人教版高一物理必修二第五章教案.doc

第五章 曲線運(yùn)動(dòng)5.1 曲線運(yùn)動(dòng)教學(xué)目標(biāo)1. 知道什么是曲線運(yùn)動(dòng)2. 知道曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向是如何確定的，理解曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。3. 結(jié)合實(shí)例理解物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，對比直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)條件，加深對牛頓定律的理解。教學(xué)重點(diǎn)1. 知道什么是曲線運(yùn)動(dòng)2. 知道曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向是如何確定的3. 理解物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件教學(xué)難點(diǎn)1. 理解物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件教學(xué)過程一、引入師：同學(xué)們，在前面的學(xué)習(xí)中我們學(xué)習(xí)了物體的一些運(yùn)動(dòng)規(guī)律，像勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)等，并結(jié)合牛頓定律從動(dòng)力學(xué)角度深入理解了運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系。但大家有沒有發(fā)現(xiàn)，在前面的學(xué)習(xí)中我們學(xué)習(xí)的都是直線運(yùn)動(dòng)，而現(xiàn)實(shí)生活中更多見到的是曲線運(yùn)動(dòng)。所以從今天開始我們就來研究曲線運(yùn)動(dòng)。師：什么是曲線運(yùn)動(dòng)？生：顧名思義，就是運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)。師：同學(xué)們能不能舉幾個(gè)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的例子。生：從微觀來講，電子繞原子核旋轉(zhuǎn)，從天體運(yùn)動(dòng)來講，地球繞太陽運(yùn)動(dòng)。還有就是我們?nèi)粘Ｉ钪幸姷降臄S鉛球、鐵餅。跳高跳遠(yuǎn)等。師：不錯(cuò)，我這兒也有一些視頻，大家一起來看看播放引入視頻文件二、曲線運(yùn)動(dòng)【定義】：運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)。師：下面我們來一起討論曲線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。師：曲線運(yùn)動(dòng)的位移與路程是什么樣的關(guān)系？生：位移的大小小于路程。師：回答得很好！說明大家對標(biāo)量和矢量的概念已經(jīng)形成。師：曲線運(yùn)動(dòng)平均速度與平均速率的關(guān)系怎樣？生：平均速度的大小小于平均速率。師：瞬時(shí)速度與瞬時(shí)速率的關(guān)系怎樣？生：瞬時(shí)速度的大小就是瞬時(shí)速率。其實(shí)不管對于什么樣的運(yùn)動(dòng)，瞬時(shí)速率的定義就是瞬時(shí)速度的大小。三、曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向師：物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的方向有什么特點(diǎn)？速度的方向會(huì)變化嗎？比如汽車在彎道行駛時(shí)運(yùn)動(dòng)方向變化了嗎？生：物體做曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向一直在變， 師：回答得很好！這里要提醒大家的是我們平時(shí)所講的物體的運(yùn)動(dòng)方向就是指物體瞬時(shí)速度的方向?！咎嵝选浚何覀兤綍r(shí)所講的物體的運(yùn)動(dòng)方向就是指物體瞬時(shí)速度的方向。師：現(xiàn)在我們知道做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向一直在變，那物體在某一時(shí)刻或某一位置具體的速度方向是怎樣的呢？演示實(shí)驗(yàn)如圖所示【問題】：為什么說從A點(diǎn)離開軌道后在白紙上留下的軌跡記錄了鋼球在A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向？【解析】：因?yàn)锳離開軌道后不再受軌道束縛，在白紙上做的是直線運(yùn)動(dòng)，則物體做直線運(yùn)動(dòng)的方向就是物體離開A點(diǎn)的速度方向【問題】：白紙上的墨跡與軌道(曲線)有什么關(guān)系?【解析】：墨跡與軌道只有一個(gè)交點(diǎn)，說明了墨跡所在的直線為軌道所在曲線在該點(diǎn)的切線，也就是說質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時(shí)刻)的速度的方向是在曲線的這一點(diǎn)的切線方向。播放演示實(shí)驗(yàn)的動(dòng)畫演示，加深印象師：下面我們再來觀看一段視頻，請大家用心體會(huì)。【問題】：曲線運(yùn)動(dòng)中，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化了嗎？【解析】：速度是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的標(biāo)志。速度是矢量，有大小和方向。大小和方向中任何一個(gè)變化了，速度均發(fā)生了變化。物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的方向在不斷變化，所以曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在不斷變化。【問題】：那曲線運(yùn)動(dòng)有加速度嗎？【解析】：因?yàn)榧铀俣缺硎疚矬w變化的快慢，既然速度變化了就一定有加速度?！纠斡洝浚呵€運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，有加速度。四、曲線運(yùn)動(dòng)的條件師：剛剛我們研究了曲線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，下面我們來研究物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。師：前面牛頓定律的學(xué)習(xí)中我們知道了物體的運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系。力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。那物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力有什么特點(diǎn)呢？演示實(shí)驗(yàn)1：以拋粉筆為例體會(huì)【體會(huì)】：物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不是僅僅由合外力決定的，粉筆在空中只受重力，重力方向豎直向下，但物體在空中的運(yùn)動(dòng)不一定是豎直向下的，物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律除了與合外力有關(guān)外還與物體的速度有關(guān)。即物體的運(yùn)動(dòng)由速度與合外力共同決定豎直上拋過程：速度向上，合外力向下，向上做減速直線運(yùn)動(dòng)豎起下拋過程：速度向下，合外力向下，向下做加速直線運(yùn)動(dòng)由靜止下落：豎直向下加速直線運(yùn)動(dòng)其它任意角度拋出：曲線運(yùn)動(dòng)結(jié)論：合外力與速度同一直線，做直線運(yùn)動(dòng)，同向加速，反向減速；合外力與速度不在同一直線，做曲線運(yùn)動(dòng)。演示實(shí)驗(yàn)2：1、一斜面裝置放在水平桌面上在斜面頂端放置一鋼球，放開手讓鋼球自由滾下，觀察鋼球在桌面上的運(yùn)動(dòng)情況，記住鋼球的運(yùn)動(dòng)軌跡【觀察】：鋼球做直線運(yùn)動(dòng)，速度逐漸減小【解析】：鋼球受豎直向下的重力，豎直向上的支持力，還受到滑動(dòng)摩擦力的作用摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上，但與運(yùn)動(dòng)方向相反2、在剛才實(shí)驗(yàn)中，鋼球的運(yùn)動(dòng)路徑旁邊放一塊磁鐵，重復(fù)剛才的實(shí)驗(yàn)操作，觀察鋼球在桌面上的運(yùn)動(dòng)情況【觀察】：鋼球傲曲線運(yùn)動(dòng)【解析】：鋼球受豎直向下的重力，豎直向上的支持力，與運(yùn)動(dòng)方向相反的滑動(dòng)摩擦力的作用，此外還受到磁鐵的吸引力引力的方向隨著鋼球的運(yùn)動(dòng)不斷改變，但總是不與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上3、如果小球本來是靜止的，在它的任何一個(gè)方向放上磁鐵，那小球?qū)⒃鯓舆\(yùn)動(dòng)呢？