲線運動教案

高三物理教案：《曲線運動》教學設計。

俗話說，居安思危，思則有備，有備無患。高中教師要準備好教案，這是教師工作中的一部分。教案可以讓學生更容易聽懂所講的內(nèi)容，幫助高中教師更好的完成實現(xiàn)教學目標。高中教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢？小編特地為大家精心收集和整理了“高三物理教案：《曲線運動》教學設計”，希望對您的工作和生活有所幫助。

【教學目標】

l.知道什么是曲線運動。

2.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。

3.會用作圖和計算的方法，求解位移和速度的合成與分解問題。

4.知道物體做曲線運動的條件是所受的合外力與它的速度方向不在一條直線上。

【教學重點】

1.什么是曲線運動。

2.物體做曲線運動的方向的確定。

3.位移和速度的合成與分解。

4.物體做曲線運動的條件。

【教學難點】

1.曲線運動是變速運動。

2.應用位移和速度的合成和分解分析解決實際問題。

3.物體做曲線運動的條件。

【教學方法】探究、講授、討論、練習

【教學用具】投影儀、演示紅蠟燭運動的有關裝置、斜面、小鋼球、條形磁鐵

【教材分析】本章明確物體做曲線運動的條件和和曲線運動的特點，如何描述曲線運動，闡述了研究曲線運動的基本方法，并用這個方法具體研究了平拋運動的特點和規(guī)律。勻速圓周運動的描述方法和基本規(guī)律以及勻速圓周運動規(guī)律的應用舉例。牛頓運動定律對不同形式的機械運動是普遍適用的，在研究不同運動時要注意各自的特點，對具體問題進行具體分析，靈活運用所學的知識。

【教學過程】

[新課導入]

前面我們研究了直線運動：勻速直線運動、勻變速直線運動（自由落體運動、豎直上拋運動）。在實際中，普遍發(fā)生的是曲線運動。那什么是直線、曲線運動？物體做直線、曲線運動的條件是什么？如何處理曲線運動？這就是本節(jié)要學習的內(nèi)容。

[新課教學]

下面來看幾個實驗：

演示自由落體運動。該運動的軌跡是什么?（直線）

演示平拋運動。該運動的軌跡是什么?（曲線）

1、直線運動和曲線運動

運動軌跡是直線的運動叫直線運動，運動軌跡是曲線的運動叫曲線運動。

請大家再舉出一些生活中的曲線運動的例子。（微觀世界里如電子繞原子核旋轉；宏觀世界里如天體運行；生活中如投標搶、導彈、擲鐵餅、跳高、跳遠、汽車轉彎等均為曲線運動。）

曲線運動比直線運動復雜，但同樣可以用位移和速度來描述，選取參考系，建立坐標系。只是研究直線運動時沿著物體或質(zhì)點運動的軌跡建立一維直線坐標系，而我們現(xiàn)在只研究在平面內(nèi)的曲線運動，則可建立二維平面直角坐標系，以把物體沿水平方向拋出為例，其坐標系可以這樣建立：以物體拋出點為原點，水平拋出方向為x軸，豎直向下方向為y軸。

2、曲線運動的位移

圖5.1－1，當物體運動到A點時，相對于拋出點的位移OA，可用表示。由于曲線運動中位移方向時刻變化，運算不太方便，而坐標軸上的兩分矢量方向是確定的，則只可用A點的坐標、（為位移與x軸的夾角）就能表示了。

3、曲線運動的速度

我們知道直線運動的速度方向與物體的運動方向相同，那曲線運動的速度方向如何?

P2“思考與討論”

分析圖5.1－3例子可知：做曲線運動的物體不同時刻速度具有不同的方向。

那速度方向如何呢？

磨出的火星是砂輪與刀具磨擦出的微粒，由于慣性，以脫離砂輪時的速度沿切線方向飛出，切線方向即為火星飛出時的速度方向。對于鏈球也是同樣的道理，它們也會沿著脫離點的切線方向飛出。如手通過細線拉一小球在光滑水平面上做圓周運動，在某位置A突然放手。撐開的帶著水的傘繞傘柄旋轉，傘面上的水滴沿傘邊各點所劃圓周的切線方向飛出。

剛才的幾個物體的運動軌跡都是圈，我們總結曲線運動的方向沿著切線方向，但對于一般的曲線運動是不是也是這樣呢?下面我們來做個實驗看一看，一般的曲線運動是什么情況。

在討論曲線速度方向前，我們來看一個數(shù)學概念：曲線的切線。圖5.1－5，當A、B靠得很近很近時，割線就成了切線。

演示：

如圖5.1—4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斜面滾入)，在軌道的束縛下鋼球做曲線運動。在軌道的下面放一張白紙，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動的軌跡，它記錄了鋼球在A點的運動方向。拿去一段軌道，鋼球的軌道出口改在圖中B，同樣的方法可以記錄鋼球在軌道B點的運動方向。觀察一下，白紙上的墨跡與軌道(曲線)有什么關系?（墨跡與軌道只有一個交點，說明了墨跡所在的直線為軌道所在曲線在該點的切線。）

①速度方向：質(zhì)點在某一點(或某一時刻)的速度，沿曲線在這一點的切線方向

通過實驗我們總結出了確定做曲線運動的物體在任意一點的速度方向，下面我們再從理論上來證明這個結論。

圖5.1—5，要求曲線上A點的瞬時速度，可在離A不遠處取一B點，用AB的平均速度來近似表示A點的瞬時速度，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點的瞬時速度，當t→0時，AB間的平均速度即為A點的瞬時速度，AB曲線即為切線，A點的瞬時速度為該點的切線方向。

P4“做一做”

曲線運動的速度和直線運動的速度最大的區(qū)別是什么?（直線運動的速度方向不發(fā)生變化，而曲線運動速度方向時刻在變。

②速度特點：時刻在變

速度是矢量，既有大小又有方向。在勻變速運動中，速度大小發(fā)生變化，速度矢量就發(fā)生了變化→具有加速度，我們說這是變速運動。而在曲線運動中，速度方向時刻在改變，速度矢量就發(fā)生了變化→具有加速度，我們也說它是變速運動。

③曲線運動特點：變速運動

由于速度V方向時刻變化，跟位移一樣，則也可用x、y軸上的分矢量、（為速度與x軸的夾角）來表示。圖5.1－6。

④分速度：、（為速度V與x軸的夾角）

P4例題

4、運動描述的實例

下面我們就來描述平面內(nèi)的一個具體運動。

演示

如圖5.1—9所示，在一端封閉、長約l m的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一紅蠟做的小圓柱體R，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊。(圖甲)

將這個玻璃管倒置(圖乙)，蠟塊R就沿玻璃管上升。如果旁邊放一個米尺，可以看到蠟塊上升的速度大致不變，即蠟塊做勻速直線運動。

再次將玻璃管上下顛倒，在蠟塊上升的同時將玻璃管水平向右勻速移動，觀察蠟塊的運動。(圖丙) （向右上方運動）

在圖丙中蠟塊做的是什么運動呢?直線運動？勻速運動？……僅僅通過眼睛觀察我們并不能得到物體運動的準確信息，要精確地了解物體的運動過程，還需要我們進行理論上的分析。下面我們就對該物體的運動過程進行分析。

①蠟塊的位置

建立如圖5.1—10所示的平面直角坐標系：選蠟塊開始運動的位置為原點，水平向右的方向和豎直向上的方向分別為x軸和y軸的正方向。

在觀察中我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)蠟塊在玻璃管中是勻速上升的，所以我們設蠟塊勻速上升的速度為vy，玻璃管向右勻速運動的速度為vx，從蠟塊開始運動的時刻開始計時，我們就可以得到蠟塊在t時刻的位置P(x，y)，我們該如何得到點p的兩個坐標呢?（蠟塊在兩個方向上做的都是勻速直線運動，所以x、y可以通過勻速直線運動的位移公式x=vt獲得，即x=vxt，y=vyt）

