高中曲線運動教案

高一物理曲線運動和圓周運動教案45。

第五章第一單元曲線運動第二單元圓周運動人教版
【同步教育信息】
一.本周教學內(nèi)容：
第五章第一單元曲線運動第二單元圓周運動

二.知識要點：
（一）全章考點要求
說明：不要求會推導向心加速度的公式
（二）知識要點
1.運動的合成和分解
（1）運動的獨立性：一個物體同時參與幾個分運動，各分運動獨立進行，互不影響。
（2）運動的合成：加速度、速度、位移都是矢量，遵守。
兩分運動在同一直線上時，同向矢量大小，反向矢量大小。
兩分運動不在同一直線上時，按照平行四邊形定則進行合成，如圖1所示。
圖1
兩分運動垂直時或正交分解后的合成
a合＝v合＝s合＝
（3）運動的分解：是運動合成的逆過程。
分解原則：根據(jù)運動的實際效果分解或正交分解。
2.曲線運動
（1）曲線運動的特點：運動質(zhì)點在某一點的瞬時速度的方向，就是通過這一點的曲線的方向。因此，質(zhì)點在曲線運動中的速度方向時刻在，所以曲線運動一定是運動。但是，變速運動不一定是曲線運動。
（2）物體做曲線運動的條件：從運動學角度說，物體的加速度方向跟速度方向時，物體就做曲線運動。從動力學的角度說，如果物體所受合外力的方向跟物體的速度方向
時，物體就做曲線運動。
3.平拋運動
（1）定義：拋出的物體只在作用下的運動。
（2）性質(zhì)：是加速度為重力加速度g的曲線運動，軌跡是拋物線。
（3）處理方法：可分解為
水平方向的速度等于初速度的運動。vx＝v0，x＝v0t
豎直方向的運動。vy＝gty＝。
下落時間ｔ＝（只與下落高度y有關，與其他因素無關）。
任何時刻的速度v及v與v0的夾角θ
v＝＝arctan（gt/v0）
任何時刻的總位移：s＝＝
4.圓周運動
描述圓周運動的物理量
（1）線速度
物理意義：描述質(zhì)點沿圓周運動的。
方向：質(zhì)點在圓弧某點的線速度方向沿圓孤該點的方向，與過該點的半徑。
大?。簐=（s是t時間內(nèi)通過的弧長）。
（2）角速度
物理意義：描述質(zhì)點繞圓心轉(zhuǎn)動的。
大?。害兀?rad／s)是連接質(zhì)點和圓心的半徑在t時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度。
（3）周期T，頻率f
做圓周運動的物體運動一周所用的時間叫做周期（用T表示）。
做圓周運動的物體單位時間內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，叫做頻率，也叫轉(zhuǎn)速（用f或n表示）。
（4）v、ω、T、f的關系：：T＝
注意：T、f、ω三個量中任一個確定，其余兩個也就確定了。
（5）向心加速度
物理意義，描述改變的快慢。
大?。?br> 方向：總是指向。所以不論a的大小是否變化，它都是個變化的量。
（6）向心力
作用效果：產(chǎn)生向心加速度，只改變線速度的，不改變線速度的，因此，向心力功。
大?。篎＝ma＝m＝mω２r＝
方向：總是沿半徑指向圓心，向心力是個變力。
勻速圓周運動
（1）特點：勻速圓周運動是不變的運動。因此它的角速度、周期和頻率都是。物體受的合外力全部提供向心力。
（2）質(zhì)點做勻速圓周運動的條件：合外力大小，方向始終與速度方向。

（三）一般的圓周運動（非勻速圓周運動）
速度的大小有變化，向心力和向心加速度的大小也隨著變化，公式v＝ωr、a＝，F(xiàn)＝對非勻速圓周運動仍然適用，只是利用公式求圓周上某一點的向心力和向心加速度的大小，必須用該點的瞬時速度值。