【觀察】：鋼球?qū)⒀刂Φ姆较蜃黾铀僦本€運(yùn)動(dòng)?！窘馕觥浚轰撉蚴茇Q直向下的重力，豎直向上的支持力，磁鐵的吸引力，開始運(yùn)動(dòng)后還受到方向與運(yùn)動(dòng)方向相反的滑動(dòng)摩擦力的作用【牢記】：當(dāng)物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)。且合外力指向曲線彎曲的一側(cè)。 第二節(jié) 質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)【教學(xué)目標(biāo)】知識與技能1、在具體問題中知道什么是合運(yùn)動(dòng)，什么是分運(yùn)動(dòng)。2、知道合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)是同時(shí)發(fā)生的，并且互不影響。3、知道運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法遵循平行四邊形法則【教學(xué)重點(diǎn)】對一個(gè)運(yùn)動(dòng)能正確地進(jìn)行合成和分解【教學(xué)難點(diǎn)】具體問題中的合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的判定?！菊n堂實(shí)錄】引入新課 上一節(jié)我們學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動(dòng)，它比直線運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，為研究復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，就需要把復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分為簡單的運(yùn)動(dòng)，本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)一種常用的一種方法運(yùn)動(dòng)的合成各分解。新課講解 （一）用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo) 知識與技能 1、在具體問題中知道什么是合運(yùn)動(dòng)，什么是分運(yùn)動(dòng)。2、知道合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)是同時(shí)發(fā)生的，并且互不影響。 3、知道運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法遵循平行四邊形法則過程與方法使學(xué)生能夠熟練使用平行四邊形法則進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成和分解情感態(tài)度與價(jià)值觀使學(xué)生明確物理中研究問題的一種方法，將曲線運(yùn)動(dòng)分解為直線運(yùn)動(dòng)。（二）學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程 1：合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng) （1）做課本演示實(shí)驗(yàn)： a在長約80100cm一端封閉的管中注滿清水，水中放一個(gè)由紅蠟做成的小圓柱體R（要求它能在水中大致勻速上?。瑢⒐艿拈_口端用膠塞塞金。 b，將此管緊貼黑板豎直倒置，在蠟塊就沿玻璃管勻速上升，做直線運(yùn)動(dòng)，記下它由A移動(dòng)到B所用的時(shí)間。C：然后，將玻璃管重新倒置，在蠟塊上升的同時(shí)，將玻璃管水平向右勻速移動(dòng)，觀察到它是斜向右上方移動(dòng)的，經(jīng)過相同的時(shí)間，它由A運(yùn)動(dòng)到C： （2）觀察演示實(shí)驗(yàn)（看演示課件）（3）分析： 紅蠟塊可看成是同時(shí)參與了下面兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，在玻璃管中豎直向上的運(yùn)動(dòng)（由A到B）和隨玻璃管水平向右的運(yùn)動(dòng)（由A到D），紅蠟塊實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)（由A到C）是這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成的結(jié)果。（3）用CAI課件重新對比模擬上述運(yùn)動(dòng)（4）總結(jié)得到什么是分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng) a：紅蠟塊沿玻璃管在豎直方向的運(yùn)動(dòng)和隨管做的水平方向的運(yùn)動(dòng)，叫做分運(yùn)動(dòng)。 紅蠟塊實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)叫做合運(yùn)動(dòng)。 b：合運(yùn)動(dòng)的（位移、速度）叫做合（位移、速度） 分運(yùn)動(dòng)的（位移、速度）叫做分（位移、速度） 2、運(yùn)動(dòng)的合成和分解： （1） （2）運(yùn)動(dòng)的合成和分解遵循平行四邊形法則5.3 拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律教學(xué)目標(biāo)(一) 知識與技能1. 知道什么是拋體運(yùn)動(dòng)，什么是平拋運(yùn)動(dòng)。知道平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，加速度為g。2. 用運(yùn)動(dòng)的分解合成結(jié)合牛頓定律研究拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，知道平拋運(yùn)動(dòng)可分為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。3. 能應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律交流討論并解決實(shí)際問題.在得出平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上進(jìn)而分析斜拋運(yùn)動(dòng)。掌握研究拋體運(yùn)動(dòng)的一般方法。4. 通過對平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行探究的過程，體會(huì)運(yùn)動(dòng)的合成與分解在研究復(fù)雜曲線運(yùn)動(dòng)中的重要地位。5. 體會(huì)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)是一種等效替換，體會(huì)等效思想在物理研究中的重要作用。6. 培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)踐的意識和勇氣，主動(dòng)探究實(shí)現(xiàn)知識的遷移。7. 通過用運(yùn)動(dòng)分解合成將復(fù)雜運(yùn)動(dòng)化繁為簡的物理研究過程，感受物理學(xué)的奇妙。教學(xué)重點(diǎn)1. 平拋運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律2. 分析歸納拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法。3. 拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)1. 數(shù)學(xué)知識分析歸納拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，如運(yùn)動(dòng)軌跡方程，位移速度等。2. 拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律教學(xué)過程一、引入師：剛剛我們學(xué)習(xí)了運(yùn)動(dòng)的合成與分解。在今后的學(xué)習(xí)中我們要學(xué)會(huì)用分解合成的方法來處理實(shí)際生活中的一些復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。師：本節(jié)課我們一起來研究一種常見的運(yùn)動(dòng)：拋體運(yùn)動(dòng)。那什么是拋體運(yùn)動(dòng)？大家在日常生活中肯定經(jīng)常見到下面的這些運(yùn)動(dòng)。將物體以任意角度拋出，比如壘球，鐵餅，標(biāo)槍等。師：要研究這們的運(yùn)動(dòng)，就必須對物體進(jìn)行受力分析，這些被拋出的物體在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到幾個(gè)力的作用？生：重力、空氣阻力。師：回答得很好！空氣阻力一般情況下與速度有關(guān)，那這樣的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)嗎？ 