資源簡介

5.1 《曲線運動》
一、課前準備
（一）課標要求
通過實驗，了解曲線運動，知道物體做曲線運動的條件。
（二）教材分析
本節是人教版高中物理必修二第五章“拋體運動” 的第一節， 是整章教學的知 識基礎。從知識結構上看，曲線運動的速度方向反映了曲線運動的運動學特征， 曲線運動的條件反映了曲線運動的動力學特征；從教材的安排上看，符合先研究 運動特征再分析運動原因的認知規律；從知識的構建過程來看，知道曲線運動的 方向只是知道一個結果，掌握曲線運動發生的條件才能理解出現該結果的原因，
從而讓學生對曲線運動方向和條件的認識更加深刻。
（三）學情分析
學生已經學過直線運動、牛頓運動定律， 對力與運動的關系有了一定的認識。 本節曲線運動需要學生將直線運動的知識結構、思維方法和認知規律進行遷移， 代入到即將學習的曲線運動中， 需要學生具備一定的科學探究思維和和嚴謹的科
學探究精神。
（四）教學目標與核心素養
物理觀念：知道曲線運動的速度方向并認識曲線運動是一種變速運動；理解物體 做曲線運動的條件；掌握速度和合力方向與曲線彎曲情況之間的關系，形成曲線
運動中的動力學觀點。
科學思維：運用極限思維理解瞬時速度的方向；對曲線運動速度方向的實驗探究
進行分析和推理得出結論。
科學探究：通過學生探究實驗探究曲線運動的速度和做曲線運動的條件，使學生 了解記錄曲線運動軌跡的各種方法， 體會科學實驗探究的主要過程， 培養學生的
科學實驗能力。通過演示實驗培養學生利用物理方法解決實際問題的能力。
科學態度與責任：通過生活中常見情境的課堂還原激發學生的學習興趣和熱情， 幫助學生建立科學知識和現實生活的聯系；通過教師演示實驗和學生分組實驗培
養學生的觀察能力和動手能力，養成實事求是、質疑創新等科學態度。
（五）教學重難點
教學重點：曲線運動的速度方向、物體做曲線運動的條件
教學難點：物體做曲線運動的條件、運用曲線運動知識解決生活中的實際問題
（六）設計思想
本節課的設計思想是讓學生感知物理現象， 從中創設出典型的物理情境， 在 教師的引導下實現曲線運動概念的形成與規律的掌握， 最終獲得解決生活中常見 的物理問題的能力。從生活中來回歸到生活中去， 通過對生活中的實例創設情境， 設置多個教師演示實驗和學生分組實驗， 讓學生體會科學探究的完整過程， 在掌
握曲線運動的運動學和動力學特征的同時，體會極限思維。
（七）教學方法
演示實驗法、分組實驗法、問題導學法、小組合作法、多媒體輔助教學法
（八）教學用具
陀螺、紅墨水、白紙、滴管、小鋼球、印泥、自制曲線組合槽、手機、自行
車、熱敏紙等
二、教學過程
引入新課：提出曲線運動概念，回顧必修一中分別從運動學和動力學角度研究直
線運動的過程與方法，為后續同樣角度展開曲線運動的研究做鋪墊。
（一）曲線運動的速度方向
情景導入：創設雨天騎車情境，提出問題：如何解決泥水飛濺的問題？
引發思考：泥水跟著車輪做圓周運動，當泥水離開車輪時速度方向是怎樣的？
1、實驗探究一：利用陀螺探究速度方向
操作 1：快速旋轉陀螺，用滴管取幾滴紅墨水滴在陀螺
邊緣位置，觀察水滴離開陀螺后留下的墨跡；
問題 1：墨跡呈什么形狀？
問題 2：這些墨跡記錄的是誰在什么時刻的速度方向？
操作 2：試著將墨跡延長到陀螺邊緣，有什么發現？
由此可見：紅墨水離開陀螺時速度方向沿圓的切線方
向。
2、實驗探究二：利用組合曲線槽探究一般曲線的速度方向
操作 1：將滾滿印泥的小球從斜槽上釋放，觀察它的運
動軌跡；
問題 1：如何確定小球經過 A 的速度方向？
操作 2：指導學生依次拆板，找到各個點的速度方向并