這樣我們就確定了蠟塊運動過程中任意時刻的位置，然而要知道蠟塊做的究竟是什么運動，我們還要知道蠟塊的運動軌跡是什么樣的。下面我們就來探究這個問題。

②蠟塊的運動軌跡

在數(shù)學上，我們學過了怎樣在坐標中表示一條直線或曲線，即關于x、y兩個變量的方程就可以代表一條直線或曲線?，F(xiàn)在我們要找的蠟塊運動的軌跡，實際上我們只要找到表示蠟塊運動軌跡的方程就可以了。觀察我們剛才得到的關于蠟塊位置的兩個方程，發(fā)現(xiàn)在這兩個關系式中，除了x、y之外還有一個變量t,那我們應該如何來得到蠟塊的軌跡方程呢?（根據(jù)數(shù)學上的消元法，我們可以從這兩個關系式中消去變量t，就可以得到關于x，y兩個變量的方程了。）

結果應該是怎樣的呢?（y=vyx/vx）

現(xiàn)在我們對公式進行數(shù)學分析，看看它究竟代表的是一條什么樣的曲線呢?(由于蠟塊在x、y兩個方向上做的都是勻速直線運動，所以vy、vx都是常量，所以vy/vx也是常量，可見公式表示的是一條過原點的傾斜直線。)

在物理上這代表什么意思呢?(這也就是說，蠟塊的運動軌跡是直線，即蠟塊做的是直線運動。)

既然這個方程所表示的直線就是蠟塊的運動軌跡，那如果我們要找蠟塊在任意時刻的位移，是不是就可以通過這條直線來實現(xiàn)呢?下面我們就來看蠟塊的位移。

③蠟塊的位移

我們知道要確定物體運動的位移，只要知道物體的初末位置就可以了。在前面建立坐標系的時候我們已經(jīng)說過了，物體開始運動的位置為坐標原點，現(xiàn)在我們要找任意時刻的位移，只要再找出任意時刻t物體所在的位置就可以了。

前面我們已經(jīng)找出物體在任意時刻的位置P(x，y)，請同學們想一下在坐標中物體位移應該是怎么表示的呢?（在坐標系中，線段OP的長度就代表了物體位移的大?。海?/p>

我們知道位移是矢量，所以我們要計算物體的位移僅僅知道位移的大小是不夠的，我們還要再計算位移的方向。這應該怎樣來求呢?（因為坐標系中的曲線就代表了物體運動的軌跡，所以我們只要求出該直線與x軸的夾角θ就可以了。）

tanθ＝=vy/vx

這樣就可以求出θ，從而得知位移的方向。

現(xiàn)在我們已經(jīng)知道了蠟塊做的是直線運動，并且求出了蠟塊在任意時刻的位移。但我們還不知道蠟塊做的是什么樣的直線運動，要解決這個問題，我們還需要求出蠟塊的速度。

④蠟塊的速度

根據(jù)我們學過的速度的定義，物體在某過程中的速度等于該過程的位移除以發(fā)生這段位移所需要的時間，即前面我們已經(jīng)求出了蠟塊在任意時刻t的位移的大小。所以我們可以直接套入速度公式計算蠟塊的速度。我們可以得到什么樣的速度表達式?（）

分析這個公式我們可以得到什么樣的結論?（vy/vx都是常量，也是常量。也就是說蠟塊的速度是不發(fā)生變化的，即蠟塊做的是勻速運動。）

同樣其方向tanθ＝=vy/vx

結合我們前面得出的結論，我們可以概括起來總結蠟塊的運動，它做的應該是個什么運動?（勻速直線運動）

5、物體做直線、曲線運動的條件

為什么有些物體做直線運動，有些物體做曲線運動呢?下面我們通過實驗來研究這個問題。

演示：如圖5.1—11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動情況，記住鋼球的運動軌跡。（鋼球做直線運動，速度逐漸減小。）

請同學們來分析鋼球在桌面上的受力情況。（鋼球受豎直向下的重力，豎直向上的支持力，還受到滑動摩擦力的作用。）

摩擦力的方向如何?（摩擦力的方向與運動方向在同一直線上，但與運動方向相反。）

在剛才實驗中，鋼球的運動路徑旁邊放一塊磁鐵，重復剛才的實驗操作，觀察鋼球在桌面上的運動情況。（鋼球做曲線運動）

分析鋼球在桌面上的受力情況。（鋼球受豎直向下的重力，豎直向上的支持力，還受到方向與運動方向相反的滑動摩擦力的作用，此外還受到磁鐵的吸引力。）

引力的方向如何?（引力的方向隨著鋼球的運動不斷改變，但總是不與運動方向在同一直線上。）

由實驗我們可以得出什么樣的情況下物體會做直線、曲線運動?（當物體受到與運動方向不在同一條直線上的力的作用時，會做曲線運動。）

那我們該如何總結物體做直線和曲線運動的條件呢?

①物體做直線運動的條件：

a當物體不受外力或所受合外力為零時，物體做勻速直線運動或處于靜止狀態(tài)。

b當物體所受合外力不為零，且合外力方向與速度方向在一條直線上時，物體做變速直線運動；當合外力恒定時，物體做勻變速直線運動。其中，當合外力方向與速度方向相同時，物體做勻加速直線運動；當合外力方向與速度方向相反時，物體做勻減速直線運動。

②物體做曲線運動的條件：當物體所受的合力方向跟它的速度方向不在同一直線上時。物體將做曲線運動。

③在曲線運動中，合外力的作用效果：

設質(zhì)點沿曲線運動，在時刻t位于A點，經(jīng)Δt位于B點，它在A點和B點的瞬時速度分別用v1和v2表示，那么在Δt內(nèi)質(zhì)點的平均加速度應表示為：=。式中，Δv是速度的變化量，的方向應與此方向相同，按照矢量運算法則(平行四邊形定則)，的方向是指向曲線凹的一側，當Δt足夠小趨于零時，平均加速度無限接近于在A點的瞬時加速度a，它的方向與足夠小的Δv方向相同，也指向曲線的凹側，由牛頓第二定律可知，質(zhì)點所受合外力的方向與其加速度方向相同，總指向曲線的凹側。

把加速度a和合外力F都分解在沿切線和沿法線(與切線垂直)方向上，如下圖所示：

沿切線方向的分力F1產(chǎn)生切線方向的加速度a1,當a1和v同向時，速率增加；當a1和v反向時，速率減小，如果物體做曲線運動的速率不變，說明a1=0，即F1=0,此時的合外力方向一定與速度方向垂直，沒有改變速度的大小。

沿法線方向的分力F2產(chǎn)生法線方向上的加速度a2，改變了速度的方向，由于曲線運動的速度方向時刻在改變，合外力的這一作用效果對任何曲線運動總是存在的。

可見，在曲線運動中合外力的作用，首先是產(chǎn)生a2以改變速度的方向，對于變速率曲線運動，合外力不僅改變速度的方向，同時還要改變速度的大小。

④運動的性質(zhì)和軌跡的判斷：由運動的性質(zhì)及合初速度與合加速度的方向和大小關系決定。

a兩個勻速直線運動的合運動一定是勻速直線運動。

b一個勻速直線運動和一個勻變速直線運動的合運動仍然是勻變速運動，當兩者共線時為勻變速直線運動，不共線時為勻變速曲線運動。

c兩個勻變速直線運動的合運動一定是勻變速運動。若合初速度方向與合加速度方向在同一條直線上時，則是直線運動；若合初速度方向與合加速度方向不在一條直線上時，則是曲線運動。

