物理知识点高中物理 第一节 曲线运动-1教案 新人教版必修2【精品教案】 联系客服

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第六章 曲线运动

教学建议:

一、教学目标: 1、知识和技能目标

(1) 知道曲线运动中速度的方向,理解曲线运动一种变速运动。 (2) 知道合运动和分运动,理解运动的合成和分解遵循平行四边形定则;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。 (3) 理解平抛运动是一个匀变速曲线运动,会用运动的合成和分解的方法分析解决有关平抛运动的问题。

(4) 理解描述圆周运动的线速度、角速度的概念,以及两者之间的关系。理解向心力和向心加速度的概念,知道它们的变化特点。理解圆周运动是非匀变速曲线运动。 (5) 能结合具体的生活实例,分析圆周运动中向心力的来源。能具体解决有关圆周运动的问题。会分析生活和生产中的离心现象。 2、体验型目标:

(1) 利用简单器具,体验曲线运动中速度的方向,领会曲线运动的条件,体会力对物体运动速度的影响。

(2) 探究平抛运动的规律,会描绘平抛运动的轨迹。

(3) 通过查找资料,对比世纪弹道的形状与抛物线的差异,并尝试做出解释。 (4) 估测自行车拐弯时受到的向心力。

(5) 调查公路拐弯处的倾斜情况或铁路拐弯处两条铁轨的高度差异,并写出分析报告。

(6) 比较研究平抛运动和圆周运动的不同方法,体会只是对人类文明进步的巨大影响。

二、教学重点和难点

(1) 力对物体运动的影响与物体做曲线运动的条件。 (2) 从等效的思想理解运动的合成与分解。 (3) 平抛运动的规律的探索与运用。 (4) 圆周运动的规律、向心力来源分析、及应用圆周运动的知识分析生活和生产中的具体问题。

三、教学中注意以下几点:

(1) 注意通过过程的分析、方法上的探索,使学生顺其自然地获取新知。

例如,对于曲线运动方向的认知上,可通过大量实例使学生获取感性认识,然后一道学生从“极限”的角度进行理论分析,从而形成对曲线运动方向的正确理解。另外,在对合、分运动关系的认识上、抛体运动规律的探究上、圆周运动中向心加速度的方向的探究上都体现出这一点。

(2) 帮组学生设计完成相关的简单实验,使学生在体验中完成对知识的理解与把握。

(3) 对于重点和难点问题,应抓住要害,放慢过程,降低台级,化解难点。例如,对于运动的合成与分解,要通过更多一些具体事例,使学生明白运动之间的等效性;对于向心加速度概念的理解,教材中从运动学的角度出发进行描述,针对这一难点,首先抓住“速度变化量”这一要害,分成几个台阶,先认识直线运动中“速度变化量”,然后逐渐过渡到曲线运动的“速度变化量”,进一步使学生通过作图法会求“速度变化量”,再结合

用心 爱心 专心 1

加速度的普遍定义a???来认识向心加速度的大小和方向。 ?t(4) 对于学生的探究性活动,要注意将统一的探究思路和不同的实验方案结合起来。鼓励学生大胆创新,设计与课本不同的实验方案,不要死记实验器材、装置、不走等条文。

课程标准要求:

1、会用运动合成与分解的方法分析抛体运动。 2、会描述匀速圆周运动。知道向心加速度。

3、能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。分析生活和生产中的离心现象。 4、关注抛体运动和圆周运动的规律与日常生活的联系。

第一节 曲线运动

探索:自学尝试解决下列问题

1、 为什么说曲线运动一定是一个变速运动?

曲线运动中速度的方向不断变化,所以曲线运动必定是一个变速运动。

2、 运动的物体受到力的作用,试分析以下情况下,力F对物体运动的速度V的影响: (1)力F与速度V的方向相同:

力的作用效果是使速度的大小不断变大,速度的方向保持不变。 (2)力F与速度V的方向相反:

力的作用效果是使速度的大小不断变小,速度的方向保持不变。 (3)力F与速度V的方向互相垂直:

力的作用效果是使速度的方向不断变化,速度的大小保持不变。 (4)力F与速度V的方向成某一角度?:

力的作用效果是:将力F沿速度的方向和垂直于速度的方向进行分解成两个力F1和F2, F1使速度的大小不断变化, F2时速度的方向发生变化。 3、归纳得出物体做曲线运动的条件:

当力F与速度V的方向不共线时,速度的方向必定发生变化,物体将做曲线运动。

要点归纳

1. 理解曲线运动是一个变速运动

速度是一个矢量,既有大小,又有方向。假如在运动过程中只有速度的大小的变化,而物体的速度方向不变,则物体只能作直线运动,因此,若物体做曲线运动,表明了物体的速度方向发生的变化。因为速度是一个矢量,方向变化了,即使大小不变,速度这个物理量也发生了变化,所以曲线运动一定是变速运动。 2. 物体做曲线运动的条件

曲线运动既然是一个变速运动,就一定有加速度,物体所

受的合外力一定不为零。当合外力的方向与速度方向共线时, V 加速度的方向也必与速度方向共线,物体做的是加速直线运

F1 动或减速直线运动。这样,欲使物体作曲线运动,合外力的

F F2 用心 爱心 专心

2 6-1- 1 方向也必与速度方向不共线。如图6-1-1,若我们将F用其两个互相垂直的分力来取代,(其中一个沿v的方向,另一个沿与v垂直的方向),这时可以看出,F1产生的效果是用来改变v的大小,而方向的改变只能由F2来完成了。 3. 力对物体运动的影响 (1) 当F与v方向共线时,F的作用效果主要是改变速度的大小,也改变速度的方向。 (2) 当F与v方向垂直时,产生的加速度方向与v垂直,这时F起到改变v的方向的作用。

(3)当F与v方向成某一角度θ,如图6-1-1,将F用其两个分力F1, F2来取代,F1与v共线,改变v的大小。F2与v垂直,改变v的方向。因此,F既能改变v的大小,又能改变v的方向。

4、注意两点:第一,曲线运动中的某段时间内的位移方向与某时刻的速度方向不同。位移方向是由起始位置指向末位置的有向线段。速度方向则是沿轨迹上该点的切线方向。第二,曲线运动中的路程和位移的大小一般不同。路程是指路径的长度,位移的大小则是始末位置间有向线断的长度。

例题探究与解答

例1 如图6-1-2是一质点从A→G 的轨迹曲线,B、C、D、E、F是轨迹上的点,请

你画出质点在轨迹各点的瞬时速度方向,作出A→D、E→G的位移矢量。

分析:瞬时速度方向与曲线上该点切线方向一致,故应如图6-1-3所示;位移矢量即连接初末位置的有向的线段,如图6-1-3所示。 C B · D · · A ·

F · · E

图6-1-2

· G

C · D B · · A · · E F · · G 图6-1-3

说明 该题的关键是注意位移的方向与速度方向之间的区别。

例2如图6-1-4所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这时突然使它所受力

反向,大小不变,即由F变为-F,在此力作用下,物体以后的运动情况,下列说法正确的是( ) c A、物体不可能沿曲线Ba运动 B、物体不可能沿直线Bb运动 b C、物体不可能沿直线Bc运动 B D、物体不可能沿原曲线由B返回A a A

图6-1-4

用心 爱心 专心 3

分析:本题考查曲线运动条件。物体受力方向与速度方向不在一条直线上时,物体将做曲线运动,力的方向是指向轨迹弯曲的一侧的,AB曲线向下弯曲,说明力F沿某一方向指向AB弯曲一侧;若换成-F,其方向指向另一侧,故曲线要向上弯曲,物体可能沿Bc方向运动,如果物体在B点不受力,物体可能沿Bb方向做匀速直线运动;如果物体受力不变,则物体可能沿Ba曲线运动,故此时只有可能沿曲线Bc运动。 答案:ABD

说明 根据曲线运动物体所受合力 必指向曲线凹侧也可判定。该题中可 依据法向分力改变速度方向,从而影 响轨迹走向判断:如图6-1-5所示, 物体在B点所受恒力必有垂直于速度 方向的法向力FN,当合力反向后, FN必反向变为F’N,则轨迹必向上弯, 即可能为Bc。

例3 下面说法中正确的是( ) A、 做曲线运动物体的速度方向必定是变化的 B、 速度变化的运动必定是曲线运动 C、 加速度恒定的运动不可能是曲线运动 D、 加速度变化的运动必定是曲线运动

分析:在曲线运动中,运动质点在任一点的速度方向,就是通过这一点的曲线的切线方向,所以曲线运动的速度方向一定变化,所以A正确;速度是矢量,既有大小又有方向,速度大小或方向其中一个变化或两个都变化,速度就变化。若速度大小变化,方向不变,且速度方向与加速度方向在一条直线上,物体就做变速直线运动,故B不正确;物体做曲

’ c

FN b B a FN 图6-1-5 A 图6-1-5 用心 爱心 专心 4