三.疑難解析：
1.勻變速曲線運動與非勻變速曲線運動的區(qū)別：
加速度a恒定的曲線運動為勻變速曲線運動，如平拋運動。加速度a變化的曲線運動為非勻變速曲線運動，如圓周運動。
2.對運動的合成和分解的討論
（1）合運動的性質(zhì)和軌跡
兩直線運動合成，合運動的性質(zhì)和軌跡由分運動的性質(zhì)及合初速度與合加速度的方向關系決定。兩個勻速直線運動的合運動仍是勻速直線運動；一個勻速直線運動和一個勻變速直線運動的合運動仍是勻變速運動：二者共線時為勻變速直線運動，二者不共線時為勻變速曲線運動。兩個勻變速直線運動的合運動仍為勻變速運動：當合初速度與合加速度共線時為勻變速直線運動；當合初速度與合加速度不共線時為勻變速曲線運動。
（2）輪船渡河問題的分解
方法一：將輪船渡河的運動看作水流的運動（水沖船的運動）和輪船相對水的運動(即設水不流動時船的運動)的合運動。
方法二：將船對水的速度沿平行于河岸和垂直于河岸方向正交分解，如圖2所示，則（v1－v2cos）為輪船實際上沿水流方向的運動速度，為輪船垂直于河岸方向的運動速度。
圖2
①要使船垂直橫渡，則應使v1—v2cosθ＝0，此時渡河位移最小，為d
②要使船渡河時間最短，則應使v2sinθ最大，即當θ＝90時，渡河時間最短，為t＝d／v2。
（2）物體拉繩或繩拉物體運動的分解——按運動的實際效果分解。
例如，圖3中，人用繩通過定滑輪拉物體A，當人以速度v0勻速前進時，求物體A的速度。
圖3
首先要分析物體A的運動與人拉繩的運動之間有什么樣的關系。物體A的運動（即繩的末端的運動）可看作兩個分運動的合成：一是沿繩的方向被牽引，繩長縮短，繩長縮短的速度即等于v0；二是垂直于繩以定滑輪為圓心的擺動，它不改變繩長，只改變角度的值。這樣就可以將vA按圖示方向進行分解，很容易求得物體A的速度vA＝。當物體A向左移動，將逐漸變大，vA逐漸變大；雖然人做勻速運動，但物體A卻在做變速運動。
在進行速度分解時，要分清合速度與分速度。合速度就是物體實際運動的速度，是平行四邊形的對角線，雖然分速度的方向具有任意性，但只有按圖示分解時，v1才等于，才能找出vA與v0的關系，因此，分速度方向的確定要視題目而具體分析。在上述問題中，若不對物體A的運動認真分析，就很容易得出vA=v0cosθ的錯誤結(jié)果。
3.平拋運動中，任意一段時間的速度變化量Δv＝gt，方向恒為豎直向下，如圖4所示。同理，任意兩段相等時間的速度變化量都相等。
圖4
特別提示：
物體做曲線運動的軌跡情況無外乎以下三種情況：物體的加速度a與其速度v之間的夾角為銳角、直角或鈍角，如圖5所示。物體做曲線運動的軌跡總在a與v兩方向的夾角中，且和v的方向相切，向加速度一側(cè)彎曲。
圖5
4.在分析傳動裝置的各物理量時，要抓住不等量和相等量的關系。同軸的各點角速度ω相等，而線速度v＝ωr與半徑r成正比，向心加速度a＝與半徑成正比。在不考慮皮帶
打滑的情況下，傳動皮帶與皮帶連接的兩輪邊緣的各點線速度大小相等，而角速度ω＝與半徑r成反比，向心加速度a＝與半徑成反比。
5.處理圓周運動的動力學問題時，在明確研究對象以后，首先要注意兩個問題：
（1）確定研究對象運動的軌道平面和圓心的位置，以便確定向心力的方向。例如。沿半球形碗的光滑內(nèi)表面，一小球在水平面上做勻速圓周運動，如圖6所示。小球做圓周運動的圓心在與小球同一水平面上的點，不在球心O，也不在彈力FN所指的PO線上。
圖6
（2）向心力是根據(jù)力的效果命名的。在分析做圓周運動的質(zhì)點受力情況時，切不可在物體的相互作用力（重力、彈力、摩擦力等）以外再添加一個向心力。
6.圓周運動的臨界問題：
（1）如圖7和圖8所示，沒有物體支撐的小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運動過最高點的情況：
圖7圖8
①臨界條件：繩子或軌道對小球沒有力的作用：mg＝m，v臨界＝；
②能過最高點的條件：v≥，當v時，繩對球產(chǎn)生拉力，軌道對球產(chǎn)生壓力；
③不能過最高點的條件：v（實際上球還沒到最高點時就脫離了軌道）。
（2）如圖9的球過最高點時，輕質(zhì)桿對球產(chǎn)生的彈力情況：
圖9圖10
①當v＝0時，F(xiàn)N＝mg（FN為支持力）；
②當0v時，F(xiàn)N隨ｖ增大而減小，且mg＞FN0，F(xiàn)N為支持力；
③當v＝時，F(xiàn)N＝０；
④當ｖ時，F(xiàn)N為拉力，F(xiàn)N隨v的增大而增大。
若是圖10的小球在軌道的最高點時，如果v≥，此時將脫離軌道做平拋運動，因為軌道對小球不能產(chǎn)生拉力。

【典型例題】
[例1]在盧瑟福的α粒子散射實驗中，某一α粒子經(jīng)過某一原子核附近時的軌跡如圖1所示。圖中P、Q為軌跡上的點，虛線是經(jīng)過P，Q兩點并與軌跡相切的直線，兩虛線和軌跡將平面分為四個區(qū)域。不考慮其他原子核對α粒子的作用，則關于該原子核的位置，正確的是（）
A.一定在①區(qū)域B.可能在②區(qū)域
C.可能在③區(qū)域D.一定在④區(qū)域
圖1
解析：粒子運動時，受到原子核排斥力的作用，而做曲線運動。粒子的軌跡一定是在合外力方向和速度方向之間將各區(qū)域內(nèi)任何一點分別與P、Q兩點相連并延長（即α粒子受到原子核的力的方向），可發(fā)現(xiàn)在②③④區(qū)域的點，其軌跡不在力方向和速度方向之間；在①區(qū)域的點的軌跡都在力方向和速度方向之間，因此A項正確。
說明：物體做曲線運動的條件是所受合外力不為零，且運動方向不平行，合外力的方向一定指向軌跡的內(nèi)側(cè)。

[例2]一艘小船從河岸的A處出發(fā)渡河，小船保持與河岸垂直方向行駛，經(jīng)過10min到達正對岸下游120m的c處，如圖2所示。如果小船保持原來的速度逆水斜向上游與河岸成α角方向行駛，則經(jīng)過12.5min恰好到達正對岸的B處，求河的寬度。
圖2
解析：解決這類問題的關鍵是畫好速度合成的示意圖，畫圖時首先要明確哪是合運動哪是分運動。對本題來講，AC和AB是兩個不同運動過程中船相對于岸的實際運動方向，那么AB和AC就是速度合成平行四邊形的對角線。一旦畫好平行四邊形。剩下的工作就是根據(jù)運動的等時性以及三角形的邊角關系列方程求解了。
設河寬為d，河水流速為v水，船速為v船，船兩次（運動的速度合成如圖3和4所示。）
圖3圖4
第一次渡河與第二次渡河在垂直岸的方向上位移相等，則v船t1=v船vsinαt2①
第一次渡河沿水流方向上位移為BC，則
BC=v水t1②
由圖4－1—9可得船的合速度：v＝v水tanα，所以河的寬度為d=vt2＝v水tanαt2③
由①式得sinα＝0.8，故tanα＝
由②式得v水＝12m／min
代入③式可得河寬d=12××12.5rn＝200m
深化拓展：
（1）若渡河過程中水流的速度突然變大?是否影響渡河時間，是否影響到達對岸的地點？
（2）如果v船v水，小船還能不能到達對岸的B點？這時的最小位移該如何求？

[例3]一次用閃光照相方法研究平拋運動規(guī)律時，由于某種原因只拍到了部分方格背景及小球的3個瞬時位置A，B，C，如圖5所示若已知每格長度為5cm，求：
（1）小球的拋出時速度大小；
（2）小球經(jīng)B點時的豎直分速度大小。（g取10m／s2）。
圖5
解析：
（1）由于做平拋運動的小球從A到B和從B到C的時間相同，設為T，由豎直分運動得。T＝
小球的拋出速度大小為v0＝＝。
（2）小球經(jīng)B點時的豎直分速度大小為
vBY＝3m／s．
深化拓展：
根據(jù)本例中的條件，如何確定物體拋出點位置？
說明：解決平拋運動的關鍵在于把平拋運動分解為水平方向的勻速運動和豎直方向的自由落體運動，要特別注意分運動的獨立性以及合運動與分運動的等時性，解決平拋運動問題常常以豎直分運動為突破口。

