資源簡介

教 學 設 計
《曲線運動》
教師單位：
教師姓名：
授課對象：
人民教育出版社《物理》 (必修第二冊)第五章第 1 節
曲線運動
【教材分析】
本節是整章教學的知識基礎,旨在讓學生了解曲線運動的概念和基本特點。本節從曲線運動 的定義入手，逐步引入曲線運動的速度方向和物體做曲線運動的條件等核心概念。通過觀察生 活中的曲線運動和實驗現象，學生可以深入理解曲線運動的基本特征和力與運動的關系。運用 牛頓第二定律進行科學推理，得出物體做曲線運動的條件是物體所受的合外力方向與運動方向 不在同一直線上， 進一步深化學生對力與運動關系的認識,為后續學習拋體運動、圓周運動等復 雜曲線運動奠定堅實基礎。同時，本節內容承前啟后，既復習了先前所學的基礎知識，又為后
續學習打開了新的篇章。通過本節的學習，學生可以更好地理解曲線運動的基本原理和規律，
提高解決實際問題的能力，為未來的學習和實踐打下堅實的基礎。
【學情分析】
在學習本節之前，學生已經對直線運動和牛頓運動定律有了初步掌握，對力與運動的關系 有了一定的認識。然而，曲線運動的速度方向涉及對矢量的理解，以及極限思想的運用，這對 學生來說具有一定的難度。因此，通過生活中的曲線運動實例和實驗現象，可以縮短物理知識 與學生之間的距離，增加學生對物理和科學的親近感。在能力層面，學生具備一定的觀察、分 析實驗現象和總結物理規律的能力，但自主探究能力仍處于初級階段，將物理知識應用于生活 的能力還有待提升。針對這一情況，教師可以通過設置問題、引導學生探究等方式激發學生的
學習興趣，幫助他們更好地理解和掌握曲線運動的相關知識。
【教學目標】
物理觀念 教學目標
運動觀念 力與運動觀念 ·知道什么是曲線運動。 ·知道曲線運動的瞬時速度方向。 ·知道物體做曲線運動的條件。 ·知道速度方向和合外力方向與曲線運動軌跡間的關系。
科學思維 教學目標
創新思維 歸納思維 極限思維 建模思維 實驗創新 歸納概括 極限思想 模型構建 利用激光定位觀察小車做曲線運動的速度方向。 通過演示與分組實驗歸納、總結得出曲線運動的條件。 理解瞬時速度的方向。 建立小球在彎道中的受力模型解釋河岸凹岸沖刷。
科學探究 教學目標
提出問題、猜想與假設 制定計劃與設計實驗、 進行實驗與收集證據、 分析與論證、評估、交流與 合作 ·能猜想出曲線運動的速度方向。 ·會制定可行的實驗方案，學生進行分組實驗。 ·能運用極限思想理解瞬時速度的方向， 并會在軌跡圖上畫出某點 的速度方向。 ·展示交流小組合作的探究結果。
科學態度與責任 教學目標
認知成分 情感成分 行為成分 ·關注生活現象， 以實驗研究為載體， 提高分析和解決問題的能力。 ·感受祖國的自然風光，培養學生愛國主義情懷。 ·體會了物理規律的普適性以及跨學科知識綜合運用的重要性。
【教學重、難點】
重點： 1. 知道曲線運動的瞬時速度方向并會在軌跡圖上畫出某點的速度方向；
2. 理解曲線運動是變速運動；
3. 知道物體做曲線運動的條件。
難點： 1. 能運用極限思想理解瞬時速度的方向；
2. 曲線運動的速度方向和合外力方向與軌跡的關系；
3. 能運用牛頓第二定律分析曲線運動，進一步理解運動與相互作用的觀念。
【教學資源】
教具：高速轉盤、循跡小車
學具：白紙、幾段弧形軌道、沾有紅色印泥的鋼球、磁鐵
【教學策略】
1. 教師采取“自主—合作—探究”的教學策略，在教學過程中采用提出問題、啟發誘導、
合作探究、自主學習、面向全體的教學模式。
2. 發現式學習策略：通過類比聯想法、實驗探究法、分析歸納法實現教學目標。
【教學流程】
【課時安排】 1 課時
【教學過程】
（一）創設情境，形成概念
視頻播放：宣城皖南川藏線上游艇和汽車的曲線運動。
問題 1：視頻中湖面上的游艇和公路上的汽車的運動是什么運動，為什么？
板書：運動軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。
圖片展示：繞地球公轉的空間站，滑躍起飛的艦載機，翻滾的過山車，被投擲出的鉛球
視頻播放：運動員擲鏈球
基于大單元教學的設計意圖：創設情境， 激發學生學習物理的興趣， 形成探索自然的內在動力。
同時揭示本章及本節課的主任務和基本要求。
（二）實驗探究，歸納總結
問題 2：做曲線運動的物體，經過軌跡上某點時的速度沿什么方向呢
演示實驗 1：觀察高速轉盤上墨汁飛出的運動方向
圖片對比：砂輪打磨刀具，熾熱微粒飛出的運動方向
結論：做圓周運動的物體，在某點的速度方向沿圓的切線方向。
演示實驗 2：觀察“循跡”小坦克的運動方向
結論：做橢圓運動的物體，在某點的速度方向沿橢圓的切線方向
學生分組實驗：觀察做曲線運動物體的速度方向
