必修二 第五章第一節《曲線運動》教學實錄

摘 要：通過分析讓我們知道物體的速度方向是時刻變化的，曲線運動是一種變速運動。

關鍵詞：分析 曲線運動 變速運動

中圖分類號：G40文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2012)06(c)-0198-01

1 引入課題

師：學習新課內容之前，讓老師來檢驗一下同學們的預習成果如何，請同學們拿起手中的答題機，將學案上1～4題的答案發送上來。(等待學生傳送答案)

師：請看屏幕，讓我們一起來看看同學們的正答率。從同學們發送的答案中看出第3、4題的正答率偏低，今天就讓我們帶著這些問題一起來學習新課的內容。

2 教學過程

師：這是體育課上常見的毽球，請同學們觀察毽球在落地過程中的軌跡特點？

問：同學們一起回答毽球的軌跡有什么特點？

生：軌跡是曲線。

師：這就是曲線運動。曲線運動的定義是：物體運動的軌跡是曲線的運動稱為曲線運動。今天這節課我們就一起來學習曲線運動。

生：研究直線運動時我們主要研究了位移、速度、加速度這三個量。

問：很好，與直線運動相似研究曲線運動也要研究位移、速度和加速度，這三個物理量哪個研究起來相對更簡單呢？(板書)

生：位移。

師：好，今天我們要學習的第一部分的內容就是曲線運動的位移。(板書)

師：直線運動同學們一定很熟悉，直線運動中我們是如何描述物體的位移的呢？

生：位移是由初位置指向末位置的有向線段，用數軸就可以描述。

師：很好，請坐。如果物體的運動像毽球一樣是平面內的曲線運動，又該怎樣描述物體的位置和位移呢？

生：可以采用二維平面直角坐標系。

師：非常好！描述曲線運動的位移選用平面直角坐標系。

描述物體位置的變化可以用位移來描述，位置變化的快慢用速度來描述，本節課的第二部分我們一起來探究曲線運動的速度。展示圖片，猜想速度的方向？

生：感覺是火星沿著砂輪的切線方向飛出去的，鏈球也是沿切線方向飛出去的，所以我覺得曲線運動物體的某一時刻的速度方向是沿切線方向運動。

師：同學們的猜想是否正確呢？下面讓我們用實驗驗證同學們的結論。

師：老師為同學們準備了探究實驗。實驗是利用穩定旋轉的陀螺，在其邊緣處滴上墨水，觀察墨水被甩出時在白紙上留下的點跡，分析陀螺邊緣上的做曲線運動點的速度的方向。請同學們對照學案完成探究實驗。并在學案上總結歸納出你的實驗結論。

(學生實驗過程現場進行視頻采集并投影到大屏幕上)

師：請同學們停止實驗。

師：同學們通過自己的探究實驗得到了實驗的結論，你們的實驗結論和猜想一致嗎？下面我們請幾名同學代表各自的小組到前面來展示一下實驗成果。哪位同學愿意展示？

生：先請同學們看一下我們小組的實驗軌跡，從軌跡上可以看出墨跡是沿著陀螺的邊緣飛出的，就是切線方向。

生：我們小組的結論也是做曲線運動的物體在某點的速度方向就是該點的切線方向。

師：(教師總結)根據探究實驗得出結論，做曲線運動的物體，質點在某一點速度的方向跟曲線相切，即該點的切線方向。

(板書)師：物理學中的切線概念與數學中的切線有什么不同呢？結合平均速度和瞬時速度的概念，請同學們思考怎樣更好地理解切線在物理學中的意義呢？請同學們以小組為單位展開討論。(學生小組討論)

師：請同學們停止討論。

師：先回答初中數學是怎樣定義切線的？

生：過圓上的某點與半徑垂直的那條直線，就是該點的切線。

師：這是同學們以前學習的切線的概念。那如何來理解曲線運動的速度方向中切線的意義呢？(白板課件展示)