[例4]如圖6所示，一種向自行車車燈供電的小發(fā)電機的上端有一半徑r0＝1.0cm的摩擦小輪。小輪與自行車車輪的邊緣接觸，當車輪轉(zhuǎn)動時，因摩擦而帶動小輪轉(zhuǎn)動，從而為發(fā)電機提供動力。自行車車輪的半徑R1＝35cm，小齒輪的半徑R2＝4.0cm大齒輪的半徑R3＝10.0cm。求大齒輪的轉(zhuǎn)速n1和摩擦小輪的轉(zhuǎn)速n2之比。（假定摩擦小輪與自行車車輪之間無相對滑動）
圖6
解析：大小齒輪間、摩擦小輪和車輪之間和皮帶傳動原理相同，兩輪邊緣各點的線速度大小相等，由v＝2πnr可知轉(zhuǎn)速n1和半徑r成反比，小齒輪和車輪間與輪軸的原理相同。兩輪上各點的轉(zhuǎn)速相同。由這三次傳動可以找出大齒轉(zhuǎn)和摩擦小輪間的轉(zhuǎn)速之比n1:n2＝2:175。
說明：皮帶傳動、齒輪傳動裝置，兩輪邊緣各點的線速度大小相等，根據(jù)v＝ωr、即可討論兩輪的角速度和邊緣的向心加速度的關系，在同一輪上，各點的角速度相同，根據(jù)v＝ωr、即可討論輪上各點的線速度和向心加速度的關系。
[例5]在暗室內(nèi)，一臺雙葉電扇（如圖7甲）繞軸沿順時針方向轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為每秒50周，在閃光燈照耀下
（1）出現(xiàn)穩(wěn)定如圖7乙所示圖像則閃光燈的閃頻（每秒閃多少次）的最大值是Hz。
（2）若出現(xiàn)如圖7丙所示的圖像，即雙葉片緩慢地逆時針轉(zhuǎn)動，這時閃光燈閃頻的最大值略大于Hz。
圖7
解析：這是一個與視覺暫留有關的現(xiàn)象，涉及到勻速轉(zhuǎn)動中角速度、轉(zhuǎn)動角度和時間以及周期、頻率等知識。
因視覺暫留，上次閃亮時葉片在人眼中的圖像正好與下次閃亮時的葉片圖像重合時，看上去葉片不轉(zhuǎn)動，若下次閃亮時圖像比上次閃亮時還差一個小角度，便會出現(xiàn)葉片緩慢逆時針轉(zhuǎn)，而葉片實際轉(zhuǎn)速卻是很高的。
（1）如果在閃光燈一次閃光到下一次閃光的時間間隔內(nèi)，葉片正好轉(zhuǎn)過90，即或者+nπ（n=l，2，3，……），盡管風扇以很高的速度旋轉(zhuǎn)，但在閃光燈下正好看到乙圖所示圖像：4個葉片穩(wěn)定在空間。因葉片轉(zhuǎn)動的角速度ω＝2πf＝2π×50＝100π，故可得閃光的周期為
閃光的頻率f＝＝
當n＝0時，閃光頻率最大，可得在看到乙圖所示的圖像時最大閃光頻率為200Hz
（2）在兩次閃光的時間間隔內(nèi)，葉片轉(zhuǎn)過的角度略小于π或nπ時，即可看到雙葉片緩慢地逆時針轉(zhuǎn)動，由此得閃光的周期T＝，閃光的頻率f=，所以閃光的最大頻率應略大于100Hz。
說明：本題所述現(xiàn)象在日常生活中只要留心觀察是會看到的，由于涉及的動態(tài)圖境比較復雜，初次接觸會感到很生疏，既不知道用什么方法，也搞不清用什么知識，會覺得無從下手。解決這一問題首先要理解產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原理是什么。分析的關鍵是找出從這一次看到葉片到下一次看到葉片葉片轉(zhuǎn)過的角度。由此再得到轉(zhuǎn)過這一角度所用的時間，這個時間即為閃光燈閃光的周期。

[例6]鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎遭半徑r是根據(jù)地形決定的。彎道處要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)外軌高度差h的設計不僅與r有關，還取決于火車在彎道上的行駛速率。下列表格中是鐵路
彎道半徑660330220165132110
內(nèi)外軌高度差50100150200250300
設計人員技術(shù)手冊中彎道半徑r及與之對應的軌道的高度差h。
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，試導出h和r關系的表達式，并求出當r＝440m時，h的設計值；
（2）鐵路建成后，火車通過彎道時，為保證絕對安全，要求內(nèi)外軌道均不向車輪施加側(cè)向壓力，又已知我國鐵路內(nèi)外軌的間距設計值為L=1435mm，結(jié)合表中數(shù)據(jù)，算出我國火車的轉(zhuǎn)彎速率v（以km/h為單位，結(jié)果取整數(shù)）（路軌傾角很小時，正弦值按正切位處理）；
（3）隨著人們生活節(jié)奏加快，對交通運輸?shù)目旖萏岢隽烁叩囊螅疄榱颂岣哌\輸力，國家對鐵路不斷進行提速，這就要求鐵路轉(zhuǎn)彎速率也需要提高請根據(jù)上述計算原理和上述
表格分析提速時應采取怎樣的有效措施。
剖析：
（1）分析表中數(shù)據(jù)可得，每組的h與r之乘積均等于常數(shù)C＝660m×50×l0－3m=33m2
即hr=33或（h=33）①
當r＝440m時，h＝＝0.075m＝75mm。
（2）轉(zhuǎn)彎中，當內(nèi)、外軌對車輪沒有側(cè)向壓力時，火車的受力如圖8所示。由牛頓第二定律得：
圖8
mgtan＝②
因為θ很小，有：tanθ＝sinθ＝③
由②③可得：v＝④
代入數(shù)據(jù)可得v＝15m/s＝54km/h
（3）由④式可知，可以采取的措施是：
a.適當增大內(nèi)外軌道的高度差h；
b.適當增大軌道轉(zhuǎn)彎半徑r。

