必修二 第五章第一節(jié)《曲線運(yùn)動(dòng)》教學(xué)實(shí)錄

摘 要：通過分析讓我們知道物體的速度方向是時(shí)刻變化的，曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)。

關(guān)鍵詞：分析 曲線運(yùn)動(dòng) 變速運(yùn)動(dòng)

中圖分類號(hào)：G40文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2012)06(c)-0198-01

1 引入課題

師：學(xué)習(xí)新課內(nèi)容之前，讓老師來檢驗(yàn)一下同學(xué)們的預(yù)習(xí)成果如何，請(qǐng)同學(xué)們拿起手中的答題機(jī)，將學(xué)案上1～4題的答案發(fā)送上來。(等待學(xué)生傳送答案)

師：請(qǐng)看屏幕，讓我們一起來看看同學(xué)們的正答率。從同學(xué)們發(fā)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(xué)習(xí)新課的內(nèi)容。

2 教學(xué)過程

師：這是體育課上常見的毽球，請(qǐng)同學(xué)們觀察毽球在落地過程中的軌跡特點(diǎn)？

問：同學(xué)們一起回答毽球的軌跡有什么特點(diǎn)？

生：軌跡是曲線。

師：這就是曲線運(yùn)動(dòng)。曲線運(yùn)動(dòng)的定義是：物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)稱為曲線運(yùn)動(dòng)。今天這節(jié)課我們就一起來學(xué)習(xí)曲線運(yùn)動(dòng)。

生：研究直線運(yùn)動(dòng)時(shí)我們主要研究了位移、速度、加速度這三個(gè)量。

問：很好，與直線運(yùn)動(dòng)相似研究曲線運(yùn)動(dòng)也要研究位移、速度和加速度，這三個(gè)物理量哪個(gè)研究起來相對(duì)更簡單呢？(板書)

生：位移。

師：好，今天我們要學(xué)習(xí)的第一部分的內(nèi)容就是曲線運(yùn)動(dòng)的位移。(板書)

師：直線運(yùn)動(dòng)同學(xué)們一定很熟悉，直線運(yùn)動(dòng)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(shù)軸就可以描述。

師：很好，請(qǐng)坐。如果物體的運(yùn)動(dòng)像毽球一樣是平面內(nèi)的曲線運(yùn)動(dòng)，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(biāo)系。

師：非常好！描述曲線運(yùn)動(dòng)的位移選用平面直角坐標(biāo)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(jié)課的第二部分我們一起來探究曲線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)物體的某一時(shí)刻的速度方向是沿切線方向運(yùn)動(dòng)。

師：同學(xué)們的猜想是否正確呢？下面讓我們用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證同學(xué)們的結(jié)論。

師：老師為同學(xué)們準(zhǔn)備了探究實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)是利用穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的陀螺，在其邊緣處滴上墨水，觀察墨水被甩出時(shí)在白紙上留下的點(diǎn)跡，分析陀螺邊緣上的做曲線運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的速度的方向。請(qǐng)同學(xué)們對(duì)照學(xué)案完成探究實(shí)驗(yàn)。并在學(xué)案上總結(jié)歸納出你的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

(學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程現(xiàn)場進(jìn)行視頻采集并投影到大屏幕上)

師：請(qǐng)同學(xué)們停止實(shí)驗(yàn)。

師：同學(xué)們通過自己的探究實(shí)驗(yàn)得到了實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，你們的實(shí)驗(yàn)結(jié)論和猜想一致嗎？下面我們請(qǐng)幾名同學(xué)代表各自的小組到前面來展示一下實(shí)驗(yàn)成果。哪位同學(xué)愿意展示？

生：先請(qǐng)同學(xué)們看一下我們小組的實(shí)驗(yàn)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(jié)論也是做曲線運(yùn)動(dòng)的物體在某點(diǎn)的速度方向就是該點(diǎn)的切線方向。

師：(教師總結(jié))根據(jù)探究實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論，做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)速度的方向跟曲線相切，即該點(diǎn)的切線方向。

