§5.1    曲线运动

                                         常州市武进区洛阳高级中学  徐献鹤

教学目标：

1、知道曲线运动是一种变速运动，知道曲线运动的位移和瞬时速度的方向，能在曲线轨迹图上画出各点的速度方向。

2、知道物体做曲线运动的条件。掌握速度与合外力方向与曲线弯曲情况之间的关系。

3、经历蜡块运动的探究过程，体会研究平面运动的方法。

4、通过实验探究强化学生乐学善学、勇于探究以及问题解决等学生发展的核心素养。

教学重点

曲线运动的速度方向，受力条件及运动的合成与分解

教学难点

理解做曲线运动的受力条件

通过建立坐标计算得到平面内物体运动的位置、速度和轨迹

教学过程：

导入：观看图片，让学生说出这是什么运动，简洁引出课题。

让学生举例身边常见的曲线运动。通过举例让学生意识到曲线运动是常见的运动，在生活中广泛存在着，很有研究的必要。

新授：

一、曲线运动的概念

运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动。

研究物体的运动时，可以用哪些物理参量进行描述？

位置、位移、速度等。

二、曲线运动的描述

1、曲线运动的位移

活动1：教师在水平方向平抛出一个乒乓球，观看乒乓球空中的运动轨迹。

问，球脱离手为起点，经过时间t到达A点，如何表示位置？

如何表示位置及位置的变化，建立平面直角坐标系。

活动2：PPT展示在平面直角坐标系下研究乒乓球的位移，教师点拨位移方向。

活动3：问学生能否标出A点速度方向？引出

2、曲线运动的速度方向

活动4：观看PPT图片，观察砂轮打磨下来的炽热的微粒沿着什么方向运动?

初得结论：曲线运动的速度方向沿着轨迹的切线方向

猜想：对于一般的曲线运动的速度方向也是沿着切线方向

活动5：实验验证（学生分组实验）：

介绍实验基本设计思想、目的、实验步骤及注意点

学生分组实验，教师巡视、指导

选一组学生代表上台展示他们的实验结果。

结论：墨迹与轨道只有一个交点，说明了墨迹所在的直线为轨道所在曲线在该点的切线，也就是说质点在某一点(或某一时刻)的速度的方向是在曲线的这一点的切线方向．

活动6：理论推导，加深理解：类比

①如图，要求直线上的某处A点的瞬时速度，可在离A不远处取一B点，求AB的平均速度来近似表示A点的瞬时速度，如果时间取得更短，这种近似更精确，如时间趋近于零，那么AB间的平均速度即为A点的瞬时速度．

②在曲线运动中如何求某点的瞬时速度?

分析：用与直线运动相同的思维方法来解决．从割线到切线（几何画板展示）

先求AB的平均速度，据式：V_AB=X_AB/t可知：V_AB的方向与X_AB的方向一致，t越小，V_AB越接近A点的瞬时速度，当t→0时，AB曲线即为切线，A点的瞬时速度为该点的切线方向．由此我们就可以肯定我们刚才所得出的结论是正确的．

3、曲线运动的特征

活动7：让学生上黑板画出任意曲线的A、B、C三点的速度方向,强调应是切线方向

问题：如果A点速度大小10m/s，B点速度大小10m/s，我们能否说A和B速度相等？为什么？

结论：曲线运动是变速运动，方向不断变化!

三、做曲线运动的条件

问题①：要使橡皮做直线运动，该怎么抛？做曲线运动呢？

分析：上抛、下抛、平抛、斜抛等各种抛体运动的初速方向及受力方向。

问题②：物体为什么会做曲线运动？

组织学生讨论:学生可能会回答是因为F不等于0，或是因为F在变，或有一初速度等等

活动8实验演示探究过程：通过磁铁吸小球的实验解决以上的讨论结果，并得出正确结论。

问题③：做曲线运动的轨迹和所受的外力方向之间有怎样的关系？

教师利用任意曲线上一点A的三种不同受力可能，让学生判断，从而得出正确结论。

归纳：F总指向曲线的内侧。

【问题】曲线运动比较复杂，如何处理呢？引出

四、运动描述的实例

1、蜡烛块的运动分析

演示：红蜡块的运动

问题1：红蜡块朝那个方向运动？轨迹是直线还是曲线？

活动9：先猜想，后通过实验探究，观看视频。接着进行理论探究。

问题2：从静止开始经过时间t，怎样确定某时刻蜡块的位置？

问题3：怎样计算蜡块在某时刻的速度（大小和方向）？

问题4：试用数学方法表示出蜡块的运动轨迹？

教师引导学生总结，以上方法先分解后合成，即运动的合成与分解，可以用于解决曲线运动,化曲为直，化繁为简!

课堂小结：引导学生从知识和方法两方面总结本节课所学。

布置作业：书本P7问题与练习及学案思考题。