(完整版)高中物理必修二第五章曲线运动教案
高中物理必修2曲线运动教案(最新3篇)

高中物理必修2曲线运动教案(最新3篇)高一物理必修2曲线运动教案篇一一、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。
2023最新-曲线运动教案(优秀9篇)

曲线运动教案(优秀9篇)作为一名默默奉献的教育工作者,通常会被要求编写教案,编写教案有利于我们准确把握教材的重点与难点,进而选择恰当的教学方法。
那么写教案需要注意哪些问题呢?它山之石可以攻玉,以下内容是为您带来的9篇《曲线运动教案》,希望能够满足亲的需求。
曲线运动教案篇一一。
教学内容:第一节曲线运动第二节运动的合成与分解要点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。
3、在一个具体问题中知道什么是合运动,什么是分运动;知道合运动和分运动是同时发生的,并且互相不影响。
4、知道什么是运动的合成,什么是运动的分解,理解运动合成和分解遵循平行四边形定则。
5、会用作图法和直角三角形知识解决有关位移和速度的合成、分解问题。
重点、难点解析一、曲线运动1、曲线运动的速度(1)曲线运动的方向是时刻改变的。
(2)质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是在曲线上这一点的切线方向。
(3)曲线运动一定是变速运动。
,则曲线运动的平均速度应为时间t内位移与时间的比值,如下图所示1201731390 随时间取值减小,由下图可知时间t内位移的方向逐渐向A点的切线方向靠近,当时间趋向无限短时,位移方向即为A点的切线方向,故极短时间内的平均速度的方向即为A点的瞬时速度方向,即A点的切线方向。
style=#39;width:108pt;2、物体做曲线运动的条件运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。
3、曲线运动中速度方向与加速度方向的关系做曲线运动的物体,它的加速度的方向跟它的速度方向也不在同一直线上。
(2)速度(3)加速度(2)将船渡河的运动沿平行于河岸和垂直于河岸方向正交分解如图所示,则为轮船实际上沿河岸方向的运动速度,为轮船垂直于河岸方向的运动速度。
当时:①要使船垂直横渡,则应使=0,此时渡河位移即实际航程最小,等于河宽d。
②要使船渡河时间最短,则应使最大,即当。
高中物理必修二《曲线运动》教学设计

高中物理必修二《曲线运动》教学设计人教版高中物理必修二《曲线运动》教学设计(通用11篇)作为一名教学工作者,就有可能用到教学设计,教学设计是根据课程标准的要求和教学对象的特点,将教学诸要素有序安排,确定合适的教学方案的设想和计划。
教学设计应该怎么写呢?以下是小编精心整理的人教版高中物理必修二《曲线运动》教学设计,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
高中物理必修二《曲线运动》教学设计1 一、教学目标1.知识与技能(1)知道曲线运动是一种变速运动,它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上;(2)理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上。
2.方法与过程(1)类比直线运动认识曲线运动、瞬时速度方向的判断和曲线运动的条件;(2)通过实验观察培养学生的实验能力和分析归纳的能力。
3.情感态度与价值观激发学生学习兴趣,培养学生探究物理问题的习惯。
二、教学重难点1.曲线运动中瞬时速度方向的判断2.理解物体做曲线运动的条件三、教学过程1.新课导入,引入曲线运动教师:在必修一里我们学习了直线运动,我们知道物体做直线运动时他的运动轨迹是直线,需要满足的条件是物体所受的合力与速度的方向在同一条直线上。
但在现实生活中,很多物体做的并非是直线运动,比如玩过山车的游客的运动、火车在其轨道上的'运动、风中摇曳着的枝条的运动、人造地球围绕地球的运动(图片)。
问题1:在这几幅图片中,物体的运动轨迹有什么特点?(运动的轨迹是一条曲线)教师:我们把像这样运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。
设计意图:通过复习直线运动引入生活中更为常见的曲线运动,并借助实例归纳出曲线运动的概念,帮助学生认识曲线运动。
2.曲线运动的方向问题2:我们知道物体在做直线运动时,物体的速度方向始终是保持不变的,那么在做曲线运动时,物体的速度的方向又有什么特点呢?(方向时刻在改变)问题3:那么,我们该如何确定物体做曲线运动时每时每刻所对应速度的方向呢?教师:我们来猜想一下,钢珠从弯曲的玻璃管中滚落出来,运动方向会是下面那一种情况呢?学生:猜想教师:现在咱们从理论上分析一下,钢珠从弯曲玻璃管中滚落出来的运动方向当B点无限接近A点时,这条割线变成了曲线在A点的切线,这一过程中AB段的平均速度变成了A点的瞬时速度,瞬时速度的方向沿切线方向。
高中物理必修二曲线运动教案优秀8篇

高中物理必修二曲线运动教案优秀8篇高中物理必修二曲线运动教案篇1教学目标知识目标1、知道曲线运动是一种变速运动,它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上。
2、理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上。
能力目标培养学生观察实验和分析推理的能力。
情感目标激发学生学习兴趣,培养学生探究物理问题的习惯。
教材分析本节教材主要有两个知识点:曲线运动的速度方向和物体做曲线运动的条件。
教材一开始提出曲线运动与直线运动的明显区别,引出曲线运动的速度方向问题,紧接着通过观察一些常见的现象,得到曲线运动中速度方向是时刻改变的,质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是曲线的这一点(或这一时刻)的切线方向。
再结合矢量的特点,给出曲线运动是变速运动。
关于物体做曲线运动的条件,教材从实验入手得到:当运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动。
再通过实例加以说明,最后从牛顿第二定律角度从理论上加以分析。
教材的编排自然顺畅,适合学生由特殊到一般再到特殊的认知规律,感性知识和理性知识相互渗透,适合对学生进行探求物理知识的训练:创造情境,提出问题,探求规律,验证规律,解释规律,理解规律,自然顺畅,严密合理。
本节教材的知识内容和能力因素,是对前面所学知识的重要补充,是对运动和力的关系的进一步理解和完善,是进一步学习的`基础。
教法建议“关于曲线运动的速度方向”的教学建议是:首先让学生明确曲线运动是普遍存在的,通过图片、动画,或让学生举例,接着提出问题,怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢?可让学生先提出自己的看法,然后展示录像资料,让学生总结出结论。
接着通过分析速度的矢量性及加速度的定义,得到曲线运动是变速运动。
“关于物体做曲线运动的条件”的教学建议是:可以按照教材的编排先做演示实验,引导学生提问题:物体做曲线运动的条件是什么?得到结论,再从力和运动的关系角度加以解释。
如果学生基础较好,也可以运用逻辑推理的方法,先从理论上分析,然后做实验加以验证。
物理课高中曲线运动教案

物理课高中曲线运动教案
课题:曲线运动
教学目标:学生能够掌握曲线运动的基本概念,能够应用运动学公式解决实际问题。
教学重点:曲线运动的定义和特点,曲线运动的加速度和速度关系,曲线运动中的力分析。
教学难点:曲线运动中的向心力和离心力的理解及应用。
教学过程:
一、复习与导入(5分钟)
1. 回顾直线运动的知识,引入曲线运动的概念;
2. 提出问题:为什么汽车在弯道行驶时会有偏离惯性的情况出现?