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

師：請(qǐng)同學(xué)們停止討論。

師：先回答初中數(shù)學(xué)是怎樣定義切線的？

生：過圓上的某點(diǎn)與半徑垂直的那條直線，就是該點(diǎn)的切線。

師：這是同學(xué)們以前學(xué)習(xí)的切線的概念。那如何來理解曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向中切線的意義呢？(白板課件展示)

師：結(jié)和平均速度和瞬時(shí)速度的概念來理解切線概念，哪位同學(xué)想好了？

生：(學(xué)生白板筆書寫)連接AB兩點(diǎn)，直線AB即成為割線，

師：老師來總結(jié)一下，根據(jù)瞬時(shí)速度的概念當(dāng)t趨近于0時(shí)的平均速度是瞬時(shí)速度，而此時(shí)割線AB也是趨近于0的，那么此時(shí)的速度就是曲線上該點(diǎn)的瞬時(shí)速度，方向就是該點(diǎn)的切線方向。并且物理中的切線是有方向的，與物體實(shí)際的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，即是一條射線。(板書)

生：(學(xué)生白板筆畫圖)曲線運(yùn)動(dòng)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(jù)物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向確定切線的方向，過切點(diǎn)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(shí)刻變化的，所以曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)。(板書)

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

(板書)

師：第三部分內(nèi)容物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。

師：為了讓同學(xué)們更直觀地接受新知識(shí)，老師也為同學(xué)們準(zhǔn)備了動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。通過小鋼球在磁鐵的吸引下的運(yùn)動(dòng)情況，得出物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。請(qǐng)同學(xué)們對(duì)照學(xué)案上的實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)，比比看哪個(gè)小組做的又快現(xiàn)象又明顯！請(qǐng)同學(xué)們開始實(shí)驗(yàn)。

(學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程現(xiàn)場進(jìn)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(shí)小球的軌跡是直線，把磁鐵放到小鋼球的側(cè)面時(shí)小鋼球的運(yùn)動(dòng)軌跡就是曲線。

師：你們小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么呢？

生：當(dāng)物體的速度方向同合外力的方向有夾角時(shí)物體做曲線運(yùn)動(dòng)。

問：其他小組的同學(xué)你們的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么呢？

生：我們小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是當(dāng)物體的速度方向同合外力的方向不在一條直線上時(shí)物體做曲線運(yùn)動(dòng)。

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(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，如果物體的初速度不為零但與合外力不在一條直線上時(shí)物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。(學(xué)生齊聲回答)

師：非常好。為了更好地理解合外力與物體的運(yùn)動(dòng)軌跡之間的關(guān)系我們?cè)賮碜鲆活}。

師：同學(xué)們們讓我們一起來分析，那位同學(xué)愿意幫助老師分析??？

生：我做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，(手中有一個(gè)紙球，水平拋出紙球)。根據(jù)紙球的運(yùn)動(dòng)軌跡畫出軌跡。(但軌跡的末態(tài)速度方向?yàn)樨Q直)

師：(白板課件)根據(jù)矢量三角形，可以得到物體經(jīng)過一段時(shí)間后的速度，如此這樣繼續(xù)下去，在足夠長的時(shí)間里發(fā)現(xiàn)物體的速度的方向越來越向下偏，但是無論時(shí)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(xué)們的記憶，我們這樣記錄“無力不拐彎，有力必拐彎。曲線運(yùn)動(dòng)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(cè)?！?/p>

師：根據(jù)同學(xué)們的正答率，對(duì)軌跡、合外力和速度方向的知識(shí)點(diǎn)的掌握還是比較到位的。下面我們選出一名同學(xué)到前面來分析一下第五題。

(白板課件)

教師點(diǎn)撥：我們?cè)诜治鑫矬w做曲線運(yùn)動(dòng)的速度、加速度、位移、以及物體的軌跡的時(shí)候，要注意速度的方向是時(shí)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(qǐng)同學(xué)們看屏幕，本課小結(jié)。(課件展示)

師：課后作業(yè)。(課件展示)

師：下面老師把本節(jié)課所有學(xué)案上的練習(xí)題的答案發(fā)送，請(qǐng)同學(xué)們接受，并進(jìn)行反思和反饋。(答題機(jī)答案發(fā)送)