物理必修二5.1曲线运动教案优秀教学设计

人教版必修二第五章抛体运动
第1节曲线运动
教材分析
本节是学习了运动的描述，研究了匀变速直线运动，学会了应用牛顿运动定律解决直线运动中力和运动相关问题之后，转入研究的一个新的运动类型--曲线运动。

本节教材首先让学生对曲线运动有感性的认识，知道曲线运动就是轨迹是曲线的运动，然后重点探究曲线运动的速度方向和物体做曲线运动的条件．是后续学习运动的合成与分解、抛体运动的基础。

作为第五章《抛体运动》的第一节内容，教材首先通过自然界中常见的一些曲线运动的实例，让学生对曲线运动有感性的认识后，直接给出曲线运动和直线运动的明显区别轨迹是曲线，提出曲线运动的概念，接着引出曲线运动的速度方向问题，通过观察、猜想、实验探究和理论探究，得到曲线运动中质点在某一点（或某一时刻）的速度方向是曲线的这一点（或这一时刻）的切线方向．速度方向是时刻改变的，再结合矢量的特点，给出曲线运动是变速运动．关于物体做曲线运动的条件，教材从实验入手得到：当运动物体所受合外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．再通过实例加以说明，最后从牛顿第二定律角度从理论上加以分析．教材的编排自然顺畅，适合学生由特殊到一般再到特殊的认知规律，感性知识和理性知识相互渗透，实验探究与理论探究相互结合，更利于学生在经历科学探究的过程中训练科学思维，形成物理观念，培养严谨认真的科学研究态度，形成探索自然的内在动力。

学情分析
因为对自然界的直线运动和曲线运动的轨迹的感性认识很丰富，学生在曲线运动的概念学习上不存在困难，在曲线运动的速度方向的学习中，丰富的实验和实例也会给学生带来深刻的体验和领会，在理论上用极限法的思想从割线到切线的推理更进一步加深学生的理解，这个重点内容学生比较容易接受。

在必修一的学习中学生已经知道，当物体所受合力为零时，做匀速直线运动时，速度大小方向不变，当物体所受合力方向也即是加速度方向与速度方向相同时，物体做加速直线运动，当物体所受合力方向也即是加速度方向与速度方向相反时，物体做减速直线运动，也就是说当物体所受的合力为零或者合力的方向与速度的方向在同一条直线上时，物体做直线运动，那么物体做曲线运动的受力有什么条件呢？在复习旧知识的基础上指引学生猜想受合力与速度不在同一直线上的的情形，在实验探究验证的过程中结合牛顿第二定律的理论分析，学生也能够理解当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动这一条件。

不过在进一步拓展理解曲线运动的轨迹夹在速度与合力夹角之间，合力指向曲线的凹侧；当合力恒定时叫做匀变速曲线运动等时遇到困难当合力与速度的夹角为锐角时，物体的速度增加；当物体合力与速度的夹角为钝角时，物体的速度减小，当合力与速度夹角为直角时物体速度大小不变。

设计意图
本案例利用现代信息技术手段、结合实验实例和理论推理分析开展科学探究，是一节以探究性教学方式展开的学习活动。

活动的目的引导学生在认识自然的基础上，基于经验事实，从实验和理论的角度进行科学探究，培养运用事实证据和科学推理分析综合推理论证，提出创造性见解的能力和品格，逐渐形成探索的自然的内在动力，严谨认真、实事求是的科学态度。

活动中利用多媒体技术展示丰富的曲线运动的图片和视频，结合学生列举生活实例，在归纳得到轨迹是曲线的运动叫曲线运动的基础上，以物理学视角将直线运动和曲线运动进行对比推理，猜想曲线运动的速度方向和受力条件，设计实验进行探究，并在理论上利用极限法由割线到切线推理论证曲线运动的速度方向，用牛顿第二定律分析曲线运动的加速度和速度的方向特点，然后应用仿真实验模拟操作，引导学生总结出本节学习的两个重点：曲线运动的速度方向的特点和物体做曲线运动的条件。

课堂上注重从自然现象，生活实例中获取感性认识，从生活走向物理，从物理学的视角用力与运动的观念解释和分析自然现象，引导学生从实验和理论两个角度进行科学探究，侧重发展学生科学推理，对比归纳，讨论交流能力，学习过程中始终坚持将评价和学习过程紧密结合起来，激发学生求知欲望。

教学目标
1.物理观念
知道曲线运动中某一点速度的方向是该点的切向方向，知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力与它的速度方向不在一条直线上．理解曲线运动是一种变速运动．理解曲线运动中合力、加速度、速度、轨迹之间的关系，形成曲线运动的力与运动的物理观念。

2.科学思维
将自然界中大量的直线运动和曲线运动进行，从物理学视角对两种运动的轨迹特点，速度方向特点和受力特点进行对比分析，推理论证，并进行理论和实验上的检验和修正，构建直线运动和曲线运动两种运动的动力学关系。

