曲线运动教学案例之一来源:中国基础教育网（2004-4-15） 发表日期:2004 年 4 月 20 日 【教学目标】1、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确定的；(3)知道物体做曲线运动的条件。2、能力目标通过物体做曲线运动条件的分析，提高学生能抓住要点对物理现象进行分析的能力。3、德育目标使学生会在日常生活中，善于总结和发现问题。【教学重点】物体做曲线运动的方向的确定，及物体做曲线运动的条件。【教学难点】物体做曲线运动的条件。【教学方法】实验、讲解、归纳、推理法。【教具准备】音像资料、多媒体教学系统及课件、小钢球、条形磁铁。【课时安排】1课时【教学过程】一、导入新课前面我们研究了直线运动，下面请同学们思考两个问题：(1)什么是直线运动？(2)物体做直线运动的条件是什么？在实际生活中，普遍发生的是曲线运动。下落的树叶、运动员掷出的铁饼、发射出的导弹、汽车拐弯等的运动是曲线运动，地球、月球、人造卫星等天体的运动也都是曲线运动。那么什么是曲线运动呢？从本节课开始我们就来学习这个问题。 二、新课教学1、曲线运动屏幕展示：导弹所做的运动、汽车转弯时所做的运动、人造卫星绕地球的运动等几种物体所做的曲线运动。比较总结：它们的运动轨迹都是曲线。曲线运动是一种轨迹为曲线的运动。 2、曲线运动的速度方向(1)曲线运动的速度方向是时刻改变的提问：曲线运动和直线运动除了轨迹不同外，还有什么区别呢？CAI演示：对比小车在平直的公路上行驶和弯道上行驶的情况。总结：曲线运动中速度方向是时刻改变的。(2)曲线运动的速度方向提问：怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻的速度方向呢？屏幕展示：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；撑开的带有水的伞绕着伞柄旋转，伞面上的水滴沿伞边各点所划圆周的切线方向飞出。分析总结：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。(3)曲线运动必有加速度，是变速运动速度大小、方向中的一个或两个同时变化，就表示速度矢量发生了变化。由于做曲线运动的物体，速度方向时刻改变，所以不论曲线运动物体的速度大小是否改变，它的速度矢量都发生了变化，一定有加速度，是变速运动。曲线运动速度方向时刻改变速度矢量时刻改变一定有加速度合力一定不等于零一定是变速运动。曲线运动一定是变速运动。3、物体做曲线运动的条件 提问：物体在什么条件下才能做曲线运动呢？CAI课件模拟：一个在水平面上做直线运动的钢珠，如果从旁侧给它施加一个侧向力，它的运动方向就会改变，不断给钢珠施加侧向力，或者在钢珠运动的路线旁放一块磁铁，钢珠就偏离原来的方向而做曲线运动。学生实验：观察完模拟实验后，学生用磁铁和钢珠做实验。归纳得到：当物体受到与运动方向不在一直线上的力的作用时，物体做曲线运动。(1)物体做曲线运动的条件当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体就做曲线运动。举例：参见课本图 58，抛出的石子做曲线运动；图 59，人造地球卫星做曲线运动。(2)做曲线运动的物体，它的加速度方向跟它的速度方向也不同一直线上。因加速度方向跟它所受合力方向相同，所以，做曲线运动的物体，它的加速度方向跟它的速度方向也不同一直线上。(3)物体做直线运动和曲线运动条件的理论解释物体做直线运动和曲线运动条件，可以根据牛顿第二定律平来解释。当合力的方向与物体的速度方向在同一直线上时，产生的加速度也在这条直线上，物体就做直线运动。如果合力的方向跟速度方向不在同一条直线上，而是成一角度，产生的加速度也是跟速度的方向不在一条直线上，而是成一夹角，这时，合力不但可以改变速度的大小，而且可以改变速度的方向，使物体就做曲线运动。做曲线运动的物体所受的合力，可分解为切向力和法向力，切向力改变速度的大小，法向力改变速度的方向。4、曲线运动轨迹弯曲的特点举例：将物体抛出后物体在重力的作用下做做曲线运动。