第五章曲线运动复习教学设计

第五章曲线运动复习教学设计

第五章曲线运动复习教学设计内容及其解析内容：本章主要介绍物体做曲线运动的条件和两种特殊的曲线运动（平抛运动和匀速圆周运动）的规律，以及匀速圆周运动在生产生活中的应用。解析：曲线运动和直线运动是相对而言的，曲线运动实质上是一种变速运动。物体产生曲线运动的条件是物体所受合外力的方向与物体的运动方向不在一条直线上。然而运动的分解和合成遵循平行四边形法则。物体做平抛运动的条件有两个：其一为物体具有不为零的水平初速度v0。其二为物体在运动过程中只受重力的作用。平抛运动的处理方法为：根据平抛运动水平方向不受力，竖直方向只受重力的特点，将其沿水平（x轴）和竖直（y轴）两个方向分解，水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动，将复杂的曲线运动用合成与分解的方法化为直线运动的合成，是我们处理曲线运动的常用方法。匀速圆周运动的特点是：线速度的大小恒定不变。角速度、周期和频率恒定不变，向心力和向心加速度的大小也是恒定不变的。处理匀速圆周运动的基本方法为：运用几何关系找到圆周运动的圆心和轨道半径，根据受力分析确定向心力的大小，最后利用向心力的适当表达式列方程求解。本章的知识为第六章作了一个铺垫。目标及其解析教学目标：1．理解曲线运动是一种变速运动。解析：直线运动和曲线运动是从物体的运动轨迹这个角度来定义的，曲线运动的物体在某一点（或某一时刻）的速度方向就是在曲线上的这一点的切线方向，其方向不断发生变化，因此曲线运动是变速运动。2．知道物体做曲线运动的条件。解析：物体做曲线运动的条件是物体所受合外力的方向与物体的运动方向不在一条直线上，判断物体是否做曲线运动只需要找到物体所受的合外力的方向及物体的速度方向即可。3．知道运动的合成与分解都遵守平行四边形定则。解析：运动的合成与分解遵循一个原则、两个原理。一个原则是平行四边形定则。两个原理是：运动的独立性原理和运动的等时性原理。4．理解平抛运动和匀速圆周运动的运动规律。解析：平抛运动可看成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。匀速圆周运动的特点是：线速度的大小恒定不变。角速度、周期和频率恒定不变，向心力和向心加速度的大小也是恒定不变的。教学问题的诊断解析本章主要介绍物体做曲线运动的条件以及运动的合成和分解，并研究了两种曲线运动：平抛运动和匀速圆周运动。运动的合成和分解是研究曲线运动的基本方法。让学生了解一些物理的研究方法。教学支持条件力的合成与分解是运动的合成与分解的前身，学生要知道轨迹、机械运动、速度、时间、位移等一些基本概念。教学设计13\n一、教学基本流程巩固及复习知识平抛运动曲线运动匀速圆周运动运动的合成与分解小结二、复习引入近几年高考对平抛运动、圆周运动运动的考查年年都有，平抛运动、圆周运动还往往与电场力、洛仑兹力联系起来进行考查。本章的第一节介绍了曲线的特点及物体做曲线的条件，第二节介绍了研究曲线运动的基本方法——运动的合成与分解，在此基础上第三节研究了最常见的曲线运动——平抛运动。第四、五、六、七节内容研究了另一种曲线运动——匀速圆周运动。三、复习知识1.曲线运动：问题1.我们来回顾一下物体做曲线运动的时候，和直线运动相比，它的运动轨迹有何不同呢?如何确定做曲线运动物体在任意时刻的速度方向?设计意图：让学生知道直线运动和曲线运动是从物体（质点）运动的轨迹来定义的。物体做直线运动时，轨迹是一条直线。而做曲线运动的物体，它的运动轨迹是一条曲线。曲线运动的物体在某一点（或某一时刻）的速度方向就是在曲线上的这一点的切线方向（切向）。师生活动：教师引导学生回答，教师在学生回答的基础上做总结。问题2.曲线运动可不可能是速度恒定的运动?设计意图：让学生知道曲线运动是一种变速运动。由于做曲线运动的物体，运动方向（速度方向）时刻都在发生变化，所以曲线运动是一种变速运动。师生活动：教师引导学生回答，教师在学生回答的基础上做总结。问题3.什么情况下物体做曲线运动呢?设计意图：让学生理解物体做曲线运动的条件。学生：F合与v0不在同一条直线上（即a与v0不在同一条直线上）。