生：不是，重力是恒定不變的，但阻力卻隨著速度在變化，所以肯定不是勻變速。師：既然不是勻變速，這就給我們的研究帶來了困難。加速度變化的運(yùn)動(dòng)是很復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)在研究的難點(diǎn)就在于阻力的影響，如果沒有阻力，那物體在空中只受重力，就是一個(gè)勻變速運(yùn)動(dòng)。對于研究勻變速運(yùn)動(dòng)我們還是很有經(jīng)驗(yàn)的。那空氣阻力的影響能忽略嗎，研究表明，如果物體的密度大一點(diǎn)，體積小一點(diǎn)，這時(shí)空氣阻力對物體運(yùn)動(dòng)的影響就很小，可以忽略。像剛才講的壘球，鐵餅，標(biāo)槍等在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)空氣阻力的影響就可以忽略。師：既然一定條件下空氣阻力影響可以忽略，那我們就可以忽略次要因素，抓住主要因素。對于以一定速度拋出的物體，如果忽略空氣阻力，物體只受重力，這樣的運(yùn)動(dòng)就叫做拋體運(yùn)動(dòng)?！径x】：以一定的速度將物體拋出，忽略空氣阻力，只受重力，這樣的運(yùn)動(dòng)叫做拋體運(yùn)動(dòng)。所以拋體運(yùn)動(dòng)也是一個(gè)理想的模型。二、平拋運(yùn)動(dòng)師：接著我們來研究拋體運(yùn)動(dòng)中比較有代表性的一個(gè)運(yùn)動(dòng)，叫平拋運(yùn)動(dòng)。顧名思義就是說將物體以一定的速度水平拋出，不計(jì)空氣阻力。師：平拋運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是怎樣的呢？要研究物體的運(yùn)動(dòng)就要研究物體的受力。師：平拋運(yùn)動(dòng)受力情況怎樣？生：只受重力。師：是勻變速嗎？生：是的。師：加速度是多少？生：大小為g，方向豎直向下。師：直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)？生：速度和合外力不在同一條直線上，做曲線運(yùn)動(dòng)。師：所以平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)?！纠斡洝浚浩綊佭\(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。師：對于一個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)，我們可以用分解合成的方法將它分解成兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)。分析合運(yùn)動(dòng)對應(yīng)的初速度和加速度g選擇適當(dāng)?shù)膮⒖枷?，將速度及加速度進(jìn)行分解根據(jù)上面分析結(jié)果，沿水平方向和豎直方向建立直角坐標(biāo)系是最合適的。水平方向x豎直方向y 加速度a 初速度0g0 速度為 的勻速直線運(yùn)動(dòng) 速度為自由落體運(yùn)動(dòng)根據(jù)兩分運(yùn)動(dòng)方向各自的速度及加速度分析兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)方向各自對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 三、平拋運(yùn)動(dòng)物體的位置師：平拋運(yùn)動(dòng)任一時(shí)刻的位置如何確定？生：水平方向勻速，t時(shí)間內(nèi)的位移為，豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，t時(shí)間內(nèi)位移為，所以任一時(shí)刻的位置坐標(biāo)為（，）師：t時(shí)間內(nèi)的位移如何計(jì)算？生： 與水平方向夾角四、平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡師：我們已經(jīng)知道平拋運(yùn)動(dòng)物體任一時(shí)刻的位置坐標(biāo)，那xy間的關(guān)系式是怎樣的，它們描述的函數(shù)圖象即物體的運(yùn)動(dòng)軌跡又是怎樣的？生：任一時(shí)刻有：函數(shù)圖象是一條拋物線師：其實(shí)數(shù)學(xué)中拋物線的名稱就是這樣得來的?！纠斡洝浚浩綊佄矬w運(yùn)動(dòng)軌跡是一條拋物線。五、平拋運(yùn)動(dòng)的速度師：物體任一時(shí)刻的速度如何確定？某一時(shí)刻有三個(gè)速度量：該時(shí)刻水平方向的速度、豎直方向的速度及合速度。我們要求解物體某一時(shí)刻的速度，求解的是哪一個(gè)呢？生：是指物體的真實(shí)速度，合速度。師：那合速度如何求解呢？生：將該時(shí)刻下水平方向分速度和豎直方向分速度用平行四邊形定則進(jìn)行合成。有 師：速度所在的直線方向與平拋運(yùn)動(dòng)軌跡是怎樣的幾何關(guān)系？生：相切，因?yàn)榍€運(yùn)動(dòng)上某點(diǎn)的速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線方向。【體會(huì)】：曲線運(yùn)動(dòng)上某點(diǎn)的速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線方向。六、平拋運(yùn)動(dòng)落地時(shí)間師：若將一物體以速度從高度為h的某點(diǎn)水平拋出，則物體的落體時(shí)間如何確定生：根據(jù)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性，我們可以從x方向的勻速運(yùn)動(dòng)規(guī)律中求時(shí)間，也可以從y方向的自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律中求時(shí)間，求出來的時(shí)間是一樣的。水平方向勻速運(yùn)動(dòng)豎直方向自由落體需要知道x和只要知道h就行【牢記】：只要知道了下落高度，平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就確定了。水平位移由高度h和初速度共同決定。1、平拋條件分解規(guī)律；2、平拋物體的運(yùn)動(dòng)八、斜拋運(yùn)動(dòng)師：如果物體拋出時(shí)速度不是沿水平方向，而是斜向上或斜向下，我們把這種運(yùn)動(dòng)叫做斜拋運(yùn)動(dòng)。下面我們以斜上拋運(yùn)動(dòng)為例進(jìn)行研究。師：斜拋運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是怎樣的呢？同樣我們必須對做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行受力分析師：斜拋運(yùn)動(dòng)受力情況怎樣？生：只受重力。師：是勻變速嗎？生：是的。師：加速度是多少？生：大小為g，方向豎直向下。師：直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)？生：速度和合外力不在同一條直線上，做曲線運(yùn)動(dòng)。師：所以平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。師：因?yàn)槭乔€運(yùn)動(dòng)，我們可以用分解合成的方法將它分解成兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)。以下步驟留給你生自己推導(dǎo)，教師巡視分析合運(yùn)動(dòng)對應(yīng)的初速度和加速度g選擇適當(dāng)?shù)膮⒖枷担瑢⑺俣燃凹铀俣冗M(jìn)行分解同樣可以沿水平方向和豎直方向建立直角坐標(biāo)系如圖出發(fā)點(diǎn)為原點(diǎn)O水平方向x豎直方向y 加速度a 初速度g0 速度為 的勻速直線運(yùn)動(dòng) 初速度為 的豎直上拋運(yùn)動(dòng)根據(jù)兩分運(yùn)動(dòng)方向各自的速度及加速度分析兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)方向各自對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 任一時(shí)刻的位置水平方向勻速，t時(shí)間內(nèi)的位移為，豎直方向?yàn)樨Q直上拋運(yùn)動(dòng)，t時(shí)間內(nèi)位移為，所以任一時(shí)刻的位置坐標(biāo)為（，）位移 任一時(shí)刻的速度 最大高度及落地時(shí)間水平方向：勻速 豎直方向：豎直上拋。豎直上拋運(yùn)動(dòng)是一個(gè)對稱的運(yùn)動(dòng)，最大高度，時(shí)間九、關(guān)于坐標(biāo)系的建立師：在剛才我們的研究中，我們都是選擇沿水平方向和豎直方向建立直角坐標(biāo)系，那是不是我們一定要研究水平方向和豎直方向建立坐標(biāo)系呢？師：不是的，坐標(biāo)系的建立是以方便研究問題為原則。參考系的建立是任意的。只要牢記，建立參考系分解運(yùn)動(dòng)后兩分運(yùn)動(dòng)是各自獨(dú)立，互不干擾。二、若沿斜面方向（x）和垂直于斜面方向(y)建立直角坐標(biāo)系呢x:初速度為加速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng)y:類豎直上拋。