物理必修二素材 曲線運(yùn)動(dòng).doc

人教版新課標(biāo)普通高中物理 必修 5.1 曲線運(yùn)動(dòng)教案 A教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)與技能1. 知道什么是曲線運(yùn)動(dòng)。2. 知道什么是曲線運(yùn)動(dòng)的位移，理解曲線運(yùn)動(dòng)位移的計(jì)算方法。3. 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)。4. 結(jié)合實(shí)例理解物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，對(duì)比直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)的條件，加深對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解。二、過(guò)程與方法體驗(yàn)曲線運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)的區(qū)別；體驗(yàn)曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)及其速度方向的變化。三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀能領(lǐng)略曲線運(yùn)動(dòng)的奇妙與和諧，發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲；有參與科技活動(dòng)的熱情，將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐中。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)理解物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。教學(xué)方法探究、講授、討論、練習(xí)。教具準(zhǔn)備投影儀、投影片、斜面、小鋼球、小木球、條形磁鐵。教學(xué)過(guò)程一、新課導(dǎo)入前面我們學(xué)習(xí)過(guò)了各種直線運(yùn)動(dòng)，包括勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)等。下面來(lái)看這個(gè)小實(shí)驗(yàn)，判斷該物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)：1.演示自由落體運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)的特征是什么？（軌跡是直線） 2.演示平拋運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)的特征是什么？（軌跡是曲線）這里我們看到一種我們前面沒(méi)有學(xué)過(guò)的運(yùn)動(dòng)形式，它與我們前面學(xué)過(guò)的運(yùn)動(dòng)形式有本質(zhì)的區(qū)別。前面我們學(xué)過(guò)的運(yùn)動(dòng)的軌跡都是直線，而我們現(xiàn)在看到的這種運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線，我們把這種運(yùn)動(dòng)稱為曲線運(yùn)動(dòng)。二、新課教學(xué) （一）曲線運(yùn)動(dòng)的位移教師：曲線運(yùn)動(dòng)是常見(jiàn)的，你能舉出物體做曲線運(yùn)動(dòng)的一些實(shí)例嗎？學(xué)生思考并回答：微觀世界里如電子繞原子核旋轉(zhuǎn)；宏觀世界里如天體運(yùn)行；生活中如投標(biāo)搶、擲鐵餅、跳高、跳遠(yuǎn)等均為曲線運(yùn)動(dòng)。教師：觀察教材P2圖5.1-1，思考：如何確定物體在從O運(yùn)動(dòng)到A的過(guò)程中的位移？學(xué)生思考并回答：可以采用建平面直角坐標(biāo)系的方法，根據(jù)物體沿兩個(gè)方向的分矢量，利用矢量平行四邊形定則求曲線位移。練習(xí)：自行車場(chǎng)地賽中，運(yùn)動(dòng)員騎自行車?yán)@圓形賽道運(yùn)動(dòng)一周，下列說(shuō)法中正確的是（ ）。A運(yùn)動(dòng)員通過(guò)的路程為零B運(yùn)動(dòng)員發(fā)生的位移為零C運(yùn)動(dòng)員的速度方向時(shí)刻在改變D由于起點(diǎn)與終點(diǎn)重合，速度方向沒(méi)有改變，因此運(yùn)動(dòng)并非曲線運(yùn)動(dòng)答案BC（二）曲線運(yùn)動(dòng)的速度教師：引導(dǎo)學(xué)生看教材P2圖5.1-2和圖5.1-3提出問(wèn)題：砂輪打磨下來(lái)的熾熱微粒，飛出去的鏈球，它們沿著什么方向？教師演示實(shí)驗(yàn)：撐開(kāi)的帶有水的傘繞著傘柄旋轉(zhuǎn)，雨滴從傘的邊緣飛出，提出問(wèn)題：雨滴沿什么方向飛出？不同的位置飛出的方向一樣嗎？你的理由是什么？是否是沿圓周的切線？學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象思考并總結(jié)規(guī)律。教師：下面請(qǐng)同學(xué)們看教材P3演示實(shí)驗(yàn)，看完后我將找兩位同學(xué)到前面配合做實(shí)驗(yàn)。教師找兩名同學(xué)做實(shí)驗(yàn)。教師：請(qǐng)同學(xué)們觀察并思考：為什么說(shuō)從A點(diǎn)離開(kāi)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？同學(xué)討論交流并回答，教師總結(jié)。