二、讲解曲线运动的基本概念(15分钟)
1.定义:瞬时速度,瞬时加速度,向心加速度等;
2. 特点:速度方向和大小不断变化,加速度方向和大小不断变化;
3. 曲线运动中的力分析。
三、分组讨论实例分析(20分钟)
1. 讲解一个实际例子,例如:车辆在直线和曲线道路上的移动;
2. 学生分组讨论并解决实际问题:当车辆在弯道行驶时,如何调整速度和方向。
四、练习与拓展(15分钟)
1. 练习题:车辆在半径为100米的圆弧上匀速行驶,速度为20m/s,求向心力的大小;
2. 拓展题:如何计算车辆在不同曲线道路半径上需要的速度大小。
五、总结与评价(5分钟)
1. 总结课程内容,强调曲线运动的重要性;
2. 每位学生做一次简单的练习,检验学生对课程内容的掌握情况。
教学反思:本节课通过引入实例分析和解决问题的方式,帮助学生更好地理解曲线运动的
概念和应用。
同时,通过练习题和拓展题的设置,提高学生对课程内容的理解和应用能力。
(完整版)人教版高中物理必修二第五章曲线运动教材分析课件(共51张PPT)

第1节 曲线运动
曲线运动的概念;曲线运动的方向;曲线运动的条件 演示实验
27
曲线运动速度的方向
打磨金属
掷链球
水滴飞溅 28
曲线运动的条件
29
30
31
小船过河
A
B
v船
v合
θ
v水
A
v合 v船
v船
v合
θ
θ
v水
θ
v船 v水
1.船头指向正对岸 2.船头偏向上游且v船>v水 3.若v船<v水,
渡河时间最短 当cosθ=v水/v船 时,
正 确 认 识 圆 周 运 动 的 Δv 至 此
已经有了相当基础,这里又作 了进一步强化
把对Δv方向的分析分为五步
骤,减小台阶,降低坡度
21
1.分别作出质点在A、B两点的速度矢量(长度一样)。
2.将vA的起点移到B,并保持vA的长度和方向不变。 3. 以vA的箭头端为起点, vB的箭头端为终点作矢量Δv。 4. Δv/Δt 是质点由A到B的平均加速度,Δv 的方向就是加速度
当船头与上游成(900
tmin=d/v船
航程最短Smin=d
航程为S=d/cosθ 渡河时间为 t=d/v船sinθ
-θ),
sinθ=v船/v水时 最短航程为 smin=d/sinθ
32
拉绳问题的分解
vA ?
θ
vA=v合 cosθ
v⊥ 垂直于绳方向的转动
v合 v∥
沿绳方向的运动
注意:1) v合即为船实际运动的速度 2)沿绳的方向上各点的速度大小相等
正 确 认 识 圆 周 运 动 的 Δv 至 此
已经有了相当基础,这里又作 了进一步强化
高中物理必修二第五章 曲线运动 教案
4、交流与探究
现在我们探讨了蜡块在玻璃管中的运动,请大家考虑实际生活中我们遇到的哪些物体的运动过程与蜡块相似?
典型事例:小船过河,对小船在水里的运动加以讨论。
5、蜡块的速度
由分运动求合运动的过程叫做运动的合成;
由合运动求分运动的过程叫做运动的分解。
(2)我们骑摩托车或自行车通过弯道时,我们侧身骑,为什么?
(3)盘山公路路面有何特点?火车铁轨在弯道有何特点?
4、小结:
(1)运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动。
(2)曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点的瞬时速度的方向在曲线的这一点的切线上。
(3)当合外力F的方向与它的速度方向有一夹角时,物体做曲线运动。
交流与讨论
应用运动的合成与分解的方法我们探究了做平抛运动的物体的位移和速度。请大家根据我们探究的结果研究一下平抛运动的物体位移和速度之间存在什么关系?
3、一般抛体运动
常见的处理方法:
第一、将斜上抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动,这样有由此可以得到哪些特点?
交流与讨论
对于斜抛运动我们只介绍下船上抛和斜下抛的研究方法,除了平抛、斜上抛、斜下抛外,抛体运动还包括竖直上抛和竖直下抛,请大家根据我们研究前面几种抛体运动的方法来研究一下竖直上抛和竖直下抛。
1、蜡块的位置
建立如图6.2—2所示的平面直角坐标系:选蜡块开始运动的位置为原点,水平向右的方向和竖直向上的方向分别为x轴和y轴的正方向。
在观察中我们已经发现蜡块在玻璃管中是匀速上升的,所以我们设蜡块匀速上升的速度为vy,玻璃管向右匀速运动的速度为vx,从蜡块开始运动的时刻开始计时,我们就可以得到蜡块在t时刻的位置P(x,y),我们该如何得到点p的两个坐标呢?