初速度為加速度為時(shí)間由豎直方向求解：師：那是不是一定要建立直角坐標(biāo)系呢？5.4 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)教學(xué)目標(biāo)1. 知道平拋運(yùn)動(dòng)可以分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。2. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論，加強(qiáng)感官印象，加深對平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的理解。3. 能夠設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)得到物體做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，能夠?qū)ζ綊佭\(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行研究得到結(jié)論。4. 能夠通過對平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的研究計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)物體的初速度。通過對實(shí)驗(yàn)過程的探究，掌握研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方法。通過自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的過程。5. 通過實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)，并進(jìn)行有效的理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和求知的欲望。以此滲透刻苦學(xué)習(xí)、勤奮工作精神的美德教育。通過自己的設(shè)計(jì)和操作得出結(jié)論，增強(qiáng)學(xué)生的自信心和成就感，促進(jìn)學(xué)生更好的學(xué)習(xí)。教學(xué)重點(diǎn)1. 如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。2. 如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3. 通過實(shí)驗(yàn)處理結(jié)果加深對平拋運(yùn)動(dòng)的理解教學(xué)難點(diǎn)1. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理中的困難。教學(xué)過程師：在上節(jié)課的學(xué)習(xí)中我們通過理論研究了解到平拋運(yùn)動(dòng)可以分解水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。本節(jié)課我們的學(xué)習(xí)目標(biāo)就是通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證我們通過理論分析得到的結(jié)論是否正確。一、水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律師：首先我們先來研究平拋運(yùn)動(dòng)水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。理論分析知平拋運(yùn)動(dòng)水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是勻速直線運(yùn)動(dòng)。那么請同學(xué)們設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論。學(xué)生思考討論，5分鐘后，請各組派一個(gè)代表發(fā)言。大家共同討論。師：綜合大家的思想，為了驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方向是能夠觀察到初速度為的平拋運(yùn)動(dòng)水平方向的運(yùn)動(dòng)與速度為的水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)情況相同。為此我們?nèi)蓚€(gè)物體，一個(gè)物體A以某一速度在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)物體B以同樣速度為初速度做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)理論，結(jié)果應(yīng)該是AB兩物體水平方向的相對位置不變，如果兩物體出發(fā)點(diǎn)的水平坐標(biāo)相同，則在運(yùn)動(dòng)過程中AB兩物體始終處于同一豎直方向，即水平位置始終相同。師：根據(jù)這個(gè)思想，我這里有個(gè)實(shí)驗(yàn)案例供大家參考。兩個(gè)相同的弧形軌道上面分別裝有電磁鐵，將小球分別吸在電磁鐵上，然后切斷電源，兩球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，仔細(xì)體會(huì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理，大家都來說說這個(gè)實(shí)驗(yàn)觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該又是什么？生：觀察到的結(jié)果應(yīng)該是兩球相撞。有條件的帶領(lǐng)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證學(xué)生的猜想。無條件的帶領(lǐng)學(xué)生觀看視頻動(dòng)畫。（平拋與勻速直線運(yùn)動(dòng)的比較）【實(shí)驗(yàn)表明】:平拋運(yùn)動(dòng)水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是勻速直線運(yùn)動(dòng)。二、豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律師：接著我們研究平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。理論分析知平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是自由落體運(yùn)動(dòng)。兩樣請同學(xué)們設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論。學(xué)生思考討論，5分鐘后，請各組派一個(gè)代表發(fā)言。大家共同討論。師：綜合大家的思想，為了驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方向是能夠觀察到從某高度H做平拋運(yùn)動(dòng)的物體豎直方向的運(yùn)動(dòng)跟從同一高度H自由下落的物體的運(yùn)動(dòng)情況相同。為此我們?nèi)蓚€(gè)物體，主要就是取兩個(gè)物體，一個(gè)物體A從某一高度H做自由落體運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)物體B以某一速度從同一高度H做平拋運(yùn)動(dòng)，如果它們同時(shí)出發(fā)，根據(jù)理論，結(jié)果應(yīng)該它們豎直方向運(yùn)動(dòng)情況一樣，AB兩物體豎直方向的相對位置不變，運(yùn)動(dòng)過程中AB兩物體始終處于同一水平方向，即豎直位置始終相同。師：根據(jù)這個(gè)思想，我這里有個(gè)實(shí)驗(yàn)案例供大家參考。用小錘打擊彈簧金屬片，金屬片把A球沿水平方向拋出，同時(shí)B球被松開，自由下落。A、B兩球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)。仔細(xì)體會(huì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理，大家都來說說這個(gè)實(shí)驗(yàn)觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該又是什么？生：觀察到的結(jié)果應(yīng)該是兩球同時(shí)落體，因?yàn)閷τ凇巴瑫r(shí)”用眼睛不容易確定，但我們可以聽聲音，如果是一個(gè)聲音，說明同時(shí)落地。有條件的帶領(lǐng)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證學(xué)生的猜想。無條件帶領(lǐng)學(xué)生看視頻文件：平拋豎起方向運(yùn)動(dòng)；觀看動(dòng)畫：平拋與自由落體綜合觀看動(dòng)畫：平拋物體的運(yùn)動(dòng)【實(shí)驗(yàn)表明】:平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向的運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)。水平噴出的細(xì)水柱顯示平拋運(yùn)動(dòng)軌跡。