因?yàn)锳離開(kāi)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(kāi)A點(diǎn)的速度方向。教師：白紙上的墨跡與軌道（曲線）有什么關(guān)系？同學(xué)討論交流并回答，教師總結(jié)。墨跡與軌道只有一個(gè)交點(diǎn)，說(shuō)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(shuō)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。結(jié)論：曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向總是沿軌跡的切線方向。教師提出問(wèn)題：什么是曲線的切線呢？請(qǐng)同學(xué)們看教材P3圖5.1-5，思考、歸納、總結(jié)。教師：速度的定義式是什么？ 學(xué)生：教師：該公式求解出來(lái)的是平均速度還是瞬時(shí)速度？學(xué)生：因?yàn)閷?duì)應(yīng)的是一段時(shí)間，求解出來(lái)的是平均速度。 教師：平均速度的方向是怎樣的？ 學(xué)生：平均速度的方向與位移的方向相同。AB教師：很好！如右圖所示，質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)在時(shí)間t內(nèi)從A到B，這段時(shí)間內(nèi)的位移即為割線AB，平均速度的方向就是割線AB的方向。 教師：那瞬時(shí)速度是如何求解的呢？ABCD學(xué)生：數(shù)學(xué)語(yǔ)言講就是瞬時(shí)速度是平均速度的極限值。就是說(shuō)時(shí)間間隔t取得越短，該時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度變化就越小，該段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)近似成勻速直線運(yùn)動(dòng)的誤差就越小，平均速度代表瞬時(shí)速度的誤差就越小。當(dāng)t0時(shí)，平均速度的極限值就是瞬時(shí)速度。教師：如右圖，如果t取得越小，平均速度的方向依次變?yōu)楦罹€AC、AD的方向（注意已逐漸逼近A處切線的方向）。當(dāng)t0時(shí)，割線就成了切線，即平均速度極限值即為A點(diǎn)的瞬時(shí)速度，它的方向便在過(guò)A點(diǎn)的切線方向上。教師：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？ 學(xué)生思考并回答：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。教師：那曲線運(yùn)動(dòng)有加速度嗎？學(xué)生思考、討論后回答：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。結(jié)論：曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，有加速度。教師提出問(wèn)題：速度是矢量，速度能否像力一樣進(jìn)行合成分解呢？速度的合成和分解滿足什么規(guī)律呢？請(qǐng)同學(xué)們看教材P4，并做例題。學(xué)生看書(shū)思考，教師點(diǎn)評(píng)總結(jié)：速度的合成分解滿足矢量平行四邊形定則，在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)效果分解或者正交分解。練習(xí)：1. 如圖所示，質(zhì)點(diǎn)通過(guò)位置P時(shí)的速度、加速度及P附近的一段軌跡都在圖上標(biāo)出，其中可能正確的是（）。vaAPvaBPvaCPvaDP答案：BD（三）運(yùn)動(dòng)描述的實(shí)例演示實(shí)驗(yàn)：如教材P5圖5.1-9所示，在一端封閉、長(zhǎng)約l m的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一紅蠟做的小圓柱體R，將玻璃管的開(kāi)口端用膠塞塞緊。教師：介紹實(shí)驗(yàn)裝置及觀察要點(diǎn)。 玻璃管快速倒置后靜止，蠟塊豎直向上的運(yùn)動(dòng)可看成勻速直線運(yùn)動(dòng)。 玻璃管快速倒置后讓玻璃管沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 以黑板為參照物觀察蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡的特點(diǎn)。教師演示并提醒學(xué)生認(rèn)真觀察。提出問(wèn)題： 蠟塊的軌跡是直線還是曲線？ 能否看出蠟塊的運(yùn)動(dòng)是勻速還是變速？ 本實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能否從運(yùn)動(dòng)的合成和分解的角度加以分析？學(xué)生思考討論并提出見(jiàn)解，教師引導(dǎo)學(xué)生看教材并總結(jié)。1蠟塊的位置建立如P5圖5.1-10所示的平面直角坐標(biāo)系：選蠟塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的位置為原點(diǎn)，水平向右的方向和豎直向上的方向分別為x軸和y軸的正方向。蠟塊在兩個(gè)方向上做的都是勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以x、y可以通過(guò)勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式s=vt獲得，即：x=vxt y=vyt 這樣我們就確定了蠟塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中任意時(shí)刻的位置，然而要知道蠟塊做的究竟是什么運(yùn)動(dòng)這還不夠，我們還要知道蠟塊的運(yùn)動(dòng)速度。