高中物理曲线运动教案
高中物理曲线运动教案
一、教学目标:
1. 理解曲线运动的基本概念;
2. 掌握曲线运动中的加速度、速度和位移的关系;
3. 能够利用运动方程求解曲线运动中的各种问题;
二、教学重点:
1. 曲线运动的概念及特点;
2. 曲线运动中速度、加速度和位移的关系;
3. 运动方程的应用;
三、教学内容:
1. 曲线运动的定义及特点;
2. 曲线运动中速度、加速度和位移的关系;
3. 运动方程的推导及应用实例;
四、教学过程:
1. 引入:通过展示一段车辆在山路上下坡过程中的视频,引出曲线运动的概念;
2. 讲解:通过讲解曲线运动的特点和速度、加速度、位移之间的关系,让学生理解曲线运
动的基本原理;
3. 演练:给学生提供几道曲线运动的练习题,让他们运用运动方程解答问题;
4. 拓展:引导学生思考曲线运动在实际生活中的应用,如过山车的设计、摩天轮的运行等;
5. 总结:总结曲线运动的要点,并鼓励学生在课后继续深入学习。
五、教学反思:
本节课主要围绕曲线运动展开教学,通过引入、讲解、演练、拓展和总结的环节,帮助学
生全面理解曲线运动的基本原理和应用。
在以后的教学中,可以结合更多的实例让学生加
深对曲线运动的理解,并引导他们探索更多有趣的物理现象。
最新人教版高中物理必修2第五章《曲线运动》示范教案
第五章 曲线运动本章设计本章以平抛运动和圆周运动为例,介绍物体做曲线运动的条件、规律及研究方法——运动的合成与分解,这种方法是处理曲线运动问题的基本方法,它既是对力的合成与分解的一种深化巩固,更渗透着研究物理问题的思想方法.学生学习了曲线运动的方向后,教材通过让学生做一个“飞镖”,使飞镖在空中做斜抛运动,观察飞镖的指向不断地发生变化的情景,观察飞镖落入地面及插入泥土时的指向,联系飞镖在空中做曲线运动的轨迹,体会曲线运动的速度方向与运动轨迹的关系.重视学生对物理现象和规律的亲身体验,学生经过亲身观察和体验后,既容易理解知识,又加深对知识的记忆.在“实验:研究平抛运动”这节课中,教材给出了明确的探究思路,但没有给出确定的实验步骤,而是介绍了三种不同的实验方法和装置,这样做的目的是使学生重视实验探究的科学方法,在对这些案例理解的基础上,根据自身的条件,创造性地设计自己的探究方案,拓展学生的思维.教材构建了更为合理的知识结构,传统的教材是先学向心力后研究向心加速度,这样做的好处是对应了牛顿第二定律的逻辑思想,但不能理解向心加速度是反映做圆周运动的物体速度方向变化的快慢这一本质含义.研究匀速圆周运动要注意以下几个问题:1.正确分析物体的受力,确定向心力.由牛顿运动定律可知,产生加速度的力是物体受到的各个力的合力,因此产生向心加速度的力是向心力.向心力一般是由合力提供的,在具体问题中也可以是由某个实际的力提供,如拉力、重力、摩擦力等.2.确定匀速圆周运动的各物理量之间的关系.描述匀速圆周运动的物理量主要是线速度、角速度、轨道半径、周期和向心加速度.这里需要指出的是在计算中常常遇到π值的问题,一定注意带入的是3.14而不是180°,因为圆周运动中的角速度是以弧度/秒(rad/s)为单位的.例如钟表的分针周期是60 min ,求它转动的角速度.根据ω=2πT ,那么ω=2×3.1460×60rad/s =1.74×10-3 rad/s. 通过本节的学习,首先要明确物体做曲线运动的条件和如何描述曲线运动,学会运动的合成与分解的基本方法;其次,应认识牛顿运动定律同样适用于曲线运动,它是反映物体机械运动的基本定律;再次,应领会运动的合成与分解是物理等效思想的方法在曲线运动研究过程中的具体应用.全章共7节,建议用9课时,各课时安排如下:1曲线运动文本式教学设计整体设计本节主要内容是做曲线运动物体的位移、速度方向的判定,运动的合成与分解以及物体做曲线运动的条件.曲线运动是一种变速运动,特别是匀速圆周运动,并不是匀速运动,而是一种变速运动,因为物体的运动方向时刻在变化.教学中要突出矢量性的分析教学,让学生进一步感受矢量的含义.对于曲线运动的教学,教师可以联系各种生活实例以及前面学习过的直线运动的知识来帮助学生理解.在此基础上进一步引入曲线运动的位移、速度的方向等问题,首先让学生讨论如何确定曲线运动速度的方向,教师可以通过点拨引导,让学生自己设计可行性的实验方案,进而通过实验找出任意曲线运动的速度方向与其运动轨迹的关系,然后教师引导学生证明这个结论.通过运动的合成与分解,我们可以把复杂运动看成是几个简单运动的合运动,通过研究分运动的性质和轨迹来确定合运动的性质和轨迹,通过研究简单的直线运动的规律,来进一步研究曲线运动的规律.例如:平抛运动、机械振动.对于物体做曲线运动的条件,更要从实际出发,通过列举生活中的大量实例,分析、总结、归纳出结论,千万不要想当然地直接告诉学生结论.教给学生方法比教给学生知识重要得多,教师在教学中一定要突出学生的主体地位.教学重点1.物体做曲线运动速度方向的判断.2.运动的合成与分解的概念.3.运动的合成与分解的方法.4.物体做曲线运动的条件.教学难点1.在具体问题中,判断合运动和分运动.2.理解两个直线运动的合运动可以是直线运动,也可以是曲线运动.3.物体做曲线运动的条件.课时安排3课时三维目标知识与技能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.在具体情景中,知道合运动、分运动分别是什么,知道其同时性和独立性.3.知道运动的合成与分解,理解运动的合成与分解遵循平行四边形定则.4.知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力与它的速度不在同一条直线上.过程与方法1.体验曲线运动与直线运动的区别.2.通过对抛体运动的观察和思考,了解一个运动可以与几个不同的运动效果相同,体会等效替代的方法.3.通过观察演示实验,知道运动的独立性,学习化繁为简的研究方法.4.掌握用平行四边形定则处理简单的矢量运算问题的方法.情感、态度与价值观能领会曲线运动的奇妙与和谐,培养对科学的好奇心和求知欲.课前准备教具准备:多媒体课件、斜面、小钢球、小木球、条形磁铁.知识准备:复习匀速直线运动的特点和受力情况.教学过程导入新课情景导入生活中运动情况有很多种,通过学习各种直线运动,包括匀速直线运动、匀加速直线运动(包括自由落体)等,我们知道这几种运动的共同特点是物体运动的速度方向不变.