下面我們來看一些例子。

例題1、下列說法中正確的是

A.做曲線運動的物體一定具有加速度 B.做曲線運動物體的加速度一定是變化的

C.物體在恒力的作用下，不可能做曲線運動

D.物體在變力的作用下，可能做直線運動，也可能做曲線運動

解析：物體做直線運動還是曲線運動，不取決于物體受到的是恒力還是變力，而取決于物體所受的合外力方向與速度方向在不在一條直線上，故D正確而C錯誤；曲線運動的速度方向是可改變，則一定具有加速度，但加速度取決于合外力怎樣變化，故A正確B錯誤。

例題2、質(zhì)點在恒力F作用下，F(xiàn)從A點沿下圖中曲線運動到B點，到達B點后，質(zhì)點受到的力大小仍為F，但方向相反，則它從B點開始的運動軌跡可能是圖中的哪條曲線？

A.曲線a B.直線b C.曲線c D.三條曲線均有可能

解析：物體在A點的速度方向沿A點的切線方向，物體在恒力F作用下沿曲線AB運動時，F(xiàn)必有垂直速度的分量，即F應指向軌跡彎曲的一側。物體在B點時的速度沿B點的切線方向，物體在恒力F作用下沿曲線A運動到B時，若撤去此力F，則物體必沿b的方向做勻速直線運動；若使F反向，則運動軌跡應彎向F方向所指的一側，即沿曲線a運動，A正確；若物體受力不變，則沿曲線c運動。

例題3、一質(zhì)量為m的物體在一組共點力F1、F2、F3作用下處于平衡狀態(tài)，如圖所示，若撤去F1，試討論物體的運動情況將怎樣？

解析：當外力F1撤去后由于平衡條件可知：物體所受的F2與F3的合力大小等于F1，方向與F1相反，因物體原來處于平衡狀態(tài)，即可能靜止，或勻速直線運動，其初速度及以后運動情況可能有下列幾種：

①原來靜止，v0=0,物體將沿F1的反方向做勻加速直線運動。

②原來做勻速直線運動，v0方向與F1相反，沿v0方向做勻加速直線運動。

③原來做勻速直線運動，v0方向與F1相同將沿v0方向做勻減速直線運動。

④原來做勻速直線運動，v0方向與F1成一夾角，將做勻變速曲線運動。

例題4、關于互成角度的兩個勻變速直線運動的合成，下列說法中正確的是

A.一定是直線運動 B.一定是曲線運動

C.一定是勻變速運動 D.可能是直線運動，也可能是曲線運動

解析：若兩個運動均為初速度為零的勻變速直線運動，如圖（A），則合運動一定是勻變速直線運動。若兩個運動之一為初速度為零的勻變速直線運動，另一個初速度不為零，如圖（B），則合運動一定是曲線運動。若兩個運動均為初速度不為零的勻變速直線運動，則合運動又有兩種情況：如圖（C）

①合速度v與合加速度a不共線，則合運動為曲線運動。

②合速度v與合加速度a恰好共線，則合運動也是勻變速直線運動。由于兩個勻變速直線運動的合加速度恒定，故上述直線運動和曲線運動均為勻變速運動。

由此CD正確。

[課堂小結]

1.運動軌跡是曲線的運動叫曲線運動。

2.曲線運動中速度的方向是時刻改變的，是變速運動，質(zhì)點在某一點的瞬時速度的方向在曲線的這一點的切線上。

3.探究曲線運動的基本方法——合成與分解。這種方法在應用過程中遵循平行四邊形定則。在實際的解題過程中，通常選擇實際看到的運動為合運動。

4.當合外力F的方向與它的速度方向有一夾角a時，物體做曲線運動。物體的加速度方向也跟速度方向不在同一直線上。F=0，靜止或勻速運動；F≠0，變速運動；F為恒量時，勻變速運動；F為變量時，非勻變速運動；F和v0的方向在同一直線時，直線運動；F和v0的方向不在同一直線時，曲線運動。

[課外作業(yè)]第7頁“問題與練習”

精選閱讀

高三物理《曲線運動》知識點

一名合格的教師要充分考慮學習的趣味性，高中教師要準備好教案，這是高中教師需要精心準備的。教案可以讓學生更好地進入課堂環(huán)境中來，幫助高中教師提高自己的教學質(zhì)量。優(yōu)秀有創(chuàng)意的高中教案要怎樣寫呢？急您所急，小編為朋友們了收集和編輯了“高三物理《曲線運動》知識點”，供大家參考，希望能幫助到有需要的朋友。

高三物理《曲線運動》知識點

質(zhì)點的運動(2)----曲線運動、萬有引力
1)平拋運動
1.水平方向速度：Vx=Vo2.豎直方向速度：Vy=gt
3.水平方向位移：x=Vot4.豎直方向位移：y=gt2/2
5.運動時間t=(2y/g)1/2(通常又表示為(2h/g)1/2)
6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2
合速度方向與水平夾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7.合位移：s=(x2+y2)1/2,
位移方向與水平夾角α:tgα=y/x=gt/2Vo
8.水平方向加速度：ax=0;豎直方向加速度：ay=g
注：
(1)平拋運動是勻變速曲線運動，加速度為g，通?？煽醋魇撬椒较虻膭蛩僦本€運與豎直方向的自由落體運動的合成;
(2)運動時間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無關;
(3)θ與β的關系為tgβ=2tgα;
(4)在平拋運動中時間t是解題關鍵;(5)做曲線運動的物體必有加速度，當速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時，物體做曲線運動。
2)勻速圓周運動
1.線速度V=s/t=2πr/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
5.周期與頻率：T=1/f6.角速度與線速度的關系：V=ωr
7.角速度與轉速的關系ω=2πn(此處頻率與轉速意義相同)
8.主要物理量及單位：弧長(s):米(m);角度(Φ)：弧度(rad);頻率(f)：赫(Hz);周期(T)：秒(s);轉速(n)：r/s;半徑(r):米(m);線速度(V)：m/s;角速度(ω)：rad/s;向心加速度：m/s2。

注：
(1)向心力可以由某個具體力提供，也可以由合力提供，還可以由分力提供，方向始終與速度方向垂直，指向圓心;
(2)做勻速圓周運動的物體，其向心力等于合力，并且向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小，因此物體的動能保持不變，向心力不做功，但動量不斷改變。
3)萬有引力
1.開普勒第三定律：T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑，T:周期，K:常量(與行星質(zhì)量無關，取決于中心天體的質(zhì)量)｝
2.萬有引力定律：F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11N?m2/kg2，方向在它們的連線上)
3.天體上的重力和重力加速度：GMm/R2=mg;g=GM/R2{R:天體半徑(m)，M：天體質(zhì)量(kg)｝
4.衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期：V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M：中心天體質(zhì)量｝
5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s
6.地球同步衛(wèi)星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km，h:距地球表面的高度，r地:地球的半徑｝
注:
(1)天體運動所需的向心力由萬有引力提供,F向=F萬;
(2)應用萬有引力定律可估算天體的質(zhì)量密度等;
(3)地球同步衛(wèi)星只能運行于赤道上空，運行周期和地球自轉周期相同;
(4)衛(wèi)星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、周期變小(一同三反);
(5)地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度和最小發(fā)射速度均為7.9km/s。

《曲線運動》教學設計

古人云，工欲善其事，必先利其器。作為高中教師就要好好準備好一份教案課件。教案可以讓上課時的教學氛圍非?；钴S，有效的提高課堂的教學效率。怎么才能讓高中教案寫的更加全面呢？為了讓您在使用時更加簡單方便，下面是小編整理的“《曲線運動》教學設計”，供大家參考，希望能幫助到有需要的朋友。

