5.1曲线运动(第一课时)(刘玉兵)
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高中物理 第五章第一节《曲线运动》(第一课时)教学设计 新人教版必修2
第五章第一节《曲线运动》（第一课时）人教版高中《物理》必修二第五章第一节《曲线运动》。
主要介绍了曲线运动的定义、物体做曲线运动的速度方向及其条件，是继第四章牛顿运动力学之后，对运动和力关系的进一步理解和深化，同时为后面研究学习平抛、圆周、天体等复杂曲线运动奠定基础。
因此，本节课起承前启后的作用。
从本节课内容安排上，我选取了两个实际情景和一个演示实验，帮助学生经历科学探究和理论推导两个过程，让学生感悟科学探究的思想，学会科学探究的方法；在学习的内容上深入理解曲线运动是变速运动，知道物体做曲线运动的条件，会画做曲线运动的物体的速度方向，能根据所学知识解决实际问题。
二、学生学习情况的分析：学习者是高中一年级学生，在初中的学习中对于直线运动的特点和规律已经理解透彻，曲线运动在知识结构上对于学习者是比较新的内容，又涉及对矢量的理解，学生掌握这部分知识就有一定的难度。
但是由于现实生活中曲线运动的实例不胜枚举，通过平时的生活经验学习者对曲线运动的定义和特点已经有了一定的认识基础，可以首先从熟悉的内容开始，然后进入新知识，当学习者将新知识与过去的知识和经验联系起来时，就会对新知识产生比较浓厚的兴趣。
利用生活中曲线运动的图景，可以缩短物理知识与学生之间的距离，建立学生对物理、对科学的亲近感。
三、设计理念：设计为了充分体现教师与学生的主导——主体的作用的统一，采用了教师创设情境——学生参与探究——教师引导学生设置情境问题——学生思考、讨论——教师引导分析情境——学生在情境中逐步完成对知识的意义建构，从而达到突出重点，突破难点的效果。
同时，笔者通过演示实验，使学生自己观察获得曲线运动的速度方向，获得如何画曲线运动的速度方向的方法。
笔者还通过自行车挡泥板，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。
四、教学目标：知识与技能1．知道曲线运动中速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动。
2．知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上。
人教版高中物理必修2-5.1 曲线运动-课件(共35张PPT)
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。
A B
C vC
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新知讲解
切线 B
A
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。
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新知讲解
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常见曲线运动中的瞬 时速度的方向。
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新知讲解
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。
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新知讲解
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。
5.1曲线运动课件共20张PPT
F vA
五、合外力与速率变化的关系
设合力方向与速度方向的、曲线运动的分类
F合（或 a ）跟 v 在同一直线上
a 恒定→匀变速直线运动 a 变化→变加速直线运动
直线运动
F合（或 a ）跟 v 不在同一直线上
曲线运动
a 恒定→匀变速曲线运动
说明： a 变化→变加速曲线运动
判断直线还是曲线运动关键看F合（或 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.
2.2020年3月8日，国际乒联卡塔尔公开赛，女单决赛陈梦获得冠军。如图为乒乓球 在空中的运动轨迹，A、B、C为曲线上的三点，AB、BC为两点连线，ED为B点的切 线，乒乓球在运动过程中可视为质点，若不考虑空气阻力的影响，则下列说法正确
的是( A )
A．乒乓球的运动是匀变速运动，在B点的速度沿BD方向 B．乒乓球的运动是变加速运动，在B点的速度沿BD方向 C．乒乓球的运动是匀变速运动，在B点的速度沿BC方向 D．乒乓球的运动是变加速运动，在B点的速度沿AB方向
三、曲线运动的条件
V0 a
F
初速度v0不为0
物体作曲线运动条件： 合力F合不为0
v0与F合不在同一条直线上
四、曲线运动的轨迹
v
v
mg
v
mg
mg
特点：
曲线运动的轨迹夹在合力与速度之间；
合力总是指向轨迹的凹侧；
物体运动时其轨迹总是偏向合外力所指的一侧。
四、曲线运动的轨迹
例2. 一个物体在光滑水平面上运动，其速度方向如图所示。从A点开始，它受到向 前但偏右(观察者沿着物体前进的方向看，下同)的合力。到达B点时，这个合力的方 向突然变得与前进方向相同。到达C点时，合力的方向又突然改为向前但偏左。物体 最终到达D点。请你大致画出物体由A至D的运动轨迹，并标出B点、C点和D点。
五、合外力与速率变化的关系
设合力方向与速度方向的、曲线运动的分类
F合（或 a ）跟 v 在同一直线上
a 恒定→匀变速直线运动 a 变化→变加速直线运动
直线运动
F合（或 a ）跟 v 不在同一直线上
曲线运动
a 恒定→匀变速曲线运动
说明： a 变化→变加速曲线运动
判断直线还是曲线运动关键看F合（或 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.
