2020年人教版高中物理必修第二册教案：5.1曲线运动

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1、 课课 时时 教教 案案 第第 五五 单元单元 第第 1 1 案案 总总第第 案案 课题课题： 5.1 曲线运动 2020 年 月 日 教学目标 核心素养 物理观念：知道什么是曲线运动 物理观念：会确定曲线运动速度的方向，知道曲线运动是一种变速运动 科学思维：知道物体做曲线运动的条件 科学思维：能运用牛顿运动定律分析讨论物体做曲线运动的条件 教学重点 1.曲线运动类型及判定方法 2.物体做曲线运动的条件， 3.运用牛顿运动定律分析讨论物体做曲线运动的条件 教学难点 1. 运用牛顿运动定律分析讨论物体做曲线运动的条件 2. 曲线运动类型及判定方法 高考考点 课 型 新授 教 具 教 法 教 学

2、过 程 教学环节 教师活动预设 学生活动预设 复习引入： 1、物体做直线运动的条件。 （学生答：F 与 v 共线） 2、物体做直线运动的运动模型：匀速和变速 直线运动中，我们关注的是 v 大小的变化，而实际生活中 直线运动的例子很少，最为普遍的是曲线运动。 （学生举例） 什么是曲线运动？曲线运动有哪些规律呢？ 一、曲线运动的速度方向 1、 定义： 运动轨迹为曲线的运动。（v 的方向时刻在变化的运动） 2、描述：位移： 坐标系的选取（直角坐标系）作图表示。 物体从 O 点出发，做曲线运动，经过一段时间到达 A 点，位移 如何表示？ 阅读课本 P1，回答 什么是曲线运动。 教学环节 教师活动预设

3、学生活动预设 学生思考后回答：可以表示为 S=OA，大小为 l，方向用角度表 示。 除此之外还可以用另外方式来表示： （如右图） 物体在 x、y 方向的位移方向不发生变 化，所以可以用 xA、yA精确表示 A 点的位 移。xA、yA分别是物体在坐标轴上的位移。 怎样确定物体的速度呢？ 速度： 实验分析：从轨迹上看，速度的方向时刻在变化。 方向：方向：质点在某一点（某一时刻）的速度方向是在曲线的这一 点的切线方向。 理论推导：由 x v t 得：当0t 时，x 表示两点重合， AB 线即为该点的都切线。如图 5.1-2 示。 练习：抛出一个粉笔头，轨迹如图 2，做出图上几点 的速度的方向。 大小

4、大小：依据矢量特征，箭头表示方向，长短表示大小， 可以用箭头的长短来表示速度的大小。 另外表示方式：类比位移的表示法，采用相互垂直的两个方向 的分矢量来表示，这两个分矢量叫分速度，如图 1 示。 若 v 与 x 方向的夹角为 ，则表示为： cos x vv sin y vv 3.性质： 由于在曲线运动中，速度的方向时刻在变，所以速度是变化的， 故做曲线运动的物体是有加速度的。由此得出： 曲线运动是变速运动。曲线运动是变速运动。 学以致用： 阅读课本 P2课前 问题， 和下部演示 实验。 O A(xA、yB) xA yB l x y 图 1 vA vy vx A B C 图 2 教学环节 教师活

5、动预设 学生活动预设 曲线运动一定是变速运动 曲线运动中速度方向不断变化，但速度大小可以不变 曲线运动的速度方向可能不变 曲线运动的速度大小和方向一定同时改变 曲线运动中，质点在任一位置的速度方向总是与这点的切 线方向相同 旋转雨伞时，伞面上的水滴由内向外做螺旋运动，故水滴 运动方向不是沿切线方向（一定沿轨迹的切线方向，作图分析） 二、物体做曲线运动的条件 物体的运动状态为什么会改变？或者物体的运动为什么会有直 线和曲线的分别？ 理论分析：可由牛顿第一定律分析 实验分析：课本 P4演示。 1.条件： 动力学角度：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。 运动学角度

6、：当物体的加速度与速度不共线时，物体做曲 线运动。 此处要强调： F 是物体受到的合外力。 或加速度是物体的加速度。 判定正误： 例 1： 物体受到与运动方向不共线的力的作用， 一定做曲线运动 吗？ 不一定：看合外力的方向是否和运动方向共线 右图所示，物体将做直线运动 2.合力与速度变化的关系 做曲线运动时，运动轨迹位于速度方向与合力方向的之间。 曲线上任一点的切线总在曲线的外侧，运动轨迹必定向合 课本 P3思考与 讨论。 （学生默读课本 P4黑体字，领会 含义） F v 教学环节 教师活动预设 学生活动预设 力方向弯曲，及合外力方向总指向曲线的内侧。 （大致方向） 例.如图所示，高速摄像机记

7、录了一名擅长飞牌、射牌的魔术师 的发牌过程，虚线是飞出的扑克牌的运动轨 迹， 则扑克牌所受合力 F 与速度 v 关系正确的 是（ ） 如图示，设物体做曲线运动的速度方向与合力方向 夹角为，可以将合力正交分解为沿速度方向（或速度的 反向）和垂直与速度方向。 沿速度方向（或速度的反向）的分力改变速度的大小， 垂直于速度方向的分力改变速度的方向。 当 0900时，合力为动力，物体速度不断增大； 当 =0 时，合理不改变速度大小，只改变速度的方向，物体做 匀速率运动； 当 9001800时，合力为阻力，物体的速度不断减小。 思考：曲线运动中，随着速度大小和方向的不断变化，合力会思考：曲线运动中，随着速

8、度大小和方向的不断变化，合力会 不会和速度方向一致呢？不会和速度方向一致呢？ 3.物体受力与运动性质的关系 受力情况与初速度关系 运动性质 F合=0 v0=0 静止 v00 匀速直线运动 F合与 v0在 同一条直线上 F合恒定 F合与 v0同向 匀加速直线运动 F合与 v0反向 匀减速直线运动 F合不恒定 变速直线运动 F合与 v0不在 同一条直线上 F合恒定 匀变速曲线运动 F合不恒定 变速曲线运动 作图分析。 v F1 F2 F 教学环节 教师活动预设 学生活动预设 例 2. 质点在三个恒力 F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态， 若撤去 F1，则质点（） A、一定做匀变速运动 B、一

9、定做直线运动 C、一定做非匀变速运动 D、一定做曲线运动 思考判断： 曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动。 物体的速度不断变化，它一定是曲线运动。 物体做曲线运动时，加速度一定不为零。 曲线运动中物体的速率不一定变化。 只要受到合力不为零，物体一定做曲线运动。 物体做曲线运动时，合力一定不为零。 4.曲线运动类型及判定方法 看合力。若物体受到的合力为恒力，则物体做匀变速曲线 运动；若合力为变力，则物体做非匀变速曲线运动。看加 速度。若物体受到的加速度不变，则物体做匀变速曲线运动； 若物体的加速度变化，则物体做非匀变速曲线运动。 例：在光滑水平面上有一质量为 2 kg 的物体，受几个共点力作 用做匀速直线运动.现突然将与速度方向相反的 2 N 的力水平旋 转 90 ，则关于物体运动情况的叙述正确的是（ ） A.物体做速度大小不变的曲线运动 B.物体做加速度大小变化的曲线运动 C.物体做加速度为 2 m/s2 的匀变速曲线运动 D.物体做加速度为 1 m/s2 的匀变速曲线运动 小结： 1、明确曲线运动中位移和速度的表示方法 2、深刻领悟物体做曲线运动的条件。