[例7]半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上，頂部有一小物體，如圖9所示，今給小物體一個水平初速度，則物體將（）
A.沿球面滑至m點
B.先沿球面滑至某點N再離開球面做斜下拋運動
C.按半徑大于R的新圓弧軌道運動
D.立即離開半球面作平拋運動
圖9
解析：小球在頂點時，重力大小等于向心力，對曲面無壓力。做平拋運動落地過程中水平位移大于豎直位移。D選項正確。

【模擬試題】（答題時間：60分鐘）
1.小球在離地面高為h處，以初速度v水平拋出，球從拋出到著地，速度變化量的大小和方向為（）
A.，方向豎直向下B.，方向豎直向下
C.，方向斜向下D.，方向斜向下
2.在高空勻速水平飛行的飛機，每隔1s投放一物體則（）
A.這些物體落地前排列在一條豎直線上
B.這些物體都落在地面上的同一點
C.這些物體落地時速度大小和方向都相同
D.相鄰物體在空中距離保持不變
3.有關運動的合成，以下說法正確的是（）
A.兩個直線運動的合運動一定是直線運動
B.兩個不在一直線上的勻速直線運動的合運動一定是直線運動
C.兩個勻加速直線運動的合運動一定是勻加速直線運動
D.勻加速直線運動和勻速直線運動的合運動一定是直線運動
4.甲、乙兩人在一幢樓的三層窗口比賽擲壘球，他們都盡力沿水平方向擲出同樣的壘球，不計空氣阻力。甲擲的水平距離正好是乙的兩倍．若乙要想水平擲出相當于甲在三層窗口擲出的距離，則乙應（）
A.在5層窗口水平擲出
B.在6層窗口水平擲出
C.在9層窗口水平擲出
D.在12層窗口水平擲出
5.從傾角為θ的足夠長的斜面上的A點，先后將同一小球以不同的初速度水平向左拋出。第一次初速度為v1，球落到斜面上的瞬時速度方向與斜面夾角為α1，第二次初速度為v2，球落到斜面上的瞬時速度方向與斜面夾角為α2。若v1v2，則（）
A.α1α2B.α1＝α2
C.α1α2D.無法確定
6.如圖1所示為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r,a是它邊緣上的一點，左側(cè)是一輪軸，大輪半徑為4r，小輪半徑為2r，b點在小輪上，到小輪中心距離為r,c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上.若在傳動過程中皮帶不打滑，則（）
A.a點與b點線速度大小相等
B.a點與c點角速度大小相等
C.a點與d點向心加速度大小相等
D.a，b、c、d四點，加速度最小的是b點
圖1
7.（2002年上海，8）太陽從東邊升起，西邊落下，這是地球上的自然現(xiàn)象，但在某些條件下，在緯度較高地區(qū)上空飛行的飛機上，旅客可以看到太陽從西邊升起的奇妙現(xiàn)象。這些條件是（）
A.時間必須是在清晨，飛機正在由東向西飛行，飛機的速度必須較大
B.時間必須是在清晨，飛機正在由西向東飛行，飛機的速度必須較大
C.時間必須是在傍晚，飛機正在由東向西飛行，飛機的速度必須較大
D.時間必須是在傍晚，飛機正在由西向東飛行，飛機的速度不能太大
8.用同樣材料做成的A、B、C三個物體，放在勻速轉(zhuǎn)動的水平平臺上，已知mA=2mB=2mC，各物體到軸的距離rC＝2rA＝2rB。若它們相對于平臺無滑動，則下面說法中不正確的是（）
A.C的向心加速度最大B.B的摩擦力最小
C.轉(zhuǎn)速增大時，C比B先滑動D.轉(zhuǎn)速增大時，B比A先滑動
9.一輛卡車在丘陵地勻速行駛，地形如圖2所示，由于輪胎太舊，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段應是（）
A.a處B.b處C.c處D.d處
圖2
10.如圖3所示，將完全相同的兩小球A、B用長L=0.8m的細繩懸于以速度v＝4m／s向右勻速運動的小車頂部，兩球與小車的前，后壁接觸．由于某種原因，小車突然停止，此時懸線的拉力之比FB:FA為（g取10m／s2）（）
A.1:lB.l:2C.1:3D.1:4
圖3
11.有—小船正在渡河，如圖4所示，在離對岸30m時，其下游40m處有一危險水域．假若水流速度為5m／s，為了使小船在到達危險水域之前到達對岸，那么，從現(xiàn)在起，小船相對于靜水的最小速度應是多大?
圖4
12.飛機以恒定的速度v0沿水平方向飛行，飛行高度為2000m，在飛行過程中釋放一炸彈，在30s后飛行員聽見炸彈落地的爆炸聲.假設此爆炸聲向空間各個方向的傳播速度都為320m／s，炸彈受到的空氣阻力可以忽略，取g=l0m／s2。則炸彈經(jīng)s時間落地，該飛機的飛行速度v0＝m／s。（答案保留兩位有效數(shù)字）
13.如圖5所示，用鉗子夾住一塊質(zhì)量m=50kg的混凝土砌塊起吊．已知鉗子與砌塊間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4。砌塊重心至上端間距l(xiāng)＝4m。在鉗子沿水平方向以速度v＝4m／s勻速行駛中，上端突然停止時，為不使砌塊從鉗子口滑下，對砌塊施加的壓力至少為多大?
圖5

14.質(zhì)量為mA、和mB的兩個小球A和B用輕質(zhì)彈簧連在一起，用長為Ll的細繩將A球系于O軸上，使A、B兩球均以角速度ω在光滑的水平面上繞OO，軸做勻速圓周運動，如圖6所示。當兩球間的距離為L2時，將線燒斷，線被燒斷的瞬間，兩球加速度aA和aB各是多少？
圖6

【試題答案】
1.B2.AC3.B4.D5.B6.CD7.C8.D9.D10.C
11.3m/s12.202.5×l0213.875N14.

