人教版 (2019)必修 第二册1 曲线运动教案及反思

这是一份人教版 (2019)必修 第二册1 曲线运动教案及反思，共8页。教案主要包含了任务情景，学习任务一，学习任务二，学习任务三，学习小结，学习评价自测等内容，欢迎下载使用。
【任务情景】
教师手持篮球，提出一个问题，哪位同学能使抛出的篮球在空中做直线运动？
请学生代表展示抛球方法，全体同学观察篮球的运动轨迹，并总结出使篮球在空中做直线运动的抛球方法，以及篮球做直线运动时的速度方向。
师生总结：沿竖直方向向上或向下抛出的篮球将在空中做直线运动。
问题：如果沿斜向上的方向抛出篮球，抛出的篮球在空中将做什么运动？
请两位同学代表做传接篮球的活动,如下图所示。请全体同学观察篮球在空中的运动轨迹。
总结：篮球在两人的传接过程中做曲线运动。
教师请抛球人介绍将球抛出时球的运动（速度）方向，请接球人介绍接球时球的运动（速度）方向。
发现问题：斜向上抛出的篮球在空中运动的过程中，其速度方向由斜向上变为斜向下，速度方向经历了一个逐步变化的过程，那么其运动过程中的某一点的速度方向是怎样的？
下面我们通过实验进行探究。
【学习任务一】观察做曲线运动的小球在离开弯曲轨道时的速度方向
器材：如下图所示，水平桌面，一张白纸，几段稍短的弧形轨道组合而成的弯道，表面沾有红色印泥的钢球。
情境创设：教师介绍实验器材，说明钢球在弯道的约束下会沿弯道做曲线运动，在弯道的尽头，弯道对钢球的束缚消失，此后钢球会保持速度不变做匀速直线运动，所以钢球离开弯道后运动的直线方向便为钢球运动到弯道尽头时的瞬时速度的方向。
教师演示：如上图所示，在水平桌面铺好一张白纸，白纸上摆弯道，使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入，钢球从出口A离开后在白纸上留下一条运动的痕迹，痕迹记录了钢球在A点的运动方向。
拆去一段轨道，出口改在B点。用同样的方法记录钢球在B点的运动方向。
学生观察现象，分析、归纳钢球离开弯道后的运动方向与弯道末端的关系。
学生：多次实验得出，钢球离开弯道后的运动方向与弯道末端的切线方向相同。
师生总结：质点做曲线运动时，在某一点的速度方向沿曲线在这一点的切线方向。
【学习任务二】验证圆周运动的速度方向沿圆的切线方向
器材：如下图所示，一个用光盘制成的陀螺，固定陀螺转轴的铁架台和附件，一张光盘，一张白纸，一支注射器（有墨水），直尺和笔。
情境创设：当陀螺转动时，在陀螺边缘随陀螺转动的墨滴，由于惯性在离开陀螺后将保持其运动速度不变做直线运动，在水平白纸上将留下表示运动方向的墨迹，如果墨迹方向与陀螺边缘相切，则说明圆周运动的速度方向沿圆的切线方向。
学生活动：教师指导学生利用铁架台和附件固定陀螺的转轴，使陀螺能够平稳地在水平面上转动。
陀螺静止时，用注射器沿着陀螺边缘滴上一圈墨滴，如下图所示。
转动陀螺，便可以在白纸上获得一系列记录墨滴运动方向的墨迹，如下图所示。
情境创设：怎样检验墨滴随陀螺转动时的速度方向为圆的切线方向？
学生讨论。
学生交流：在白纸上描绘出陀螺的边缘，沿着白纸上墨迹的方向做延长线，检验墨迹的延长线是否与陀螺边缘只有一个交点。
学生展示实验成果，如下图所示。得出结论：做圆周运动的质点的瞬时速度方向沿圆的切线方向。

【学习任务三】理论确定曲线运动的速度方向
情境创设：为什么质点做曲线运动时，在某一点的速度方向一定沿着曲线在这一点的切线方向呢？
学生讨论。
教师：如下图所示，质点沿曲线从A运动到B，过A、B两点作直线，这条直线叫做曲线的割线。从A到B的方向就是质点从A运动到B的位移方向，也是质点从A至B的平均速度方向。
提问：为了研究质点在A点的瞬时速度方向，需要考虑质点经过A时在更短时间内的位移方向，请学生画出在B逐渐接近A后的位移，观察位移方向的变化趋势。
学生活动：画出时间间隔逐步变短后，即B逐渐接近A后，从A至B的位移方向，并观察其变化趋势，如下图所示。
教师：进一步减小由A运动到B的时间，当趋于0时，质点位移方向有什么特点。
学习思考、讨论得出：进一步减小质点由A运动到B的时间，B点会逐渐靠近A点。当趋于0时，即B点无限接近A点时，这条割线就将与过A点的切线重合。
师生总结：通过以上的分析，便可得出，质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。
A点逐渐向B点靠近时，AB割线的变化。
【学习小结】
质点做曲线运动时，在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。
【学习评价自测】
1.链球运动员甩动链球，使其沿逆时针方向做圆周运动，链球的运动轨迹如下图虚线所示（俯视图）。
（1）思考链球运动到靠近AB口的正前方时被释放，链球能从AB口飞出保护网吗？请作图说明。
（2）思考在哪一点释放链球，链球刚好能从A点旁边飞出保护网？请作图说明。
2.如图所示是一辆没有安装挡泥板的自行车。
（1）请你画出轮上各点在正常行驶时相对骑车人速度的方向？
（2）请你为该车设计安装挡泥板，直接画在图中。
3.请分析比较下图中两种挡泥板的优缺点。

答案：左图自行车的挡泥板是常规设计方法，这种设计适用于在普通公路上低速行驶的自行车。这种挡泥板的阻挡面积大，紧挨车轮，优点是尽可能地阻挡了随车轮甩出的泥水，保障骑行者的清洁，其缺点是增加了自行车的自重，而且泥水甩到挡泥板和车轮间后不便于清洗，长期堆积会增加车轮转动的阻力，影响自行车速度。
右图自行车的挡泥板是山地车的设计方法，这种设计适用于在泥泞的山地上快速行驶的自行车。这种挡泥板阻挡面积小且质量轻，与车轮间距大，优点是减小了自行车的自重，避免甩出的泥水在挡泥板和车轮间的堆积，便于自行车的清洗，有利于骑手追求更快的速度，其缺点是阻挡泥水的效果差，经过泥泞的山地后，骑手会被甩上一身的泥水，但是山地车的骑手往往追求的是快速移动，所以很多山地车骑手会卸下挡泥板，从而减轻车的自重，追求更快的骑行速度。