下面我們就來(lái)探究這個(gè)問(wèn)題。2蠟塊的速度根據(jù)我們前面學(xué)過(guò)的速度的合成與分解知識(shí)，蠟塊在P點(diǎn)的沿x軸和沿y軸方向的速度分別為vx、vy，由勾股定理可得v=教師：請(qǐng)同學(xué)們分析這個(gè)公式，從中我們可以得到什么樣的結(jié)論？vy 、vx都是常量，v也是常量。也就是說(shuō)蠟塊的速度是不發(fā)生變化的，即蠟塊做的是勻速運(yùn)動(dòng)。教師：因?yàn)樗俣仁鞘噶?，所以還要表示出它的方向：v與x軸方向的夾角為，則：tan=3蠟塊運(yùn)動(dòng)的軌跡教師：我們?cè)跀?shù)學(xué)課上就已經(jīng)學(xué)過(guò)了直線方程和曲線方程，現(xiàn)在我們能否根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)，由物體的位置坐標(biāo)x、y表示出軌跡方程呢？學(xué)生思考討論，教師總結(jié)：根據(jù)數(shù)學(xué)上的消元法，我們可以從這兩個(gè)關(guān)系式中消去變量t，就可以得到關(guān)于x、y兩個(gè)變量的方程了。我們可以先從公式中解出tt=x/vx y=vy x/vx = x 現(xiàn)在我們對(duì)公式進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，看看它究竟代表的是一條什么樣的曲線呢？由于蠟塊在x、y兩個(gè)方向上做的都是勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以vy 、vx都是常量，vy /vx也是常量，可見(jiàn)公式表示的是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線。在物理上這代表什么意思呢？這也就是說(shuō)，蠟塊相對(duì)于黑板的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線，即蠟塊做的是直線運(yùn)動(dòng)。教師提出問(wèn)題：物體在什么情況下做曲線運(yùn)動(dòng)，即物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是什么？下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究一下這個(gè)問(wèn)題。（四）物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件實(shí)驗(yàn)：利用磁鐵、玻璃板、小鐵球，如何使小鐵球做加速直線運(yùn)動(dòng)、做減速直線運(yùn)動(dòng)、做曲線運(yùn)動(dòng)？制定你的實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生開(kāi)始小組討論，制定實(shí)驗(yàn)方案，分工配合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：請(qǐng)兩名同學(xué)利用他們的方案來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。演示給全體學(xué)生。學(xué)生歸納總結(jié)，教師指導(dǎo)，得出結(jié)論。直線加速：F的方向與v的方向相同。直線減速：F的方向與v的方向相反。曲線運(yùn)動(dòng)：F的方向與v的方向成一夾角(此夾角不等于0或180)。結(jié)論：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)。練習(xí)：1. 關(guān)于物體做曲線運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）。A物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動(dòng)B物體在變力作用下有可能做曲線運(yùn)動(dòng)C做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，其速度方向與加速度方向不在一條直線上D物體在變力作用下不可能做直線運(yùn)動(dòng)答案：BC2. 某物體在一個(gè)足夠大的光滑水平面上向西運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它受到一個(gè)向南的恒定外力作用時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)將是（）。 A直線運(yùn)動(dòng)且是勻變速直線運(yùn)動(dòng) B曲線運(yùn)動(dòng)，但加速度方向不變，大小不變，是勻變速運(yùn)動(dòng) C曲線運(yùn)動(dòng)，但加速度方向改變，大小不變，是非勻變速曲線運(yùn)動(dòng) D曲線運(yùn)動(dòng)，加速度方向和大小均改變，是非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)答案：B三、小結(jié)同學(xué)們根據(jù)自身特點(diǎn)，各自進(jìn)行。1獨(dú)立歸納，應(yīng)用自己熟悉的方式并能找出重點(diǎn)內(nèi)容。2討論歸納，列出知識(shí)的框架圖，說(shuō)明知識(shí)的認(rèn)知過(guò)程。3結(jié)合提綱，知識(shí)重現(xiàn)，小結(jié)歸納。四、課堂達(dá)標(biāo)1下列關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)的描述中，正確的是（ ）。