2.2020年3月8日，国际乒联卡塔尔公开赛，女单决赛陈梦获得冠军。如图为乒乓球 在空中的运动轨迹，A、B、C为曲线上的三点，AB、BC为两点连线，ED为B点的切 线，乒乓球在运动过程中可视为质点，若不考虑空气阻力的影响，则下列说法正确
的是( A )
A．乒乓球的运动是匀变速运动，在B点的速度沿BD方向 B．乒乓球的运动是变加速运动，在B点的速度沿BD方向 C．乒乓球的运动是匀变速运动，在B点的速度沿BC方向 D．乒乓球的运动是变加速运动，在B点的速度沿AB方向
三、曲线运动的条件
V0 a
F
初速度v0不为0
物体作曲线运动条件： 合力F合不为0
v0与F合不在同一条直线上
四、曲线运动的轨迹
v
v
mg
v
mg
mg
特点：
曲线运动的轨迹夹在合力与速度之间；
合力总是指向轨迹的凹侧；
物体运动时其轨迹总是偏向合外力所指的一侧。
四、曲线运动的轨迹
例2. 一个物体在光滑水平面上运动，其速度方向如图所示。从A点开始，它受到向 前但偏右(观察者沿着物体前进的方向看，下同)的合力。到达B点时，这个合力的方 向突然变得与前进方向相同。到达C点时，合力的方向又突然改为向前但偏左。物体 最终到达D点。请你大致画出物体由A至D的运动轨迹，并标出B点、C点和D点。
人教版高中物理《曲线运动》PPT课件下载1名师课件
实例：在旋转的砂轮上磨刀具
思考问题：磨出的火星如 何运动？为什么？
分析：磨出的火星是砂轮与 刀具磨擦出的微粒，由于惯 性，以脱离砂轮时的速度沿 切线方向飞出，切线方向即 为火星飞出时的速度方向。
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曲线运动是普遍的运动情形。 小到微观世界（如电子绕原子核旋转）； 大到宏观世界（如天体运行）都存在。 生活中如投标枪、铁饼、跳高、跳远等均为曲 线运动。
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最新版本说课稿人教版高中物理《曲 线运动 》PPT课 件下载 1名师p pt课件 （优选 ）
教学新课分引析入
Teaching Analysis
一、什么是曲线运动
1、你认为下列哪些属于曲线运动？ （1）自由落体运动。（2）水平抛出物理《曲 线运动 》PPT课 件下载 1名师p pt课件 （优选 ）
教学随堂分练析习
Teaching Analysis
确定下列物体做曲线运动时在各点的速度的方向？
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《曲线运动》》课件
3
单位
角速度：弧度/秒；角加速度：弧度/秒²。
圆周运动与轨道运动的性质
1 圆周运动
2 轨道运动
速度和加速度的方向始终指向圆心。
速度和加速度的方向在曲线上终垂直。
3 共同点
都遵守牛顿第二定律，分别使用圆周运动半径和轨道半径计算角速度和角加速度。
圆周运动与周期振动的关系
共同点
都是围绕一个中心点做周期性运动
曲线运动的实际应用
介绍曲线运动在日常生活和工程应用中的实际应用，如车辆转弯、飞机盘旋、行星运动等。
弧长、圆心角和弧度制
弧长
圆周上一段弧线的长度，通常 用字母（s）表示。
圆心角
由两条射线夹角所对应的圆周 上的弧度，通常用字母Φ表示。
弧度制
用弧长等于半径的长度定义单 位圆心角为1弧度。弧度制是解 决圆周运动问题的常用单位。
《曲线运动》PPT课件
欢迎来到《曲线运动》PPT课件！在本课程中，将揭开曲线运动的奥秘。让 我们一起深入了解曲线运动的种类、角速度与角加速度、圆周运动与轨道运 动的性质以及其在实际应用中的作用。
什么是曲线运动
曲线运动是指物体在运动过程中所描述的轨迹不是直线而是曲线的一种运动形式。它包括圆周运动、轨道运动 和非完整运动。
不同点
周期振动是一种平衡位置附近的小范围振动，而 圆周运动是一个完整的圆周轨迹
圆周运动与谐振的关系
谐振是一个系统在特定频率下的周期振动。圆周运 动可具有谐振的特性，角速度和角加速度与谐振频 率相关。
在谐振频率下，圆周运动的能量传递效率最高，能 够实现最佳的机械性能。
运动的矢量描述
物体的曲线运动可以使用矢量来描述，包括位矢、速度矢量和加速度矢量。 矢量的方向和大小都对运动的性质起着重要作用。
曲线运动(第二课时)(刘玉兵)
5．从光滑水平桌面的角 A 向角 B 发射一只乒乓球，要求参赛者在角 B 处用细管吹气，将 乒乓球吹进 C 处的圆圈中，赵、钱、孙、李四位参赛者的吹气方向如图所示，其中可能 成功的参赛者是( C ) A．赵 B．钱 C．孙 D．李
