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《曲线运动》教学设计
曲线运动是高中物理必修二第五章第一节的内容。从本节内容安排来讲是安排在必修一第四章牛顿运动力学的直线运动之后，又在平抛、圆周、天体等更复杂曲线运动之前。有承上启下的作用，又符合学生的认知水平。是后面研究学习复杂曲线运动的基础，也是对前面所学知识的重要补充，是对运动和力的关系的进一步理解和完善。
教学目标：
（一）知识与技能
l．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力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
1．能领略曲线运动的美与奇妙，培养正确的审美观．
2．有参与科技活动的热情，将物理知识应用于生活和生产实践中．
三、教学重点、难点：
（一）教学重点
1．什么是曲线运动．
2．物体做曲线运动的方向的确定．
3．物体做曲线运动的条件．
（二）教学难点
物体做曲线运动的条件．
四、教学方法：探究、讲授、演示、练习
五、教学手段：
教具准备：投影仪、实物展台、斜面、硬质电线、小钢球、印泥、条形磁铁．
六、教学活动
[新课导入]
师：足球被誉为人类第一运动，我们也来感受一下足球的魅力吧．
(播放视频)播放弧线球视频．
师：这是我们常说的弧线球，也叫“香蕉球”，请问这个足球的运动轨迹是怎样的?
生：轨迹是曲线．
师：我们物理学中，把运动轨迹是一条曲线的运动称为曲线运动，今天我们就一起来学习第五章第一节——曲线运动．
[新课教学]
【板书】：曲线运动
一、定义：运动轨迹是曲线的运动．
师：曲线运动是一种非常普遍的运动形式，大到宇宙天体的运动，如地球绕着太阳转，小到原子分子的运动，如电子绕着原子核运动，生活中也有非常多的曲线运动，大家能不能举出一些的例子呢？
生：汽车转弯，过山车，投篮球……．
师：像这样的例子是很多很多的，曲线运动相比原来学过的直线运动来说，它更为自由，也更为灵活，因此曲线运动也常常给我们美的感受，像航空表演上飞机尾部拉出的彩色烟雾记录了飞机的曲线轨迹，舞台上演员飘舞的彩袖，奔流不息蜿蜒的河流，喷泉广场上像彩虹一样的喷泉，这不都给我们一种美的感受吗？其实，只要同学们善于观察与思考，美，在我们生活中无处不在。
师：生活中，很多体育项目也是以曲线运动为主要运动形式的，像很多同学热衷的篮球运动，如何才能准确的将篮球投进篮筐，如果我们能知道篮球会经过什么位置，这个问题就简单了。
师：过去学习直线运动的是时候，我们建立一维坐标系了就可以准确的描述出物理所在的位置，篮球做的是曲线运动，我们该如何建立坐标系呢？
生：可以采用数学上学过的直角坐标系。
师：很好，我们可以采用二维坐标系，最简单的就是平面直角坐标系。我们以篮球的抛出点为原点，沿水平方向建立x轴，沿竖直方向建立y轴。篮球沿曲线运动到A点，我们用A点的横坐标和纵坐标就可以准确的把A点描述出来了。篮球从抛出点O点到A点的有向线段就表示篮球的位移，OA的长度表示位移的大小，位移的方向由O指向A。
【板书】：
二、位移
1.大小：false
2.方向：由O指向A
师：除了大家收悉的篮球运动，接下来给大家介绍一种平时接触不多的体育项目。
(播放视频)播放张文秀链球比赛时的视频．
师：这是我国链球运动员张文秀在一次链球比赛中的视频，张文秀很娴熟的把链球扔出去了，娴熟的技术需要理论的指导，实践的检验，以及长时间大量的练习才能达到的，这和我们学习物理是一样的，然而，再优秀的运动员也有失误的时候，大家有没有发现张文秀比赛的场地有什么特别的没有？
生：周围有网子。
师：是的，周围有很高的围网，为什么要有围网呢？
生：防止砸着人。
师：如果运动员失误了，没有将链球扔到场地上，而是朝旁边的观众席扔去了，那后果就不堪设想了。那么，如何才能从围网的缺口处将链球扔出去，而不打在围网上，这就需要知道曲线运动的运动方向，也就是要知道曲线运动的速度方向。为了探究这个问题，我准备了一些大家平时常见的东西，我们一起来认识一下。