課題

曲線運動

課時

1課時

教材分析

教材先安排曲線運動的方向，然后安排物體做曲線運動的條件。從知識結構上看，曲線運動的方向在軌跡上某點的切線方向是反映曲線運動的運動學特征，而曲線運動的條件則是動力學特征，完全符合牛頓力學的研究思路。從對學生認知建構的過程來看，知道曲線運動的方向只是知道一個事物的結果，掌握了曲線運動發(fā)生的條件才能理解出現(xiàn)該結果的原因，這樣才能在邏輯上有利于學生深刻理解本節(jié)的兩個重點內(nèi)容。本節(jié)是整章教學的知識基礎。教材中選取了兩個實際情景的圖片和一個演示實驗。這樣的安排充分體現(xiàn)了重視教學中知識與技能目標達成的同時更加突出過程和方法的形成。本來在通過觀察砂輪打磨刀具和投擲鏈球兩個視頻后學生得出感性的、最表面的結論，學生還需要深入問題的本質(zhì)。教材中又安排了一個看似簡單的實驗，這個實驗和上述兩個材料有本質(zhì)的不同，它不是一看就了事，而是要通過收集信息和分析、處理信息，然后得到物理結論，這是科學研究過程的必然。這樣能使學生感覺到，一個結論的形成并不是草率的。到此似乎研究的過程就可以畫上完美的句號，但是通過上述實驗只能得出做圓周運動時質(zhì)點的速度方向，這不能代表一般的曲線運動，所以結論不具有普遍性。因此教材中又安排了采用極限思想的一段理論證明，從理論上證明了任何曲線運動的物體在某點的速度方向在曲線上該點的切線方向。通過實驗和討論，讓學生體會到做曲線運動的物體的速度是時刻改變的，曲線運動是變速運動；速度的方向沿軌跡的切線方向；理解物體做曲線運動的條件。

學情分析

在初中的學習中對于直線運動的特點和規(guī)律已經(jīng)理解透徹，曲線運動在知識結構上對于高一學生是比較新的內(nèi)容，又涉及到對矢量的理解，學生掌握這部分知識就具有一定的難度。但在教學中，首先讓學生要建立物體做曲線運動的圖景。教材中所示的曲線運動的圖景，生活中有很多，讓學生們?nèi)ビ^察，去體驗。例如讓學生抬起自行車的后輪，旋轉腳踏板使后輪轉動，觀察輪上的泥點脫離車輪前的運動。然后提高車輪的轉速，泥點將脫離車輪，觀察泥點脫離車輪時的速度方向以及泥點脫離車輪后的運動。自行車是學生們最常用的交通工具，利用上述圖景，可以縮短物理知識與學生之間的距離，建立學生對物理、對科學的親近感。還可以讓學生去觀察公園內(nèi)的各種游藝項目，數(shù)數(shù)在哪些項目中參與者的運動是曲線運動，相信學生會得出“生活中曲線運動比直線運動更普遍”的結論。

新課標要求

一、知識與技能

1．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。

2．知道物體做曲線運動的條件是所受的合外力的方向與它的速度方向不在一條直線上。

二、過程與方法

1．體驗曲線運動與直線運動的區(qū)別。

2．體驗曲線運動是變速運動及它的速度方向的變化。

三、情感、態(tài)度與價值觀

1．能領略曲線運動的奇妙與和諧，增強對科學的好奇心與求知欲。

2．激發(fā)參與科技活動的熱情，善于將物理知識應用于生活和生產(chǎn)實踐中。

教學重難點

重點

1．物體做曲線運動的方向的判定。

2．物體做曲線運動的條件。

難點

1．理解曲線運動是變速運動。

2．會根據(jù)物體做曲線運動的條件分析具體問題。

突破難點

策略

由于學生對于矢量的理解還不夠深刻，此問題對于高一學生來說具有一定的難度，屬于教學難點部分。教師首先應該讓學生自己思考，提出自己的觀點，然后引導學生理解：速度是矢量，既有大小又有方向，不論速度的大小是否改變，只要速度方向發(fā)生改變，就表示速度矢量發(fā)生了變化，也就是具有了加速度，曲線運動中速度的方向在其所處位置的切線上時刻在改變，所以，曲線運動是變速運動。

教學方法

1．尋找生活中的曲線運動，提出問題。

2．猜測物體在經(jīng)過某一位置（某一時刻）時的速度方向，實驗探究，理論分析，得出結論。

3．推廣應用，提出問題：做曲線運動的條件。

4．實驗探究，形成結論，分析事例。

教學建議

1．對于曲線運動速度的方向，要讓學生觀察有關現(xiàn)象，如用砂輪打磨工件時，火星沿砂輪的切線飛出；撐開的帶有水的傘繞著傘柄旋轉時，水滴沿著傘邊各點所劃圓周的切線方向飛出。在觀察現(xiàn)象的基礎上，引導學生結合課本進行分析，總結出曲線運動的速度方向總是沿切線方向。然后提出問題：曲線運動是否一定是變速運動呢？通過學生思考和討論，澄清模糊認識，得出正確結論。

2．對于物體做曲線運動的條件，可以引導學生從物體做直線運動的條件入手討論，使學生明確：物體所受的合外力為零，或合外力不為零，但合外力和運動方向在一條直線上，物體均做直線運動，并得出：做曲線運動的物體所受的合外力不能為零，且合外力的方向與運動方向不在一條直線上，從而總結出物體做曲線運動的條件。進一步說明，做曲線運動的物體的加速度不為零，且加速度方向和運動方向不在一條直線上。然后再通過實驗對上述分析加以說明，加深學生對物體做曲線運動條件的理解。

教學流程設計

教師活動

學生活動

導入新課

同學們：我們已經(jīng)學過直線運動，但實際生活中普遍發(fā)生的卻是曲線運動，例如：摩托車拐彎時的運動、拋出的粉筆頭等。所以研究曲線運動的特點、物體在什么情況下作曲線運動等問題將是我們重要的學習任務，從本節(jié)課開始我們來研究曲線運動。

認真聽老師講述，進入學習情景。

舉出生活中曲線運動的例子。

認真聽老師的講解，引起探索的興趣，作好進入本課知識學習的準備。

進行新課

曲線運動的引入

播放視頻：汽車拐彎時的運動；發(fā)射出的導彈在空中沿曲線飛行；地球、月球、人造地球衛(wèi)星沿其軌道運動。

教師引導學生歸納得出曲線運動的定義：物體運動軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。

學生舉例后，演示課件，增加感性認識。

認真觀看視頻。

認真分析上述運動的共同點，經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)：上訴運動的軌跡都是彎曲的。

積極思考，列舉實例。學生代表發(fā)言，其他同學補充，更加深刻理解曲線運動的定義。

曲線運動速度的方向

展示情景一：砂輪磨刀具（視頻或圖片）。刀具與高速轉動的砂輪接觸處的火星是由摩擦后產(chǎn)生的熾熱微粒，你能說清楚它沿什么方向飛出？

情景二：撐開的帶有水的傘繞著傘柄旋轉，雨滴沿什么方向飛出？不同的位置飛出的方向一樣嗎？你的理由是什么？是否是沿圓周的切線？

提出問題：曲線運動中速度的方向是時刻改變的，該怎樣確定物體的速度方向呢？

若物體運動的軌跡不是圓周，而是一般的曲線，那么怎樣確定做曲線運動的物體在經(jīng)過某一位置時或在某一時刻的速度方向？

引導學生閱讀教材33頁有關內(nèi)容，明確切線的概念。

聽取學生匯報，幫助總結。

強調(diào)：質(zhì)點在某一點（或某一時刻）的速度方向是沿曲線的這一點的切線方向。

提問：①速度是矢量，既有大小，又有方向。那么速度的變化包含哪幾層含義？②有人說，作曲線運動的物體一定具有加速度，該怎樣理解？③由以上兩個問題，可以更進一步概括出曲線運動的運動學特征，應該怎樣描述？