师生活动：教师引导学生回答，教师在学生回答的基础上做总结。物体的运动轨迹不是直线的运动称为曲线运动，曲线运动的条件可从两个角度来理解：①从运动学角度来理解：物体的加速度方向与速度方向不在同一条直线上；②从动力学角度来理解：物体所受合力的方向与物体的速度方向不在同一条直线上。曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向，曲线运动是一种变速运动。曲线运动是一种复杂的运动，为了简化解题过程引入了运动的合成和分解。一个复杂的运动可根据运动的实际效果按正交分解或按平行四边形定则进行分解。合运动与分运动是等效替代关系，它们具有独立性和等时性的特点。运动的合成是运动分解的逆运算，同样遵循平行四边形定则。例1关于运动的性质，以下说法中正确的是（）A．曲线运动一定是变速运动B．变速运动一定是曲线运动C．曲线运动一定是变加速运动D．物体加速度大小、速度大小都不变的运动一定是直线运动设计意图：学生通过与原有知识对比，进一步认识曲线运动是一种变速运动。师生活动：教师引导学生分析，总结。13\n问题4.如何研究做曲线物体的运动呢?设计意图：对所讲知识起到承上启下的作用。师生活动：对课本第77页的实验进行分析，总结。2.运动的合成与分解例（见第一册物理书，第77页）在长约80cm~100cm一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R（圆柱体的直径略小于玻璃管的内径，轻重大小适宜，使它在水中大致能匀速上浮）。将玻璃管的开中端用胶塞塞紧（如图甲）。将此玻璃客紧贴黑板竖直倒置（如图乙），红蜡块R就沿玻璃管匀速上升，做直线运动。红蜡块R由A运动到B，它的位移是AB，记下它由A运动到B所用的时间。然后，将玻璃管竖直倒置，在红蜡块上升的同时将玻璃管水平向右匀速移动，观察红蜡块的运动，将会看出它是斜向右上方运动的，经过相同的时间，红蜡块将沿直线AC到达C。这时它的位移是AC（如图丙）红蜡块可以看成同时参与了下面两个运动：在玻璃管中竖直向上运动（由A到B）和随玻璃管水平向右的运动（由A到D）。红蜡块实际发生的运动（由A到C）是这两个运动合成的结果。问题5.红蜡烛什么方向的运动是分运动?什么方向的运动是合运动?设计意图：引导学生用科学的实验方法对实验现象进行分析、归纳和总结。师生活动：学生分析，教师引导学生总结。红蜡块实际发生的运动（合运动）可以看成红蜡块在玻璃管中竖直向上运动（分运动）和随玻璃管水平向右的运动（分运动）的合运动。问题6.什么叫运动的合成?什么叫运动的分解?合运动和分运动有什么关系?运动的合成和分解遵循什么规则?设计意图：让学生知道复杂的曲线运动可以分解为直线运动的，复杂问题可以分解为几个简单的问题。师生活动：教师引导学生概括和总结分运动合运动运动的合成运动的分解共点力的合成与分解遵循平行四边形法则。特例：①分运动在同一直线上，矢量运算转化为代数运算。如竖直上抛运动：②先正交分解后合成：例2关于互成角度的两个初速度不为零的匀加速直线运动的合运动，下列说法正确（）A、一定是直线运动B、可能是直线运动，也可能是曲线运动C、一定是曲线运动D、以上都不对设计意图：通过练习加强对运动的合成与分解的理解。师生活动：教师引导学生分析从而得出结论。3.平抛运动问题7.什么样的运动是平抛运动呢?这一运动有何特点?13\n设计意图：引导学生用科学的思维方法来归纳总结实验现象。师生活动：教师引导，学生分析、总结。平抛运动具有水平初速度且只受重力作用，是匀变速曲线运动。物体做平抛运动的条件有两个：其一为物体具有不为零的水平初速度v0。其二为物体在运动过程中只受重力的作用。平抛运动的处理方法为：根据平抛运动水平方向不受力，竖直方向只受重力的特点，将其沿水平（x轴）和竖直（y轴）两个方向分解，水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动。平抛运动的特点：水平方向不受外力，做匀速直线运动；在竖直方向上物体的初速度为0，且只受到重力作用，物体做自由落体运动。