A曲線運(yùn)動(dòng)可以是勻速運(yùn)動(dòng)B曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)C曲線運(yùn)動(dòng)可以是勻變速運(yùn)動(dòng)D曲線運(yùn)動(dòng)的加速度可能為零 答案：BC2做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中一定變化的物理量是（ ）。A速率B速度C加速度D加速度大小答案：B3一物體在力F1、F2、F3Fn共同作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若突然撤去F2，則該物體（ ）。 A可能做直線運(yùn)動(dòng) B不可能繼續(xù)做直線運(yùn)動(dòng) C必沿F2的方向做直線運(yùn)動(dòng) D必沿F2的反方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)答案：A4如圖所示為一空間探測(cè)器的示意圖，P1、P2、P3、P4是四個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，P1、P3的連線與空間一固定坐標(biāo)系的x軸平行，P2、P4的連線與空間一固定坐標(biāo)系的y軸平行。每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)動(dòng)時(shí)，都能向探測(cè)器提供推力，但不會(huì)使探測(cè)器轉(zhuǎn)動(dòng)。開(kāi)始時(shí)，探測(cè)器以恒定速度v0向正x軸方向平移。P4P1P2P3單獨(dú)分別開(kāi)動(dòng)P1、P2、P3、P4，探測(cè)器將分別做什么運(yùn)動(dòng)？開(kāi)動(dòng)P2與開(kāi)動(dòng)P4，探測(cè)器的運(yùn)動(dòng)有何不同？同時(shí)開(kāi)動(dòng)P2和P3，探測(cè)器將做什么運(yùn)動(dòng)？若四個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)能產(chǎn)生相同大小的推力，同時(shí)開(kāi)動(dòng)時(shí)探測(cè)器將做什么運(yùn)動(dòng)？答案：?jiǎn)为?dú)開(kāi)動(dòng)P1時(shí)，力沿x方向，故探測(cè)器做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，單獨(dú)開(kāi)動(dòng)P3時(shí)，探測(cè)器做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；單獨(dú)開(kāi)動(dòng)P2或P4時(shí)，做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。但開(kāi)動(dòng)P2時(shí)，探測(cè)器在坐標(biāo)系中第一象限做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，而單獨(dú)開(kāi)動(dòng)P4時(shí)，探測(cè)器是在第四象限做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。同時(shí)開(kāi)動(dòng)P2和P3，合外力方向與x、y方向均成45角，探測(cè)器做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。 同時(shí)開(kāi)動(dòng)四個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，探測(cè)器做勻速直線運(yùn)動(dòng)。五、布置作業(yè)教材P7第2題、第4題教案 B教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)與技能1. 知道曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向，理解曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)。2. 在具體問(wèn)題中知道什么是合運(yùn)動(dòng)，什么是分運(yùn)動(dòng)。3. 知道運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法遵循平行四邊形定則。4. 知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是所受合外力的方向與它的速度方向不在同一條直線上。二、過(guò)程與方法1. 能運(yùn)用牛頓第二定律分析曲線運(yùn)動(dòng)的條件，掌握速度與合外力方向與曲線彎曲情況之間的關(guān)系。2. 體驗(yàn)曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)及它的速度方向的變化。3. 使學(xué)生能夠熟練使用平行四邊形定則進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成和分解。三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀l. 能領(lǐng)略曲線運(yùn)動(dòng)的奇妙與和諧，增強(qiáng)對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲。2. 激發(fā)參與科技活動(dòng)的熱情，善于將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐中。教學(xué)重點(diǎn)1. 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的方向的判定。