聽取學生匯報，幫助總結。

認真觀看視頻，思考老師提出的問題。

認真閱讀教材所給材料，并討論回答什么是曲線的切線；如何描述曲線運動物體的速度方向。

小組討論，交流意見，師生互動歸納得出結論：質(zhì)點在作曲線運動時，在某一位置的速度方向就在這一點的切線方向上。

思考并回答問題。

在教師的引導下明確只要速度的大小、方向中的一個或兩個同時變化，就表示速度矢量發(fā)生了變化；既然曲線運動是變速運動，那么由a=△v/△t可得作曲線運動的物體一定具有加速度；曲線運動中速度的方向時刻在改變，所以曲線運動是變速運動。

物體作曲線運動的條件

讓學生兩人一組，獨立設計并完成實驗。給你一磁鐵，如何使小鋼球：①加速仍做直線運動；②減速仍做直線運動；③做曲線運動？

巡回指導，了解學生的實驗過程，解決可能遇到的問題。

那么一個在水平面上做直線運動的鋼球，受到磁鐵的吸引又會出現(xiàn)怎樣的情景呢？

聽取學生匯報，幫助總結、點評。

和學生共同討論：所受力的大小發(fā)生變化，力的方向與速度在同一直線上的，做直線運動；所受力的大小發(fā)生變化，力的方向也發(fā)生變化，但力方向與速度方向不在同一直線上，做曲線運動。

強調(diào)：當物體所受的合力的方向與它的速度方向在同一直線時，物體做直線運動；當物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時，物體就做曲線運動。

思考問題，并動手實驗。

代表發(fā)表見解，匯報實驗方案。

把磁鐵放在鋼球運動的正前方和兩側邊，觀察到球運動的軌跡。把實驗現(xiàn)象記錄在表格中。匯報實驗結果。

和老師一起總結，歸納得出結論，作好筆記，細心體會。

根據(jù)實驗分析：磁鐵對小鋼球施加了一個力的作用，用F表示這個力，用v表示小鋼球的速度，則①直線加速：F的方向與v的方向在一條直線上，但方向相同。②直線減速：F的方向與v的方向在一條直線上，但方向相反。③曲線運動：F的方向與v不在一條直線上，成一角度。得出：當物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運動。對比得出：當物體所受合力的方向跟它的速度方向在同一直線上時，物體做直線運動。

課堂交流小結

引導組織學生概括總結本節(jié)的內(nèi)容。

組織學生在相互交流進行小結。

請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結。

請同學評價黑板上的小結內(nèi)容。

在學生小結后對學生的學習情況進行總結和評價。

按要求回顧本節(jié)知識內(nèi)容；

認真總結概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。

課堂練習鞏固提高

現(xiàn)在我們找到了在水平桌面上的鋼球做曲線運動的條件，那自然界的其他物體做曲線運動是否也滿足此條件？我們來看物體做曲線運動的實例。

出示練習1：在砂輪上磨刀具時可以看到，刀具與砂輪接觸處有火星沿砂輪的切線飛出，為什么由此推斷出砂輪上跟刀具接觸處的質(zhì)點的速度方向沿砂輪的切線方向？?

出示練習2：請你從牛頓運動定律和物體做直線運動的條件出發(fā)，總結出物體做曲線運動的條件。

出示練習3：如圖所示是標槍運動路線的示意圖，

請回答下面問題。

①畫出它在各點的速度方向；②畫出標槍在各點的受力方向(不計空氣阻力)；③說明標槍的運動軌跡為什么是曲線？④從作出的圖中可看出，力的方向總是指向軌跡彎曲的內(nèi)側，這是否可作為一條規(guī)律？

傾聽學生的回答，給予點評和補充。

分組討論解答：火星是從刀具與砂輪接觸處擦落的熾熱微粒，由于慣性，它們以被擦落時具有的速度做直線運動，因此，火星飛出的方向就表示砂輪上跟刀具接觸處的質(zhì)點的速度方向。火星沿砂輪切線飛出說明砂輪上跟刀具接觸處的質(zhì)點的速度方向沿砂輪的切線方向。

由于曲線運動一定是變速運動，所以做曲線運動的物體一定有加速度，它所受的合外力一定不為零。當物體的加速度方向跟運動方向在一條直線上時，物體做變速直線運動（加速直線運動或減速直線運動），由牛頓第二定律知，物體做變速直線運動時，合外力的方向必跟運動方向在一條直線上。反之，只要合外力的方向跟物體的運動方向在一條直線上，物體就一定做變速直線運動。因此，當物體所受的合外力不為零，且合外力的方向跟物體的運動方向不在一條直線上時，物體就做曲線運動。

板書設計

曲線運動

1．曲線運動的軌跡：曲線

2．曲線運動的速度方向：曲線在這一點的切線方向

3．曲線運動的速度時刻在變，因此曲線運動是變速運動

4．物體做曲線運動的條件：合力方向跟速度的方向不在同一直線上

課外作業(yè)

做一個飛鏢，體驗“曲線運動的速度方向跟曲線相切”。要求：（1）觀察飛鏢在空中速度方向的變化；（2）觀察飛鏢插入泥土時的入射角。（注意安全）

2．課后討論教材中“問題與練習”的問題。

《曲線運動》

一、設計思想

在舊教材中，《曲線運動》關于曲線運動的速度方向的教學，通常通過演示圓周運動的小球離心現(xiàn)象，演示砂輪火星痕跡實驗，采取告知的方式，讓學生知道曲線運動的速度方向為該位置的切線方向，由于軌跡是瞬間性，實驗有效性差。在新教材中，通過曲線軌道實驗演示曲線運動的方向，再告知速度方向是曲線的切線方向，與舊教材相比，能獲得具體的軌跡和末速度的“方向”，但是無法證明速度方向是切線方向。

筆者通過簡易自制器材，讓學生通過探究過程獲得曲線運動的速度方向，并自己獲得如何畫曲線運動的速度方向的方法，強調(diào)科學探究的過程。筆者還通過當堂設計自行車擋泥板，以便學生把自己獲得的知識應用于實踐，體驗學以致用、知識有價的感受。還要求學生觀察自行車的擋泥板驗證自己的設計作為課外作業(yè)，體會STS的意義，提高科學素養(yǎng)。

二、教材分析

教學基本要求：知道什么叫曲線運動，知道曲線運動中速度的方向，能在軌跡圖中畫出速度的（大致）方向，知道曲線運動是一種變速運動，知道物體做曲線運動的條件。

發(fā)展要求：掌握速度和合外力方向與曲線彎曲情況之間的關系。

本課是整章教學的基礎，但不是重點內(nèi)容，通過實驗和討論，讓學生體會到曲線運動的物體的速度是時刻改變的，曲線運動是變速運動，速度的方向是曲線的切線方向。

模塊的知識內(nèi)容有三點：1、什么是曲線運動（章引）；2、曲線運動是變速運動；3、物體做曲線運動的條件。

三、學情分析

在初中，已經(jīng)學過什么是直線運動，什么是曲線運動，也知道曲線運動是常見的運動，但是不知道曲線運動的特點和原因。由于初中的速度概念的影響，雖然學生在第一模塊學過速度的矢量性，但是在實際學習中常常忽略了速度的方向，也就是說學生對“曲線運動是變速運動”的掌握有困難。