下面我们来欣赏几组画面(多媒体播放):抛出去的标枪、宇宙中的星体、砂轮打磨下来的微粒的运动又是一种怎样的运动呢?演示导入演示1.自由释放一支较小的粉笔头;演示2.平行抛出一支相同大小的粉笔头.两支粉笔头的运动情况有什么不同呢?学生交流讨论.结论:前者是直线运动,后者是曲线运动.复习导入前边几章我们研究了直线运动,请同学们思考以下两个问题:1.什么是直线运动?2.物体做直线运动的条件是什么?学生交流讨论并回答.在实际生活中,普遍发生的是曲线运动,那么什么是曲线运动?本节课我们就来学习这个问题.推进新课曲线运动是人们常见的运动形式,如运动员掷出的铁饼是沿着曲线运动的,发射出的导弹在空中是沿着曲线飞行的,汽车拐弯时的运动是曲线运动,地球、月球、人造地球卫星沿轨道的运动是曲线运动.让学生列举生活中有关曲线运动的例子.问题:做曲线运动物体的运动轨迹是一条曲线,那么物体做曲线运动的位移与物体做直线运动的位移的描述有什么区别呢?一、曲线运动的位移回忆思考:位移是怎样定义的?其实我们在学习位移定义的时候,教师就引入了物体做曲线运动的情况,并比较了物体在做直线运动与曲线运动时,物体的位移与路程的区别.结论:无论是直线运动还是曲线运动,物体的位移均为初位置指向末位置的有向线段.补充问题:如何描述物体做曲线运动的位移?在平面直角坐标系中研究平面内的物体的运动轨迹及位移.问题:曲线运动中速度的方向是时刻改变的,怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢?二、曲线运动的速度演示1:在旋转的砂轮上磨刀具.演示2:撑开带有水滴的雨伞绕柄旋转.问题1:磨出的火星如何运动?为什么?问题2:水滴沿什么方向飞出?为什么?教师此时可引导学生用画图的方式与实验相结合的方式进行分析.实验与探究用线拴一石块,用手拿着线的一端,使石块做圆周运动.当石块旋转到你事先选定的方位时,将手中的线释放,石块抛出,请另一个同学记下石块的落地点,将过抛出点且垂直于地面的竖直线在地面上的垂足与落地点连成一条直线.结论:石块会沿脱手处圆周的切线方向飞出.让学生总结出曲线运动的速度方向.思考并讨论:1.在变速直线运动中如何确定某点的瞬时速度?分析:如要求直线上的某处A点的瞬时速度,可在离A不远处取一B点,求A、B两点的平均速度来近似表示A点的瞬时速度,时间取得越短,这种近似越精确,如时间趋近于零,那么A、B两点间的平均速度即为A点的瞬时速度.2.在曲线运动中如何求某点的瞬时速度?交流讨论:先求AB的平均速度,据式:v AB=s ABt可知:v AB的方向与s AB的方向一致,t越小,v AB越接近A点的瞬时速度,当t→0时,AB即为曲线的切线,A点的瞬时速度方向为曲线上该点的切线方向.可见,速度的方向为质点在该处的切线方向,且方向是时刻改变的.结论:曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点(或某一时刻)的速度方向沿曲线上这一点的切线方向.补充问题:什么是切线?P和Q是曲线C上邻近的两点,P为定点,当Q点沿着曲线C无限地接近P点时,割线PQ的极限位置PT叫做曲线C在点P的切线,P点叫做切点;经过切点P并且垂直于切线PT的直线PN叫做曲线C在点P的法线(无限逼近的思想).设疑:曲线运动是匀速运动还是变速运动?问题引导:速度是______(矢量、标量),所以只要速度方向变化,速度就发生了______,也就具有______,因此曲线运动是______.学生讨论并总结:矢量变化加速度变速运动课堂训练1.关于曲线运动,下列判断正确的是().A.曲线运动的速度大小可能不变B.曲线运动的速度方向可能不变C.曲线运动的速度可能不变D.曲线运动可能是匀变速运动答案:AD2.质点在力F的作用下做曲线运动,下列各图是质点受力方向与运动轨迹图,正确的是().答案:ACD师生共同分析:曲线运动既然是变速运动,它一定具有加速度且加速度方向与受力方向一致,由质点做曲线运动的条件知,受力方向与速度方向不共线,且指向曲线的内侧.三、运动描述的实例实验与探究如图所示,在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水.水中放一圆柱形的红蜡块R,将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧.(图甲)将这个玻璃管倒置(图乙),红蜡块R就沿玻璃管上升.如果旁边放一把米尺,可以看到红蜡块上升的速度大致不变,即红蜡块做匀速直线运动.再次将玻璃管上下颠倒,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.(图丙)问题:在黑板的背景前观察由甲到乙的过程,可以发现红蜡块做的是匀速直线运动,而过程丙中红蜡块做的是什么运动呢?注明:学生回答可能有很多情况,教师要注意引导学生大胆猜测,但不能给出具体的答案,为下面的探索奠定基础.教师引导:对于直线运动,很明显,其运动轨迹就是直线,建立直线坐标系就可以解决问题,但如果是一个运动轨迹不确定的运动还能这样处理吗?很显然是不能的,这时我们可以选择平面内的坐标系.比如选择我们最熟悉的平面直角坐标系.下面我们就来看一看怎样在平面直角坐标系中研究物体的运动.1.红蜡块的位置建立如图所示的平面直角坐标系:选红蜡块开始运动的位置为原点,水平向右的方向和竖直向上的方向分别为x轴和y轴的正方向.在观察中我们已经发现红蜡块在玻璃管中是匀速上升的,所以我们设红蜡块匀速上升的速度为v y ,玻璃管向右匀速运动的速度为v x ,从红蜡块开始运动的时刻开始计时,我们就可以得到红蜡块在t 时刻的位置P (x ,y ).问题:我们该如何得到点P 的两个坐标呢?学生讨论:红蜡块在两个方向上做的都是做匀速直线运动,所以x 、y 可以通过匀速直线运动的位移公式x =v t 获得,即x =v x t y =v y t这样我们就确定了红蜡块运动过程中任意时刻的位置.2.红蜡块的速度红蜡块在某个位置的速度等于该位置的位移除以发生这段位移所需要的时间.根据红蜡块的位置坐标,我们很容易求出红蜡块在任意时刻的位移的大小OP =x 2+y 2=t v 2x +v 2y ,所以我们可以直接计算红蜡块的速度.学生推导速度公式:v =OP t =t v 2x +v 2y t=v 2x +v 2y . 3.红蜡块的运动轨迹在数学上,关于x 、y 两个变量的方程可以代表一条直线或曲线.