所以平抛运动可以看成水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的合运动。例3做平抛运动的物体，在水平方向通过的最大距离取决于（）A、物体的高度和所受重力B、物体的高度和初速度C、物体所受的重力和初速度D、物体所受的重力、高度和初速度设计意图：通过练习加深对平抛运动、匀速直线运动和自由落体运动规律的理解。师生活动：学生练习，教师点拨。4.匀速圆周运动问题8.什么样的运动是匀速圆周运动呢?设计意图：让学生知道什么运动才是匀速圆周运动。师生活动：教师引导学生分析、归纳和总结。做圆周运动的质点，如果在相等时间里通过的圆弧长度相等，这种运动是匀速直线运动。如：如电风扇叶片上每一点的运动。问题9.电风扇打到1档和打到2档时叶片转动的快慢不同，用什么物理量来描述匀速圆周运动的快慢呢?设计意图：从生产生活中的实例出发，让学生知道物理在生产生活中的应用。师生活动：学生讨论分析，教师引导学生总结。描述匀速圆周运动快慢的物理量有两个：线速度和角速度。①线速度：大小；方向在圆周的切线上；单位：m/s②角速度：大小；单位：rad/s③周期T：运动一周的时间单位：s④频率：每秒钟转过的圈数单位：、ω、T、f之间的关系：问题10.匀速圆周运动的速度是恒定的吗?设计意图：让学生知道匀速圆周运动其实是一种变速运动。师生活动：教师引导学生分析、总结。匀速圆周运动是变速运动，则它必有加速度，合外力必不为零。做匀速圆周运动的物体所受的合外力有何特点呢?①向心力：大小方向：总是指向圆心（时刻在变）②向心加速度：大小方向：总是指向圆心（也总是在变）13\n③匀速圆周运动的性质：的大小不变而方向时刻在变化；a的大小不变而方向时刻也在变，是变加速曲线运动。例4图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r。b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑。则（）A.a点与b点的线速度大小相等B.a点与b点的角速度大小相等C.a点与c点的线速度大小相等D.a点与d点的向心加速度大小相等设计意图：通过练习让学生加深对线速度、角速度、周期及其关系的理解。师生活动：学生完成，教师引导。四、目标检测1、下列叙述正确的是（）A．物体在恒力作用下不可能作曲线运动B．物体在变力作用下不可能作直线运动C．物体在变力或恒力作用下都有可能作曲线运动D．物体在变力或恒力作用下都可能作直线运动2、一个物体以初速度v0水平抛出，落地时速度为v，则（）A．物体在空中运动的时间是B．物体在空中运动的时间是C．物体抛出时的竖直高度是D．物体抛出时的竖直高度是3、在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L＝1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式＝________（用L、g表示），其值是________.（g＝9.8m/s2）4、质量为m的物块，系在弹簧的一端，弹簧的另一端固定在转轴上如右图所示，弹簧的自由长度为l。劲度系数为K，使物块在光滑水平支持面上以角速度作匀速圆周运动，则此时弹簧的长度为。13\n五、小结曲线运动两种特殊的曲线运动第五章曲线运动配餐作业A组1．物体做曲线运动的条件是，平抛运动可看成是水平方向上的和竖直方向上的的合运动。2．A、B两质点分别做匀速圆周运动，若在相同时间内，它们通过的弧长之比SA：SB=2：3而转过的角度之比φA：φB=3：2，则它们的线速度之比=______；周期之比TA：TB=______，半径之比。3．汽车沿半径为R的水平圆轨道行驶，设跑道的路面是水平的，路面作用于车的摩擦力的最大值是车重的1/10，要使汽车不致冲出圆轨道，车速最大不能超过。4．一架飞机沿仰角为300方向斜向上做匀加速直线运动，初速度是100m/s,加速度是10m/s2,经过4秒钟，飞机发生的位移是m,飞机在竖直方向上升了m.。5．船在静水中速度为水流速度为，<。河宽为d13\n。，当船头垂直向对岸航行时，则（）A．实际航程最短B．当船速不变，水流速度增大时过河时间不变C．