高中物理教案

曲 线 运 动 教 案

曲 线 运 动 教 案

一、教学目标：

    1、知道什么是曲线运动；

    2、知道曲线运动中速度的方向是怎样确定的；

3、知道物体做曲线运动的条件。

二、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

三、教学难点：

理解物体做曲线运动的条件

四、教学方法：

    实验、讲解、归纳、推理法

五、教学步骤：

    导入新课：

    前几章我们研究了直线运动，下边同学们思考两个问题：

    1、什么是直线运动？

    2、物体做直线运动的条件是什么？

    在实际生活中，普遍发生的是曲线运动，那么什么是曲线运动？本节课我们就来学习这个问题。

   新课教学

    （一）用投影片出示本节课的学习目标

    1、知道轨迹是曲线的运动，叫做曲线运动。

    2、理解曲线运动是一种变速运动。

    3、知道物体做曲线运动的条件。

（二）学习目标完成过程

一、学案发放下去，让同学们带着学案上面显示的内容填写对应的内容，了解所要学习的知识重点，从而有针对性的的学习，大约10分钟左右。

询问同学哪些地方比较难以理解，按同学们的需求安排讲课重点。

二、课程讲解

    1、曲线运动

    （1）放录像，展示几种物体所做的运动

    a：汽车转弯时所做的运动；人造卫星绕地球的运动；

b：归纳总结得到：物体的运动轨迹是曲线。

（2）提问：上述运动和曲线运动除了轨迹不同外，还有什么区别呢？

   （3）用CAI课件对比小车在平直的公路上行驶和弯道上行驶的情况。

学生总结得到：曲线运动中速度方向是时刻改变的。

［学案］3、为什么说曲线运动一定是变速运动？

解析：因为曲线运动的的运动轨迹是曲线，速度的方向是该质点在某一点或者某一时刻在该点的切线方向，所以速度的方向在曲线运动中是时刻变化的，曲线运动一定是变速运动。

过渡：怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻的速度方向呢？

    2：曲线运动的速度方向

    （1）照相展示：

    a：在砂轮上磨刀具时，刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线方向飞出；

    b：撑开的带着水的伞绕伞柄旋转，伞面上的水滴沿伞边各点所划圆周的切线方向飞出。

（2）分析总结得到：质点在某一点（或某一时刻）的速度的方向是在曲线的这一点的切线方向。

【课后习题】（2）画出铅球沿这条曲线运动时在A、B 、C、D、E各点的速度方向。

过渡：那么物体在什么条件下才做曲线运动呢？

3．物体做曲线运动的条件

    （1）用CAI课件模拟实验：一个在水平面上做直线运动的钢珠，如果从旁给它施加一个侧向力，它的运动方向就会改变，不断给钢珠施加侧向力，或者在钢珠运动的路线旁放一块磁铁，钢珠就偏离原来的方向而做曲线运动。

    （2）观察完模拟实验后，学生做实验。

    （3）分析归纳得到：当物体所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一直线时，物体就做曲线运动。

    （4）学生举例说明：物体为什么做曲线运动。

    （5）用牛顿第二定律分析物体做曲线运动的条件：

    当合力的方向与物体的速度方向在同一直线上时，产生的加速度也在这条直线上，物体就做直线运动。

如果合力的方向跟速度方向不在同一条直线上时，产生的加速度就和速度成一夹角，这时，合力就不但可以改变速度的大小，而且可以改变速度的方向，物体就做曲线运动。

【学案】2、物体在力F₁、F₂、F₃的共同作用下做匀速直线运动，若突然撤去外力F₁，则物体的运动情况是    （D）

A、必沿着F₁的方向做匀加速直线运动

B、必沿着F₁的方向做匀减速直线运动　

C、不可能做匀速直线运动

D、可能做直线运动，也可能做曲线运动

解析：因为合力的方向不一定会和速度的方向相同，如果合力的方向与速度的方向在同一条直线上，那么他必然会沿一条直线运动下去，而且运动的情况会有两种情况：匀加速直线运动或者匀减速直线运动；如果合力的方向与速度的方向不在同一条直线向上，那么物体的运动方向就会发生变化，这时物体做曲线运动。

7．某质点在恒力 F作用下从A点沿图1中曲线运动到 B点，到达B点后，质点受到的力大小仍为F，但方向相反，则它从B点开始的运动轨迹可能是图中的   [  A  ]

