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本文题目：高一物理下册二单元教案：曲线运动

一、设计思想

在旧教材中，《曲线运动》关于曲线运动的速度方向的教学，通常通过演示圆周运动的小球离心现象，演示砂轮火星痕迹实验，采取告知的方式，让学生知道曲线运动的速度方向为该位置的切线方向，由于轨迹是瞬间性，实验有效性差。在新教材中，通过曲线轨道实验演示曲线运动的方向，再告知速度方向是曲线的切线方向，与旧教材相比，能获得具体的轨迹和末速度的“方向”，但是无法证明速度方向是切线方向。

笔者通过简易自制器材，让学生通过探究过程获得曲线运动的速度方向，并自己获得如何画曲线运动的速度方向的方法，强调科学探究的过程。笔者还通过当堂设计自行车挡泥板，以便学生把自己获得的知识应用于实践，体验学以致用、知识有价的感受。还要求学生观察自行车的挡泥板验证自己的设计作为课外作业，体会STS的意义，提高科学素养。

二、教材分析

教学基本要求：知道什么叫曲线运动，知道曲线运动中速度的方向，能在轨迹图中画出速度的(大致)方向，知道曲线运动是一种变速运动，知道物体做曲线运动的条件。

发展要求：掌握速度和合外力方向与曲线弯曲情况之间的关系。

本课是整章教学的基础，但不是重点内容，通过实验和讨论，让学生体会到曲线运动的物体的速度是时刻改变的，曲线运动是变速运动，速度的方向是曲线的切线方向。

模块的知识内容有三点：1、什么是曲线运动(章引);2、曲线运动是变速运动;3、物体做曲线运动的条件。

三、学情分析

在初中，已经学过什么是直线运动，什么是曲线运动，也知道曲线运动是常见的运动，但是不知道曲线运动的特点和原因。由于初中的速度概念的影响，虽然学生在第一模块学过速度的矢量性，但是在实际学习中常常忽略了速度的方向，也就是说学生对“曲线运动是变速运动”的掌握有困难。

学生分组实验时，容易滚跑小钢珠，要求学生小心配合。几何作图可能难以下手，教师可以适当提示。学生主要的学习行为是观察、回答、实验。

四、教学目标

1、知识与技能：

(1)知道什么叫曲线运动;

(2)知道曲线运动中速度的方向;

(3)能在轨迹图中画出速度的大致方向，能在圆周运动轨迹中规范地画出速度方向;

(4)知道曲线运动是一种变速运动;

(5)知道物体做曲线运动的条件;

(6)会判断轨迹弯曲方向(发展要求)。

2、过程与方法

(1)经历发现问题──猜想──探究──验证──结论──交流的探究过程;

(2)经历并体会研究问题要先从粗略到精细，由定性到定量，由特殊到一般再到特殊的过程;

(3)尝试用数学几何原理在物理研究中应用。

3、情感态度与价值观

(1)主动细心观察，注意关注身边的科学，积极参与学习活动。

(2)感受到科学研究问题源于生活实践，获得的结论服务于生活实践，体会学以致用的感受。

(3)初步感受下结论不能主观而要有科学依据的严谨的科学态度。

(4)初步养成小心翼翼做实验的习惯。

五、重点难点

重点：体验获得“曲线运动的速度方向是切线方向”的实验过程。会标出曲线运动的速度方向。

难点：如何获得曲线运动的速度方向是切线方向。如何画出曲线运动的速度方向。

六、教学策略与手段

在教学活动上：体现学生的主体性，体现教师的指导性和服务性。在教学媒体设计上：强调以试验教学为主，以多媒体为辅助(投影问题与习题)。在教学程序上基本上按照加涅信息加工模型。引起注意──告知学生学习目标──刺激回忆先决性的学习──呈现刺激材料──提供学习帮助──引出作业──提供作业──提供反馈──评价作业──促进保持和迁移，通过问题链把教、学、练、评有机整合。在学习过程上：突出学生发现问题──猜想──探究──验证──结论──应用。在探究方法上：突出整合数学知识解决物理问题。认知过程上：突出人类的学习规律和认知规律，即，由粗略研究到精细研究，由特殊到一般再到特殊的过程。在理念上：突出科学的研究源于生活实践，服务于生活实践;认识到“下结论必须要有科学依据”。

七、课前准备

学生无需预习课本，否则像已知谜底的猜谜活动那样，那些探究的活动和问答没有意义。

教师要做好教学用具准备工作。车速计数码照片;细线和摆球;矿泉水和小雨伞;砂轮、锯条和插座;小钢珠、黑墨水瓶、白纸，大的塑料三角板，量角尺，自制圆弧形有机玻璃，自制有机玻璃斜面，方形磁铁。调试多媒体设备。