2. 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。3. 對(duì)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)1. 理解曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。2. 會(huì)根據(jù)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件分析具體問(wèn)題。3. 具體問(wèn)題中的合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的判定。教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)法、歸納法、討論、交流學(xué)習(xí)成果。教學(xué)工具計(jì)算機(jī)、投影儀、CAI課件、小鋼球、條形磁鐵等。教學(xué)過(guò)程一、引入新課在前幾章中我們研究了直線運(yùn)動(dòng)，但實(shí)際生活中普遍發(fā)生的卻是曲線運(yùn)動(dòng)。如飛行的鐵餅，導(dǎo)彈，衛(wèi)星等等都是曲線運(yùn)動(dòng)。所以，研究曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，物體在什么情況下做曲線運(yùn)動(dòng)等問(wèn)題將是我們更重要的任務(wù)，從本節(jié)課開(kāi)始我們來(lái)研究曲線運(yùn)動(dòng)。二、新課教學(xué)（一）曲線運(yùn)動(dòng)的位移教師：我們把一個(gè)物體沿水平方向拋出，它會(huì)一直在水平方向上運(yùn)動(dòng)嗎？學(xué)生：不會(huì)。教師：它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？學(xué)生：它是沿著一條曲線落向地面。教師：這種情況能夠應(yīng)用直線坐標(biāo)系嗎？學(xué)生：不能。教師：對(duì)，這種情況下無(wú)法應(yīng)用直線坐標(biāo)系，而應(yīng)該選擇平面直角坐標(biāo)系。教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P2圖5.1-1及相關(guān)內(nèi)容。教師：當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，它相對(duì)于拋出點(diǎn)的位移是OA，可以用l表示。怎樣確定位移l的方向？學(xué)生：用A點(diǎn)的坐標(biāo)（xA，yA ） 表示。教師：對(duì)，由于這類問(wèn)題中位移矢量l的方向在不斷變化，運(yùn)算不太方便，所以要用它在坐標(biāo)軸方向的分矢量來(lái)代替它。由于兩個(gè)分矢量的方向是確定的，只要用A點(diǎn)的坐標(biāo)（xA，yA）表示就可以了。（二）曲線運(yùn)動(dòng)的速度課件演示1. 在砂輪上磨刀具時(shí)，刀具與砂輪接觸處有火星沿砂輪的切線方向飛出。2. 運(yùn)動(dòng)員擲鏈球時(shí)，鏈球在手的牽引下做曲線運(yùn)動(dòng)，一旦運(yùn)動(dòng)員放手，鏈球即刻飛出。放手的時(shí)刻不同，鏈球飛出的方向也不一樣。教師：曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向是時(shí)刻改變的，該怎樣確定物體的速度方向呢？引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P3有關(guān)內(nèi)容和圖5.1-5，明確切線的概念。學(xué)生閱讀教材，回答什么是曲線的切線；如何描述曲線運(yùn)動(dòng)物體的速度方向。教師聽(tīng)取學(xué)生匯報(bào)，幫助總結(jié)、強(qiáng)調(diào)。強(qiáng)調(diào)：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)（或某一時(shí)刻）的速度方向是沿曲線的這一點(diǎn)的切線方向。引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P3和圖5.1-6，回答下列問(wèn)題：1. 速度是矢量，既有大小，又有方向。那么速度的變化包含哪幾層含義？2. 有人說(shuō)，做曲線運(yùn)動(dòng)的物體一定具有加速度，該怎樣理解？3. 由以上兩個(gè)問(wèn)題，可以更進(jìn)一步概括出曲線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征，應(yīng)該怎樣描述？學(xué)生活動(dòng)：思考并回答問(wèn)題。教師聽(tīng)取學(xué)生匯報(bào)，幫助總結(jié)、強(qiáng)調(diào)。只要速度的大小、方向中的一個(gè)或兩個(gè)同時(shí)變化，就表示速度矢量發(fā)生了變化；既然曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，那么由a=可得，做曲線運(yùn)動(dòng)的物體一定具有加速度；曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向時(shí)刻在改變，所以曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。速度是矢量，它與力、位移等其他矢量一樣，可以用它在相互垂直的兩個(gè)方向的分矢量來(lái)表示，這兩個(gè)分矢量叫做分速度。物體的速度記做v，沿曲線的切線方向，vX、vY是它在兩個(gè)坐標(biāo)軸方向的分速度（圖5.1-6）。