第五章曲线运动教学建议

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1、第五章 曲线运动教学建议李天印2011-2-23一、课程标准要求 1.会用运动合成与分解的方法分析平抛运动 . 2.会描述匀速圆周运动,知道向心加速度. 3.会用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向 心力.分析生产和生活中的离心现象. 4.关注抛体运动和圆周运动的规律与日常生 活的联系.二、课时安排建议（12课时） 1曲线运动1课时 2平抛运动2课时 3实验：研究平抛运动2课时 4圆周运动1课时 5向心加速度1课时 6向心力1课时 7生活中的圆周运动2课时 总结、检测、讲评2课时四、教学建议 以创设问题学生思考为主线 以教师点拨学生活动为核心 以学生落实知识应用为根本 以培养学生探究能力为目标教学

2、案例第一节 曲线运动 本节课需要解决的三个问题： 1、曲线运动的概念 2、曲线运动的条件 3、曲线运动的描述（位移、速度） 问题1：什么是曲线运动？ 问题2：物体为什么会做曲线运动？ 问题3：怎样确定做曲线运动物体的位移？ 问题4：怎样确定做曲线运动物体的速度？ 问题5：实例分析，怎样确定蜡块的位置和 速度？曲线运动实例做曲线运动的条件 1.观察现象，提出问题 实验： （1）教材P6图5.1-11钢球在磁铁吸引下怎 样运动？ （2）演示抛球运动 （3）教材P6图5.1-12地球对卫星的引力与 速度方向不在同一条直线上。 1.提出问题: 质点做曲线运动,下列说法正确的有 A.曲线运动的速度大小一

3、定变化 B.曲线运动的速度方向一定变化 C.曲线运动一定是变速运动 D.质点受到的合外力一定不为零曲线运动一定是变速运动 a0, F0运动和力的关系FF=0a=0 静止或匀速F,v同向加速直线运动 F,v反向减速直线运动F,v不共线曲线运动a=F/mF,v夹角为锐角加速运动 F,v夹角为钝角减速运动曲线运动位移的确定如何确定某一时刻（或某一位置） 的速度方向和大小？ 理论探究: 从平均速度到瞬时速度(从割线到切线).质点在某一点的速度,沿曲 线在这一点的切线方向.描述质点在平面内的运动的方法坐标系位置(位移)轨迹速度运动的合成(位移、速度、加速度): 平行四边形定则.位置(坐标与时间的关系 )

4、x = vxty = vyt轨迹消去ty = x速度 v =tan= 课堂练习1.要求学生课堂上完成问题与练习. 题1.了解生活中常见的曲线运动,及某点速度的方向. 题2. 体会速度矢量的角度变化,为加速度的学习做准备. 题3.较难.已知受力情况判定物体的运动情况.课堂练习2.质点在一平面内沿曲线由P运动到Q, 如果v、a、F 分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的 合外力,下列图象可能正确的是 1.曲线运动的条件. 2.力F、加速度a、速度v之间的关系.【D】第二节 平抛运动本节课需要解决的问题： 1、平抛运动的概念（初速度水平，只受重力 ） 2、平抛运动的描述（速度、位移、轨迹） 3

5、、一般抛体运动（研究方法类比平抛运动） 问题1：什么样的运动是抛体运动？什么样的运动 是平抛运动？各举一个实例加以说明。它们的相 同点和不同点是什么？ 问题2：怎样计算平抛物体运动的速度？ 问题3：怎样计算平抛物体运动的位移？ 问题4：怎样证明做平抛运动的物体水平方向的运 动和竖直方向的运动是等时的？ 问题5：做平抛运动的物体运动的轨迹是什么样的 ？ 问题6：推导一般的抛体运动的速度、位移关系式 。分析平抛运动引导学生用解平面内运动的思想方法解平抛运动. (1)建立坐标系. (2)对小球进行受力分析. (3)分析小球在不同方向的加速度和速度变化情况. (4)得到不同方向的运动规律. (5)运动