6．电动自行车绕如图所示的 400m 标准跑道运动，车上车速表指针一直指在 36km/h 处不 动．则下列说法中不正确的是( A ) A．电动车的速度一直保持不变 B．电动车沿弯道 BCD 运动过程中，车一直具有加速度 C．电动车绕跑道一周需 40 秒钟，此 40 秒内的平均速度等于零 D．电动车在弯道上运动时合外力方向不可能沿切线方向
C．曲线运动加速度可能为零
D．曲线运动合外力一定不为零
练 习
知识点辨析：
错 1、速度变化的运动必是曲线运动吗？ 错 2、加速度变化的运动必是曲线运动吗？ 对 3、曲线运动一定是变速运动？ 错 4、变速运动一定是曲线运动？ 对 5、曲线运动的速度一定变？ 6、做曲线运动的物体所受合力一定不为零？对 错 7、物体在恒力下不可能做曲线运动? 错 8、物体在变力作用下一定做曲线运动？ 9、加速度恒定的运动不可能是曲线运动？ 错
大胆猜想：
当F合方向与速度方向 不在一条直线上时，物 体做曲线运动。
从以上实验得出
结论：
当物体所受合力的方向跟它速度
的方向不在同一条直线上时，物体做
曲线运动。
二、物体做曲线运动的条件
V1 G G V2 G V
G
G
V3 V4
F
合外力方向指向轨迹曲线的内侧！ 物体的轨迹位于速度和合外力之间。
小 结
x
说一说 合运动与分运动的特点
（1）同时性 （2）等效性
（3）独立性 y Vy V Vx P ( x,y) x
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2、曲线运动的位移：曲线运动的位移是由初位置指向末位置的有向线段，是矢量， 大小为该有向线段的长度，方向为从初位置指向末位置。曲线运动的位移大小一定 小于其路程
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5.1 曲线运动
一、曲线运动的速度方向
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1．直线运动和曲线运动 （1）直线运动：运动轨迹为直线的运动叫直线运动。 （2）曲线运动是指物体运动的轨迹为曲线；
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如图 5.1-2，过曲线上的 A、B 两点作直线，这条直线 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（tangent）。 假设图 5.1-2 中的曲线是某 一质点的运动轨迹。若质 点在一段时间内从 B 点运动到 A 点，则质点的平均速度的 方向由 B 点指向 A 点。当 B 点越来越靠近 A 点时，质点的 平均速度方向将越来越接 近 A 点的切线方向。当 B 点与 A 点的距离接近 0 时，质点在 A 点的速度方向沿过 A 点的切 线方向。 根据上面的分析，可以得到结论 ：质点在某一点的速 度方向，沿曲 线在这一点的切线方向。
二、物体做曲线运动的条件：
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5.1曲线运动—(最新)人教版(2019)高中物理必修第二册教学课件
定
a变化
匀变速直线 变加速直线 匀变速曲
运动
运动
线运动
变加速曲线 运动
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。
随堂练习
例1.物体从M到N减速运动，图中能正确描述物体运动到 P点时的速度v和加速度a的方向关系的是( C )
例2．一个小球在水平桌面上运动，当小球运动至P点时， 开始受到恒定外力的作用，运动轨迹如图所示，AP为 直线，PB为曲线。对于小球受到的外力的方向，下列
明确了曲线的切线概念，我们再来看曲线运动的速度 方向.
如果质点P沿曲线从B点向A点运动
B、A连线方向就是 物体位移方向，也是平 均速度方向。
FE D
A C
物体越靠近A点，从物体所在位置，到A点的
B
平均速度方向，就越接近过A点的切线方向。当
物体无限靠近A点时，平均速度等于物体在A点的
瞬时速度，方向沿过A点曲线轨迹的切线方向。
水平桌面上摆一条弯曲的轨道， 它是由几段稍短的弧形轨道组合而 成.使钢球由轨道的C端滚入.在轨道 下面放一张白纸,蘸有墨水的钢球从 出口A离开轨道后在白纸上留下一条 运动痕迹，记录钢球在A点的运动方 向.
拆去一段轨道,钢球的轨道出口改在B点.用相同方法记录 钢球在轨道B点的运动方向.
白纸上的墨迹与轨道曲线有什么关系?