A三、通過實(shí)驗(yàn)獲得平拋運(yùn)動(dòng)軌跡師：剛才的演示實(shí)驗(yàn)中，我們進(jìn)行的都是定性的觀察，如果要定量地對平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究，我們首先必須設(shè)法描繪物體做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。師：為了獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，我這里提供幾種方法供同學(xué)們自己選擇方法1：用水流研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)如圖，倒置的飲料瓶內(nèi)裝著水，瓶塞內(nèi)插著兩根兩端開口的細(xì)管，其中一根彎成水平，且水平端加接一段更細(xì)的硬管作為噴嘴。水從噴嘴中射出，在空中形成彎曲的細(xì)水柱，它顯示了平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。設(shè)法把它描在背后的紙上就能進(jìn)行分析處理了。插入瓶中的另一根細(xì)管的作用，是保持從噴嘴射出水流的速度不變，使其不隨瓶內(nèi)水面的下降而減小。這是因?yàn)樵摴苌隙伺c空氣相通，A處水的壓強(qiáng)始終等于大氣壓，不受瓶內(nèi)水面高低的影響。因此，在水面降到A處以前的很長一段時(shí)間內(nèi)，都可以得到穩(wěn)定的細(xì)水柱。方法2:用數(shù)碼照相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)記錄平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡 數(shù)碼相機(jī)大多具有攝像功能，每秒鐘拍攝約15幀照片?？梢杂盟臄z小球從水平桌面飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)的幾張連續(xù)照片。如果用數(shù)學(xué)課上畫函數(shù)圖象的方格黑板做背景，就可以根據(jù)照片上小球的位置在方格紙上畫出小球的軌跡。方法3:斜面、小槽、小球等實(shí)驗(yàn)儀器(實(shí)驗(yàn)室最常用的一種方法)實(shí)驗(yàn)圖如下：1、將平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器置于桌面，裝好平拋軌道，使軌道的拋射端處于水平位置。調(diào)節(jié)調(diào)平螺絲，觀察重垂線或氣泡水準(zhǔn)，使面板處于豎直平面內(nèi)，卡好定位板。2、將描跡記錄紙襯墊一張復(fù)寫紙或打字蠟紙，緊貼記錄面板用壓紙板固定在面板上，使橫坐標(biāo)x軸在水平方向上，縱坐標(biāo)y軸沿豎直方向向下(若用白紙，可事先用鉛筆在紙上畫出x、y坐標(biāo)軸線)，并注意使坐標(biāo)原點(diǎn)的位置在平拋物體(鋼球)的質(zhì)心(即球心)離開軌道處。3、把接球擋板拉到最上方一格的位置。4、將定位板定在某一位置固定好。鋼球緊靠定位板釋放，球沿軌道向下運(yùn)動(dòng)，以一定的初速度由軌道的平直部分水平拋出。5、下落的鋼球打在向面板傾斜的接球擋板上，同時(shí)在面板上留下一個(gè)印跡點(diǎn)。6、再將接球擋板向下拉一格，重復(fù)上述操作方法，打出第二個(gè)印跡點(diǎn)，如此繼續(xù)下拉接球擋板，直至最低點(diǎn)，即可得到平拋的鋼球下落時(shí)的一系列跡點(diǎn)。7、變更定位板的位置，即可改變鋼球平拋的初速度，按上述實(shí)驗(yàn)操作方法，便可打出另一系列跡點(diǎn)。8、取下記錄紙，將各次實(shí)驗(yàn)所記錄的點(diǎn)分別用平滑曲線連接起來，即可得到以不同的初速度做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡圖線。如圖所示。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：（）必須保證記錄面板處于豎直平面內(nèi)，使平拋軌道的平面靠近板面。（）調(diào)節(jié)斜槽末端水平，使小球飛出時(shí)的速度是水平方向?？蓪⑿∏蚍庞诖颂幷{(diào)節(jié)到小球不會(huì)左右滾動(dòng)即可。（）貼坐標(biāo)紙時(shí)，可以用重錘線幫助完成，使重錘線與坐標(biāo)紙的一條線重合，則這條線就是縱坐標(biāo)。（）坐標(biāo)原點(diǎn)是斜槽末端處小球球心的位置。（）每次從同一高度無初速釋放小球。（）選取軌跡上離原點(diǎn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)來測量x,y的值可減小誤差。描點(diǎn)時(shí)，應(yīng)使視線與所描的點(diǎn)齊平。觀看實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫：研究平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)3改進(jìn)版圖2在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，為了確定小球在不同時(shí)刻所通過的位置，實(shí)驗(yàn)時(shí)用右圖所示的裝置，將一塊平木板釘上復(fù)寫紙和白紙，豎直立于槽口前某處，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止滑下，小球撞在木板上留下痕跡A；將木板向后移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止滑下，小球撞在木板上留下痕跡B；又將木板再向后移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止滑下，再得到痕跡C。以此也能得到軌跡。師：改進(jìn)版與原版有什么估點(diǎn)？生：得出的用來描軌跡的點(diǎn)的水平距離相等，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔應(yīng)該是一樣的。四、對平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的研究師：通過實(shí)驗(yàn)我們手頭上已經(jīng)有了好幾條平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡了，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡我們能得出平拋運(yùn)動(dòng)水平方向勻速，豎直方向自由落體這樣的結(jié)論嗎？怎樣判斷？生：能，根據(jù)理論如果物體做平拋運(yùn)動(dòng)，則任一時(shí)刻物體的坐標(biāo)應(yīng)該為（，），并且得到平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡方程，對于一個(gè)確定的平拋運(yùn)動(dòng)，是一個(gè)常量，所以平拋運(yùn)動(dòng)物體任一時(shí)刻的位置坐標(biāo)x、y應(yīng)該滿足。我們在得到的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上任選幾個(gè)點(diǎn)，測量出坐標(biāo)，看y與x2的比值是否是一個(gè)常量。如果是，說明物體做的是平拋運(yùn)動(dòng)。五、計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度師：根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡如何求解平拋運(yùn)動(dòng)的初速度呢？生：根據(jù)公式有5.5 圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)目標(biāo)1. 理解什么是線速度、角速度和周期2. 知道什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)3. 線速度、角速度及周期之間的關(guān)系4. 培養(yǎng)學(xué)生建立模型的能力及分析綜合能力5. 通過運(yùn)用理論分析生活實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體會(huì)學(xué)以致用后的成就感。教學(xué)重點(diǎn)1. 線速度、角速度和周期的概念，線速度、角速度及周期之間的關(guān)系。2. 運(yùn)用所學(xué)分析實(shí)例教學(xué)難點(diǎn)1. 運(yùn)用所學(xué)分析實(shí)例。加深體會(huì)各物理量間的關(guān)系。教學(xué)過程一、引入師：同學(xué)們，在前面學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上，今天我們來一起學(xué)習(xí)一個(gè)比較有代表性的曲線運(yùn)動(dòng)：圓周運(yùn)動(dòng)。師：有沒有同學(xué)能夠告訴我什么是圓周運(yùn)動(dòng)。生：顧名思義，圓周運(yùn)動(dòng)就是運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周的運(yùn)動(dòng)。師：那同學(xué)們能不能從日常生活中舉出一些實(shí)例呢？