现在我们要找红蜡块运动的轨迹,实际上我们只要找到表示红蜡块运动轨迹的方程就可以了.问题:观察我们刚才得到的关于红蜡块位置的两个方程,发现在这两个关系式中,除了x 、y 之外还有一个变量t ,我们应该如何来得到红蜡块的轨迹方程呢?讨论:根据数学上的消元法,我们可以从这两个关系式中消去变量t ,就可以得到关于x 、y 两个变量的方程了.实际上我们前面得到的两个关系式就相当于我们在数学上学到的参数方程,消t 的过程实际上就是消去参数的过程.由红蜡块的位置坐标不难得到其轨迹方程:y =v y v xx 可见,该方程代表的是一条过原点的直线,即红蜡块相对于黑板做直线运动.在这个实验中,我们看到的红蜡块实际的运动是相对于黑板向右上方的运动,它是由向上和向右的两个分运动来合成的,我们把红蜡块沿玻璃管向上的运动和它随着玻璃管向右的运动都叫做这个运动的分运动;而红蜡块相对于黑板向右上方的运动叫做合运动.概念:由分运动求合运动的过程叫做运动的合成;由合运动求分运动的过程叫做运动的分解.实验与探究(flash 演示,探究运动的独立性)在右图装置中,两个相同的弧形轨道M 、N ,分别用于发射小铁球P 、Q ;两轨道上端分别装有电磁铁C 、D ;调节电磁铁C 、D 的高度,使AC =BD ,从而保证小铁球P 、Q 在轨道出口处的水平初速度v 0相等.操作:将小铁球P 、Q 分别吸在电磁铁C 、D 上,然后切断电源,使两小铁球能以相同的初速度v 0同时分别从轨道M 、N 的下端射出;增大或者减小轨道M 下端离桌面的高度,只改变小铁球P 到达桌面时速度竖直方向分量的大小,再进行实验.结果:两小铁球总是同时到达E 处,发生碰撞.结论:实验结果显示,改变小铁球P 在轨道M 下端离桌面的高度,两个小铁球仍然会发生碰撞,说明沿竖直方向的距离变化了,即改变了两铁球相遇时小铁球P 沿竖直方向的速度分量大小,但并不能改变小铁球P 沿水平方向的速度分量大小.因此,两个小铁球一旦具有水平方向上相同的初速度,就会发生碰撞.这说明小铁球在竖直方向上的运动并不影响它在水平方向上的运动.1如果在前面所做的实验中玻璃管长90 cm ,红蜡块由玻璃管的一端沿管匀速地竖直向上运动,同时匀速地向右水平移动玻璃管,当玻璃管水平移动了80 cm 时,红蜡块到达玻璃管的另一端.整个运动过程所用的时间为20 s ,求红蜡块运动的合速度.解答:竖直方向的分速度v 1=0.920m/s =0.045 m/s 水平方向的分速度v 2=0.820m/s =0.04 m/s 合速度:v =v 21+v 22=0.06 m/s合速度与合位移的方向相同,可以让学生用这种方法求合位移.交流与探究现在我们探讨了红蜡块在玻璃管中的运动,请大家考虑实际生活中我们遇到的哪些物体的运动过程与红蜡块相似.典型事例:船过河,对船在水里的运动加以讨论.课件展示:(flash)分别选择“船在静水”和“船在流水”中按钮,演示船的运动情况,还可以利用课件改变船速和水流速度以及船的运动方向,让学生感性理解运动的合成与分解.参考:船过河时的运动情况和红蜡块在玻璃管中的运动情况基本是相同的.首先船过河时会有一个自己的运动速度,当它开始行走的时候,同时由于水流的作用,它要顺着水流方向获得一个与水速相同的速度.小船自己的速度一般是与河岸成一定角度的,而水流给小船的速度却是沿着河岸的,所以船实际的运动路径是这两个分运动合成的结果,而合速度取决于这两个分速度的大小和方向.2已知某船在静水中的速率为v 1=4 m/s ,现让船渡过某条河,假设这条河的两岸是理想的平行线,河宽为d =100 m ,河水的流动速度为v 2=3 m/s ,方向与河岸平行.试分析:(1)欲使船以最短时间渡过河去,船的航向怎样?最短时间是多少?到达对岸的位置怎样?船发生的位移是多大?(2)欲使船渡河过程中的航行距离最短,船的航向又应怎样?渡河所用时间是多少? 分析:船同时参与了两个分运动:一是船相对于水的运动,其速度就是船在静水中的速度v 1=4 m/s ,方向与船头的指向相同;二是船随水漂流的运动,其速度等于河水流速v 2=3 m/s ,方向平行于河岸,与水流动方向相同,指向下游.船在河水中实际发生的运动(站在岸边观察者看到的运动)即是由上述两个分运动合成的.根据运动的独立性和等时性,渡河时间取决于垂直河岸速度的大小,与水流速度无关,但渡河时船的运动轨迹取决于合速度的方向,显然与水流速度有关系.解答:(1)根据运动的独立性和等时性,当船在垂直河岸方向上的分速度v ⊥最大时,渡河所用时间最短,设船头指向上游且与上游河岸夹角为α,其合速度v 与分运动速度v 1、v 2的矢量关系如图所示.河水流速v 2平行于河岸,不影响渡河快慢,船在垂直河岸方向上的分速度v ⊥=v 1sin α,则船渡河所用时间为t =d v 1sin α. 显然,当sin α=1即α=90°时,v ⊥最大,t 最小,此时船身垂直于河岸,船头始终指向正对岸,但船实际的航向斜向下游,如图所示.渡河的最短时间t min =d v 1=1004s =25 s. 船的位移为s =v t =v 21+v 22t min =42+32×25 m =125 m.船渡过河时已在正对岸的下游A 处,其顺水漂流的位移为x =v 2t min =v 2d v 1=3×1004m =75 m.(2)由于v 1>v 2,故船的合速度与河岸垂直时,船的航行距离最短.设此时船速v 1的方向(船头的指向)斜向上游,且与河岸成θ角,如图所示,则cos θ= v 2v 1=34,θ=41°24′. 船的实际速度为:v 合=v 21-v 22=42-32 m/s =7 m/s.故渡河时间:t ′=d v 合=1007s =10077 s ≈38 s. 思维拓展当船在静水中的航行速度v 1大于水流速度v 2时,船航行的最短航程为河的宽度,此时船头指向应与上游河岸成θ角,且cos θ=v 2v 1. 如果水流速度v 2大于船在静水中的航行速度v 1,则不论船的航行方向(船头的指向)如何,总要被水冲向下游,那么,怎样才能使漂向下游的距离最小,从而使航程最短呢?如图所示,以v 2矢量的末端为圆心,以v 1的大小为半径作圆,当合速度的方向与圆相切时,合速度的方向与河岸的夹角最大,此时航程最短.由图可知sin α=v 1v 2,最短航程为s =d sin α=v 2v 1d .此时船头指向应与上游河岸成θ′角,且cos θ′=v 1v 2. 