學生分組實驗時，容易滾跑小鋼珠，要求學生小心配合。幾何作圖可能難以下手，教師可以適當提示。學生主要的學習行為是觀察、回答、實驗。

四、教學目標

1、知識與技能：

（1）知道什么叫曲線運動；

（2）知道曲線運動中速度的方向；

（3）能在軌跡圖中畫出速度的大致方向，能在圓周運動軌跡中規(guī)范地畫出速度方向；

（4）知道曲線運動是一種變速運動；

（5）知道物體做曲線運動的條件；

（6）會判斷軌跡彎曲方向（發(fā)展要求）。

2、過程與方法

（1）經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題──猜想──探究──驗證──結論──交流的探究過程；

（2）經(jīng)歷并體會研究問題要先從粗略到精細，由定性到定量，由特殊到一般再到特殊的過程；

（3）嘗試用數(shù)學幾何原理在物理研究中應用。

3、情感態(tài)度與價值觀

（1）主動細心觀察，注意關注身邊的科學，積極參與學習活動。

（2）感受到科學研究問題源于生活實踐，獲得的結論服務于生活實踐，體會學以致用的感受。

（3）初步感受下結論不能主觀而要有科學依據(jù)的嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

（4）初步養(yǎng)成小心翼翼做實驗的習慣。

五、重點難點

重點：體驗獲得“曲線運動的速度方向是切線方向”的實驗過程。會標出曲線運動的速度方向。

難點：如何獲得曲線運動的速度方向是切線方向。如何畫出曲線運動的速度方向。

六、教學策略與手段

在教學活動上：體現(xiàn)學生的主體性，體現(xiàn)教師的指導性和服務性。在教學媒體設計上：強調(diào)以試驗教學為主，以多媒體為輔助（投影問題與習題）。在教學程序上基本上按照加涅信息加工模型。引起注意──告知學生學習目標──刺激回憶先決性的學習──呈現(xiàn)刺激材料──提供學習幫助──引出作業(yè)──提供作業(yè)──提供反饋──評價作業(yè)──促進保持和遷移，通過問題鏈把教、學、練、評有機整合。在學習過程上：突出學生發(fā)現(xiàn)問題──猜想──探究──驗證──結論──應用。在探究方法上：突出整合數(shù)學知識解決物理問題。認知過程上：突出人類的學習規(guī)律和認知規(guī)律，即，由粗略研究到精細研究，由特殊到一般再到特殊的過程。在理念上：突出科學的研究源于生活實踐，服務于生活實踐；認識到“下結論必須要有科學依據(jù)”。

七、課前準備

學生無需預習課本，否則像已知謎底的猜謎活動那樣，那些探究的活動和問答沒有意義。

教師要做好教學用具準備工作。車速計數(shù)碼照片；細線和擺球；礦泉水和小雨傘；砂輪、鋸條和插座；小鋼珠、黑墨水瓶、白紙，大的塑料三角板，量角尺，自制圓弧形有機玻璃，自制有機玻璃斜面，方形磁鐵。調(diào)試多媒體設備。

八、教學過程

曲線運動

問題一：什么樣的運動叫曲線運動？[投影]

師：人走路，駕車騎車、分吹雨打河流彎彎，籃球足球跑步等，飛機導彈衛(wèi)星宇航行星，運動按照運動軌跡分為直線運動和曲線運動，物體運動的軌跡為曲線的運動叫曲線運動。請大家列舉曲線運動現(xiàn)象。

生：舉例曲線運動

師：曲線運動是很常見的運動。圓周運動是曲線運動的一種特殊現(xiàn)象。

（教學安排，簡單扼要，節(jié)約時間）

問題二：做曲線運動的物體的速度有什么特點？[投影]

師：要研究物體的運動，我們必須研究物體的位移、速度、加速度等物理量，本堂課我們先研究曲線運動的速度的大小和方向有什么特點。

1、做曲線運動的物體的速度大?。縖投影]

師：汽車里面有一個車速計（多媒體呈現(xiàn)數(shù)碼照片），若果汽車拐彎時保持這個讀數(shù)不變，那么，汽車做直線運動還是曲線運動？它的速度大小有無變化？

師：通常情況下，汽車拐彎要減速慢行，那么，汽車的慢行拐彎時，車上的車速計的讀數(shù)如何變化？車還是做曲線運動嗎？

師：這些事實說明，作曲線運動的物體的速度大小可以變化也可以不變（板書）。

2、做曲線運動的物體的速度方向？[投影]

汽車的拐彎時，速度方向有無變化？速度是一個矢量，它有方向性，那么做曲線運動物體的速度方向如何？

粗略研究（猜想）：

演示1：教師演示擺球圓周運動時（先要求學生觀察小球的運動方向），突然放手，小球飛出去。

演示2：教師把礦泉水到在一把小雨傘上（先要求學生觀察水滴的運動方向），快速旋轉小雨傘，雨滴從轉動的小雨傘邊緣飛出。

演示3：演示砂輪火星（要求砂輪圓面朝學生，以便學生觀測大致切線方向）。

請學生到黑板上補畫出小球、水滴、火星的方向。結果學生都會畫出大致方向。

師：你們畫出的方向是精確方向還是大致方向。如何畫出精確的方向？

精細研究（探究、驗證、結論）（重點難點）：

物體做勻速直線運動，它的速度方向和運動軌跡方向一致。如果曲線運動的物體突然開始做勻速直線運動，那么直線運動的方向和曲線運動的末速度方向一致。（采取板畫形式，師生共同回憶得出這個結論）

1、教師先演示投影：把小鋼珠放在黑墨水瓶蓋里轉一下（內(nèi)有一點點墨水），再放在半圓形有機玻璃軌道上運動并飛出，讓鋼珠在白紙上留下痕跡，同樣在3/5半圓周，4/5半圓周上運動飛出，讓學生猜測飛出方向由什么特點？（有機玻璃板說明：厚約5毫米，略小于小鋼珠直徑，圓弧半徑15厘米，MN邊稍長些，以便過MN做直線，根據(jù)半徑大小確定圓心O位置。）

學生猜想：切線方向

師：已知圓弧半徑為15厘米。如何驗證？請用幾何方法作圖驗證。

生：標出飛出點和圓心，做圓心和飛出點的連線，用量角尺量出該連線和飛出軌跡直線的夾角，是否90度。

2、再分組實驗，提醒同桌配合，小心鋼珠滾跑。實驗完畢，要求作圖驗證，并互相討論交流。

3、交流和結論：

師：要引導學生得出正確的科學結論：“圓周運動的物體的速度方向為該點的切線方向”，而不能直接得出“曲線運動的的物體速度方向為該點的切線方向”。

4、如何在圓周運動的軌跡上標注速度方向？

請在圓周上任取兩點，作出該位置的物體速度方向。并研究圓周運動的速度方向有什么特點？

學生：找出圓心，做圓心和某點連線，再做連線的垂線，標出箭頭（精確畫法）。

學生：不同位置，速度方向不一樣?！皥A周運動是變速運動”

（特別強調(diào)：剛才的實驗是圓周運動，不能得出“曲線運動是變速運動”“曲線運動的速度方向是切線方向”的結論）

5、一般曲線運動的速度情況和圓周運動一樣嗎？（由特殊到一般）

師邊畫邊講：圓周是特殊的曲線，一般的曲線可以看成很多很多的圓弧構成，每一個圓弧都是圓周的一部分。所以，曲線運動可以看成無數(shù)個圓周運動構成，曲線上每一個位置的速度方向就是該點所在的圓周的切線方向，速度方向時刻在變化。