相關知識

高一物理下冊《曲線運動》教案設計

高一物理下冊《曲線運動》教案設計

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；4、運動的合成與分解。
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）知道曲線運動中位移的分矢量表示法及速度的方向，理解曲線運動時一直變速運動。
（2）知道合運動、分運動分別是什么，知道其同時性和獨立性。
（3）知道運動的合成與分解，理解運動的合成與分解遵循平行四邊形定則。
（4）會用作圖法和計算的方法，求解位移和速度的合成與分解問題。
（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(jié)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(jié)論服務于生活實踐，體會學以致用的感受。
（3）初步感受下結(jié)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(jié)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(jié)論必須要有科學依據(jù)”。
七、學法指導
1．對物體做曲線運動的條件，要從力與運動的關系、運動狀態(tài)變化的原因的角度來理解，物體做曲線運動時，速度的方向時刻在變化，不管速率是否變化，其運動狀態(tài)肯定在變化，所以做曲線運動的物體必有加速度，所以受合外力肯定不為零．
2．運動的合成與分解，指的是位移、速度、加速度等矢量的合成與分解，跟力的合成與分解一樣，遵循相同的平行四邊形定則．
3．拋體運動是在恒定外力作用下所做的勻變速曲線運動，恒定的外力是改變速度大小的原因，也是改變速度方向的原因．

