高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 曲线运动教案

导入新课

1. 又到了四年一度的世界杯,世界杯上神乎其神的香蕉球，竟然会自己拐弯？这种香蕉球都是怎么踢出来的呢？
2. 各图中物体运动有什么共同点？

1. 看视频，讨论
2. 讨论，发言

由2022年卡塔尔世界杯和生活实例引入，激发学生兴趣。

讲授新课

从轨迹上来看，这些运动和我们之前学习的直线运动有很大的不同，并且曲线运动在实际生活中无处不在），因此我们有必要对这种运动进行一番研究。我们把轨迹是曲线的运动，称之为曲线运动。

总结：轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。

思考：还有哪些曲线运动？

这些运动就是接下来这两章我们要学习的内容。

我们知道，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？

带着这样的问题，我们来看几个实验：

学生思考

交流讨论

回答问题

帮助学生理解曲线运动

锻炼学生总结交流能力和自学能力

为理解曲线运动的速度方向打下基础

一、曲线运动的速度方向

演示实验

1.砂轮打磨火花沿什么方向飞出？

图中显示了砂轮打磨金属块时，脱落“火星”的运动轨迹。“火星”在脱落前瞬间的速度方向如何？

2.雨伞边沿水滴沿什么方向飞出？

图中下雨天，在手中把雨伞转动起来，水滴从雨伞四周脱落时候的运动朝哪个方向？

3.实验演示：陀螺甩出墨汁

在老师的实验当中显示了旋转陀螺边沿甩出的红墨水的印迹。墨水在离开陀螺边沿瞬间的速度方向如何？

观察

总结：沿着圆周的切线方向。

演示实验激发学生学习兴趣。

同时通过交流总结，锻炼学生观察分析问题的能力。

对于任意的曲线运动，质点的速度方向都是在轨迹的切线方向吗？

教师介绍演示实验装置，要求学生观察球的运动，播放提前录制好的实验视频。

探究活动1

（1）：曲线运动的速度方向

●实验器材：小铁球，斜面体，红色印泥，可弯曲式护栏（铁皮护栏+塑料护栏），白纸，薄膜手套

●实验目的：验证曲线运动的速度沿着轨迹的切线方向

●实验过程：将涂有黑色墨水的小铁球从斜面体上自由释放，让其沿着护栏做曲线运动，小球从A点离开护栏后，观察小球离开护栏后的轨迹特点；将铁皮护栏沿着之前的轨迹后撤至B处，同时，撤去塑料护栏（其作用是保证小球做曲线运动的一致性），重复小球的曲线运动；重复上述步骤，观察小球在C点离开护栏的轨迹特点。

●实验现象：通过三次实验，发现小铁球在白纸上A、B、C三点的速度方向，均为轨迹在该点的切线方向（教师指导学生操作实验，并观察实验现象）

要求：请同学们仔细观察实验现象，得出实验初步结论。

初步结论：曲线运动速度方向是该点切线的方向。

学生观察实验视频，了解实验基本步骤。

学生代表上台进行实验操作。台下学生观察。

物理是一门实验性学科，通过实地化演示实验，进一步提升学生学习兴趣，通过动手实验提升学生实验能力。

说明：物理是一门严谨的科学，讲究理论与实验相结合。

理论推导

假设图中的曲线是某一质点的运动轨迹。

若质点在某一段时间内从B点运动到A点，则质点的平均速度方向由B点指向A点。

当B点越来越靠近A点时，质点的平均速度方向将越来越接近A点的切线方向。

当B点与A点的距离接近0时，质点在A点的速度方向沿过A点的切线方向。

说明：利用平均速度推导的方法，将极限法融入其中，从理论上严格证明曲线运动速度的方向特点。

学生观看动画，思考。

实验后进行理论推导，保证了知识的严谨性，使知识更全面的呈现知识生成的过程。

总结：曲线运动的速度方向

质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向．

迁移应用

1.思考：如何设计自行车挡泥板？

2.在体育比赛中,选手都是在保护栏里面掷铁饼的，要想得分有效的话, 应该在什么范围内掷出铁饼?

(作图分析)

学生思考，讨论，回答。

理论联系实际，让学生能把物理知识应用到实际生活中去，同时让学生感受到物理应用在生活中的方方面面。

曲线运动中，物体的运动状态发生了变化了吗？

曲线运动有加速度吗？

二、曲线运动的特点：

速度是矢量，有大小和方向。大小和方向中任何一个变化了，速度均发生了变化。物体做曲线运动时，速度的方向在不断变化，

总结：曲线运动一定是变速运动，运动状态在不断变化。

只要速度有改变，即△v≠O，就一定具有加速度。

概念辨析

1.曲线运动的速度方向可能不变。（ ）

2.曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动。

3.物体的速度不断改变，它一定做曲线运动。（ ）

4.如图所示，从M到N是某花样滑冰运动员入场时的运动轨迹，运动员在轨迹上的四个点a、b、c、d的速度方向标注正确的是（     ）

对点训练

下列说法正确的是(　　)