小结:小船渡河问题一般有渡河时间最短和航程最短两类问题:1.关于最短时间,可根据运动等时性原理由船对水的分运动时间来求解,由于河宽一定,只有当船对水速度v 1垂直河岸时,垂直河岸方向的分速度最大,所以必有t min =d 1. 2.关于最短航程,要注意比较水流速度v 2和船对静水速度v 1的大小情况,若v 1>v 2,船的最短航程就等于河宽d ,此时船头指向应与上游河岸成θ角,且cos θ=v 2v 1;若v 2>v 1,则最短航程s =v 2v 1d ,此时船头指向应与上游河岸成θ′角,且cos θ′= v 1v 2.如果物体在一个方向上的分运动是匀速直线运动,在与它垂直方向的分运动是匀加速直线运动,合运动的轨迹是什么样的?提示:匀速直线运动的速度v 1和匀加速直线运动的初速度的合速度应如图所示,而加速度a 与v 2同向,则a 与v 合必有夹角,因此合运动的轨迹为曲线.知识拓展1.合运动和分运动总是同时开始同时结束,没有合运动也就没有分运动,反之也成立,即没有分运动也就没有合运动.对于运动的合成与分解过程的这个特点,我们把它称为运动的合成与分解的等时性原理.也就是说,在物体的运动过程中,合运动持续的时间和各分运动所持续的时间是相等的.2.在红蜡块运动的过程中,虽然体现出来的是合运动的运动效果,但各个分运动仍然保持各自的独立性,并不会因为参与了运动合成而改变自己的状态,在运动的合成的过程中,各个分运动是互不影响的.我们把这个特点称为运动的合成与分解的独立性原理.课堂训练1.关于运动的合成,下列说法中正确的是( ).A .合运动的速度一定比每一个分运动的速度大B .两个匀速直线运动的合运动,一定是匀速直线运动C .两个分运动是直线运动的合运动,一定是直线运动D .两个分运动的时间,一定与它们的合运动的时间相等2.如果两个分运动的速度大小相等,且为定值,则以下说法中正确的是( ).A .两个分运动夹角为零时,合速度最大B .两个分运动夹角为90°时,合速度大小与分速度大小相等C .合速度大小随分运动的夹角的增大而减小D .两个分运动夹角等于120°时,合速度的大小等于分速度参考答案:1.解析:运动的合成与分解和力的合成与分解遵循同样的规律——平行四边形定则,因此两个互成一定角度的速度合成之后合速度的取值范围为:|v 1-v 2|≤v ≤v 1+v 2,所以A 是错误的.两个匀速直线运动的合运动的轨迹方程是y =v y v xx ,说明它是直线运动,所以两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动,即B 是正确的.两个分运动是直线运动的合运动,其运动轨迹取决于两个分运动的速度是否发生变化,C 选项中没有明确这个问题,所以不能断定合运动一定是直线,故C 是错误的.根据运动的合成与分解的等时性,我们知道两个分运动的时间一定与它们的合运动的时间相等,D 是正确的.2.解析:根据平行四边形定则我们知道两个分速度合成之后的范围为|v1-v2|≤v≤v1+v2,由此可以判断当两个分速度夹角为零时合速度最大,夹角为180°时合速度最小,且合速度的大小随着分速度夹角的增大而减小.当两个分速度相等、夹角为90°时,合速度并不与分速度相等,所以B是错误的.当夹角为120°时,合速度与分速度大小相等,所以D是正确的.答案:ACD四、物体做曲线运动的条件<方案一>实验1.在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在不受外力作用时将如何运动?学生实验后讨论:由于小球在运动方向上不受外力,合外力为零,根据牛顿第一定律,小球将做匀速直线运动.实验2.在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在运动方向的正前方或正后方放一条形磁铁时将如何运动?学生实验后讨论:由于小球在运动方向受磁力作用,会使小球加速或减速,但仍做直线运动.实验3.在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在运动方向一侧放一条形磁铁时小球将如何运动?学生实验后讨论:由于小球在运动过程中受到一个侧力,小球将改变原来的运动方向而做曲线运动.问题一:物体有初速度但不受外力时,将做什么运动?问题二:物体没有初速度但受外力时,将做什么运动?问题三:物体既有初速度又受外力时,将做什么运动?结论:a.当初速度方向与合外力方向在同一直线上(方向相同或相反)时将做直线运动.b.当初速度方向与合外力方向不在同一直线上时,做曲线运动.<方案二>实验探究器材:光滑玻璃板、小钢球、磁铁.演示:小钢球在水平玻璃板上做初速度为v的匀速直线运动.问题:给你一块磁铁,如何使小钢球做①加速直线运动;②减速直线运动;③曲线运动.学生分组讨论制定实验方案.分析论证:。
曲线运动高中物理教案
曲线运动高中物理教案
教学目标:
1. 了解曲线运动的基本概念
2. 掌握曲线运动的相关公式和计算方法
3. 能够分析曲线运动中的加速度、速度、位移、力等相关物理量
教学重点:
1. 曲线运动的特点和规律
2. 曲线运动中的加速度和速度关系
3. 曲线运动中的力和位移关系
教学难点:
1. 计算曲线运动中的加速度和速度
2. 掌握曲线运动中的力和位移关系
教学过程:
一、引入
通过实际生活中的例子引入曲线运动的概念,让学生了解曲线运动的基本特点和定义。
二、讲解
1. 讲解曲线运动的基本概念和规律
2. 分析曲线运动中的加速度、速度、位移、力等相关物理量之间的关系
3. 介绍曲线运动的相关公式和计算方法
三、实验
进行一些曲线运动的实验,让学生通过实验操作和数据分析加深对曲线运动的理解。
四、练习
布置一些练习题,让学生独立解决问题,巩固所学知识。
五、总结
总结本节课的重点内容,澄清学生对曲线运动的理解,提出问题,并解答学生疑惑。
六、作业
布置一些课后作业,巩固所学知识,并鼓励学生自主学习。
七、课堂反馈
对学生的学习情况进行反馈,帮助学生及时找到学习中存在的问题,及时调整教学方法。
八、课后拓展
推荐一些相关的拓展资料,让学生进一步了解曲线运动及其应用领域。
教学资源:
1. 教材资料
2. 实验器材
3. 课堂练习题
4. 课后作业
教学评价:
通过讲解、实验、练习等多种方式,全面评价学生对曲线运动的理解和掌握情况,及时纠正学生存在的问题,提高学生的学习效果。