高一物理下冊《圓周運動》教案設計

高一物理下冊《圓周運動》教案設計

課題
圓周運動
課時
1課時
教材分析
1．教材明確引入了平均和瞬時線速度和角速度的概念，線速度與角速度的關系也不和以往那樣僅限于勻速圓周運動。
2．“轉(zhuǎn)速”也是歸類于研究一般的圓周運動的概念，只有“周期”這一概念才在勻速圓周運動中提出的，比較嚴謹，規(guī)范。
3．關于勻速圓周運動，原教材是先學習向心力，再學習向心加速度；新教材是先學習向心加速度，再學習向心力。更符合學生的認知規(guī)律。
4．《圓周運動》是這一章教學的重點，也是學習《向心力向心加速度》這一知識的前提，在這一節(jié)中，更能突出速度的矢量性。
5．教材通過實例，先介紹了什么是圓周運動，教材首先明確要研究圓周運動中的最簡單的情況，勻速圓周運動，接著從描述勻速圓周運動的快慢的角度引入線速度、角速度的概念及周期、頻率、轉(zhuǎn)速等概念，這是本節(jié)的重點。
6．角速度的概念學生初次接觸，應使學生有確切理解。公式中的φ就應當用弧度做單位來表示，這一點要提示學生注意，這對得出公式是十分重要的。
7．教材介紹了轉(zhuǎn)速的概念，應該要求學生能獨立地由轉(zhuǎn)速(單位符號r/min)得到周期(單位符號為s)或角速度(單位符號為rad/s)。
8．應該讓學生真正理解，勻速圓周運動的線速度雖然大小不變，但方向時刻在變化，因此，勻速圓周運動是變速運動。
9．這一節(jié)概念較多，要通過實驗和列舉實例(包括播放有關視頻)，引導和啟發(fā)學生思考、討論、認識現(xiàn)象，建立概念。
學情分析
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。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，很好的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ω、同期T和轉(zhuǎn)速n的意義及相互關系。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
方
法
分
析
及
建
議
1．在教學中，首先應該讓學生了解做圓周運動的物體的共性和個性。展示一些物體的圓周運動情景，例如，唱片上某點的運動、電風扇葉片上某點的轉(zhuǎn)動、豎直面內(nèi)小球的圓周運動等等，要求學生觀察物體運動的軌跡形狀以及物體運動的快慢是否變化。
2．通過生活實例（齒輪轉(zhuǎn)動或皮帶傳動裝置）或多媒體資料，讓學生切實感受到做圓周運動的物體有運動快慢與轉(zhuǎn)動快慢及周期之別，有必要引入相關的物理量加以描述。
3．學習線速度的概念，可以根據(jù)勻速圓周運動的概念（結(jié)合課件）引導學生認識弧長與時間的值保持不變的特點，進而引出線速度的大小與方向。應向?qū)W生指出線速度就是物體做勻速圓周運動的瞬時速度。
4．學習角速度和周期的概念時，應向?qū)W生說明這兩個概念是根據(jù)勻速圓周運動的特點和描述運動的需要而引入的，物體做勻速圓周運動時，每通過一段弧長都與轉(zhuǎn)過一定的圓心角相對應，因而物體沿圓周轉(zhuǎn)動的快慢也可以用轉(zhuǎn)過的圓心角與時間t比值來描述，由此引入角速度的概念。又根據(jù)勻速圓周運動具有周期性的特點，物體沿圓周轉(zhuǎn)動的快慢還可以用轉(zhuǎn)動一圈所用時間的長短來描述，為此引入了周期的概念。講述角速度的概念時，不要求向?qū)W生強調(diào)角速度的矢量性。在講述概念的同時，要讓學生體會到勻速圓周運動的特點：線速度的大小、角速度、周期和頻率保持不變的圓周運動。
5．在課堂中采用實驗演示、多媒體、電腦動畫模擬輔助手段，幫助學生建立形象直觀的認識，降低難度。結(jié)合課件引導學生認識到“線速度、角速度和周期間的關系”這幾個物理量在對圓周運動的描述上雖有所不同，但它們之間是有聯(lián)系的，并引導學生理解它們之間的關系。
新
課
標
要
求
知
識
與
技
能
1．理解線速度的概念，知道它就是物體做勻速圓周運動的瞬時速度、理解角速度和周期的概念，會用它們的公式進行計算。
2．理解線速度、角速度、周期之間的關系：v=rω=2πr／T
3．理解勻速圓周運動是變速運動。
過
程
與
方
法
1．聯(lián)系學生日常生活中所觀察到的各種圓周運動的實例，找出共同特征。
2．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：線速度大小《圓周運動》教學設計，角速度大小《圓周運動》教學設計，周期T、轉(zhuǎn)速n等。
3．運用數(shù)學知識推導角速度的單位
4．探究線速度與周期之間的關系《圓周運動》教學設計，結(jié)合《圓周運動》教學設計，導出《圓周運動》教學設計。
5．運用極限法理解線速度的瞬時性。
情
感
態(tài)
度
與
價
值
觀
1．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。
2．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。
3．通過親身感悟，使學生獲得對描述圓周運動快慢的物理量（線速度、角速度、周期等）以及它們相互關系的感性認識。
4．體會應用知識的樂趣。
本
節(jié)
要
點
1．什么是圓周運動？
2．什么是勻速圓周運動？
3．怎樣描述圓周運動的快慢？
4．V、T、ω之間的關系？
教學
重難
點分
析
重點
線速度、角速度的概念以及它們之間的聯(lián)系線速度、角速度、周期概念的理解，及其相互關系的理解和應用，勻速圓周運動的特點。
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。
突破
重難
點的
方法
本節(jié)學習的一些物理量較抽象，教學中應聯(lián)系各種日常生活中常見的現(xiàn)象，想辦法多做演示實驗以激發(fā)學生學習積極性，把抽象的物理量具體形象化，便于學生接受。多用一些學生熟悉的、感興趣的例子說明一些較難說清的問題，如用鐘表指針針尖的運動快慢來說明為什么周期越大運動就越慢；風扇轉(zhuǎn)動時，同一葉片上各點做圓周運動，在相同的時間內(nèi)轉(zhuǎn)過和角度相同而經(jīng)過的弧長不同，這時僅用線速度并不能反映它們運動的快慢，從而有必要引入另一個描述圓周運動快慢的物理量──角速度。
教學流程設計
教師活動
學生活動
引
入
新
課
1．上節(jié)課我們學習了拋體運動的規(guī)律，請同學們回憶后回答下列問題。
（展示問題）：什么叫拋體運動？
什么叫做平拋運動？
平拋運動的特點和規(guī)律是什么？
2．這節(jié)課開始我們再來學習一類常見的曲線運動—圓周運動，就是物體的運動軌跡是圓周，這樣的運動是很常見的，同學們能舉幾個例子嗎？
1．回憶舊知識，認真思考，并回答：以一定的初速度被拋出，在只受重力的情況下做曲線運動叫拋體運動；初速度方向為水平方向的拋體運動叫做平拋運動；平拋運動水平和豎直兩個方向上的分運動分別是水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，平拋運動的規(guī)律：x=v0t，y=gt2/2。
圓周運動
1．引導學生列舉生活中常見的圓周運動的實例，增強學生的感性認識。電扇、風車等轉(zhuǎn)動時，上面各個點運動的軌跡是圓……大到宇宙天體如月球繞地球的運動，小到微觀世界電子繞原子核的運動，都可看做圓周運動，它是一種常見的運動形式。今天我們就來學習這一方面的內(nèi)容。
2．出示一個大鐘讓學生仔細觀察分針、時針，分針、時針上的點做圓周運動，再播放視頻讓學生感知衛(wèi)星做圓周運動，而且它們在相等的時間里通過相等的弧長。
3．引導學生得出勻速圓周運動定義：質(zhì)點沿圓周運動，如果在相等的時間里通過的圓弧長度相同棗這種運動就叫勻速圓周運動。
4．進一步引導學生概括出質(zhì)點做圓周運動和勻速圓周運動的特征。
1．認真聽老師講解，對要學習的內(nèi)容充滿信心，分小組討論與交流后，紛紛舉例。
2．選出代表發(fā)言：轉(zhuǎn)動的電風扇上各點的運動，時鐘的分針和時針上的點，運動的車輪上的點，地球和各個行星繞太陽的運動等等。
3．仔細觀察鐘和觀看視頻資料，學生感知衛(wèi)星做圓周運動，而且它們在相等的時間里通過相等的弧長。
進行新課
線速度
1．待學生舉例后，提出問題：這些作圓周運動的物體，哪些運動得更快？我們應該如何比較它們運動的快慢呢？
2．引導學生討論教材“思考與討論”中的問題，選出代表發(fā)表見解。
3．聽取學生的發(fā)言，針對學生的不同意見，引導學生過渡到對描述圓周運動快慢的物理量──線速度的學習上來。