6、的合成与分解求不同时刻的位移和速度.平抛运动的规律v0xyovxvyvxyr引导学生求解:水平方向: Fx=0, ax=0竖直方向:Fy =mg,ay =g,vy0 =0位置: x = v0t; y = gt2 位移:r=tan=轨迹:消去t平抛运动的规律位移:r=tan =速度: vx =v0; vy =gtv=tan =v0xyovxvyvxyr注意位移与速度 tan= 2tan平抛运动的规律例题(课本例题2):将一个物体以10 m/s的速度从高为10 m的 高度水平抛出,不计空气的阻力,取g=10 m/s2. 1.求物体在空中飞行的时间t; 2.求物体飞行的水平距离x; 3.求落地时的速

7、度方向与水平地面的夹角; 4.如果增大平抛的初速度v0, t、x、分别怎样变化? 5.如果增大平抛的高度h, t、x、分别怎样变化?飞行时间是由竖直分运 动决定的, 由高度决定.平抛运动的规律例题: 在倾角=30的斜面, 将小球从A点以速度v0水平抛出,恰 好落在B点,不计空气的阻力,重力加速度为g,求: (1)小球的飞行时间t以及AB间的距离l; (2)从抛出开始经过多长时间t小球与斜面之间的距离最大? (3)物体在B点的速度与水平方向的夹角. *(4)设小球落到斜面时速度方向与斜面的夹角为.增大平抛 的初速度, 怎样变化?1.x=lcos, y=lsin 2.速度的分解 3. tan =2

8、tan 4. = -,不变v0ABvvxvy平抛运动的规律例题:飞机以150m/s水平速度匀速飞行, 某时刻让A球 落下,相隔1s又让B球落下,不计阻力,在以后的运动中, 两球位置关系为 A.A球在B球前下方 B. A球在B球后下方 C. A球在B球正下方4.9m处 D. A球在B球正下方,距离逐渐增大区别平抛物体的轨迹与 空中物体排列的图样.v0hAhBh*平抛运动是匀变速运动做平抛运动的物体,每秒钟速度的变化量总是 A.大小相等,方向相同 B.大小不等,方向不同 C.大小相等,方向不同 D.大小不等,方向相同a=g 恒定不变 v=gt 加速度不变的运动是匀变速运动第三节 实验：研究平抛运动

9、 本节课定位：学生自主学习的研究课 建议： 1、教师指导学生确定研究课题； 2、学生自主确定研究方法、实施研究、得 出研究结果。 问题1：怎样用实验获得平抛运动的轨迹？ 问题2：怎样判断平抛运动的轨迹是抛物线 ？ 问题3：怎样计算平抛物体运动的初速度？ 问题4：研究平抛物体运动都有哪些方法？验证竖直分运动是自由落体运动平抛竖落仪:判定竖直分运动是自由落体运动.改变高度和初速度(1)同时落地只能说明 可能是自由落体运动.(2)只有在任意高度上 同时落地才能说明结 论.描绘平抛运动的轨迹1.平抛实验仪. 2.二维空间-时间描迹仪 . 3.数码相机或摄像机. (拍照打印后描点)提醒学生注意: 调整实

10、验装置时要注意什么? 为什么要从同一高度释放? 怎样确定O点的位置? 重垂线的作用是什么?时间间隔T已知判定平抛运动的轨迹为抛物线测各点的x、y坐标计算 y=ax2验证平抛运动规律,不能省略.测量平抛初速度多次测量求平均值. *做y-x2图象, k=g/2v02如果改为探究实验?1.平抛竖落仪:探究竖直方向运动规律. 2. 平抛实验仪:描绘运动轨迹. 3. 根据轨迹探究水平方向运动规律.y1:y2:y3=1:4:9 x1:x2:x3=1:2:3(二维空间-时间描迹仪或闪光照片)其它实验方法问题与练习1、2调节木板的高度, 使y1:y2=1:4 测x1、x2，验证x1:x2=1:2调节墙到重垂线