所以：“曲線運動的物體速度方向為該點的切線方向”“曲線運動是變速運動”[投影]。

6、如何畫一般曲線運動的速度方向？

要求學生閱讀課文33頁關于切線的三個自然段。教師再作示范。讓學生學會粗略畫一般曲線運動的速度方向。

第一次課堂練習（及時反饋、鞏固、評價、遷移）

1、作業(yè)本37頁第3題?！昂推健碧柨臻g站環(huán)繞地球運行的軌跡是直線還是曲線？運行速度保持不變還是時刻改變。

2、作業(yè)本37頁第7題。要求在在汽車波浪形路徑上三個位置標注速度的方向。

問題三：如何使物體做曲線運動？[投影]

演示投影：在投影儀上鋪上白紙，放上一個高度1厘米左右自制的有機玻璃玻璃斜坡，中間刻一條直槽。把小鋼珠放在墨水瓶蓋里轉一下，把小鋼珠放在槽中滾下，先不用磁鐵，軌跡是一條直線。（效果很好，軌跡很清晰）

師：如何使小鋼珠拐彎？

生：用磁鐵吸引。

教師演示并投影：磁鐵用電機模型里的方形磁鐵（效果很好）。

師：要使小鋼珠會彎向右側，磁體放在哪一側？

生：右側。教師演示結果。

師：要使小鋼珠會彎向左側，磁體放在哪一側？

生：把磁鐵放在左側。教師演示結果。

師：如果放在正下方，小鋼珠會作什么運動？

師：如果放在正上方，小鋼珠會作什么運動？

師：你認為物體做曲線運動的條件是什么？

生：運動物體在一個外力作用下。

師：對這個外力有什么要求？

生：外力方向與運動方向有個夾角？

師：外力方向和運動方向有什么要求嗎？

生：不能相同也不能相反，也就是不能在同一條直線。

師；如果在兩側各放一個磁鐵，小鋼珠運動軌跡會彎向哪邊？

生：那邊磁力大，彎向哪邊。

引導學生得出結論（板書）：

物體做曲線運動的條件：物體受到的合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上。

鞏固練習學生演示并分析：

師：怎么樣使粉筆頭作曲線運動？怎么使粉筆頭作直線運動？原因分析。

第二次課堂練習（及時反饋、復習、鞏固、評價、遷移）

1、作業(yè)本38頁第6題：已知物體初速度方向和恒定的合外力方向，判斷物體運動的大致軌跡。

課堂小結：[以問答題形式進行]

2、（投影）下面說法正確的？

A．曲線運動的速度大小一定是變化的

B．曲線運動的速度方向一定是變化的

C．曲線運動一定是變速運動

D．變速運動一定是曲線運動

E．做曲線運動的物體所受合力一定不為零。

F．合外力不為零的運動一定是曲線運動。

G．曲線運動的加速度一定不為零。

H．曲線運動的加速度一定為零。

問題四：這些知識有什么用處？

實際應用：給自行車設計擋泥板。

教師：如果輪子上粘有泥巴，隨車輪轉動，這些泥巴將沿什么樣方向飛出？應該設計怎樣的檔泥板？

要求學生只畫兩個輪子，標注前輪和后輪，在輪子上畫擋泥板。

教師投影展示學生的設計圖，請學生講解設計理念和依據(jù)。教師以傾聽為主，可以以問題形式提出自己疑問作為點評，但不提供正確答案。（作為課外觀測作業(yè)）

九、作業(yè)設計

教師要求學生到自行車棚觀察自行車的擋泥板。對照自己的設計，做比較分析。推測設計師為什么要這樣設計。

十、知識結構或板書設計

曲線運動

1、曲線運動：物體運動的軌跡為曲線的運動。

2、曲線運動的特點：是變速運動

速度大小可以變化也可以不變

速度方向為切線方向，時刻在變化

3、做曲線運動的條件：

物體受到的合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上

【問題研討】

1、鋼珠的軌跡分析：

小鋼珠滾出的軌跡和有機玻璃的圓周不是重合的，如圖所示，相差一個鋼珠的半徑值，但是圓心和飛出點的連線與半徑還是是垂直。由于小鋼珠的半徑遠遠小于圓弧的半徑，這點相差可以忽略。如果學生能力較強，可以略作說明。

2、作業(yè)分析；

課堂上，學生對擋泥板的設計很感興趣，但是由于教師對學生設計不做肯定或否定，而是說“你們都有自行車、或者天天看到自行車，有無注意觀察，你們看到的自行車擋泥板是這么樣的？讓事實說話吧，請大家到停車場看看”。學生心理求知欲更強烈，課后許多學生立即去觀察。結果晚自修時就有很多學生把觀察到情形告訴我。我組織大家討論，取得意想不到的效果。這個作業(yè)很有物理味道，體現(xiàn)STS教育，學生參與度強，觀察細致，分析有理。

分類分析：

1、大部分自行車沒有擋泥板（學生的自行車）

2、小部分前輪的擋泥板為1/4圓周，后輪的擋泥板為1/2圓周。（教師的舊式自行車）

3、極少數(shù)自行車的后輪上有一小段斜向下或斜上翹的擋泥板，

4、極少數(shù)自行車的前輪有一小段水平或弧形擋泥板。

5、大家發(fā)現(xiàn)摩托車前輪后輪都有擋泥板，并且和老式自行車的擋泥板一樣。

我們一起交流、討論、推測那些設計師的設計的思想。歸納出幾點：1、賽車型自行車盡量減少車的重量和次要附件，可以不用擋泥板。2、目前道路基本是水泥路或瀝青路，泥巴很少見，擋泥板的功能淡化。3、考慮到泥巴做斜上拋運動，擋泥板不一定要圓弧形，也不一定要那么長，也不必緊緊“包住”輪子。4、美觀需要。

曲線運動教學設計

作為優(yōu)秀的教學工作者，在教學時能夠胸有成竹，作為高中教師就需要提前準備好適合自己的教案。教案可以讓學生能夠在教學期間跟著互動起來，幫助高中教師更好的完成實現(xiàn)教學目標。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的高中教案呢？下面是小編為大家整理的“曲線運動教學設計”，歡迎閱讀，希望您能夠喜歡并分享！

【教學目標】

1．知道曲線運動是一種變速運動，它在某點的瞬時速度方向在曲線這一點的切線上。

2．理解物體做曲線運動的條件是所受合外力與初速度不在同一直線上。

3．培養(yǎng)學生觀察實驗和分析推理的能力。

4．激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生探究物理問題的習慣。

【重點難點】

1．重點：曲線運動的速度方向；物體做曲線運動的條件。

2．難點：物體做曲線運動的條件。

【導學流程】

前置復習

前邊幾章我們研究了直線運動，同學們思考以下兩個問題：

1.什么是直線運動？

___________________________________________________

2.物體做直線運動的條件是什么？

___________________________________________________

在實際生活中，普遍發(fā)生的是曲線運動，那么什么是曲線運動？本節(jié)課我們就來學習這個問題。

新課學習

一、曲線運動的速度方向：

1．曲線運動是常見的，你能舉出物體做曲線運動的一些實例嗎？

___________________________________________________

2．觀察課本P32圖6．1-1和圖6．1-2思考：砂輪打磨下來的熾熱微粒。飛出去的鏈球，它們沿著什么方向？

___________________________________________________

3．討論或猜測，曲線運動的速度方向應該怎樣？

___________________________________________________

4．是不是象我們大家猜測的這樣呢？讓我們來看一個演示實驗：教師演示課本P32演示實驗驗證學生的猜測，從而得到結論：

曲線運動速度的方向___________________________________________________

5．什么是曲線的切線呢？

結合課本P33圖6．1-4閱讀課本P33前兩段加深曲線的切線的理解。

6．閱讀課本P33第四段，試分析推理曲線運動是勻速運動還是變速運動？

速度是________（矢量．標量），所以只要速度方向變化，速度矢量就發(fā)生了________，也就具有________，因此曲線運動是________。

7．練習：曲線滑梯如圖所示，試標出人從滑梯上滑下時在A、B、C、D各點的速度方向。

二、物體做曲線運動的條件：

1．提出問題：既然曲線運動是變速運動，那么由可知具有加速度，又由可知受力不為零，那到底有什么樣的特點呢？

2．實驗探究

器材：光滑玻璃板小鋼球磁鐵

演示：小鋼球在水平玻璃板上做勻速直線運動。

問題：給你一磁鐵，如何使小鋼球①加速仍做直線運動。②減速仍做直線運動。③做曲線運動。制定你的實驗方案。

___________________________________________

實驗驗證：請兩名同學利用他們的方案來進行驗證。演示給全體學生。

分析論證：

①直線加速：的方向與的方向__________。

②直線減速：的方向與的方向__________。

③曲線運動：的方向與成一__________。

結論：當物體所受的合力的方向與它的速度方向在同一直線時，物體做__________；當物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時，物體就做__________。