師：結和平均速度和瞬時速度的概念來理解切線概念，哪位同學想好了？

生：(學生白板筆書寫)連接AB兩點，直線AB即成為割線，

師：老師來總結一下，根據瞬時速度的概念當t趨近于0時的平均速度是瞬時速度，而此時割線AB也是趨近于0的，那么此時的速度就是曲線上該點的瞬時速度，方向就是該點的切線方向。并且物理中的切線是有方向的，與物體實際的運動方向有關，即是一條射線。(板書)

生：(學生白板筆畫圖)曲線運動的速度方向就是軌跡的切線的方向，所以先看哪些位置的切線方向是豎直方向的，再根據物體的實際運動方向確定切線的方向，過切點畫出速度方向。

師：通過上面的分析我們知道物體的速度方向是時刻變化的，所以曲線運動是一種變速運動。(板書)

師：根據牛頓第二定律可知，力是改變物體運動狀態的原因，既然曲線運動是一種變速運動，物體需要滿足什么條件才可以做曲線運動呢？這就是我們下面要探究的問題。

(板書)

師：第三部分內容物體做曲線運動的條件。

師：為了讓同學們更直觀地接受新知識，老師也為同學們準備了動手實驗。通過小鋼球在磁鐵的吸引下的運動情況，得出物體做曲線運動的條件。請同學們對照學案上的實驗步驟完成實驗，比比看哪個小組做的又快現象又明顯！請同學們開始實驗。

(學生實驗過程現場進行視頻采集并投影到大屏幕上)

生：把磁鐵放到小鋼球的正前方時小球的軌跡是直線，把磁鐵放到小鋼球的側面時小鋼球的運動軌跡就是曲線。

師：你們小組的實驗結論是什么呢？

生：當物體的速度方向同合外力的方向有夾角時物體做曲線運動。

問：其他小組的同學你們的實驗結論是什么呢？

生：我們小組的實驗結論是當物體的速度方向同合外力的方向不在一條直線上時物體做曲線運動。

師：很好！

生：物體受到的是恒力的作用，所以物體的初速度為零時做勻加速直線運動，如果物體的初速度不為零但與合外力在同方向也是勻加速直線運動，如果物體的初速度不為零但與合外力不在一條直線上時物體做勻變速曲線運動。(學生齊聲回答)

師：非常好。為了更好地理解合外力與物體的運動軌跡之間的關系我們再來做一題。

師：同學們們讓我們一起來分析，那位同學愿意幫助老師分析啊？

生：我做了一個實驗，(手中有一個紙球，水平拋出紙球)。根據紙球的運動軌跡畫出軌跡。(但軌跡的末態速度方向為豎直)

師：(白板課件)根據矢量三角形，可以得到物體經過一段時間后的速度，如此這樣繼續下去，在足夠長的時間里發現物體的速度的方向越來越向下偏，但是無論時間有多么長從圖形中可以分析，速度的方向是不可能和合外力的方向平行的。

師：為了方便同學們的記憶，我們這樣記錄“無力不拐彎，有力必拐彎。曲線運動的軌跡夾在合外力與速度方向之間，而且向趨近于合外力的方向彎曲，即合外力指向軌跡的凹側。”

師：根據同學們的正答率，對軌跡、合外力和速度方向的知識點的掌握還是比較到位的。下面我們選出一名同學到前面來分析一下第五題。

(白板課件)

教師點撥：我們在分析物體做曲線運動的速度、加速度、位移、以及物體的軌跡的時候，要注意速度的方向是時刻變化的，而軌跡是始終夾在速度和合外力之間的，并且只能無限的趨近于合外力。

師：請同學們看屏幕，本課小結。(課件展示)

師：課后作業。(課件展示)

師：下面老師把本節課所有學案上的練習題的答案發送，請同學們接受，并進行反思和反饋。(答題機答案發送)