过河时间最短D．当船速不变，水流速度增大时，过河时间变长设计意图：让学生通过练习加强对基础知识的记忆（估计完成时间10分钟）B组1.一个物体以初速度水平抛出，经过时间t时其竖直方向的位移大小与水平方向的位移大小相等，那么t为A.B.C.D.2.火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定。若在某转弯处规定行驶的速度为v，则下列说法中正确的是（）①当以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力②当以v的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力③当速度大于v时，轮缘挤压外轨④当速度小于v时，轮缘挤压外轨A.①③B.①④C.②③D.②④3.一物体作匀速圆周运动，在其运动过程中，不发生变化的物理量是（）A．线速度B．角速度C．向心加速度D．合外力设计意图：让学生通过练习达到巩固知识的目的（估计完成时间10分钟）C组1.两个质量分别是m1和m2的光滑小球套在光滑水平杆上，用长为L的细线连接，水平杆随框架以角速度ω匀速转动，两球在杆上相对静止，如图所示，求两球离转动中心的距离R1和R2及细线的拉力。2.从1.8m的高处水平抛出一小球，球落地时的速度与水平地面的夹角为450，求抛出时的初速度和水平位移。（g取10m/s2）13\n3.当汽车通过拱桥顶点的速度为时，车对桥顶的压力为车重的0.75倍，如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时，不受摩擦力作用，则汽车通过桥顶的速度为多大?设计意图：让学生通过练习掌握本章主要内容并能加以应用（估计完成时间20分钟）13\n第五章曲线运动复习学案班级：姓名：学号：一、学习目标1．知道曲线运动是一种变速运动，并会在具体问题中分析问题。思考题1匀速圆周运动是不是一种变速运动?2.知道物体做曲线运动的条件思考题2物体做曲线运动应满足什么条件?3．知道平抛运动和匀速圆周运动的运动规律，并能解决一些相关的实际问题。思考题3质量为0.5kg的小杯里盛有1kg的水，用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演，转动半径为1m，小杯通过最高点的速度为4m/s，g取10m/s2,求：(1)在最高点时，绳的拉力?(2)在最高点时水对小杯底的压力?(3)为使小杯经过最高点时水不流出,在最高点时最小速率是多少?二、问题与例题问题1.我们来回顾一下物体做曲线运动的时候，和直线运动相比，它的运动轨迹有何不同呢?如何确定做曲线运动物体在任意时刻的速度方向?问题2.曲线运动可不可能是速度恒定的运动?问题3.什么情况下物体做曲线运动呢?例1关于运动的性质，以下说法中正确的是（）A．曲线运动一定是变速运动B．变速运动一定是曲线运动C．曲线运动一定是变加速运动D．物体加速度大小、速度大小都不变的运动一定是直线运动问题4.如何研究做曲线物体的运动呢?问题5.红蜡烛什么方向的运动是分运动?什么方向的运动是合运动?问题6.什么叫运动的合成?什么叫运动的分解?合运动和分运动有什么关系?运动的合成和分解遵循什么规则?例2关于互成角度的两个初速度不为零的匀加速直线运动的合运动，下列说法正确（）A、一定是直线运动B、可能是直线运动，也可能是曲线运动C、一定是曲线运动D、以上都不对问题7.什么样的运动是平抛运动呢?这一运动有何特点?13\n例3做平抛运动的物体，在水平方向通过的最大距离取决于（）A、物体的高度和所受重力B、物体的高度和初速度C、物体所受的重力和初速度D、物体所受的重力、高度和初速度问题8.什么样的运动是匀速圆周运动呢?问题9.电风扇打到1档和打到2档时叶片转动的快慢不同，用什么物理量来描述匀速圆周运动的快慢呢?问题10.匀速圆周运动的速度是恒定的吗?例4图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r。b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑。则（）A.a点与b点的线速度大小相等B.a点与b点的角速度大小相等C.a点与c点的线速度大小相D.a点与d点的向心加速度大小相等三、目标检测1、下列叙述正确的是（）A．物体在恒力作用下不可能作曲线运动B．物体在变力作用下不可能作直线运动C．物体在变力或恒力作用下都有可能作曲线运动D．物体在变力或恒力作用下都可能作直线运动2、一个物体以初速度v0水平抛出，落地时速度为v，则（）A．物体在空中运动的时间是B．物体在空中运动的时间是C．物体抛出时的竖直高度是D．物体抛出时的竖直高度是3、在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L＝1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式＝________（用L、g表示），其值是________.（g＝9.8m/s2）4、质量为m的物块，系在弹簧的一端，弹簧的另一端固定在转轴上如右图所示，弹簧的自由长度为l。劲度系数为K，使物块在光滑水平支持面上以角速度作匀速圆周运动，则此时弹簧的长度为。13\n配餐作业请从下列三组题中任选两组完成，建议选AB或BC组，完成时间40分钟。A组1．物体做曲线运动的条件是，平抛运动可看成是水平方向上的和竖直方向上的的合运动。2．A、B两质点分别做匀速圆周运动，若在相同时间内，它们通过的弧长之比SA：SB=2：3而转过的角度之比φA：φB=3：2，则它们的线速度之比=______；周期之比TA：TB=______，半径之比。3．汽车沿半径为R的水平圆轨道行驶，设跑道的路面是水平的，路面作用于车的摩擦力的最大值是车重的1/10，要使汽车不致冲出圆轨道，车速最大不能超过。4．一架飞机沿仰角为300方向斜向上做匀加速直线运动，初速度是100m/s,加速度是10m/s2,经过4秒钟，飞机发生的位移是m,飞机在竖直方向上升了m.。5．船在静水中速度为水流速度为，<。河宽为d。，当船头垂直向对岸航行时，则（）A．实际航程最短B．当船速不变，水流速度增大时过河时间不变C．过河时间最短D．当船速不变，水流速度增大时，过河时间变长B组1.一个物体以初速度水平抛出，经过时间t时其竖直方向的位移大小与水平方向的位移大小相等，那么t为A.B.C.D.2.火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定。若在某转弯处规定行驶的速度为v，则下列说法中正确的是（）①当以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力②当以v的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力③当速度大于v时，轮缘挤压外轨④当速度小于v时，轮缘挤压外轨。A.①③B.①④C.②③D.②④3.一物体作匀速圆周运动，在其运动过程中，不发生变化的物理量是（）A．线速度B．角速度C．向心加速度D．合外力C组1.两个质量分别是m1和m2的光滑小球套在光滑水平杆上，用长为L的细线连接，水平杆随框架以角速度ω匀速转动，两球在杆上相对静止，如图所示，求两球离转动中心的距离R1和R2及细线的拉力。13\n2.从1.8m的高处水平抛出一小球，球落地时的速度与水平地面的夹角为450，求抛出时的初速度和水平位移。（g取10m/s2）3.当汽车通过拱桥顶点的速度为时，车对桥顶的压力为车重的0.75倍，如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时，不受摩擦力作用，则汽车通过桥顶的速度为多大?13\n教学反思：整堂复习课复习内容枯燥，基本上只是知识的简单罗列；在复习方式上，只是重复演练；涉及实验时，只是简单回顾实验的目的、器材、实验步骤、及一些实验的注意事项和实验现象或结论，没有再重新以新实验探究方式重新进行实验。复习时没有以问题串的形式出现。复习时，在知识网络的体系结构上的力度还不够。今后在上此类复习课时，我会注意以问题串的形式出现，在创新能力、动手能力和自主学习的能力方面在下工夫。13