學(xué)生舉例，老師予以肯定，生活中圓周運(yùn)動(dòng)的例子太多了師：同學(xué)們回答得很好。圓周運(yùn)動(dòng)在生活中是一個(gè)常見的運(yùn)動(dòng)。大到地球繞太陽運(yùn)動(dòng)，小到電子繞原子核運(yùn)動(dòng)。甚至是狗咬尾巴等。帶領(lǐng)學(xué)生觀看視頻：生活圓周；兒童轉(zhuǎn)椅轉(zhuǎn)動(dòng)；飛機(jī)轉(zhuǎn)椅的轉(zhuǎn)動(dòng)師：要研究圓周運(yùn)動(dòng)，自然要研究圓周運(yùn)動(dòng)的速度，加速度等物理量。我們先來研究做圓周運(yùn)動(dòng)的物體的速度。師：速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。下面我們就以自行車為例研究做圓周運(yùn)動(dòng)物體的速度特點(diǎn)。如下圖：ABC師：當(dāng)自行車在行駛時(shí)，圖中ABC三點(diǎn)做的是圓周運(yùn)動(dòng)嗎？生：不是，ABC三點(diǎn)相對于地面做的不是圓周運(yùn)動(dòng)，但如果以自行車架為參考系，則ABC三點(diǎn)做的是圓周運(yùn)動(dòng)。師：那以自行車架為參考系時(shí)，ABC三點(diǎn)哪個(gè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得更快些呢？學(xué)生討論，因?yàn)閰⒄諛?biāo)準(zhǔn)不同，所以沒有統(tǒng)一答案。教師聽取結(jié)論，不作評斷。師：通過剛才的討論，我們并沒有得到統(tǒng)一的結(jié)論。那究竟是誰錯(cuò)了呢？對于AB兩點(diǎn)，有的同學(xué)認(rèn)為AB兩點(diǎn)是一同轉(zhuǎn)動(dòng)的，所以它們的運(yùn)動(dòng)快慢應(yīng)該是一樣的；但有的同學(xué)認(rèn)為，雖然它們是一同轉(zhuǎn)動(dòng)的，但相同的時(shí)間內(nèi)它們走過路程卻不一樣，所以AB兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)快慢是不一樣的。師：同樣，對于BC兩點(diǎn)，有的同學(xué)認(rèn)為BC兩點(diǎn)是用鏈子連在一起的，相同的時(shí)間內(nèi)它們的路程相等，所以BC兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)快慢一樣；其他一些同學(xué)則認(rèn)為雖然相等的時(shí)間內(nèi)路程相等，但相等的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度卻不一樣，所以它們的運(yùn)動(dòng)快慢是不一樣的。師：為什么同一個(gè)問題會(huì)有不同的結(jié)論呢？而且各自的理由都很充分。同學(xué)們能慧眼發(fā)現(xiàn)根本原因嗎？生：好像是我們衡量的標(biāo)準(zhǔn)不同，對于AB的運(yùn)動(dòng)，如果從角度方面考慮，AB的運(yùn)動(dòng)就是一樣的，如果從轉(zhuǎn)過的路程方面來考慮，AB的運(yùn)動(dòng)就不一樣了。師：這位同學(xué)回答得很好，一針見血。原因就是我們衡量的標(biāo)準(zhǔn)不一樣。從角度方面考慮得到的結(jié)論與從路程方面考慮得到的結(jié)論是不一樣的。這其實(shí)也告訴我們一個(gè)結(jié)論：要完整地描述物體的圓周運(yùn)動(dòng)的快慢，僅僅從角度方面或僅僅從路程方面來考慮都是不全面的，必須綜合以上兩個(gè)方面共同考慮。二、線速度師：下面我們先考慮如何從路程方面來研究圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。又因?yàn)槲矬w做圓周運(yùn)動(dòng)的路程就對應(yīng)于圓上的弧長，所以我們需要研究的就是弧長隨時(shí)間的變化快慢。師：比如上圖中的AB兩點(diǎn)，雖然它們相等的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度相同，但它們轉(zhuǎn)過的弧長卻不相同，為了描述AB在運(yùn)動(dòng)過程中弧長變化快慢的不同，物理學(xué)中引入一個(gè)量來描述它。我們把這個(gè)量叫做“線速度”，用符號v表示。師：為什么叫線速度？因?yàn)槲覀兪菑膬蓚€(gè)方面考慮物體做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢，為了區(qū)分，我們把從弧長方面考慮得到的速度叫做“線速度”，把從角度方面考慮得到的速度叫做“角速度”。【定義】：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體某段時(shí)間內(nèi)的弧長與該段時(shí)間的比值叫做線速度。【公式】: 【單位】:米每秒 m/s師：線速度也有平均線速度與瞬時(shí)線速度之分。如果時(shí)間間隔t取得很小很小，那得到的平均線速度就可以代表瞬時(shí)線速度。疑問：ABC甲乙?guī)煟河型瑢W(xué)可能在想，前面我們研究物體運(yùn)動(dòng)快慢時(shí)都是用速度這個(gè)物理量，公式，是位移與時(shí)間的比值。為什么研究做圓周運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)快慢時(shí)不用速度這個(gè)概念，反而引入一個(gè)新的物理量線速度呢？師：請大家相互討論思考，看看能否找到原因。師：如何來解決這個(gè)問題呢？最簡單的方法莫過于舉一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例，分別用線速度和速度來描述這個(gè)運(yùn)動(dòng)的快慢，也許你就能找到原因了。學(xué)生思考討論，老師巡視，最后請學(xué)生代表發(fā)言。見上圖，兩物體同時(shí)從A點(diǎn)出發(fā)，沿順時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t，甲到了B點(diǎn)，乙到C點(diǎn)，均未走完一圈，則：甲乙誰的平均線速度大？甲乙甲乙誰的平均速度大？乙【結(jié)論】：用平均速度無法準(zhǔn)確描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)在弧長方面的運(yùn)動(dòng)快慢。瞬時(shí)線速度大小與瞬時(shí)速度大小的關(guān)系師：現(xiàn)在我把問題再加深一點(diǎn)，瞬時(shí)線速度大小與瞬時(shí)速度大小的關(guān)系是怎樣的呢？師：瞬時(shí)線速度是t0時(shí)的極限值。瞬時(shí)速度是t0時(shí)的極限值。通過作圖我們可以看到，當(dāng)時(shí)間t越小時(shí)，該時(shí)間段內(nèi)的弧長與該段時(shí)間內(nèi)的位移（弦長）的大小差距越小。當(dāng)t足夠小時(shí)，它們的大小幾乎沒有差別。（為什么地球是圓的，而盆中的水面是平的？）所以當(dāng)t0時(shí)，瞬時(shí)線速度的大小與瞬時(shí)速度的大小相等【牢記】：瞬時(shí)線速度的大小與瞬時(shí)速度的大小相等線速度的方向師：那線速度是矢量還是標(biāo)量呢？生：從公式上看應(yīng)該是標(biāo)量啊，因?yàn)榛￠L是標(biāo)量，時(shí)間也是標(biāo)量。師：是的，從公式上看線速度應(yīng)該是標(biāo)量，但作為一個(gè)速度，它除了能描述物體運(yùn)動(dòng)快慢外，還應(yīng)該能夠表示物體的運(yùn)動(dòng)方向，而作為一個(gè)標(biāo)量，是不能描述物體運(yùn)動(dòng)方向的。師：其二，通過剛才的分析我們知道，瞬時(shí)線速度與瞬時(shí)速度的大小是一樣的，而瞬時(shí)速度是矢量，有方向，方向是圓上該點(diǎn)的切線方向。（曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，用作圖來分析，多多讓學(xué)生體會(huì)極限思想）師：其三、為了詳細(xì)研究圓周運(yùn)動(dòng)，在實(shí)際應(yīng)用中我們考慮得較多是瞬時(shí)線速度，很少去考慮平均線速度，因?yàn)樗荒艽篌w地描述平均運(yùn)動(dòng)快慢。師：綜上，我們定義線速度為矢量。如無特殊說明，線速度均指瞬時(shí)線速度，瞬時(shí)線速度就是瞬時(shí)速度。【牢記】：線速度是矢量，方向是圓上該點(diǎn)的切線方向。觀看視頻文件：砂輪上磨刀具三、角速度師：接著我們從角度方面來研究圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。如自行車圖中的BC兩點(diǎn)，因?yàn)樗鼈兪怯面溩舆B起來的，相同的時(shí)間內(nèi)弧長相等，即線速度大小相等。那它們是完全一樣的圓周運(yùn)動(dòng)嗎？師：很明顯不是，雖然它們相等的時(shí)間內(nèi)弧長相等，但相等的時(shí)間內(nèi)它們轉(zhuǎn)過的角度卻不一樣。所以我們還得從角度方面來考慮圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。師：為了描述BC在運(yùn)動(dòng)過程中角度變化快慢的不同，物理學(xué)中引入一個(gè)量來描述它。我們把這個(gè)量叫做“角速度”，用符號表示?！