资源简介

5.1 《曲线运动》
一、课前准备
（一）课标要求
通过实验，了解曲线运动，知道物体做曲线运动的条件。
（二）教材分析
本节是人教版高中物理必修二第五章“抛体运动” 的第一节， 是整章教学的知 识基础。从知识结构上看，曲线运动的速度方向反映了曲线运动的运动学特征， 曲线运动的条件反映了曲线运动的动力学特征；从教材的安排上看，符合先研究 运动特征再分析运动原因的认知规律；从知识的构建过程来看，知道曲线运动的 方向只是知道一个结果，掌握曲线运动发生的条件才能理解出现该结果的原因，
从而让学生对曲线运动方向和条件的认识更加深刻。
（三）学情分析
学生已经学过直线运动、牛顿运动定律， 对力与运动的关系有了一定的认识。 本节曲线运动需要学生将直线运动的知识结构、思维方法和认知规律进行迁移， 代入到即将学习的曲线运动中， 需要学生具备一定的科学探究思维和和严谨的科
学探究精神。
（四）教学目标与核心素养
物理观念：知道曲线运动的速度方向并认识曲线运动是一种变速运动；理解物体 做曲线运动的条件；掌握速度和合力方向与曲线弯曲情况之间的关系，形成曲线
运动中的动力学观点。
科学思维：运用极限思维理解瞬时速度的方向；对曲线运动速度方向的实验探究
进行分析和推理得出结论。
科学探究：通过学生探究实验探究曲线运动的速度和做曲线运动的条件，使学生 了解记录曲线运动轨迹的各种方法， 体会科学实验探究的主要过程， 培养学生的
科学实验能力。通过演示实验培养学生利用物理方法解决实际问题的能力。
科学态度与责任：通过生活中常见情境的课堂还原激发学生的学习兴趣和热情， 帮助学生建立科学知识和现实生活的联系；通过教师演示实验和学生分组实验培
养学生的观察能力和动手能力，养成实事求是、质疑创新等科学态度。
（五）教学重难点
教学重点：曲线运动的速度方向、物体做曲线运动的条件
教学难点：物体做曲线运动的条件、运用曲线运动知识解决生活中的实际问题
（六）设计思想
本节课的设计思想是让学生感知物理现象， 从中创设出典型的物理情境， 在 教师的引导下实现曲线运动概念的形成与规律的掌握， 最终获得解决生活中常见 的物理问题的能力。从生活中来回归到生活中去， 通过对生活中的实例创设情境， 设置多个教师演示实验和学生分组实验， 让学生体会科学探究的完整过程， 在掌
握曲线运动的运动学和动力学特征的同时，体会极限思维。
（七）教学方法
演示实验法、分组实验法、问题导学法、小组合作法、多媒体辅助教学法
（八）教学用具
陀螺、红墨水、白纸、滴管、小钢球、印泥、自制曲线组合槽、手机、自行
车、热敏纸等
二、教学过程
引入新课：提出曲线运动概念，回顾必修一中分别从运动学和动力学角度研究直
线运动的过程与方法，为后续同样角度展开曲线运动的研究做铺垫。
（一）曲线运动的速度方向
情景导入：创设雨天骑车情境，提出问题：如何解决泥水飞溅的问题？
引发思考：泥水跟着车轮做圆周运动，当泥水离开车轮时速度方向是怎样的？
1、实验探究一：利用陀螺探究速度方向
操作 1：快速旋转陀螺，用滴管取几滴红墨水滴在陀螺
边缘位置，观察水滴离开陀螺后留下的墨迹；
问题 1：墨迹呈什么形状？
问题 2：这些墨迹记录的是谁在什么时刻的速度方向？
操作 2：试着将墨迹延长到陀螺边缘，有什么发现？
由此可见：红墨水离开陀螺时速度方向沿圆的切线方
向。
2、实验探究二：利用组合曲线槽探究一般曲线的速度方向
操作 1：将滚满印泥的小球从斜槽上释放，观察它的运
动轨迹；
问题 1：如何确定小球经过 A 的速度方向？
操作 2：指导学生依次拆板，找到各个点的速度方向并
画在纸上。