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度方向沿曲线在这一点的切线方向。
)物体在什么情况下做曲线运动?(当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
)通过上节课的学习,我们对曲线运动有了一个大致的认识,但我们还投有对曲线运动进行深入的研究,要研究曲线运动需要什么样的方法呢?这节课我们就来研究这个问题。
(二)新课教学演示实验:如图6.2—l所示,在一端封闭、长约l m的玻璃管内注满清水,水中放一红蜡做的小圆柱体R,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。
(图甲)1、蜡块的位置建立如图6.2—2所示的平面直角坐标系:选蜡块开始运动的位置为原点,水平向右的方向和竖直向上的方向分别为x轴和y轴的正方向。
在观察中我们已经发现蜡块在玻璃管中是匀速上升的,所以我们设蜡块匀速上升的速度为v y,玻璃管向右匀速运动的速度为v x,从蜡块开始运动的时刻开始计时,我们就可以得到蜡块在t时刻的位置P(x,y),我们该如何得到点p 的两个坐标呢?蜡块在两个方向上做的都是匀速直线运动,所以x、y可以通过匀速直线运动的位移公式x=vt获得,即:x=v x t y=v y t这样我们就确定了蜡块运动过程中任意时刻的位置,然而要知道蜻块做的究竟是什么运动这还不够,我们还要知道蜡块的运动轨迹是什么样的。
下面我们就来操究这个问题。
2、蜡块的运动轨迹3、蜡块的位移在直线运动中我们要确定物体运动的位移,我们只要知道物体的初末位置就可以了对于曲线运动也是一样的。
在前面建立坐标系的时候我们已经说过了,物体开始运动的位置为坐标原点,现在我们要找任意时刻的位移,只要再找出任意时刻t物体所在的位置就可以了。
实际上这个问题我们已经解决了,前面我们已经找出物体在任意时刻的位置P(x,y),请同学们想一下在坐标中物体位移应该是怎么表示的呢?在坐标系中,线段OP的长度就代表了物体位移的大小。
现在我找一位同学来计算一下这个长度。
板书设计:课后小结与反思:授课班级:计划课时:5.2平抛运动三维教学目标1、知识与技能(1)理解平抛运动是匀变速运动,其加速度为g;(2)掌握抛体运动的位置与速度的关系。
2、过程与方法(1)掌握平抛运动的特点,能够运用平抛规律解决有关问题;(2)通过例题分析再次体会平抛运动的规律。
3、情感、态度与价值观(1)有参与实验总结规律的热情,从而能更方便地解决实际问题;(2)通过实践,巩固自己所学的知识。
教学重点:分析归纳抛体运动的规律。
教学难点:应用数学知识分析归纳抛体运动的规律。
教学方法:探究、讲授、讨论、练习教具准备:平抛运动演示仪教学过程:授课备注(教学班级的授课具体时间、教师自由调整内容、课堂教学记录等。
)平抛运动(一)新课导入上一节我们已经通过实验探究出平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律,对平抛运动的特点有了感性认识。
这一节我们将从理论上对抛体运动的规律作进一步分析,学习和体会在水平面上应用牛顿定律的方法,并通过应用此方法去分析没有感性认识的抛体运动的规律。
(二)新课教学1、平抛运动的位移例1:一架飞机水平匀速飞行.从飞机上海隔l s释放一个铁球,先后释放4个,若不计空气阻力,从地面上观察4个小球( )A.在空中任何时刻总是捧成抛物线,它们的落地点是等间距的B.在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点是不等间距的C.在空中任何时刻总在飞机正下方,排成竖直的直线,它们的落地点是等间距的D.在空中任何时刻总在飞机的正下方,捧成竖直的直线,它们的落地点是不等间距的。
2、平抛运动的速度由于运动的等时性,那么大家能否根据前面的结论得到物体做平抛运动的时间?例2:一个物体以l0 m/s的速度从10 m的水平高度抛出,落地时速度与地面的夹角θ是多少(不计空气阻力)?例3:在5 m高的地方以6 m/s的初速度水平抛出一个质量是10 kg的物体,则物体落地的速度是多大?从抛出点到落地点发生的位移是多大?(忽略空气阻力,取g=10m/s2)交流与讨论应用运动的合成与分解的方法我们探究了做平抛运动的物体的位移和速度。
请大家根据我们探究的结果研究一下平抛运动的物体位移和速度之间存在什么关系?3、一般抛体运动常见的处理方法:第一、将斜上抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动,这样有由此可以得到哪些特点?交流与讨论对于斜抛运动我们只介绍下船上抛和斜下抛的研究方法,除了平抛、斜上抛、斜下抛外,抛体运动还包括竖直上抛和竖直下抛,请大家根据我们研究前面几种抛体运动的方法来研究一下竖直上抛和竖直下抛。
参考解答:对于这两种运动来说,它们都是直线运动,但这并不影响用运动的合成与分解的方法来研究它们。
这个过程我们可以仿照第一节中我们介绍的匀加速运动的分解过程,对竖直上抛运动,设它的初速度为v0,那么它的速度就可以写成v= v0—gt的形式,位移写成x= v0t—g t2/2的形式。
那这样我们就可以进行分解了。
把速度写成v1= v0,v2=—gt的形式,把位移写成x l= v0t,x2= —g t2/2的形式,这样我们可以看到,竖直上抛运动被分解成了一个竖直向上的匀速直线运动和一个竖直向上的匀减速运动。
对于竖直下抛运动可以采取同样的方法进行处理。
4、小结:(1)具有水平速度的物体,只受重力作用时,形成平抛运动。
(2)平抛运动可分解为水平匀蓬运动和竖直自由落体运动.平抛位移等于水平位移和竖直位移的矢量和;平抛瞬时速度等于水平速度和竖直速度的矢量和。
(3)平抛运动是一种匀变速曲线运动。
(4)如果物体受到恒定合外力作用,并且合外力跟初速度垂直,形成类似平抛的匀变速曲线运动,只需把公式中的g换成a,其中a=F合/m.5、作业布置:说了这么多,我们也仅仅是从理论上了解了通过运动的合成与分解能够研究曲线运动的规律,但我们还没有把这一理论应用到实际的曲线运动中来检验一番,所以这节课我们就来完成这一项任务,通过运动的合成与分解来研究一种生活中常见的运动——平抛运动。