4．我們曾經(jīng)用速度這個概念來描述物體作直線運動時的快慢，那么我們能否繼續(xù)用這個概念來描述圓周運動的快慢呢？如果能，該怎樣定義呢？
5．給出閱讀提綱，學生先歸納。［投影］閱讀提綱：
線速度的物理意義
線速度的定義
線速度的定義式
線速度的瞬時性
線速度的方向
討論：勻速圓周運動的線速度是不變的嗎？勻速圓周運動的“勻速”同“勻速直線運動”的“勻速”一樣嗎？
6．然后師生互動加深學習。
1．思考并討論：自行車的大齒輪、小齒輪、后輪上各點運動的快慢。
2．在教師的啟發(fā)下分析：物體在做勻速圓周運動時，運動的時間t增大幾倍，通過的弧長也增大幾倍，所以對于某一勻速圓周運動而言，s與t的比值越大，物體運動得越快。
3．結(jié)合閱讀提綱閱讀課本內(nèi)容，和同學討論交流。
4．嘗試自己歸納知識點。
師生互動
投影知識點并點評、總結(jié)
1．線速度物理意義：描述質(zhì)點沿圓周運動的快慢，線速度是物體做勻速圓周運動的瞬時速度。
2．線速度定義：質(zhì)點做圓周運動通過的弧長Δl和所用時間Δt的比值叫做線速度。（比值定義法）
3．線速度大?。簐=《圓周運動》教學設計。單位：m/s（s是弧長，不是位移）
4．當選取的時間Δt很小很小時（趨近零），弧長Δl就等于物體在t時刻的位移，定義式中的v，就是直線運動中學過的瞬時速度了。
5．線速度方向：線速度的方向在圓周各點的切線方向上。
6．“勻速圓周運動”中的“勻速”指的速度的大小不變，即速率不變；而“勻速直線運動”的“勻速”指的速度不變是大小方向都不變，二者并不相同。
結(jié)論：線速度是矢量，它既有大小，也有方向。
勻速圓周運動是一種非勻速運動，因為線速度的方向在時刻改變。
角速度
、
周期和轉(zhuǎn)速及單位
1．展示正在運動的鐘表：鐘表的分針與秒針的末端，做圓周運動的半徑大致相同，而在相同的時間內(nèi)經(jīng)過的弧長不同，這時就可以用線速度比較它們的快慢。
2．演示轉(zhuǎn)動的唱片，引導學生觀察：同一半徑上的兩個不同顏色的點：唱片轉(zhuǎn)動時，同一半徑上的兩點做圓周運動中，在相同的時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度相同而經(jīng)過的弧長不同，這時用線速度能全面地反映它們運動的快慢嗎？
3．播放皮帶傳動視頻或者演示皮帶傳動實驗，引導學生觀察：皮帶傳動時，大小兩輪子邊緣在相同的時間內(nèi)經(jīng)過的弧長相同，即線速度大小相同。但是與此同時，兩輪轉(zhuǎn)過的角度并不相同，小輪顯然轉(zhuǎn)得快些。
4．引導學生思考：同一輪子半徑上不同的質(zhì)點，在相同的時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度相同，轉(zhuǎn)動的快慢是相同的，但是經(jīng)過的弧長并不相同，離圓心越遠的質(zhì)點，運動越快，線速度顯然大些。怎么解決這一問題呢？
5．給出閱讀提綱，讓學生先歸納，然后師生互動加深學習。
閱讀提綱：角速度的物理意義
角速度的定義
角速度的大小
角速度主單位
6．討論：有人說，勻速圓周運動是線速度不變的運動，也是角速度不變的運動，這兩種說法正確嗎？為什么？
7．教材中還提到了描述圓周運動快慢的兩種方法，它們是什么？單位如何？(前面“觀察與思考”已提過，所以這部分可由學生自己說出并看書完成。)
1．自由發(fā)言，在教師的引導得出：引入另一個描述圓周運動快慢的物理量—角速度。
2．仔細觀察并思考問題，養(yǎng)成積極思考問題的習慣。
3．結(jié)合閱讀提綱認真閱讀課本內(nèi)容。
4．閱讀結(jié)束后，自己復述老師提出的思考題。
5．嘗試自己歸納知識點。
6．和同學交流討論，彌補自己的不足之出。
7．閱讀教材，完成掌握周期和轉(zhuǎn)速的概念。
周期的物理意義：描述物體做圓周運動的快慢。
周期的定義：質(zhì)點沿圓周運動一周所用的時間，用符號T表示。
周期的單位：S
轉(zhuǎn)速物理意義：描述物體做圓周運動的快慢。
轉(zhuǎn)速定義：做圓周運動的物體單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，用符號n表示。
轉(zhuǎn)速單位：r/s或r/min。
師生互動
投影知識點并點評、總結(jié)
1．物理意義：描述質(zhì)點轉(zhuǎn)過的圓心角的快慢。
2．定義：在勻速圓周運動中，連接運動質(zhì)點和圓心的半徑轉(zhuǎn)過Δθ的角度跟所用時間Δt的比值，就是質(zhì)點運動的角速度。
3．定義式：ω=《圓周運動》教學設計
4．圓心角θ的大小可以用弧長和半徑的比值來描述，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。
5．國際單位制中，角速度的單位是弧度每秒（rad／s）
6．第一句話是錯誤的，因為線速度是矢量，勻速圓周運動是線速度大小不變的運動，后一句話是正確的，因為角速度是標量，沒有方向，因此角速度是不變的。
四者的關系
1．既然線速度、角速度、周期和轉(zhuǎn)速都是用來描述勻速圓周運動快慢的物理量，那么他們之間有什么樣的關系呢？
2．引導學生閱讀教材，推導出線速度和角速度的關系。
3．出示課本“討論與交流”，學生自己思考，然后教師組織交流總結(jié)。
4．一些學生的錯誤認識及時組織學生進行討論交流，以增強學生對圓周運動的理解。
1．盡可能通過自己的努力思考得出四者的關系。
2．對于線速度、角速度、周期在描述勻速圓周運動快慢時的不同之處要充分發(fā)表自己的觀點。
師生共同討論交流
得出線速度、角速度、周期及轉(zhuǎn)速之間的關系：
1．線速度與周期關系：由《圓周運動》教學設計得《圓周運動》教學設計（做勻速圓周運動的物體，在一個周期內(nèi)通過的弧長為《圓周運動》教學設計。）上式表明：只有當半徑相同時，周期小的線速度大，當半徑不同時，周期小的線速度不一定大，所以周期與線速度描述的快慢是不一樣的。
2．角速度與周期關系：由《圓周運動》教學設計得《圓周運動》教學設計（做勻速圓周運動的物體，在一個周期內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度為《圓周運動》教學設計。）
3．線速度與角速度關系：《圓周運動》教學設計
當v一定時，《圓周運動》教學設計與r成反比
當《圓周運動》教學設計一定時及v與r成正比
當r一定時，v與《圓周運動》教學設計成正比
4．考慮到轉(zhuǎn)速則有：《圓周運動》教學設計
特別強調(diào)：式中各物理量單位的統(tǒng)一。
教師啟發(fā)誘導分析學生自主完成
基礎訓練
1．腦海里有一個鐘，請問：秒針的周期是多少？頻率是多少？角速度是多少？分針的周期是多少？頻率是多少？角速度是多少？時針的周期是多少？頻率是多少？角速度是多少？
2．電風扇的半徑是60cm，電風扇每分鐘轉(zhuǎn)240轉(zhuǎn)，這電風扇葉片端點每秒鐘走過的路程是多少？電風扇扇葉中點每秒鐘走過的路程是多少？電風扇葉片端點的速度大小是多少？
典型例題
例1．半徑10cm的砂輪，每0．2秒轉(zhuǎn)一周，砂輪旋轉(zhuǎn)的角速度多大？砂輪邊沿一點的速度大小為多少？
例2．如圖所示的傳動裝置中，B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動，A、B兩輪用皮帶傳動，三輪半徑關系是rA＝rC＝2rB．若皮帶不打滑，求A、B、C輪邊緣的a、b、c三點的角速度之比和線速度之比。
《圓周運動》教學設計
例3．一把雨傘，圓形傘面的半徑為r，傘面邊緣距地面的高度為h，以角速度ω旋轉(zhuǎn)這把雨傘，問傘面邊緣上甩出去的水滴落在水平地面上形成的圓的半徑R多大？
總結(jié)
教師活動
學生活動
1．引導學生回憶。
2．對學生在本節(jié)課中的表現(xiàn)予以表揚。
3．概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。
4．個別同學到黑板上總結(jié)，其他同學在筆記本上總結(jié)，然后請同學評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。
1．回憶本節(jié)所學的知識內(nèi)容，并總結(jié)本節(jié)知識。
2．老師的點評。
3．總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、對比黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。