八、教学过程

曲线运动

问题一：什么样的运动叫曲线运动?[投影]

师：人走路，驾车骑车、分吹雨打河流弯弯，篮球足球跑步等，飞机导弹卫星宇航行星，运动按照运动轨迹分为直线运动和曲线运动，物体运动的轨迹为曲线的运动叫曲线运动。请大家列举曲线运动现象。

生：举例曲线运动

师：曲线运动是很常见的运动。圆周运动是曲线运动的一种特殊现象。

(教学安排，简单扼要，节约时间)

问题二：做曲线运动的物体的速度有什么特点?[投影]

师：要研究物体的运动，我们必须研究物体的位移、速度、加速度等物理量，本堂课我们先研究曲线运动的速度的大小和方向有什么特点。

1、做曲线运动的物体的速度大小?[投影]

师：汽车里面有一个车速计(多媒体呈现数码照片)，若果汽车拐弯时保持这个读数不变，那么，汽车做直线运动还是曲线运动?它的速度大小有无变化?

师：通常情况下，汽车拐弯要减速慢行，那么，汽车的慢行拐弯时，车上的车速计的读数如何变化?车还是做曲线运动吗?

师：这些事实说明，作曲线运动的物体的速度大小可以变化也可以不变(板书)。

2、做曲线运动的物体的速度方向?[投影]

汽车的拐弯时，速度方向有无变化?速度是一个矢量，它有方向性，那么做曲线运动物体的速度方向如何?

粗略研究(猜想)：

演示1：教师演示摆球圆周运动时(先要求学生观察小球的运动方向)，突然放手，小球飞出去。

演示2：教师把矿泉水到在一把小雨伞上(先要求学生观察水滴的运动方向)，快速旋转小雨伞，雨滴从转动的小雨伞边缘飞出。

演示3：演示砂轮火星(要求砂轮圆面朝学生，以便学生观测大致切线方向)。

请学生到黑板上补画出小球、水滴、火星的方向。结果学生都会画出大致方向。

师：你们画出的方向是精确方向还是大致方向。如何画出精确的方向?

精细研究(探究、验证、结论)(重点难点)：

物体做匀速直线运动，它的速度方向和运动轨迹方向一致。如果曲线运动的物体突然开始做匀速直线运动，那么直线运动的方向和曲线运动的末速度方向一致。(采取板画形式，师生共同回忆得出这个结论)

1、教师先演示投影：把小钢珠放在黑墨水瓶盖里转一下(内有一点点墨水)，再放在半圆形有机玻璃轨道上运动并飞出，让钢珠在白纸上留下痕迹，同样在3/5半圆周，4/5半圆周上运动飞出，让学生猜测飞出方向由什么特点?(有机玻璃板说明：厚约5毫米，略小于小钢珠直径，圆弧半径15厘米，MN边稍长些，以便过MN做直线，根据半径大小确定圆心O位置。)

学生猜想：切线方向

师：已知圆弧半径为15厘米。如何验证?请用几何方法作图验证。

生：标出飞出点和圆心，做圆心和飞出点的连线，用量角尺量出该连线和飞出轨迹直线的夹角，是否90度。

2、再分组实验，提醒同桌配合，小心钢珠滚跑。实验完毕，要求作图验证，并互相讨论交流。

3、交流和结论：

师：要引导学生得出正确的科学结论：“圆周运动的物体的速度方向为该点的切线方向”，而不能直接得出“曲线运动的的物体速度方向为该点的切线方向”。

4、如何在圆周运动的轨迹上标注速度方向?

请在圆周上任取两点，作出该位置的物体速度方向。并研究圆周运动的速度方向有什么特点?

学生：找出圆心，做圆心和某点连线，再做连线的垂线，标出箭头(精确画法)。

学生：不同位置，速度方向不一样。“圆周运动是变速运动”

(特别强调：刚才的实验是圆周运动，不能得出“曲线运动是变速运动”“曲线运动的速度方向是切线方向”的结论)

5、一般曲线运动的速度情况和圆周运动一样吗?(由特殊到一般)

师边画边讲：圆周是特殊的曲线，一般的曲线可以看成很多很多的圆弧构成，每一个圆弧都是圆周的一部分。所以，曲线运动可以看成无数个圆周运动构成，曲线上每一个位置的速度方向就是该点所在的圆周的切线方向，速度方向时刻在变化。

所以：“曲线运动的物体速度方向为该点的切线方向”“曲线运动是变速运动”[投影]。

6、如何画一般曲线运动的速度方向?

要求学生阅读课文33页关于切线的三个自然段。教师再作示范。让学生学会粗略画一般曲线运动的速度方向。