A．曲线a         B．曲线b    C．曲线c       D．以上三条曲线都不可能

解析：  曲线运动的弯曲方向怎样判断呢？由于物体所受的力的方向与物体具有加速度的方向相同，速度改变量的方向与加速度的方向相同，那么物体在任意两个时刻的速度方向的改变方向就偏向物体受力的方向，即曲线会凹向物体受力的方向，从题中可以看出，开始由A—B的运动过程中，物体的受力方向为朝向曲线凹面的方向，当物体所受的力方向变为反向时，即从B点起，曲线的凹面会朝向上方，物体会沿着B—a的方向运动。

【实际应用】

【学案】10．某人骑自行车以恒定速率通过一段水平弯路，试分析是什么力使自行车的速度方向发生改变。

解析： 由物体的运动状态可以分析得知物体的受力情况，由于自行车在转弯过程中速度的变化量的方向是指向弯路的凹面的，所以物体所受的的力必然指向凹面，而且这个力只能由摩擦力提供，而且摩擦力的方向指向弯路的凹面。

【衍生拓展】火车转弯，坦克转弯，飞机转弯，任何物体的转弯都有指向内侧的力存在。

学生检查自己填写内容，按学案上面的内容询问哪个需要讲解，逐个问需要讲的提出来，再询问其他同学有会做的可以帮助老师来解答，如果没有解答清楚，老师补充解答。

§5-1　曲线运动（学案）讲解

一、复习：运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。

二、曲线运动的速度方向

1、曲线运动的显著特点是速度时刻在改变。

2、曲线运动的速度方向

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）的速度的方向是曲线在这一点的切线方向。

3、曲线运动的运动性质

a：速度是矢量，既有大小，又有方向；

b：只要速度的大小、方向中的一个或两个同时变化，就表示速度矢量发生了变化，也就是具有加速度。

c：曲线运动中速度的方向时刻时刻改变，所以曲线运动是变速运动。

结论：曲线运动一定是变速运动，一定具有加速度。可分为变加速和匀加速两种情况。

【学案】

5、关于运动的性质，以下说法中正确的是  [ A ]

A．曲线运动一定是变速运动       

B．变速运动一定是曲线运动

C．曲线运动一定是变加速运动

D．物体加速度数值、速度数值都不变的运动一定是直线运动

解析： 曲线运动的运动轨迹是曲线，即在任意时刻起切线的方向是变化的，速度的方向也是变化的，故一定是变速运动故A正确；只要物体的所受合力方向和速度方向不在同一条直线上，不管合力是否改变，物体都会作曲线运动，即当物体所受合力为恒力时，物体做匀加速曲线运动，例如平抛出去的篮球，在受到重力的作用下，受力方向与速度方向不同，仍然做曲线运动；当物体所受合力为变力时，物体做变加速曲线运动。

6．关于力和运动，下列说法中正确的是   [ A ]

A．物体在恒力作用下可能做曲线运动 （水平抛出的球）

B．物体在变力作用下不可能做直线运动 （加速度减小的加速运动）

C．物体在恒力作用下不可能做曲线运动（水平抛出的球）

D．物体在变力作用下不可能保持速率不变 【当力方向与速度的方向时刻保持垂直时】

8．关于曲线运动中，下列说法正确的是   [ C  ]

A．加速度方向一定不变

B．加速度方向和速度方向始终保持垂直

C．加速度方向跟所受的合外力方向始终一致

D．加速度方向总是指向圆形轨迹的圆心

解析： 加速度的方向与速度的方向没有直接关系，牛顿第二定律告诉我们：加速度的方向跟所受的外力的方向始终保持一致。

二、物体做曲线运动的条件

1、当运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上时，物体就做曲线运动。

2、做曲线运动的物体，其加速度的方向跟它的速度方向不在同一直线上。

3、当物体做曲线运动时，作用在物体上的合力一定具有改变速度方向作用效果。

三、课堂练习

1、课本P₇₇练习一（２）、（３）、（４）

9．一个质点受到两个互成锐角的力F1和F2的作用，由静止开始运动，若运动中保持两个力的方向不变，但F1突然增大△F，则质点此后[ A ]

A．一定做匀变速曲线运动

B．可能做匀速直线运动

C．可能做变加速曲线运动

D．一定做匀变速直线运动

由平行四边形定则得知当两个力的方向一定时，改变其中一个力的方向其合力的大小和方向一定是变化的，如图所示：

六、小结

    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有一夹角a时，物体做曲线运动。