1、實驗器材：白紙、幾段弧形軌道、沾有紅色印泥的鋼球。
2、實驗步驟
（1）在水平桌面上放一張白紙，白紙上擺一條由幾段稍短的弧形軌道組合而成的彎道。
（2）使表面沾有紅色印泥的鋼球以一定的初速度從彎道的 C 端滾入，鋼球從出口 A 離開后會
在白紙上留下一條運動的痕跡，即為鋼球在 A 點的運動方向。
（3）拆去一段軌道，出口改在 B。用同樣的方法可以記錄鋼球在 B 點的運動方向。
思考討論：白紙上的印跡與軌道（曲線）有什么關系？
白紙上的印跡與軌道（曲線）相切。
結論：曲線運動的物體，經過某點時的速度方向沿曲線在這一點的切線方向。
基于大單元教學的設計意圖：從特殊到一般， 讓學生歸納推理出做曲線運動的物體的速度方向，
發展學生的科學思維，感受各種測量速度的手段。
（三）理論探究，科學思維
理論探究 1：曲線運動的方向
問題 3：除實驗方法外，還有什么方法可以確定物體在某一時刻的速度方向？
播放視頻：青海 G315 國道上 U 型網紅公路
基于大單元教學的設計意圖：體會極限思想，感受實驗和理論兩個角度對物理問題分析異同。
通過學習讓學生體會到，研究直線運動時的基本思路和方法原則上同樣可以用來處理曲線運動
（四）學以致用，知行合一
問題 4.若汽車在一段時間內從 B 點運動到 A 點，那么汽車的平均速度如何求解？
學生活動一：為自行車設計擋泥板
1.先標記出車輪上各處泥水被甩出時的速度方向。
2.根據人的騎行姿勢，分析出擋泥板的安裝范圍，并沿圓弧形的虛線上描繪出來。
（五）猜想推理，實驗驗證
問題 4：物體做曲線運動的條件是什么？
學生分組實驗：觀察做曲線運動物體的速度方向
實驗器材：鋼球、磁鐵、斜面軌道
實驗步驟
（1）讓鋼球從彎管中滾下，在水平面上做直線運動。
（2）在鋼球運動路線的正前方或旁邊放一塊磁鐵觀察鋼球的運動。
結論：當物體受到的合力的方向與速度方向不在同一條直線上時，物體做曲線運動。
（六）學科融合，綜合實踐
播放視頻：內蒙古呼和浩特莫日格勒河。
圖片展示：
問題 5：彎曲的河流兩岸地貌的差別很大，凹岸比較陡峭，凸岸比較平緩，試從曲線運動規律
的角度進行解釋？
學生活動：請你建立物理模型對河道受力進行分析。
基于核心素養的設計意圖：經歷河道受力模型的構建過程，體會構建物理模型的思維方式、認
識物理模型，在探索自然規律的作用。以及跨學科知識綜合運用的重要性。
（七）總結梳理，提高升華
這堂課所學習的內容，我們分別從實驗和理論分析兩個角度得出曲線運動的特點，從運動
學角度分析，曲線運動的速度方向是沿著軌跡的切線方向，所以曲線運動一定是變速運動。
物體所受的合外力與速度不共線的時候，物體將做曲線運動。這些都是曲線運動的共同性質， 后面我們還要學習不同的性質的曲線運動， 包括拋體運動， 圓周運動， 以及更一般的曲線運動。 通過學習我們可以體會到，研究直線運動時的基本思路和方法，原則上同樣可以用來處理曲線
運動。
基于核心素養的設計意圖：旨在培養學生的物理觀念、科學精神、實驗探究和科學思維等核心 素養。通過觀察和實驗，使學生更好地理解曲線運動的基本概念和規律，掌握曲線運動的合成 與分解的方法，并能夠在實際問題中進行應用。同時，鼓勵學生提出自己的看法和問題，培養
學生的創新意識和實踐能力。
【板書設計】
【課后作業】
通過查閱資料：
1.了解頻閃照相法并動手制作一張飛鏢運動的頻閃圖片。
2.了解地球地理中河流的變遷歷程，并結合本節所學內容加以理解，
3.了解曲線運動的運動學分析的一般方法，并預習下節內容。問題 5：曲線運動的速度方向，
受力方向與軌跡曲線有什么特點？
4.做一做：制作飛鏢的頻閃照片
【教學反思】
1.在以核心素養為課程目標的背景下，本節課教學目標設計指向核心素養，并從物理觀念，科
學思維，科學探究，科學態度與責任等四個方面細化并落實了教學目標。
2.本節課較為成功的展示出課程改革理念下的實驗探究課堂的教學模式特點。學生分組實驗與 教師演示實驗相結合，從定性感受上升到定量分析，學生在動手、動眼、動腦中，激發了學習
興趣，增強探究和創新的能力，深化了科學思維。
3.教學方法與教學形式多樣化，教學手段與策略的多樣性。在教學過程中采用提出問題、啟發
誘導、合作探究、自主學習、面向全體的教學模式。
總之， 在曲線運動的教學過程中， 始終以物理核心素養為導向， 注重培養學生的物理觀念、 科學精神、實驗探究和科學思維。通過觀察和實驗，學生對于曲線運動的基本概念和規律有了 深入的理解，同時掌握了曲線運動的條件。在實驗過程中，鼓勵學生獨立思考、勇于探究，培
養了他們的科學精神。

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