径x】：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體某段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角與該段時(shí)間的比值叫做角速度?！竟健? 師：那角速度的單位是什么呢？師：應(yīng)該是度每秒，/s師：提到角的單位，大家自然會(huì)想到“度”，然而在國際單位制中，角的度量使用另一個(gè)單位“弧度”?！締挝弧?弧度每秒 rad/s弧度師：那弧度是個(gè)怎樣的單位呢？師：我們知道，圓心角越大，它所對的圓弧的弧長l越大，二者成正比。，因此可以用弧長與半徑的比值表示角的大小。公式師：的單位是什么呢？生：弧長單位是米，半徑單位是米，所以的單位應(yīng)該是單位1。師：對，回答得很好。為了表達(dá)的方便，把弧長與半徑的比值常數(shù)與普通常數(shù)區(qū)分開來，我們給一個(gè)單位“弧度”，用符號rad表示。師：那弧度與我們平時(shí)熟知的角度是如何換算的呢？比如180對應(yīng)的弧度是多少呢？生：圓的周長公式為,有，對應(yīng)的圓心角是360，所以有，周角是2弧度、平角是弧度、直角是弧度【牢記】：弧長不是通常意義上的單位，單位計(jì)算時(shí)，不要把“rad”帶到公式中計(jì)算，弧度的真實(shí)單位是1，角速度的真實(shí)單位是?！痉较颉? 四指繞著轉(zhuǎn)動(dòng)方向中，拇指指向就是角速度方向。（對學(xué)生講角速度方向與轉(zhuǎn)向有關(guān)，轉(zhuǎn)向不變，角速度方向就不變）四、轉(zhuǎn)速師：技術(shù)中常用轉(zhuǎn)速來描述轉(zhuǎn)動(dòng)物體上質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢?！径x】：轉(zhuǎn)速是指物體單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，用符號n表示?！締挝弧?轉(zhuǎn)每秒 r/s 轉(zhuǎn)每分 r/min【注意】:轉(zhuǎn)速不是國際單位制單位，運(yùn)算時(shí)往往要把它們換算成弧度每秒。五、周期師：物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，每隔一段時(shí)間就要重復(fù)一次原來的運(yùn)動(dòng)，我們把這樣的運(yùn)動(dòng)稱為周期性運(yùn)動(dòng)。同學(xué)們能不能舉出一些日常生活中常見的周期性運(yùn)動(dòng)。生：這還是比較多的，一年四季，一天二十四個(gè)小時(shí)，人的呼吸，人的心跳等。師：我們把周期性運(yùn)動(dòng)每重復(fù)一次所需要的時(shí)間叫做周期T。如地球自轉(zhuǎn)周期是一天，公轉(zhuǎn)周期是一年?！径x】：周期性運(yùn)動(dòng)每重復(fù)一次所需要的時(shí)間叫做周期T?！締挝弧浚好?s頻率師：描述周期性運(yùn)動(dòng)還常用到頻率的概念。【定義】：單位時(shí)間內(nèi)周期性運(yùn)動(dòng)的次數(shù)。用f表示【公式】：【單位】: 六、各物理量之間的關(guān)系1、線速度與角速度的關(guān)系2、線速度與T的關(guān)系、角速度與T的關(guān)系 3、線速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系、角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系 觀看視頻文件：小球在水平桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；勻速圓周運(yùn)動(dòng)線速度、角速度與周期的關(guān)系七、勻速圓周運(yùn)動(dòng)師：在以上知識點(diǎn)的基礎(chǔ)上，我們來討論圓周運(yùn)動(dòng)中代表性的運(yùn)動(dòng)：勻速圓周運(yùn)動(dòng)。師：你知道什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)嗎？你能分別用線速度和角速度來描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)嗎？生：勻速圓周運(yùn)動(dòng)就是指物體均勻轉(zhuǎn)動(dòng)，線速度處處大小相等，角速度大小也不變?！径x】：線速度大小不變（或角速度不變）的圓周運(yùn)動(dòng)師：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)嗎？生：不是?！皠蛩佟敝傅氖莿蛩俾剩淳€速度大小不變。線速度方向一直在變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。【牢記】：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。師：有同學(xué)可能覺得這個(gè)名字容易讓人誤解勻速圓周運(yùn)動(dòng)為勻速運(yùn)動(dòng)，如果你對這個(gè)名稱不滿意，你也可以提提建議，你能想到更好的名字嗎？【牢記】：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)形式。但由于現(xiàn)實(shí)中許多物體的運(yùn)動(dòng)接近這種運(yùn)動(dòng)，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)這種模型又具有一定的實(shí)際意義。一般圓周運(yùn)動(dòng)，也可以取一段較短的時(shí)間(或弧長)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)5.6 向心加速度教學(xué)目標(biāo)(一) 知識與技能1. 知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，存在加速度。2. 理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度指向圓心，所以又叫做向心加速度。3. 知道向心加速度和線速度、角速度的關(guān)系式4. 能夠運(yùn)用向心加速度公式求解有關(guān)問題(二) 過程與方法5. 體會(huì)速度變化量的處理特點(diǎn)，體驗(yàn)向心加速度的導(dǎo)出過程，領(lǐng)會(huì)推導(dǎo)過程中用到的數(shù)學(xué)方法；教師啟發(fā)、引導(dǎo)。學(xué)生自主閱讀、思考、討論、交流學(xué)習(xí)成果。(三) 情感態(tài)度與價(jià)值觀6. 培養(yǎng)學(xué)生思維能力和分析問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生探究問題的熱情，樂于學(xué)習(xí)的品質(zhì)教學(xué)重點(diǎn)1. 理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，存在加速度。2. 從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度理論推導(dǎo)加速度的公式，體會(huì)極限思想。3. 加速度公式的基本應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)1. 從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度理論推導(dǎo)加速度的公式2. 加速度公式的基本應(yīng)用。教學(xué)過程一、引入師：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)中比較有代表性的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，同學(xué)們回憶一下，勻速圓周運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)？生：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線速度大小不變（或角速度不變）的圓周運(yùn)動(dòng)。師：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)嗎？生：不是，勻速圓周運(yùn)動(dòng)雖然線速度大小不變，但線速度方向一直在變化，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。師：勻速圓周運(yùn)動(dòng)有加速度嗎？生：有！根據(jù)加速度公式知只要速度變化了，就存在加速度。師：好，那請大家回答下面的問題。AB例1、如下圖，物體沿順時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，角速度=rad/s，半徑R=1m。0時(shí)刻物體處于A點(diǎn)，后物體第一次到達(dá)B點(diǎn)，求（1） 這內(nèi)的速度變化量；（2） 這內(nèi)的平均加速度?！窘馕觥浚海?）速度變化量等于末速度減去初速度。速度變化量：如圖 ABAB 由圖知的大小與A或B的速度大小相等，為 ,方向是左下方與豎直方向夾角30（2）根據(jù)加速度公式，知平均加速度大小為【牢記】：要注意的是：速度是矢量，矢量加減法則跟標(biāo)量加減法則是不一樣的，矢量加減法則是三角形定則；前面在學(xué)習(xí)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們是直接對速度進(jìn)行加減的，沒有用什么三角形定則，這是怎么回事？