教学过程
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教学环节
| 教师活动
| 学生活动
| 设计意图
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导入新课
| 实验1:竖直向上将糖抛出
我手上是一块糖,现在我将糖竖直向上抛出,你观察到的糖的运动轨迹是怎样的呢?
出示动画:糖的运动
教师总结:糖的运动轨迹是直线。
实验2:斜抛出糖果
现在我再来抛一次糖,谁接住了,这块糖就归谁了。但是不能光忙着接糖,要注意观察糖的运动轨迹发生了怎样的变化?
教师总结:可以看到糖的运动轨迹已经不再是直线了,糖在空中划过了一道优美的曲线。
今天咱们就来研究这种不同于直线运动的运动形式—曲线运动
| 学生仔细观察并回答:运动轨迹是直线,是竖直上抛运动
配合教师接住糖果并回答:是一条曲线
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通过演示实验引入新课,两种运动轨迹相类比,让学生很明显的观察到二者的区别。
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讲授新课
| 一、曲线运动及其速度的方向
1、曲线运动:轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。
出示图片:过山车和摩天轮
2、曲线运动的速度方向
思考:曲线运动和直线运动相比,除运动轨迹不同,还有什么不同?你能举例说明吗?
出示图片:运动员掷链球
出示运动员掷链球的视频
教师总结:运动员掷链球时,链球在手的牵引下做曲线运动,一旦运动员放手,链球即刻飞出。放手的时刻不同,链球飞出的方向也不一样。可见,做曲线运动的物体,速度的方向在不断变化。
下面我们来研究做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向。
演 示:观察做曲线运动物体的速度方向
1、实验器材
白纸、几段弧形轨道、沾有红色印泥的钢球。
2、实验步骤
(1)在水平桌面上放一张白纸,白纸上摆一条由几段稍短的弧形轨道组合而成的弯道。
(2)使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的 C 端滚入,钢球从出口 A 离开后会在白纸上留下一条运动的痕迹,即为钢球在 A 点的运动方向。
(3)拆去一段轨道,出口改在 B。用同样的方法可以记录钢球在 B 点的运动方向。
思考讨论:白纸上的印迹与轨道(曲线)有什么关系?
白纸上的印迹与轨道(曲线)相切。
知识拓展:数学概念——曲线的切线
在初中数学里我们已经知道了圆的切线。对于其他曲线,切线指的是什么?
如图:过曲线上的 A、B 两点作直线,这条直线AB叫作曲线的割线。
设想 B 点逐渐沿曲线向 A 点移动,这条割线的位置也就不断变化。当 B 点非常非常接近 A 点时,这条割线就叫作曲线在 A 点的切线。
假设图中的曲线是某一质点在时间△t内的运动轨迹。这段时间内的位移即为割线AB,平均速度的方向就是割线AB的方向。如果△t取得越小,平均速度的方向依次变为割线AC、AD、AE、AF…的方向。当△t→0时,割线就成了切线,即平均速度极限值即为A点的瞬时速度,它的方向便在过A的切线方向上。
3、实验结论
曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。
出示图片:砂轮
出示视频:常见曲线运动中的瞬时速度的方向。
思考:请同学们结合已有知识来判定曲线运动是匀速运动还是变速运动?
速度是矢量,既有大小,又有方向。由于曲线运动中速度的方向是变化的,所以曲线运动是变速运动。
练习1:质点沿曲线从左向右运动,画出质点在A、B、C 三点的速度方向。
答案:
练习2:下列说法正确的是( )
A、做曲线运动物体的速度方向必定变化
B、速度变化的运动必定是曲线运动
C、曲线运动中质点在某点的瞬时速度方向,就是曲线上这一点的切线方向
D、物体做曲线运动,速度大小必定变化
答案:AC
知识小结:
1、变速运动指速度变化的运动。速度的变化有:速度大小变化、速度方向变化、速度大小和方向都变化。在物体运动的过程中,即使速度大小不变,但方向变化,仍为曲线运动。
2、做曲线运动的物体,不管速度大小是否变化,只要其方向变化,速度就会发生变化,因此曲线运动必定是变速运动。
3、作直线运动的物体,如果速度方向不变,其大小变化,也称为变速运动。
二、物体做曲线运动的条件
思考与讨论: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?