3．物體做曲線運動的條件：______________________________。

4．實踐應用：

①從槍口射出的子彈為什么做曲線運動？

______________________________

②沿水平桌面向前滾動的鋼球經(jīng)過磁鐵時，為什么轉了彎？

______________________________

③討論題：結合本節(jié)所學與前面知識體系來分類歸納力和運動的關系。

____________________

5．強化訓練

如圖所示是標槍運動路線的示意圖，請回答下面問題。

①畫出它在各點的速度方向。

②畫出標槍在各點的受力方向（不計空氣阻力）。

③說明標槍的運動軌跡為什么是曲線。

④從作出的圖中可看出，力的方向總是指向軌跡彎曲的內(nèi)側，這是否可作為一條規(guī)律。

小結：做曲線運動的物體，合外力的方向總是指向曲線的內(nèi)側，是一條規(guī)律。

三、小結

同學們根據(jù)自身特點，各自進行。

1．獨立歸納，應用自己熟悉的方式并能找出重點內(nèi)容。

2．討論歸納，列出知識的框架圖，說明知識的認知過程。

3．結合提綱，知識重現(xiàn)，小結歸納。

小結提綱

1．曲線運動的特點。

2．曲線運動的性質(zhì)。

3．物體做直線運動的條件。

4．物體做曲線運動的條件。

四、基礎過關題

1．關于曲線運動，下列判斷正確的是（）

A．曲線運動的速度大小可能不變

B．曲線運動的速度方向可能不變

C．曲線運動的速度可能不變

D．曲線運動可能是勻變速運動

2．關于曲線運動的條件，以下說法正確的是（）

A．物體受變力作用才可能做曲線運動

B．物體受恒力作用也可能做曲線運動

C．物體所受合力為零不可能做曲線運動

D．物體只要受到合外力就一定做曲線運動

3．一物體在幾個恒力作用下平衡，現(xiàn)突然撤去其中一個力，則該物體的運動情況可能是（）

A．做勻加速直線運動

B．做勻減速直線運動

C．做曲線運動

D．做勻速運動

4．如下圖所示，物體在恒力F作用下沿曲線從A運動到B點，這時突然使它所受的力反向而保持大小不變，則在此力作用下，物體以后的運動軌跡是圖中3條虛線中的（）

A．Bc

B．Bb

C．Ba

D．都不是

5．關于做曲線運動的物體，下列說法正確的是（）

A．它所受的合力一定不為零

B．有可能處于平衡狀態(tài)

C．速度方向一定時刻改變

D．受的合外力方向有可能與速度方向在同一條直線上

參考答案:

1．AD

2．BC

3．ABC

4．A

5．AC

附：板書設計

【備課資料】

一、正確認識曲線運動中合外力的作用效果

設質(zhì)點沿如圖所示的曲線運動，在時刻位于A點，經(jīng)位于B點，它在A點和B點的瞬時速度分別用和表示，那么在內(nèi)質(zhì)點的平均加速度應表示為：

式中，是速度的變化量，的方向應與此方向相同，按照矢量運算法則（平行四邊形定則），的方向如圖所示，即的方向是指向曲線凹的一側，當足夠小趨于零時，平均加速度無限接近于在A點的瞬時加速度，它的方向與足夠小的方向相同，也指向曲線的凹側，由牛頓第二定律可知，質(zhì)點所受合外力的方向與其加速度方向相同，總指向曲線的凹側。

把加速度和合外力F都分解在沿切線和沿法線（與切線垂直）方向上，如下圖所示：

沿切線方向的分力產(chǎn)生切線方向的加速度，當和同向時，速率增加；當和反向時，速率減小，如果物體做曲線運動的速率不變，說明，即，此時的合外力方向一定與速度方向垂直，沒有改變速度的大小。

沿法線方向的分力產(chǎn)生法線方向上的加速度，改變了速度的方向，由于曲線運動的速度方向時刻在改變，合外力的這一作用效果對任何曲線運動總是存在的。

可見，在曲線運動中合外力的作用，首先是產(chǎn)生以改變速度的方向，對于變速率曲線運動，合外力不僅改變速度的方向，同時還要改變速度的大小。

二、實驗指導

1．研究曲線運動的速度方向

讓學生拿細繩拴一個小球，先掄動繩子，讓學生觀察小球的圓周運動，利用視覺暫留這一視覺功能便會形成一個圓周軌跡的圖像，然后松手，讓學生觀察小球沿切線方向的運動，可說明做曲線運動的物體的速度方向在該點的切線上。

2．驗證物體做曲線運動的條件

該實驗可在實物投影儀上進行。

在投影儀上放一張透明膠片，讓小球從斜槽上滾下，在膠片上記下小球做直線運動的軌跡，然后在旁邊放一個條形磁鐵，再次讓小球從斜槽上滾下，觀察小球的運動軌跡，小球將偏離，沿曲線運動。

實驗時應注意：

1．由于投影儀的大小有限，實驗時斜槽不能整個地放在投影儀上，可以讓一個學生協(xié)助操作，或者幫助拿斜槽，或者幫助劃線。

2．斜槽的位置要固定。

3．磁鐵不能離太近，以免小球被磁鐵吸住。

【教學反思】“曲線運動速度的方向”

傳統(tǒng)的教學過程：列舉旋轉砂輪上的火星，旋轉雨傘上的水滴沿圓周切線飛出的事例得出結論：做曲線運動的質(zhì)點經(jīng)過某位置的速度方向，在曲線過這點的切線方向上。講解有關例題，布置有關習題。

改進的教學過程：觀察砂輪上的火星．鏈球運動員投擲鏈球的照片。提出問題：怎樣確定做曲線運動的物體在某一時刻的速度方向？實驗：通過鋼球在具有任意曲線形狀的導軌內(nèi)的運動，說明曲線運動某點的速度方向跟曲線相切。

水平桌面上有一曲線軌道，它是由幾段稍短的軌道組合而成的。鋼珠由軌道的一端滾入，在軌道的束縛下按軌道的形狀做曲線運動。在軌道的出口A處放一張白紙，蘸有墨水的鋼珠離開軌道后在白紙上留下一條運動的痕跡，它記錄了鋼珠在A點的運動方向。

取去一段短軌道，鋼珠的軌道出口改在圖中B處，在B處放一張白紙，記錄鋼珠在軌道B點的運動方向。還可以繼續(xù)取其它位置作為軌道出口進行相同的實驗。

改進的教學過程：簡單的理論分析，滲透極限的思想。由平均速度過渡到瞬時速度。

得出結論：做曲線運動的質(zhì)點經(jīng)過某位置的速度方向，在曲線過這點的切線方向上。

體驗：做一個顯示拋體運動速度方向的“飛鏢”。

（1）觀察在空中速度方向的變化；

（2）觀察飛鏢插入泥土時的入射角。