(二)新课教学1、平抛运动实验案例2、平抛运动水平方向的运动规律3、平抛运动竖直方向的运动规律4、作业布置:板书设计:课后小结与反思:物体,加速度的大小和方向如何确定呢?——这就是我们今天要研究的课题。
(二)新课教学1、感知加速度的方向2、速度变化量交流与讨论:图6.6—3和图6.6—4进行对比。
同学们在刚才的交流与讨论中是否有什么问题提出来?速度变化量实际上就是速度的差值,但由于速度是矢量,故应是矢量差。
同一直线的两个矢量相减,可以通过选取正方向将矢量相减转化为代数量相减。
而不在同一直线上的两个矢量相减,我们现在无法处理。
我们在第三章中学过的两个矢量相加的三角形法则逆过来运用就可以得出两个不在同一直线上的矢量的相减。
课堂训练请一位学生上黑板画出做平抛运动的物体在运动的过程中,连续相等的时间内速度变化量的矢量图,其他同学画在笔记本上,将同学们画出的各种情形投影出来如图6.6—5所示。
让同学们交流、讨论,指出哪个图是符合实际的矢量图。
(具体过程略)3、向心加速度请同学们阅读教材“向心加速度”部分,分析投影图6.6—6.并思考以下问题:(1)在A、B两点画速度矢量vA和vB时,要注意什么?(2)将vA的起点移到B点时要注意什么?(3)如何画出质点由A点运动到B点时速度的变化量△V?(4)△v/△t表示的意义是什么?(5)△v与圆的半径平行吗?在什么条件下,△v与圆的半径平行?课堂训练(1)关于北京和广州随地球自转的向心加速度,下列说法中正确的是( BD )A.它们的方向都沿半径指向地心B.它们的方向都在平行赤道的平面内指向地轴C.北京的向心加速度比广州的向心加速度大D.北京的向心加速度比广州的向心加速度小点评:因为地球自转时,地面上的一切物体都在垂直于地轴的平面内绕地轴做匀速圆周运动,它们的转动中心(圆心)都在地轴上,而不是地球球心,向心力只是引力的一部分(另一部分是重力),向心力指向地轴,所以它们的向心加速度也都指向地轴。
4、作业布置:课后小结与反思:板书设计:第五节向心加速度1、感知做匀速圆周运动的物体加速度的方向2、速度变化量的求法3、向心加速度(1)名称的由来(2)表达式:a N=v2/r , a N=rω2(3)对两种表达式的比较、分析(1)举出几个物体做圆周运动的实例,说明这些物体为什么不沿直线飞去。
(2)用牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式。
认真阅读教材,列举并分析实例,体会向心力的作用效果,并根据牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式。
交流与讨论请同学们交流各自的阅读心得并进行相互间的讨论。
圆周运动是变速运动,有加速度,故做圆周运动的物体一定受到力的作用,而我们知道做匀速圆周运动的物体具有向心加速度,根据牛顿第二定律,这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的合力的作用,这个合力叫做向心力,下面请同学们把刚才由牛顿第二定律推出的向心力的表达式展示出来。
向心力表达式:F N=mv2/r , F N=mrω22、实验:用圆锥摆粗略验证向心力的表达式课堂训练说明以下几个圆周运动的实例中向心力是由哪些力提供的?(1)绳的一端拴一小球,手执另一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动?(2)火星绕太阳运转的向心力是什么力提供的?(3)在圆盘上放一个小物块,使小物块随圆盘一起做匀速圆周运动,分析小物块受几个力,向心力由谁提供?参考答案(1)解析:小球受重力、支持力、绳的拉力而做匀速圆周运动,由于竖直方向小球不运动,故重力、支持力合力为零,那么水平方向上的匀速圆周运动由水平面上的绳的拉力来提供。
(2)解析:火星和太阳间的万有引力提供火星运转的向心力。
(3)解析:小物块受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力提供向心力。
3、变速圆周运动和一般曲线运动4、作业布置:教学难点:具体问题中向心力的来源;关于对临界问题的讨论和分析;对变速圆周运动的理解和处理。
教学方法:探究、讲授、讨论、练习教具准备:教学过程:第七节生活中的圆周运动(一)新课导入复习提问:请同学们回顾并叙述出对于圆周运动你已经理解和掌握了哪些基本知识?(用线速度、角速度、转速和周期等来描述做圆周运动物体的运动快慢;知道了圆周运动一定是变速运动,一定具有加速度;掌握了对于圆周运动的有关问题还必须通过运用牛顿第二定律去认真分析和处理。
)(二)新课教学1、铁路的弯道交流与讨论:学生发挥自己的想象能力,结合知识点设计方案,结合受力图发表自己的见解……如图6.8—l所示:(火车受的重力和支持力的合力提供向心力,对内外轨都无挤压,这样就达到了保护铁轨的目的。
)请同学们运用刚才的分析进一步讨论:实际的铁路上为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制?2、拱形桥问题:质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶,若桥面的圆弧半径为只R,试画出受力分析图,分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力?通过分析,你可以得出什么结论?课堂训练例1:一辆质量m=2.0t的小轿车,驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面,重力加速度g=10m/s2.求:(1)若桥面为凹形,汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时,对桥面压力是多大?(2)若桥面为凸形,汽车以l0m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是多大?(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力?解:(1)汽车通过凹形桥面最低点时,在水平方向受到牵引力F和阻力f,在竖直方向受到桥面向上的支持力N1和向下的重力G=mg,如图6.8—2所示:圆强形轨道的圆心在汽车上方,支持力N l与重力G=mg的合力为N1—mg,这个合力就是汽车通过桥面最低点时的向心力,即F向=N1—mg。