生：电线，钢球，斜槽，印泥
师：这是一个普通的硬质电线，我把它弯成圆弧形围挡，让小球沿着圆弧内侧做曲线运动，斜槽是方便小球获得一个初速度，小球运动一闪而过，为了看的更清楚，将小球沾上印泥就能记录下小球的运动轨迹了，分析小球的轨迹就可以间接的分析曲线运动的速度方向了。
（演示实验）实物展台上演示实验——曲线的速度方向
让小球沿着圆弧形围挡运；
将刚才的圆弧形电线去除前面一小段，尽量不改变圆弧形的形状。
师：忽略摩擦阻力，小球离开围挡后做什么运动？
生：匀速直线运动。
师：小球运动方向是怎样的？
生：沿着直线。
师：直线与圆弧轨迹有什么样的位置关系？
生：切线？
师：那能说明什么问题？
生：说明曲线运动的速度沿切线方向。
师：除了这个实验，还有很多实验也能说明曲线运动的速度沿着轨迹的切向方向。我们一起来看一下。
(播放视频)
砂轮打磨刀具，
雨伞甩出来的水滴，
陀螺仪旋转时甩出的红墨水。
师：这些实验都能说明曲线运动的速度沿着轨迹的切线方向。如果我们能从理论上进一步论证的话，那就更好了。
（理论分析）
直线运动：
在A点附近取一点B点，位移由A指向B，根据平均速度公式false可知，速度沿A指向B，当时间取得很短，平均速度就可以代替瞬时速度了，方向仍然是沿A指向B。
曲线运动：
在A点附近取一点B点，过A、B两点做一条直线，这条直线是曲线轨迹的一条割线，物体的位移由A指向B，根据平均速度公式false可知，速度沿A指向B，将时间取得短一些，Ｂ就更接近一些Ａ，将时间取成无限短时，Ｂ就无限接近于Ａ，割线就变成了曲线在Ａ点的切线了，平均速度也就可以代替Ａ点的瞬时速度了，这也就说明物体做曲线运动的速度方向真的是沿曲线在该点的切线方向。
【板书】：
三、速度方向：沿轨迹在该点的切线方向
师：有了这些知识，我们就可以指导刚刚学习链球运动的张文秀在什么位置扔出链球了，如图所示，圆圈是张文秀拉着做圆周运动的俯视图，黑色是围网，围网有一个缺口，大家看Ａ、Ｂ、Ｃ三点哪点能把链球扔出去？
生：Ｃ点
师：为什么？
生：Ｃ点的切线刚好从围网缺口经过。
师：物体在Ａ、Ｂ、Ｃ三点的速度相同吗？
生：不同。
师：为什么不同？
生：运动速度方向时刻在变。
师：那也就是说曲线运动是变速运动。
【板书】：
四、性质：变速运动
师：曲线速度是变化的，根据加速度定义，就一定会有加速度，加速度是由什么决定的？
生：合外力和质量。
师：那么，做曲线运动的物体一定受到外力做用。
（演示实验）演示自由落体运动。
师：没有做曲线运动，为什么呢？那到底物体怎样才会做曲线运动呢？接下来我们就一起来探究一下物体做曲线运动的条件，给大家准备了小钢球，斜槽，磁铁。
（探究实验）
实验器材：磁铁、钢球、斜面
实验目的：探究曲线运动的条件
实验过程：具有某一初速度的钢球在光滑的水平面上运动时，在其运动方向前方或侧面放一磁铁时，看钢球将如何运动。
实验分组：
1.磁铁分别放在钢球运动方向的正前方和左边。
2.磁铁分别放在钢球运动方向的正前方和右边。
师：同学们做完了之后发现什么规律？放在正前方有没做曲线运动？
生：没有。
师：放在左边和右边呢？
生：做曲线运动了。
师：结合实验结果我们可以总结出物体做曲线运动的条件是什么？
生：力和运动方向不在一条线上。
师：很好：就是合力与速度不共线。
【板书】：
五、条件：合力与速度不共线
师：做曲线运动时的受力跟轨迹有什么位置关系？
生：受到哪边的力，轨迹就向哪边偏转。
师：我们也可以说物体做曲线运动受到的合力指向轨迹的凹侧。
师：如果物体做曲线运动受合外力不变，那么它的加速度变不变？
生：不变。
师：学习直线运动时，加速度不变的运动叫什么运动？
生：匀变速直线运动，
师：相类似的，加速度不变的曲线运动，我们把它叫做匀变速曲线运动。加速度改变的叫做非匀变速曲线运动。
