高中物理曲線運動教案
導語:物體運動軌跡是曲線的運動,稱爲“曲線運動”。當物體所受的合外力和它速度方向不在同一直線上,物體就是在做曲線運動。曲線運動教案怎麼寫?下面爲小編整理分享的一些教學方案,歡迎借鑑
高中物理曲線運動教案教學目標
(一) 知識與技能
1. 知道什麼是曲線運動
2. 知道曲線運動中速度的方向是如何確定的,理解曲線運動是變速運動。
3. 培養學生觀察實驗和分析推理的能力。
(二) 過程與方法
4. 圖片引入,理論推導曲線運動的速度方向。
(三) 情感態度與價值觀
5. 產生對科學的求知慾和好奇心。
教學重點
1. 探究曲線運動的方向。
2. 探究曲線運動的條件。
教學難點
1. 對曲線運動產生的條件的理解。
教學過程
一、引入
T:同學們,在前面的學習中我們學習了物體的一些運動規律,像勻速直線運動、勻變速直線運動等,並結合牛頓定律從動力學角度深入理解了運動與力的關係。但大家有沒有發現,在前面的學習中我們學習的都是直線運動,而現實生活中更多見到的是曲線運動。那麼曲線運動有着怎樣的運動規律呢?從今天開始我們就來研究曲線運動。
T:什麼是曲線運動?顧名思義,就是…… S:運動軌跡是曲線的運動。 T:同學們能不能舉幾個物體做曲線運動的例子。 S:過山車的運動、汽車在環形立交橋的運動、汽車轉彎時的運動……
二、曲線運動
【定義】:運動軌跡是曲線的運動。
T:下面我們來一起討論曲線運動的運動規律。
T:曲線運動的位移與路程是什麼樣的關係? S:位移的大小小於路程。 T:回答得很好!說明大家對標量和矢量的概念已經形成。曲線運動平均速度與平均速率
的關係怎樣?
S:平均速度的大小小於平均速率。 T:瞬時速度與瞬時速率的關係怎樣? T:瞬時速度的大小就是瞬時速率。其實不管對於什麼樣的運動,瞬時速率的定義就是瞬
時速度的大小。
三、曲線運動速度的方向
T:物體做曲線運動時速度的方向有什麼特點?速度的方向會變化嗎?比如汽車在彎道行
駛時運動方向變化了嗎?
S:物體做曲線運動速度的方向一直在變, T:回答得很好!這裏要提醒大家的是我們平時所講的物體的運動方向就是指物體瞬時速
度的方向。
【提醒】:我們平時所講的物體的運動方向就是指物體瞬時速度的方向。
T:現在我們知道做曲線運動的物體的速度方向一直在變,那物體在某
一時刻或某一位置具體的速度方向是怎樣的呢?
演示實驗
如圖所示,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離開軌道後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田中且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)有什麼關係?
【問題】:爲什麼說從A點離開軌道後在白紙上留下的軌跡記錄了鋼球在A點的運動方向?
【解析】:因爲A離開軌道後不再受軌道束縛,在白紙上做的是直線運動,則物體做直線運動
的方向就是物體離開A點的速度方向
【問題】:白紙上的墨跡與軌道(曲線)有什麼關係?
【解析】:墨跡與軌道只有一個交點,說明了墨跡所在的直線爲軌道所在曲線在該點的切線,
也就是說質點在某一點(或某一時刻)的速度的方向是在曲線的這一點的切線方向。
【牢記】:質點在某一點(或某一時刻)的速度的方向沿曲線的該點的切線方向。
【從速度定義理解】:
T:下面我們從速度的`定義來理解這個結論。 T:速度的定義式是什麼? S:vs tB
T:該公式求解出來的是平均速度還是瞬時速度? S:因爲對應的是一段時間,求解出來的是平均速度。 T:平均速度的方向是怎樣的? S:平均速度的方向與位移的方向相同。 T:很好!如右圖所示質點做曲線運動在時間△t內從A
到B,這段時間內的位移即爲割線AB,平均速度的方向
就是割線AB的方向。 T:那瞬時速度是如何求解的呢?數學語言講就是瞬時速度是平均速度的極限值。就是說
時間間隔△t取得越短,該時間段內的運動速度變化就越小,該段時間內的運動近似成勻速直線運動的誤差就越小,平均速度代表瞬時速度的誤差就越小。當△t→0時,平均速度的極限值就是瞬時速度
T:如圖:如果△t取得越小,平均速度的方向依次變
爲割線AC、AD…的方向(注意已逐漸逼近A處切線
的方向)。當△t0時,割線就成了切線,即平均速度
極限值即爲A點的瞬時速度,它的方向便在過A的切線
方向上。 B
【問題】:曲線運動中,物體的運動狀態發生了變化了嗎?
【解析】:速度是運動狀態的標誌。速度是矢量,有大小和方向。大小和方向中任何一個變化
了,速度均發生了變化。物體做曲線運動時,速度的方向在不斷變化,所以曲線運動是變速運動,運動狀態在不斷變化。
【問題】:那曲線運動有加速度嗎?
【解析】:因爲加速度表示物體變化的快慢,既然速度變化了就一定有加速度。
例、關於曲線運動,下列說法正確的是 ( AB )
A.曲線運動一定是變速運動
B.曲線運動速度的方向不斷地變化。但速度的大小可以不變
C.曲線運動的速度方向可能不變
D.曲線運動的速度大小和方向一定同時改變
四、曲線運動的條件
T:剛剛我們研究了曲線運動的運動規律,下面我們來研究物體做曲線運動的條件。 T:前面牛頓定律的學習中我們知道了物體的運動和力的關係。力是改變物體運動狀態的
原因。那物體做曲線運動時的受力有什麼特點呢?