3.科学探究
在对大量生活实例观察的基础上，提出曲线运动的速度方向和受力条件的问题，形成猜想，并设计实验和从理论上进行探究，基于实验和理论的证据得出结论，并进行讨论交流，对结果进一步的反思和拓展。

4.科学态度和责任
从生活走向物理，引导学生逐渐形成探索自然的内在动力，在科学探究过程中培养严谨认真，实事求是的科学态度。

教学重难点
1.重点：曲线运动中瞬时速度的方向和物体曲线运动的条件
2.难点：曲线运动方向和物体做曲线运动的条件的理解
课前准备
PPT
教学过程
【新课导入】
观察下边两幅图片描述的现象，你能不能说清楚：砂轮打磨下来的炽热微粒和飞出去的链球、篮球，分别沿着什么方向运动？
【新课讲授】
一、曲线运动的速度方向
1、轨迹是曲线的运动叫做曲线运动
曲线运动和直线运动相比，除运动轨迹不同，还有什么不同？
曲线运动的速度方向在不断变化
怎样确定曲线运动中任意时刻（或任意位置）的速度方向呢？
二.曲线运动的速度
问题：物体做直线运动时，速度方向与运动轨迹一致。

物体做曲线运动时，速度方向又是怎样的呢？怎样确定曲线运动中任意时刻（或任意位置）的速度方向呢？
观察体验：微粒沿什么方向飞出？
回答：1.从砂轮上打磨下来炽热的微粒沿什么方向飞出? 切线方向
2.为什么有很多切线? 轮缘不同位置速度方向不同
对于一个普通的曲线运动是否也有相同的结论呢？
探究实验：注意观察小球离开轨道后的运动轨迹。

运动方向和轨道间有什么关系？
在这里我们要明确一个数学概念：曲线的切线。

理论分析：
瞬时速度
t
v ∆∆=
χ
当时间Δt 或位移Δx 趋近于零时：
曲线运动的质点在某一点（或某一时刻）的速度方向在曲线的这一点的切线方向上。

练习：质点沿曲线从左向右运动,画出质点在A 、B 、C 三点的速度方向。

结论：曲线运动速度方向时刻在改变，是变速运动，加速度a 不等于0，合力F 不等于0 小结：
二、曲线运动的速度： 1、曲线运动的速度方向：
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。

2、 曲线运动的性质：曲线运动是变速运动。

（1）曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动。

（2）只要物体的合外力为恒力，它一定做匀变速运动，可能是直线运动，也可能是曲线运动。

【典型例题】（多选）以下说法正确的是( ACD ） A 、曲线运动一定是变速运动 B 、变速运动一定是曲线运动 C 、曲线运动的加速度一定不为零
D、曲线运动轨迹上任一点的切线方向就是质点在这一点的瞬时速度方向
三.物体做曲线运动的条件
变速运动受到力的作用
那么合外力在满足什么条件时物体才会做曲线运动呢？
猜想：当速度方向和合外力的方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。

探究实验：在光滑的水平面上具有某一初速度的小钢球在运动方向一侧放一条形磁铁时小钢球将如何运动？
讨论结果：由于小球在运动过程中受到一个侧力，小球将改变轨迹而做曲线运动。

分析现象：
物体做曲线运动的条件：当物体所受合力的方向和它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。

想一想:
做曲线运动的物体运动轨迹、速度方向与其所受合外力方向三者位置关系如何？
结论：曲线运动轨迹始终夹在合外力方向与速度方向之间，合外力指向轨迹内侧。

总结：F、a、v三者关系辨析
F合(a) 跟v在同一直线上直线运动
F合(a) 恒定→匀变速直线运动
F合(a) 变化→变加速直线运动
F合(a) 跟v不在同一直线上曲线运动
F合(a) 恒定→匀变速曲线运动
F合(a) 变化→变加速曲线运动
说明：判断直线还是曲线运动关键看a与v是否同一直线；判断匀变速还是变加速关键看a是否恒定
【典型例题】
1.如图,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动
到B , 这时突然使它所受力反向（大小不变），
则物体以后的运动情况（C）
A、可能沿曲线Ba运动
B、可能沿直线Bb运动
C、可能沿曲线Bc运动
D、可能沿原曲线由B返回A
2.（多选）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（ABC）
A .物体可能做匀加速直线运动
B .物体可能做匀减速直线运动
C .物体有可能做曲线运动
D .物体一定做曲线运动
3、速度与合力的夹角的关系
课堂总结:
教学反思
1、本节课有一个重要突破就是曲线运动中瞬时速度的方向和物体曲线运动的条件，其中在曲线运动中瞬时速度的方向的建立过程中要用到极限的思想，高中阶段具有着重要的意义，需要学生勤加思考琢磨，以便更好的运用。

2、学生能够基本掌握曲线运动方向和物体做曲线运动的条件，对学生注重学科间的关联性及注重现代信息手段的使用有积极作用，对学生尊重自然科学、喜爱物理学习、树立学习信心有积极作用。