答：這是因?yàn)閷τ谕恢本€上的矢量加減，我們可以通過選定正方向，同向?yàn)檎?，反向?yàn)樨?fù)的方法將復(fù)雜的矢量計(jì)算變成簡單的標(biāo)量計(jì)算。這個(gè)方法的本質(zhì)還是矢量加減法則。10m/s10m/s10m/s20m/sv10m/s20m/s例2、一物體做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為10m/s，則1秒末物體速度多大？2秒末速度多大？1秒末至2秒末這段時(shí)間內(nèi)速度變化量是多大？加速度是多大？10m/s10m/s師：通過上面的解題過程，我相信大家對矢量的理解又加深了。既然勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，存在加速度，那它的加速度有什么特點(diǎn)呢？勻速圓周運(yùn)動(dòng)會(huì)是我們以前接觸過的勻變速運(yùn)動(dòng)嗎？這就是今天我們的學(xué)習(xí)目標(biāo)：研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度的特點(diǎn)。師：我們都知道，對于加速度的研究，我們可以從兩個(gè)方面進(jìn)行：1、單純從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度用公式來研究加速度；2、從結(jié)合受力從動(dòng)力學(xué)角度用公式來研究加速度。今天我們從第1個(gè)方面來研究加速度。二、探究向心加速度大小及方向ABAB方向師：從理論上講，瞬時(shí)加速度是t0時(shí)平均加速度的極限值。由圖可知，當(dāng)時(shí)間間隔t取值越來越小時(shí)，越來越小，越接近于0；越來越大，越接近于90，當(dāng)t0時(shí)，=90，v與垂直。公式在t0時(shí)的極限值就是A點(diǎn)的瞬時(shí)加速度，因?yàn)榧铀俣鹊姆较蚺cv方向相同，于是可知A點(diǎn)的瞬時(shí)加速度與A點(diǎn)瞬時(shí)速度垂直，指向圓心。大小師：請同學(xué)們根據(jù)上面的分析，嘗試推導(dǎo)出向心加速度大小的表達(dá)式?！窘馕觥浚?當(dāng)t0時(shí)，有t0時(shí)，又因?yàn)?有觀看動(dòng)畫視頻：向心加速度三、向心加速度師：通過剛才的分析，我們得到結(jié)論：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)某點(diǎn)的向心加速度大小為；方向與該點(diǎn)速度方向垂直，指向圓心。這個(gè)結(jié)論是通過理論推導(dǎo)出來的，不涉及某個(gè)具體的運(yùn)動(dòng)，如“地球繞太陽做近似的勻速圓周運(yùn)動(dòng)”“電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)”等，所以這個(gè)結(jié)論具有一般性、普遍性。師：因?yàn)閯蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的加速度指向圓心，所以我們把勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度又叫做向心加速度。【定義】：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的加速度由于指向圓心，又叫做向心加速度?！竟健浚骸締挝弧浚簃/s2【方向】：指向圓心師：向心加速度的物理意義是什么呢？有同學(xué)能說一說嗎？生：加速度是描述物體速度變化快慢的物理量。師：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的線速度大小變了嗎？生：沒有。師：所以更詳細(xì)地講向心加速度的物理意義是描述線速度方向變化快慢的物理量。【物理意義】：是用來描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度方向變化快慢的物理量?！締栴}】：勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)嗎？生：不是，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的向心加速度大小不變，方向指向圓心，雖然都是指向圓心，但不同位置指向圓心的位置是不同的，所以不是勻變速。【牢記】：勻變速圓周運(yùn)動(dòng)是非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。例3、從公式看，向心加速度與圓周運(yùn)動(dòng)的半徑成反比？從公式看，向心加速度與半徑成正比，這兩個(gè)結(jié)論是否矛盾？請從以下兩個(gè)角度來討論這個(gè)問題。在y=kx這個(gè)關(guān)系式中，說y與x成正比，前提是什么？自行車的大車輪，小車輪，后輪三個(gè)輪子的半徑不一樣，它們的邊緣上有三個(gè)點(diǎn)A、B、C，其中哪兩點(diǎn)向心加速度的關(guān)系適用于“向心加速度與半徑成正比”，哪兩點(diǎn)適用于“向心加速度與半徑成反比”？ABC例4、說法正確的是（C）A. 向心加速度越大，物體速率變化越快B. 向心加速度大小與軌道半徑成反比。C. 向心加速度方向始終與速度方向垂直D. 在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度是恒定的。例5、關(guān)于北京和廣州隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度，下列說法中正確的是（ BD ）A、它們的方向都沿半徑指向地心B、它們的方向都在平行赤道的平面內(nèi)指向地軸C、北京的向心加速度比廣州的向心加速度大D、北京的向心加速度比廣州的向心加速度小【解析】地球表面各點(diǎn)的向心加速度方向應(yīng)該指向各點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，所以首先必須找到地球表面各點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道，找出其圓心，即可以知道向心加速度的方向。如圖所示，各點(diǎn)加速度都在平行赤道的平面內(nèi)指向地軸。選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.在地面上緯度為的P點(diǎn)，做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑rR0cos，其向心加速度為：anr2R02cos.由于北京的地理緯度比廣州的地理緯度大，北京隨地球自轉(zhuǎn)的半徑比廣州隨地球自轉(zhuǎn)的半徑小，兩地隨地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，因此北京隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度比廣州的小，選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.本題的【答案】為B、D.【點(diǎn)評】因?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)時(shí)，地面上的一切物體都在垂直于地軸的平面內(nèi)繞地軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的轉(zhuǎn)動(dòng)中心（圓心）都在地軸上，而不是地球球心。 5.7 向心力教學(xué)目標(biāo)(一) 知識與技能1. 知道什么是向心力，理解它是一種效果力2. 知道向心力大小與哪些因素有關(guān)。理解公式的確切含義，并能用來進(jìn)行計(jì)算3. 結(jié)合向心力理解向心加速度4. 理解變速圓周運(yùn)動(dòng)中合外力與向心力的關(guān)系(二) 過程與方法5. 從受力分析來理解向心加速度，加深對牛頓定律的理解。6. 通過用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)來了解向心力的大小與哪些因素有關(guān)，并理解公式的含義。7. 經(jīng)歷從勻速圓周運(yùn)動(dòng)到變速圓周運(yùn)動(dòng)再到一般曲線運(yùn)動(dòng)的研究過程，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)解決問題從特殊到一般的思維方法。并學(xué)會(huì)用運(yùn)動(dòng)和力的觀點(diǎn)分析、解決問題。(三) 情感態(tài)度與價(jià)值觀8. 通過親身的探究活動(dòng)，使學(xué)生獲得成功的樂趣，培養(yǎng)學(xué)生參與物理活動(dòng)的興趣。9. 經(jīng)歷從特殊到一般的研究過程，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。10. 實(shí)例、實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系生活，拉近科學(xué)與學(xué)生的距離，使學(xué)生感到科學(xué)就在身邊，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)重點(diǎn)1. 理解向心力的概念和公式的建立。2. 理解向心力只改變速度的方向，不改變