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。
v
a F合
F合
v1
a
F合
F磁
v0
av
f
结论： 1、物体做曲线运动的条件是：物体所受合力的 方向与它的速度方向不在同一条直线上。
a变化
匀变速直线 变加速直线 匀变速曲
运动
运动
线运动
变加速曲线 运动
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。
随堂练习
例1.物体从M到N减速运动，图中能正确描述物体运动到 P点时的速度v和加速度a的方向关系的是( C )
例2．一个小球在水平桌面上运动，当小球运动至P点时， 开始受到恒定外力的作用，运动轨迹如图所示，AP为 直线，PB为曲线。对于小球受到的外力的方向，下列
明确了曲线的切线概念，我们再来看曲线运动的速度 方向.
如果质点P沿曲线从B点向A点运动
B、A连线方向就是 物体位移方向，也是平 均速度方向。
FE D
A C
物体越靠近A点，从物体所在位置，到A点的
B
平均速度方向，就越接近过A点的切线方向。当
物体无限靠近A点时，平均速度等于物体在A点的
瞬时速度，方向沿过A点曲线轨迹的切线方向。
水平桌面上摆一条弯曲的轨道， 它是由几段稍短的弧形轨道组合而 成.使钢球由轨道的C端滚入.在轨道 下面放一张白纸,蘸有墨水的钢球从 出口A离开轨道后在白纸上留下一条 运动痕迹，记录钢球在A点的运动方 向.
拆去一段轨道,钢球的轨道出口改在B点.用相同方法记录 钢球在轨道B点的运动方向.
白纸上的墨迹与轨道曲线有什么关系?
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。
v
a F合
F合
v1
a
F合
F磁
v0
av
f
结论： 1、物体做曲线运动的条件是：物体所受合力的 方向与它的速度方向不在同一条直线上。
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V1
V2 V3
V4
当物体自左向右沿曲线运动时，请大致标出 下图中点a、b、c、d的速度方向。
Va Vb
Vd Vc
请完成
☆教学目标检测
(第7题不做)
1．做曲线运动的质点，经过 A、B、C 三个不同位置时，速度分别用 vA、vB、vC 表示，所 受合力分别用 FA、FB、FC 表示，它们的方向如图所示，其中一定错的是________点．
6．做曲线运动的物体，在某段时间内其位移的大小为 100 m，则通过的路程 s一定 “>” “=”或“<” 。 ）100m
>（填
7．一架飞机以仰角 30 作匀加速直线运动，初速度是 100m/s，加速度是 10m/s ，经过 4s， 飞机发生的竖直位移是 240 m，飞机的水平速度是 70
3
0
2
m/s。
8．抛出的石子做曲线运动，试在下图中画出石子沿这条曲线运动时，在 A.B.C.D 各点的速 度方向。
C
2．如图所示，为某一物体的速度一时间图象(曲线为 1/4 圆弧)，则由此可知物体是做(D ) A．曲线运动 C．匀变速直线运动 B．匀速直线运动 D．变减速直线运动
3．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。
一、曲线运动
1、物体的运动路线（轨迹）是曲线的运 动叫曲线运动。
2、生活中的曲线运动
二、曲线运动的位移
O y v0 θ
S x x P(x,y)
y
s x y
2
2
y tan x
三、曲线运动速度的方向
1什么叫曲线的切线？
A
B
割线
三、曲线运动速度的方向
1什么叫曲线的切线？
B
A
三、曲线运动速度的方向
1什么叫曲线的切线？
B A
三、曲线运动速度的方向
1什么叫曲线的切线？
B A
三、曲线运动速度的方向
1什么叫曲线的切线？
B A
三、曲线运动速度的方向
1什么叫曲线的切线？
切线
B
A V
结论
质点在某一点的速度方向， 沿曲线在这一点的切线方向。
曲线运动
六合实验高中
曲线运动中速度的方向时刻在变化，所以曲 线运动一定是变速运动，加速度不为零。
A
)
D．物体加速度的数值、速度数值都不变的运动一定是直线运动。
4．质点做曲线运动时（ A B C D
BCD
）
速度的大小一定在时刻变化 速度的方向一定在时刻变化 它一定在做变速运动 它可能是速率不变的运动
5．对曲线运动中的速度的方向，下列说法正确的是 (
AD
)
A.在曲线运动中， 质点在任一位 置的速度方向总是与这点的切 线方向相同 B.在曲线运动中，质点的速度方向有时也不一定是沿着轨迹的 切线方向 C.旋转雨伞时．水滴由内向外做螺旋运动，故水滴速 度方向不 是沿其切线方向的 D.旋转雨伞时，水滴由内向外做螺旋运动，水滴速度方向总是 沿其轨道的切线方向 D．电动车在弯道上运动时合外力方向不可能沿切线方向