结论：做曲线运动的物体，所受的合力偏在速度的哪一侧，轨迹就向哪一侧弯曲，曲线运动的轨迹一定夹在速度与力矢量之间，如右图所示。巩固训练1、关于曲线运动，下列说法正确的是( AB )A曲线运动一定是变速运动；B曲线运动速度的方向不断变化，但速度的大小可以不变；C曲线运动的速度方向可能不变；D曲线运动的速度大小和方向一定同时改变。2、物体在力 F1、F2、F3 的共同作用下做匀速直线运动，若突然撤去外力 F1，则物体的运动情况是( CD )A必沿着 F1的方向做匀加速直线运动；B必沿着 F1的方向做匀减速直线运动；C不可能做匀速直线运动；D可能做直线运动，也可能做曲线运动。 三、小 结这节课我们学习了运动轨迹是曲线的曲线运动。曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点的瞬时速度的方向在曲线的这一点的切线上。当合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上时，物体做曲线运动。所受的合力偏在速度的哪一侧，轨迹就向哪一侧弯曲，曲线运动的轨迹一定夹在速度与力矢量之间。 四、作 业P83、练习一 2、3 【板书设计】一 曲线运动1、曲线运动曲线运动是一种轨迹为曲线的运动 2、曲线运动的速度方向1)曲线运动的速度方向是时刻改变的2)曲线运动的速度方向质点在某一点（或某一时刻）的速度的方向是在曲线的这一点的切线方向(3)曲线运动必有加速度，是变速运动曲线运动速度方向时刻改变速度矢量时刻改变一定有加速度合力一定不等于零一定是变速运动。曲线运动一定是变速运动3、物体做曲线运动的条件(1)物体做曲线运动的条件当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体就做曲线运动。(2)做曲线运动的物体，它的加速度方向跟它的速度方向也不同一直线上。(3)物体做直线运动和曲线运动条件的理论解释4、曲线运动轨迹弯曲的特点所受的合力偏在速度的哪一侧，轨迹就向哪一侧弯曲，曲线运动的轨迹一定夹在速度与力矢量之间 第一节曲线运动教学案例之二1、掌握曲线运动中速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动。 2、掌握物体做曲线运动的条件及分析方法。1、分析曲线运动中速度的方向。2、分析曲线运动的条件及分析方法。多媒体，启发讨论式。(实际做与动画演示)提问并讨论：该运动的特征是什么？结论：轨迹是直线提问并讨论：该运动的特征是什么？结论：轨迹是曲线（1） 概念：轨迹是曲线的运动叫曲线运动。（2） 范围：曲线运动是普遍的运动情形。小到微观世界（如电子绕原子核旋转）；大到宏观世界（如天体运行）都存在。生活中如投标枪、铁饼、跳高、跳远等均为曲线运动。（说明）为什么有些物体做直线运动，有些物体做曲线运动呢？那我们必须掌握曲线运动的性质及产生的条件。观察并思考问题：磨出的火星如何运动？为什么？分析：磨出的火星是砂轮与刀具磨擦出的微粒，由于惯性，以脱离砂轮时的速度沿切线方向飞出，切线方向即为火星飞出时的速度方向。观察并思考：水滴为什么会沿脱离时的轨迹的切线飞出？分析：同上观察并思考：链球为什么会沿脱手处的切线飞出？ 分析：同上（1）在变速直线运动中如何确定某点心瞬时速度？（2）在曲线运动中如何求某点的瞬时速度？先求 AB 的平均速度，据式： 可知： 的方向与 的方向一致， 越小， 越接近 A点的瞬时速度，当 时，AB 曲线即为切线，A 点的瞬时速度为该点的切线方向。可见，速度的方向为质点在该处的切线方向，且方向是时刻改变的。因此，曲线运动是变速运动。曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点（或某一时刻）的速度方向在曲线的这一点的切线方向上。（1）在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在不受外力时将如何运动？（2）在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在运动方向的正前方向或正后方向放一条形磁铁将如何运动？