畫在紙上。
問題 2：小球經過各點的速度方向與軌跡有什么關系？
理論分析：明確數學概念：割線和切線，體會平均速
度趨向于瞬時速度的過程。
結論：質點在某一點的速度方向 ，沿曲線在該點的切線方向。
學以致用：解決泥水飛濺問題
讓學生根據曲線運動的速度方向選擇合適的位置安裝擋泥板。
設計意圖：
（1）從指尖陀螺的圓周到組合曲線槽的一般曲線，讓學生體會從特殊到一般的
情形下，曲線運動的速度方向都是沿曲線在該點的切線方向。
（2）從實驗探究和理論分析兩個角度，幫助學生明確曲線運動的速度方向。
（3）創設情境、聯系生活實際解決問題。
（二）物體做曲線運動的條件
1、問題鏈：
問題 1：做曲線運動的物體速度是變化的嗎？
問題 2：做曲線運動的物體加速度為零嗎？
問題 3：做曲線運動的物體合力為零嗎？
問題 4：當物體所受合力不為零時， 一定做曲線運動嗎？
設計意圖：通過一系列問題，從運動學和動力學角度加深對曲線運動的理解，引
導學生思考做曲線運動的條件以及受力特點。
2、演示實驗：在水平面上鋪上熱敏紙，使加熱的鋼球從斜槽滾下，觀察鋼球在
熱敏紙上留下的運動軌跡。
操作 1：鋼球從斜槽上滾下，在水平面做直線運動；
操作 2：將一塊磁鐵放置在其路徑的正前方， 鋼球未改變運動方向， 做直線運動；
操作 3：將一塊磁鐵放置在其路徑的一側，鋼球改變運
動方向，向磁鐵一側做曲線運動。
引導學生對做直線運動和曲線運動的鋼球進行受力分
析，歸納得出物體做曲線運動的條件。
結論：當物體所受的合力的方向與它的速度方向不在
同一直線上時，物體做曲線運動。
3、游戲挑戰：通過拆板觀察運動軌跡是否改變探究曲
線運動的物體受力特點
操作 1：僅拆除 2 號板，讓小球從斜槽滾下，觀察小球運動軌跡與拆之前是否有
變化；
操作 2：放回 2 號板，僅拆除 1 號板，讓小球從斜槽滾下，觀察小球運動軌跡與
拆之前是否有變化，依次拆除其它板，觀察小球軌跡情況；
操作 3：學生自主操作，在保證軌跡不變的前提下盡可能拆去更多的板，并分析
留下的板的共同點，思考拆去這些板改變運動軌跡的原因。
結論：做曲線運動的物體所受合力指向曲線的凹側 ，軌跡在速度和力之間。
設計意圖：通過拆板引發學生思考板對小球的力是物體做曲線運動的原因，通過 巧妙的設計讓學生在操作中慢慢找到規律， 生成結論， 加深對曲線運動的速度方
向、合力方向以及軌跡關系的理解。
（三）課堂小結與反饋
1、曲線運動的速度方向
實驗探究
理論分析
沿曲線上該點的切線方向
2、物體做曲線運動的條件：
物體所受的合力的方向與速度方向不在同一直線上
做一做：投射飛鏢感受曲線運動的物體速度方向，所受合力和軌跡的關系
3、觀看視頻：天舟五號貨運飛船與天和核心艙對接過程
設計意圖：
（1）對本節所學習的知識點進行總結并在投擲飛鏢的過程中應用；
（2）通過觀看我國的天舟五號貨運飛船與空間站對接的視頻，了解我國航天事 業的世界領先水平、感受中國航天事業的蓬勃發展， 培養愛國情懷、增強民族自
信。
三、作業設計
1、了解天舟五號是如何創造 2 小時“太空送貨”的世界紀錄的？
2、觀察自行車前后輪的擋泥板， 它們的大小和安裝位置有什么不同？為什么要
這樣安裝？
3、觀察生活中的曲線運動實例，思考都是什么力改變了速度的方向？試舉例。
四、板書設計
曲線運動
1、定義
2、曲線運動的速度方向：沿曲線在該點的切線方向
3、曲線運動的條件：合力方向與速度方向不在同一直線上

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