【板书】：
六、分类：１. 匀变速曲线运动
２. 非匀变速曲线运动
[课堂训练]
l.关于曲线运动，下列说法正确的是　(　　　)
A.曲线运动一定是变速运动
B.曲线运动速度的方向不断地变化。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
2.一个质点在恒力F作用下，在xOy平面内从O点运动到M点的轨迹如图所示，则恒力F的方向可能为　　(　 　)
A．沿＋x方向 B．沿－x方向
C．沿＋y方向 D．沿－y方向
参考答案1．AＢ　　2．D
[课堂小结]
师：通过这节课的学习，同学们学到了哪些知识呢？
生１：1．运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动．
2．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．
3．当合外力F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．
师：还有哪位学生有要补充吗？
生２：还有物理世界的美，我们要不断去发现身边的美。
师：说的太好了，除了物理知识外，我们也要培养自己探究发现美的能力，更要勤学苦练，刻苦钻研物理，掌握探究物理知识的娴熟技术。
[布置作业]
观察生活中的曲线运动，分析曲线运动给我们生活带来的便利与弊端。
七、【板书】：
５.１曲线运动
一、定义：运动轨迹是曲线的运动．
二、位移
1.大小：false
2.方向：由O指向A
三、速度方向：沿轨迹在该点的切线方向
四、性质：变速运动
五、条件：合力与速度不共线
六、分类：１. 匀变速曲线运动
２. 非匀变速曲线运动
《曲线运动》教学反思
新课程教育理念刷新了原有的课程观、教学观和评价观，呼唤着课堂教学的变革。在高一年级二班上了《曲线运动》第一节后进行教学反思有如下发现。
1、新课程改革后的老师角色发生巨大转变。在改革前的教学中老师是知识的传授者，表演者。改革后则是课堂上的引导者，合作者。更多的是帮助学生发现问题，引导学生运用科学方法解决问题，发现学生在学习，探索过程中产生的新想法，新问题，并进行恰当的指导及肯定。
2、课程中注重学生的亲身探究，其中包括理论探究及实验探究。在本节课中从理论探究和实验探究两方面探究了两个问题：(1)物体做曲线运动的运动方向，(2)物体做曲线运动的条件。第一个问题物体做曲线运动的运动方向从理论上分析时，引导学生从速度的定义公式中发现当时间趋近于零时的平均速度就是物体通过某个位置的瞬时速度，让学生思考与讨论从理论上如何证实这个结论，同时运用生活中常见的电线与钢球及墨水自制演示曲线运动的运动方向，让学生亲眼所见，加深印象。第二个问题运动磁铁及钢球演示，并从物理受力与运动分析物体做曲线运动的条件。
3、课程设置与课程实施会有差距。在讲《曲线运动》前备课时设置了充分的学生分组讨论，在课程实施之中发现学生讨论结果有时跟真实结果有差距，有时甚至不着边际，并且在规定时间内完成不了讨论计划，最后在上课时为完成教学计划有些本是学生完成的却成了自己完成。
4、本节课的设计思路，依据高中物理新课程标准，同时考虑到物理学科史上研究发展的先后顺利，并且依据学生的认知规律，本节课以研究运动的位移，速度，加速度为顺序进行课堂设计，同时借助学生热爱的足球，篮球，链球等体育项目为载体，运用电线做成的围挡，钢球，印泥，磁铁等生活中常见的物体探究突破重点难点。
总而言之，教学中，我还是存在许多不足。比如，课堂开放程度不够，合作流于形式等。在今后教学中，我一定要真正让学生在主体积极参与、操作、交流、动脑、动口的探究性学习中建立概念、理解内容和应用知识，转变学生的学习方式，激发学生的学习兴趣，让课堂焕发师生生命的活力，让课堂更精彩。

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