A.做曲线运动的物体速度一定发生变化

B.速度方向发生变化的运动一定是曲线运动

C.速度变化的运动一定是曲线运动

D.加速度变化的运动一定是曲线运动

学生回答问题，总结规律。

提升学生总结能力，解决问题能力。

二、物体做曲线运动的条件：

物体如果不受力，将静止或做匀速直线运动。那么，你认为物体在什么条件下做曲线运动呢？

观察两幅图，想一想物体在什么条件下做曲线运动？

探究活动2：

曲线运动的条件（成因）？

●实验器材：条形磁铁，小铁球，斜面体，白纸

●实验目的：探究物体做曲线运动的条件

●实验过程：在较为光滑的水平面上，在具有某一初速度的小球附近放一条形磁铁，观察小球的运动轨迹

●实验结论：当物体所受合外力与物体的运动方向不共线时，物体做曲线运动（引导学生得出结论）

总结：物体做曲线运动的条件：

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。

学生分组实验，总结规律。

通过分组实验进一步提升学生学习兴趣，通过动手实验提升学生实验探究能力。

拓展延伸：

1.做曲线运动的物体运动轨迹、速度方向与其所受合力方向三者位置关系如何？

由牛顿第二定律可知，质点所受合力的方向与其加速度的方向相同，做曲线运动的物体的轨迹与速度方向相切，并向合力方向弯曲，(如图所示)夹在速度方向与合力方向之间。

总结：做曲线运动的物体所受合力的方向总指向曲线的凹侧。

2.研究曲线运动中速度大小的变化情况时，可将物体所受的合力沿速度所在直线的方向(切线方向)和垂直速度的方向(法线方向)进行分解，切线方向上的分力F1，将产生切向加速度，其作用是改变速度的大小，而垂直速度方向上的分力F2将产生法向加速度，其作用是改变速度的方向。

总结：

学生思考，讨论回答。

思维延伸，锻炼学生学会运用曲线运动的知识去解决实际问题。

对点训练

若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合力F的方向,如图所示。则物体运动可能的轨迹是(　　)

揭秘香蕉球

当足球快速旋转时，其左右两侧受到空气的作用力不同，会产生压力差，这个力与速度方向不在一条直线上，因此足球会做曲线运动。

总结：运动的分类与特点

学生思考，总结回答。

首尾呼应

帮助学生理解直线运动和曲线运动以及匀变速和变加速运动的判定。

课堂检测

1. 假如在弯道上高速行驶的赛车的后轮突然脱离赛车,关于脱离赛车后的车轮的运动情况,以下说法正确的是(　　)

A.仍然沿着赛车行驶的弯道运动

B.沿着与弯道垂直的方向飞出

C.沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动,离开弯道

D.上述情况都有可能

2.如图所示,篮球沿优美的弧线穿过篮筐,图中能正确表示篮球在相应点速度方向的是(　　)

A.v1  B.v2  

C.v3  D.v4

3.(多选)一辆汽车在水平公路上由直道进入弯道,沿曲线由M向N行驶,下图中分别画出了这辆汽车转弯时所受合力F的四种方向,你认为可能正确的是(　　)

4.一个做匀速直线运动的物体突然受到一个与运动方向不在同一条直线上的恒力的作用时,物体(　　)

A.继续做直线运动

B.一定做曲线运动

C.可能做直线运动,也可能做曲线运动

D.运动的形式不能确定

5.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（     ）

A. 能沿曲线Ba运动

B. 能沿直线Bb运动

C. 能沿曲线Bc运动

D. 能沿原曲线由B返回A

学生回答

巩固所学的知识

课堂小结

曲线运动

1、曲线运动：物体运动的轨迹为曲线的运动

2、曲线运动的特点：（是变速运动）

A、速度大小可以变化也可以不变

B、速度方向为切线方向，时刻在变化

3、做曲线运动的条件：

物体受到的合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上

板书设计

课后作业

1.课后问题与练习。

2.认识曲线运动的本质加强理解曲线运动的条件。

3.寻找生活中曲线运动实例并加以分析。

课后反思

亮点：

1. 通过展示生活中的运动的图片，让学生在各种情境中抽象初物体做曲线运动的共同特征，形成曲线运动的概念，完成从经验性常识向物理观念的转变。
2. 理论和实验相结合。本节课通过演示、视频一步一步引导学生，加深对曲线运动的认识。从曲线运动的定义研究方法从而得出曲线运动的速度，方向及物体做曲线运动的条件。
3. 在保证基本课堂内容的同时，利用习题对课堂内容进行了拓展提升，给学有余力的学生一个思考的空间。通过合外力和速度方向的问题，让学生思考曲线运动中的变速问题，渗透切向加速度和法向加速度的观点，以更好的解释生活中的一些曲线运动。

不足之处：

课题内容设计过多，可能有重复的地方，课堂时间可能不太好把控。

课堂教学建议：

可以结合实际情况对教学内容和过程进行适当调整，尽量提高课堂效率。