演示實驗:以拋粉筆爲例體會
【體會】:物體的運動規律不是僅僅由合外力決定的,粉筆在空中只受重力,重力方向豎直向
下,但物體在空中的運動不一定是豎直向下的,物體的運動規律除了與合外力有關外還與物體的速度有關。即物體的運動由速度與合外力共同決定 豎直上拋過程:速度向上,合外力向下,向上做減速直線運動
豎起下拋過程:速度向下,合外力向下,向下做加速直線運動
由靜止下落:豎直向下加速直線運動
其它任意角度拋出:曲線運動
結論:合外力與速度同一直線,做直線運動,同向加速,反向減速;合外力與速度不在同一直線,做曲線運動。
高中物理曲線運動教案【教學目標】 知識與技能
1.知道曲線運動的方向,理解曲線運動的性質
2.知道曲線運動的條件,會確定軌跡彎曲方向與受力方向的關係 過程與方法
1. 體驗曲線運動與直線運動的區別
2. 體驗曲線運動是變速運動及它的速度方向的變化 情感態度與價值觀
能領會曲線運動的奇妙與和諧,培養對科學的好奇心和求知慾 【教學重點】 1. 什麼是曲線運動
2. 物體做曲線運動方向的判定 3. 物體做曲線運動的條件 【教學難點】
物體做曲線運動的條件 【教學課時】 1課時 【探究學習】
1、曲線運動:__________________________________________________________ 2、曲線運動速度的方向:
質點在某一點的速度,沿曲線在這一點的 方向。 3、曲線運動的條件:
(1) 時,物體做曲線運動。 (2)運動速度方向與加速度的方向共線時,運動軌跡是___________
(3)運動速度方向與加速度的方向不共線,且合力爲定值,運動爲_________運動。 (4)運動速度方向與加速度的方向不共線,且合力不爲定值,運動爲___________運動。 4、曲線運動的性質:
(1)曲線運動中運動的方向時刻_______ (變、不變) ,質點在某一時刻(某一點)的速度方向是沿__________________________________________ ,並指向運動軌跡凹下的一側。 (2)曲線運動一定是________ 運動,一定具有_________ 。
【課堂實錄】 引入新課
生活中有很多運動情況,我們學習過各種直線運動,包括勻速直線運動,勻變速直線運動等,我們知道這幾種運動的共同特點是物體運動方向不變。下面我們就來欣賞幾組圖片中的物體
再看兩個演示
第一,
自由釋放一隻較小的粉筆頭 第二, 平行拋出一隻相同大小的粉筆頭 兩隻粉筆頭的運動情況有什麼不同? 學生交流討論。
結論:前者是直線運動,後者是曲線運動
在實際生活普遍發生的是曲線運動,那麼什麼是曲線運動?本節課我們就來學習這個問題。 新課講解 一、曲線運動
1. 定義:運動的軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。 2. 舉出曲線運動在生活中的實例。
問題:曲線運動中速度的方向是時刻改變的,怎樣確定做曲線運動的物體在任意時刻速度的方向呢?
引出下一問題。 二、曲線運動速度的方向
看圖片:撐開帶有水滴的雨傘繞柄旋轉。
問題:水滴沿什麼方向飛出? 學生思考
結論:雨滴沿飛出時在那點的切線方向飛出。
如果球直線上的某處A點的瞬時速度,可在離A點不遠處取一B點,求AB點的平均速度來近似表示A點的瞬時速度,時間取得越短,這種近似越精確,如時間趨近於零,那麼AB見的平均速度即爲A點的瞬時速度。
結論:質點在某一點的速度方向,沿曲線在這一點的切線方向。 三、物體做曲線運動的條件
實驗1:在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在不受外力作用時將如何運動? 學生實驗
結論:做勻速直線運動。
實驗2:在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在運動方向的正前方或正後方放一條形磁
鐵,小球將如何運動? 學生實驗
結論:小球講做加速直線運動或者減速直線運動。
實驗3:在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在運動方向一側放一條形磁鐵,小球將如
何運動? 學生實驗
結論:小球將改變軌跡而做曲線運動。
總結論:曲線運動的條件是,當物體所受合力的方向跟物體運動的方向不在同一條直線時,
物體就做曲線運動。
四、曲線運動的性質
問題:曲線運動是勻速運動還是變速運動 學生思考討論 問題引導:
速度是 (矢量、標量),所以只要速度方向變化,速度矢量就發生了 ,也就具有 ,因此曲線運動是 。 結論:曲線運動是變速運動。
【課堂訓練】
例題1、已知物體運動的初速度v的方向及受恆力的方向如圖所示,則圖6-1-1中可能正確的運動軌跡是:V0
A
B
5-1-1
解析:
例題2、一個質點受到兩個互成銳角的F1和F2的作用,有靜止開始運動,若運動中保持力的方向不變,但F1
突然增大到F1+F
,則此質點以後做_______________________ 解析:
例題3、一個物體在光滑的水平面上以v做曲線運動,已知運動過程中只受一個恆力作用,運動軌跡如圖所示,則,自M到N
請做圖
C
D
分析:
M
M
【課堂小結】
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