（3）在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在运动方向一侧放一条形磁铁时小球将如何运动？答：匀速直线运动（如实验一）答：做加速直线运动（如自由落体运动等）答：a、当初速度方向与外力方向在同一直线上（方向相同或相反）时将做直线运动。（如竖直上抛、实验二等）b、当初速度与外力不在同一直线上时，做曲线运动。（如实验三、水平抛物体等）提问：根据以上实验及启示，分析做曲线运动的条件是什么？做曲线运动的条件是：（1）要有初速度 （2）要有合外力 （3）初速度与合外力有一个角度1、飞机扔炸弹，分析为什么炸弹做曲线运动？角，所以做曲线运动。（动画演示受力分析与初速度的关系）（1）、我们骑摩托车或自行车通过弯道时，我们侧身骑，为什么？讨论后动画演示受力分析与初速度的关系。（2）山公路路面有何特点？火车铁轨在弯道有何特点？（回家思考）2、物体在光滑水平桌面受三个水平恒力（不共线）处于平衡状态，当把其中一个水平恒力撤去时，物体将：A、物体一定做匀加速直线运动B、物体一定做匀变速直线运动C、物体有可能做曲线运动D、物体一定做曲线运动 1、物体的初始状态如何？答：静止或匀速直线运动（说明：题目没有明确）2、合外力情况如何？答：开始合外力为零，当撤去一个力时，物体将受到与撤去的力大小相等，方向相反的合外力。（动画演示受力分析过程）3、物体将如何运动？答：a、当初速度为零时，一定做匀加速直线运动b、当初速度不为零时，当初速度方向与合外力方向相同或相反时，做匀变速直线运动；当初速度与合外力方向有角度时，物体做曲线运动。第一节曲线运动教学案例之二教学目标：1、掌握曲线运动中速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动。2、掌握物体做曲线运动的条件及分析方法。教学重点：1、分析曲线运动中速度的方向。2、分析曲线运动的条件及分析方法。教学手段及方法：多媒体，启发讨论式。教学过程：一、什么是曲线运动1、现象分析：（1） 演示自由落体运动。(实际做与动画演示)提问并讨论：该运动的特征是什么？结论：轨迹是直线（2）演示平抛运动（实际做与动画演示）提问并讨论：该运动的特征是什么？结论：轨迹是曲线2、结论：（1） 概念：轨迹是曲线的运动叫曲线运动。（2） 范围：曲线运动是普遍的运动情形。小到微观世界（如电子绕原子核旋转）；大到宏观世界（如天体运行）都存在。生活中如投标枪、铁饼、跳高、跳远等均为曲线运动。（说明）为什么有些物体做直线运动，有些物体做曲线运动呢？那我们必须掌握曲线运动的性质及产生的条件。二、曲线运动的物体的速度方向1、三个演示实验（1）演示在旋转的砂轮上磨刀具。观察并思考问题：磨出的火星如何运动？为什么？分析：磨出的火星是砂轮与刀具磨擦出的微粒，由于惯性，以脱离砂轮时的速度沿切线方向飞出，切线方向即为火星飞出时的速度方向。（2）演示撑开带有雨滴的雨伞绕柄旋转，伞边缘上的水滴如何运动？观察并思考：水滴为什么会沿脱离时的轨迹的切线飞出？分析：同上（3）演示链球运动员运动到最快时突然松手，在脱手处小球如何飞出？观察并思考：链球为什么会沿脱手处的切线飞出？ 分析：同上2、理论分析：（1）在变速直线运动中如何确定某点心瞬时速度？分析：如要求直线上的某处 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。先求 AB的平均速度，据式： 可知： 的方向与 的方向一致， 越小， 越接近 A点的瞬时速度，当 时，AB 曲线即为切线，A 点的瞬时速度为该点的切线方向。可见，速度的方向为质点在该处的切线方向，且方向是时刻改变的。因此，曲线运动是变速运动。3、结论：曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点（或某一时刻）的速度方向在曲线的这一点的切线方向上。三、物体做曲线运动的条件1、观察与思考三个对比实验说明：以下三个实验是在实物展示台面上做的，由于展示台是玻璃面，而运动的物体是小钢球，摩擦力很小，可看成光滑的平面。初速度是从一斜槽上滑到台面上实现。（1）在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在不受外力时将如