问题 2：小球经过各点的速度方向与轨迹有什么关系？
理论分析：明确数学概念：割线和切线，体会平均速
度趋向于瞬时速度的过程。
结论：质点在某一点的速度方向 ，沿曲线在该点的切线方向。
学以致用：解决泥水飞溅问题
让学生根据曲线运动的速度方向选择合适的位置安装挡泥板。
设计意图：
（1）从指尖陀螺的圆周到组合曲线槽的一般曲线，让学生体会从特殊到一般的
情形下，曲线运动的速度方向都是沿曲线在该点的切线方向。
（2）从实验探究和理论分析两个角度，帮助学生明确曲线运动的速度方向。
（3）创设情境、联系生活实际解决问题。
（二）物体做曲线运动的条件
1、问题链：
问题 1：做曲线运动的物体速度是变化的吗？
问题 2：做曲线运动的物体加速度为零吗？
问题 3：做曲线运动的物体合力为零吗？
问题 4：当物体所受合力不为零时， 一定做曲线运动吗？
设计意图：通过一系列问题，从运动学和动力学角度加深对曲线运动的理解，引
导学生思考做曲线运动的条件以及受力特点。
2、演示实验：在水平面上铺上热敏纸，使加热的钢球从斜槽滚下，观察钢球在
热敏纸上留下的运动轨迹。
操作 1：钢球从斜槽上滚下，在水平面做直线运动；
操作 2：将一块磁铁放置在其路径的正前方， 钢球未改变运动方向， 做直线运动；
操作 3：将一块磁铁放置在其路径的一侧，钢球改变运
动方向，向磁铁一侧做曲线运动。
引导学生对做直线运动和曲线运动的钢球进行受力分
析，归纳得出物体做曲线运动的条件。
结论：当物体所受的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。
3、游戏挑战：通过拆板观察运动轨迹是否改变探究曲
线运动的物体受力特点
操作 1：仅拆除 2 号板，让小球从斜槽滚下，观察小球运动轨迹与拆之前是否有
变化；
操作 2：放回 2 号板，仅拆除 1 号板，让小球从斜槽滚下，观察小球运动轨迹与
拆之前是否有变化，依次拆除其它板，观察小球轨迹情况；
操作 3：学生自主操作，在保证轨迹不变的前提下尽可能拆去更多的板，并分析
留下的板的共同点，思考拆去这些板改变运动轨迹的原因。
结论：做曲线运动的物体所受合力指向曲线的凹侧 ，轨迹在速度和力之间。
设计意图：通过拆板引发学生思考板对小球的力是物体做曲线运动的原因，通过 巧妙的设计让学生在操作中慢慢找到规律， 生成结论， 加深对曲线运动的速度方
向、合力方向以及轨迹关系的理解。
（三）课堂小结与反馈
1、曲线运动的速度方向
实验探究
理论分析
沿曲线上该点的切线方向
2、物体做曲线运动的条件：
物体所受的合力的方向与速度方向不在同一直线上
做一做：投射飞镖感受曲线运动的物体速度方向，所受合力和轨迹的关系
3、观看视频：天舟五号货运飞船与天和核心舱对接过程
设计意图：
（1）对本节所学习的知识点进行总结并在投掷飞镖的过程中应用；
（2）通过观看我国的天舟五号货运飞船与空间站对接的视频，了解我国航天事 业的世界领先水平、感受中国航天事业的蓬勃发展， 培养爱国情怀、增强民族自
信。
三、作业设计
1、了解天舟五号是如何创造 2 小时“太空送货”的世界纪录的？
2、观察自行车前后轮的挡泥板， 它们的大小和安装位置有什么不同？为什么要
这样安装？
3、观察生活中的曲线运动实例，思考都是什么力改变了速度的方向？试举例。
四、板书设计
曲线运动
1、定义
2、曲线运动的速度方向：沿曲线在该点的切线方向
3、曲线运动的条件：合力方向与速度方向不在同一直线上

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