高一物理教案：《曲線運動》教學設計

俗話說，磨刀不誤砍柴工。教師要準備好教案，這是每個教師都不可缺少的。教案可以讓學生更好的吸收課堂上所講的知識點，幫助教師緩解教學的壓力，提高教學質(zhì)量。那么，你知道教案要怎么寫呢？為滿足您的需求，小編特地編輯了“高一物理教案：《曲線運動》教學設計”，僅供您在工作和學習中參考。

高一物理教案：《曲線運動》教學設計

教學目標

知識目標

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.

能力目標

培養(yǎng)學生觀察實驗和分析推理的能力.

情感目標

激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生探究物理問題的習慣.

教學建議

教材分析

本節(jié)教材主要有兩個知識點：曲線運動的速度方向和物體做曲線運動的條件.教材一開始提出曲線運動與直線運動的明顯區(qū)別，引出曲線運動的速度方向問題，緊接著通過觀察一些常見的現(xiàn)象，得到曲線運動中速度方向是時刻改變的，質(zhì)點在某一點(或某一時刻)的速度方向是曲線的這一點(或這一時刻)的切線方向.再結(jié)合矢量的特點，給出曲線運動是變速運動.關于物體做曲線運動的條件，教材從實驗入手得到：當運動物體所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時，物體就做曲線運動.再通過實例加以說明，最后從牛頓第二定律角度從理論上加以分析.教材的編排自然順暢，適合學生由特殊到一般再到特殊的認知規(guī)律，感性知識和理性知識相互滲透，適合對學生進行探求物理知識的訓練：創(chuàng)造情境，提出問題，探求規(guī)律，驗證規(guī)律，解釋規(guī)律，理解規(guī)律，自然順暢，嚴密合理.本節(jié)教材的知識內(nèi)容和能力因素，是對前面所學知識的重要補充，是對運動和力的關系的進一步理解和完善，是進一步學習的基礎.

教法建議

“關于曲線運動的速度方向”的教學建議是：首先讓學生明確曲線運動是普遍存在的，通過圖片、動畫，或讓學生舉例，接著提出問題，怎樣確定做曲線運動的物體在任意時刻速度的方向呢?可讓學生先提出自己的看法，然后展示錄像資料，讓學生總結(jié)出結(jié)論.接著通過分析速度的矢量性及加速度的定義，得到曲線運動是變速運動.

“關于物體做曲線運動的條件”的教學建議是：可以按照教材的編排先做演示實驗，引導學生提問題：物體做曲線運動的條件是什么?得到結(jié)論，再從力和運動的關系角度加以解釋.如果學生基礎較好，也可以運用邏輯推理的方法，先從理論上分析，然后做實驗加以驗證.

教學設計方案

教學重點：曲線運動的速度方向;物體做曲線運動的條件

教學難點：物體做曲線運動的條件

主要教學過程設計：

一、曲線運動的速度方向：

(一)讓學生舉例：物體做曲線運動的一些實例

(二)展示圖片資料1、上海南浦大橋 2、導彈做曲線運動 3、汽車做曲線運動

(三)展示錄像資料：l、彎道上行駛的自行車

通過以上內(nèi)容增強學生對曲線運動的感性認識，緊接著提出曲線運動的速度方向問題：

(四)讓學生討論或猜測，曲線運動的速度方向應該怎樣?

(五)展示錄像資料2：火星兒沿砂輪切線飛出 3：沾有水珠的自行車后輪原地 運轉(zhuǎn)

(六)讓學生總結(jié)出曲線運動的方向

(七)引導學生分析推理：速度是矢量→速度方向變化，速度矢量就發(fā)生了變化→具有加速度→曲線運動是變速運動.

二、物體做曲線運動的條件：

[方案一]

(一)提出問題，引起思考：沿水平直線滾動的小球，若在它前進的方向或相反方向施加外力，小球的運動情況將如何?若在其側(cè)向施加外力，運動情況將如何?

(二)演示實驗;鋼珠在磁鐵作用下做曲線運動的情況，或鋼珠沿水平直線運動之后飛離桌面的情況.

(三)請同學分析得出結(jié)論，并通過其它實例加以鞏固.

(四)引導同學從力和運動的關系角度從理論上加以分析.

[方案二]

(一)由物體受到合外力方向與初速度共線時，物體做直線運動引入課題，教師提出問題請同學思考：如果合外力垂直于速度方向，速度的大小會發(fā)生改變嗎?進而將問題展開，運用力的分解知識，引導學生認識力改變運動狀態(tài)的兩種特殊情況：

1、當力與速度共線時，力會改變速度的大小;

2、力與速度方向垂直時，力只會改變速度方向.

最后歸結(jié)到：當力與初速度成角度時，物體只能做曲線運動，確定物體做哪一種運動的依據(jù)是合外力與初速度的關系.

(二)通過演示實驗加以驗證，通過舉生活實例加以鞏固：

展示課件三，人造衛(wèi)星做曲線運動，讓學生進一步認識曲線運動的相關知識.

課件2，拋出的手榴彈做曲線運動，加強認識.

探究活動

觀察并思考，現(xiàn)實生活中物體做曲線運動的實例，并分析物體所受合外力的情況與各點速度的關系.

高一物理《圓周運動》答辯題目及解析

高一物理《圓周運動》答辯題目及解析

1.變速圓周運動有什么特點?
【參考答案】
答：變速圓周運動線速度大小、方向在變，角速度也會改變，向心加速度也在變化。此時合力并不是指向圓心。加速度會有切向加速度和法向加速度之分。
2.角速度有方向嗎?為什么在這里不講?
【參考答案】
答：有，但是在高中階段不討論，這個涉及到大學中剛體力學的問題，角速度的方向要用右手螺旋定則確定。
3.這節(jié)課你使用了什么教學方法?
【參考答案】
答：主要是情景教學法、問答法、推理演繹法、小組交流討論等。
4.你認為學生在學這節(jié)課時會出現(xiàn)什么困難呢?
【參考答案】
答：一是對“勻速圓周運動”中“勻速”的理解，學生很容于將這里的勻速理解為速度不變。所以在這里我會再次強調(diào)速度的矢量性，它既有大小也有方向，這里的“勻速”其實是指“勻速率”，線速度大小不變，但是線速度的方向在時刻改變。
還有線速度、角速度之間的關系推導，是有所困難的，所以我會安排學生進行分組的交流討論，而且會給與適當?shù)奶嵝?，讓他們利用?shù)學知識先去找?guī)讉€幾何量之間的關系，不斷引導學生進行描述和總結(jié)，達到理解并記憶的效果。