高中物理必修2教案：曲线运动

第一节曲线运动

教学目标：

（一）知识与技能

1、知道曲线运动中速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动。

2、知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上。

（二）过程与方法

1、体验曲线运动与直线运动的区别。

2、体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化。

（三）情感、态度与价值观

l、能领略曲线运动的奇妙与和谐，增强对科学的好奇心与求知欲。

2、激发参与科技活动的热情，善于将物理知识应用于生活和生产实践中。教学重点：

1、物体做曲线运动的方向的判定.

2、物体做曲线运动的条件.

教学难点：

1、理解曲线运动是变速运动。

2、会根据物体做曲线运动的条件分析具体问题。

教学方法：

教师启发、引导，实验法、归纳法、讨论、交流学习成果。

教学用具：

小钢球、条形磁铁。

教学过程：

（一）引入新课

设问：物体的运动从轨迹的不同可以分为两大类，是哪两类？请举例说明。

结论：直线、曲线两种.总结点评学生的发言情况，引出课题。

直线运动已经学过，但实际生活中普遍发生的往往是曲线运动。所以，研究曲线运动的特点，物体在什么情况下做曲线运动等问题将是我们更重要的任务，从本节课开始我们来研究曲线运动。

（二）新课教学

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：

思考并讨论：

（1）在变速直线运动中如何确定某点的瞬时速度？

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：t

S V AB AB =可知：AB V 的方向与AB S 的方向一致，t 越小，AB V 越接近A 点的瞬时速度，当0→t 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何运动？

讨论结果：由于小球在运动方向上不受外力，合外力为零，根据牛顿第一定律，

小球将做匀速直线运动。（动画演示受力分析）

（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？

讨论结果：由于小球在运动方向受磁铁作用，会使小球加速或减速，但仍做直线运动。（动画演示受力分析）

（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？

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。（动画演示受力分析）

2、从以上实验得出三个启示：

启示一：物体有初速度但不受外力时，将做什么运动？（提问）

答：匀速直线运动（如实验一）

启示二：物体没有初速度但受外力时，将做什么运动？（提问）

答：做加速直线运动（如自由落体运动等）

启示三：物体既有初速度又有外力时，将做什么运动？

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？

3、结论：

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

四、思考与讨论练习：

1、飞机扔炸弹，分析为什么炸弹做曲线运动？

分析：炸弹离开飞机后由于惯性，具有与飞机同样的水平初速度，且受重力，初速度与重力方向有

90角，所以做曲线运动。（动画演示受力分析与初速度的关系）

引申：

（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）盘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

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