11、的距离, 使x1:x2=1:2 测y1、y2，验证y1:y2=1:4其它实验方法说一说:某同学使小球沿课桌面水平飞出,用数码相 机来拍摄小球做平抛运动的录像(每秒15帧),并将小 球运动的照片打印出来.请问:他大约可以得到几帧 小球在空中的运动照片?强化平抛运动的飞行时间是 由高度决定的,与初速度无关.闪光照片的数据处理1.图为小球做平抛运动的闪光照片,闪光时间间隔为 T=0.1 s. 小球在平抛运动过程中的几个位置如图中 的a、b、c、d所示,g=10m/s2,求: (1)小球平抛的初速度. (2)小球过c点时的速度大小. y1: y2: y3=1:3:5 y=l=gT2/2v0=1.5m/

12、s vc=2.5m/sv0xyxyvvxvy闪光照片的数据处理2.在研究平抛物体运动的实验中,用闪光照相法拍摄 的闪光照片的一部分如图所示,闪光时间间隔为 T=0.1 s. 小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a 、b、c、d, 取g=10m/s2,求 (1)小球平抛的初速度v0. (2)小球在b点的速度.y1: y2: y3=1:2:3 y=l=gT2v0=2.0m/s vb=2.5m/svbvxvy第四节 圆周运动 本节课需要解决的问题： 1、圆周运动、匀速圆周运动的概念 2、描述圆周运动的物理量（线速度、角速 度、线速度与角速度的关系） 问题1：你在日常生活中都见过那些圆周运 动的实例？

13、 问题2：线速度是怎样描述做圆周运动的快 慢的？ 问题3：角速度是怎样描述做圆周运动快慢 的？角速度的单位是什么？ 问题4：做匀速圆周运动的物体线速度与角 速度是什么关系？比较圆周运动的快慢1.举例说明什么是圆周运动. 2.提出问题:怎样比较圆周运动的快慢?A BC1. 比较物体在单位时间内通过的弧长; 2. 比较物体在单位时间内半径转过的角度; 3. 比较物体运动一周所用的时间; 4. 比较物体在单位时间内转过的圈数.比较圆周运动的快慢1.线速度:2.角速度:3.周期:4.转速:5.线速度与角速度的关系:T:转过一周所用的时间(s).n:单位时间所转过的圈数(r/s或r/min).(rad/

14、s或s-1)(m/s)ABl rtO比较圆周运动的快慢几点说明: 1.平均线速度v=l/tt0,瞬时线时线 速度v=l/t 2. t0, l r, 线线速度就是前面学过过的速度.(相对转轴对转轴 ) 3.线线速度的大小处处处处 相等的圆圆周运动动叫匀速 圆圆周运动动. 4. 质质点的运动动快慢用线线速度来描述;角速度是 描述半径绕圆绕圆 心转动转动 的快慢.ABl rtO比较圆周运动的快慢换一种教学方法?1.给出匀速圆周运动概念.相等的时间内质点通过的弧长(半径转过的角度)相等.2.比值定义给出线速度和角速度的定义:3.说明线速度和角速度的物理意义.4.推导线速度和角速度的关系.AB l rt

15、OCDlltt关系式的应用课堂练习1(问题与练习3): A、B两点分别位于大小轮的边缘上,C点位于大轮的中点,大 轮的半径是小轮的2倍,它们之间靠摩擦传动,接触面不打滑.请 在A、B、C三点中选择有关的两个点,具体说明公式v=r的 以下三种变量关系: (1) v相等,跟r成反比; (2) 相等,v跟r成正比; (3) r相等,v跟成正比;BACBACrA=2rB=2rC. 1. vA:vB:vC= 2. A:B:C=2:2:11:2:1vA= vB; A= C第4节 圆周运动课堂练习2(问题与练习4): 图为自行车传动机构的示意图.假设脚踏板每2 s转1 圈,要知道在这种情况下自行车前进的速度有多大,还 需要测量哪些量?请在图中标出来,并用这些量推导 出自行车前进速度的表达式.A BCr1 r2r3r1=20cm,r2=10cm, r3=35cm, T1=2 s.1.车前进的速度等于后轮的线速度vC . 2.vA=vBAr1= br2=2r1/T1B=CvB/r2= vC/r33.第4节 圆周运动补充练习3: 设雨伞表面为水平面,且水平放置,雨伞边缘半径为r, 且高出水平地面h.当雨伞以角速度匀速转动时,雨 滴从边缘飞出后在地面形成一个半径为R的大圆.已 知重