物体做曲线运动时,由于速度方向时刻改变,物体的加速度一定不为 0,因此,物体所受的合力一定不为 0。
但如果物体所受的合力方向与物体运动的方向在一条直线上时,物体会做变速直线运动。
那么,物体受什么样的力才会做曲线运动呢?
演 示 观察钢球的运动轨迹
实验器材
钢球、磁铁、带有斜槽的桌面。
实验步骤
(1)让钢球从斜槽上沿直线下滑,在水平面上做直线运动。
(2)在钢球运动路线的正前方或旁边放一块磁铁观察钢球的运动。
出示视频:观察钢球的运动轨迹
实验结论:当物体受到的合力的方向与速度方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动。
1、物体做曲线运动的条件
(1)物体具有初速度。
(2)物体受到的合力的方向与速度方向不在同一条直线上,而是成一角度。
2、做曲线运动的物体,所受合力的方向总是与速度方向不共线且指向曲线的凹侧。
无力不拐弯,拐弯必有力
3、直线运动和曲线运动以及匀变速和变加速运动的判定。
直线运动
| 曲线运动
| F(或a)跟v在一条直线上
| F(或a)跟v不在一条直线上
| a 恒定
| a变化
| a 恒定
| a 变化
| 匀变速直线运动
| 变加速直线运动
| 匀变速曲线运动
| 变加速曲线运动
| 教师总结:判断直线还是曲线运动关键看a 与v 是否同一直线;判断匀变速还是变加速关键看a 是否恒定。
做一做:用飞镖显示曲线运动的速度方向
出示图片:飞镖的运动轨迹
取一根稍长的细杆,一端固定一枚铁钉,另一端用羽毛或纸片做成尾翼,这样就得到了一个能够显示曲线运动速度方向的“飞镖”。
在空旷地带把飞镖抛出,飞镖在空中各点的指向就是它在该点的速度方向。飞镖落至地面插入泥土后的指向就是它落地瞬时的速度方向。
改变飞镖的投射角,观察它在飞行过程中直到插入泥土时的速度方向。
课堂练习
1.物体受恒力作用,合力与速度成锐角,则物体做_______运动(选填“直线“或“曲线”),速率将_______ (选填“增大”或“减小”)。
答案:曲线;增大
2 .当物体所受__________的方向与它的_______方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
答案:合外力;速度
3、一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内( )
A、速度一定在不断地改变,加速度也一定不断地改变
B、速度方向一定不断地改变,加速度可以不变
C、速度大小可以不变,加速度一定不断地改变
D、速度可以不变,加速度也可以不变
答案: B
4、如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A点运动到B点,这时突然使它所受的力反向,但大小不变,即由F变为-F,在此力的作用下,关于物体以后的运动情况,下列说法中正确的是( )
A.物体不可能沿曲线Ba运动
B.物体不可能沿直线Bb运动
C.物体不可能沿曲线Bc运动
D.物体不可能沿原曲线BA返回
答案: A B D
| 观察图片过山车和摩天轮
学生思考讨论
学生观察实验器材阅读实验步骤,了解实验并仔细观察曲线运动物体的速度方向
学生思考讨论
学生阅读理解
曲线的切线
学生仔细观看视频。
学生练习
思考与讨论在什么条件下做曲线运动
阅读实验步骤
观察实验现象
观看视频说出物体做曲线运动的条件
学生思考回答
学生练习
| 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。
进一步理解曲线运动物体的速度方向
让学生理解化曲为直和极限的思想。
帮助学生理解曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向
巩固曲线运动的速度方向进一步理解曲线运动
为下面实验做铺垫
为总结物体做曲线运动的条件打下基础
锻炼学生总结以及语言表达能力
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
巩固所学的知识
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课堂小结
| 1、曲线运动:轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。
2、曲线运动的速度方向:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。
3、物体做曲线运动的条件
(1)物体具有初速度。
(2)物体受到的合力的方向与速度方向不在同一条直线上,而是成一角度。
| 梳理自己本节所学知识进行交流
| 根据学生表述,查漏补缺,并有针对性地进行讲解补充。
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板书
| 一、曲线运动及其速度的方向
1、轨迹是曲线的运动
2、速度方向
(1)速度不断变化
(2)沿着曲线的切线方向
二、曲线运动的条件
物体所受合力方向跟它的速度方向不在同一直线上。
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