如果速度方向與x軸的夾角是q，按照銳角三角函數(shù)的定義，兩個(gè)分速度vX、vY與速度v的關(guān)系是vX=vcosqvY=vsinq例 飛機(jī)起飛時(shí)以300km/h的速度斜向上飛，飛行方向與水平面的夾角為30。求水平方向的分速度vX和豎直方向的分速度vY。如圖5.1-7。（解題步驟見(jiàn)教材P4）（三）運(yùn)動(dòng)描述的實(shí)例演示實(shí)驗(yàn)（圖5.1-9）a在一端封閉，長(zhǎng)約1m的玻璃管中注滿清水，水中放一個(gè)紅蠟做的小圓柱體R（要求它能在水中大致勻速上?。?。將玻璃管的開(kāi)口端用橡膠塞塞緊（圖5.1-9甲）。b將玻璃管倒置（圖5.1-9乙），蠟塊R沿玻璃管上升。如果在玻璃管旁邊豎立一個(gè)米尺，可以看到，除了開(kāi)始的一小段外，蠟塊上升的速度大致不變。c再次將玻璃管上下顛倒，在上升的同時(shí)，將玻璃管緊貼著黑板沿水平方向向右勻速移動(dòng)（圖5.1-9丙）。以黑板為參照物觀察蠟塊的運(yùn)動(dòng)。1. 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)（1）合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)：如果一個(gè)物體同時(shí)參與了兩種運(yùn)動(dòng)，這兩種運(yùn)動(dòng)叫做分運(yùn)動(dòng)，而物體相對(duì)地面的實(shí)際運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng)。實(shí)際運(yùn)動(dòng)的方向就是合運(yùn)動(dòng)的方向。（2）在一個(gè)具體問(wèn)題中判斷哪個(gè)是合運(yùn)動(dòng)、哪個(gè)是分運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵是弄清物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)是哪個(gè)，則這個(gè)運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng)。物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)就是物體相對(duì)地面發(fā)生的運(yùn)動(dòng)，或者說(shuō)是相對(duì)于地面上的觀察者所發(fā)生的運(yùn)動(dòng)。（3）相互關(guān)系運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性：分運(yùn)動(dòng)之間是互不相干的，即各個(gè)分運(yùn)動(dòng)均按各自規(guī)律運(yùn)動(dòng)，彼此互不影響。運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性：各個(gè)分運(yùn)動(dòng)及其合運(yùn)動(dòng)總是同時(shí)發(fā)生，同時(shí)結(jié)束，經(jīng)歷的時(shí)間相等。運(yùn)動(dòng)的等效性：各分運(yùn)動(dòng)疊加起來(lái)的效果與合運(yùn)動(dòng)相同。運(yùn)動(dòng)的相關(guān)性：分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)決定合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡。（4）在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的分解（例如速度、位移等的分解）時(shí)，在遵從平行四邊形定則的前提下，還要按照實(shí)際效果進(jìn)行分解。2. 運(yùn)動(dòng)的合成與分解這是處理復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的一種重要方法。（1）運(yùn)動(dòng)的合成與分解已知分運(yùn)動(dòng)的情況求合運(yùn)動(dòng)的情況，叫做運(yùn)動(dòng)的合成。已知合運(yùn)動(dòng)的情況求分運(yùn)動(dòng)的情況，叫做運(yùn)動(dòng)的分解。（2）運(yùn)動(dòng)的合成與分解的目的：運(yùn)動(dòng)的合成與分解是解決復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的一種基本方法。它的目的在于把一些復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為比較簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)，這樣就可以應(yīng)用已經(jīng)掌握的有關(guān)直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)研究一些復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)。（3）運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵循的原則：運(yùn)動(dòng)的合成與分解實(shí)質(zhì)（研究?jī)?nèi)容）：運(yùn)動(dòng)是位置隨時(shí)間的變化，通常用位移、速度、加速度等物理量描述。所以，運(yùn)動(dòng)的合成與分解實(shí)質(zhì)就是對(duì)描述運(yùn)動(dòng)的上述物理量的合成與分解。定則：由于描述運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度等物理量均是矢量，而矢量的合成與分解遵從“平行四邊形定則”，所以運(yùn)動(dòng)的合成與分解也遵從“平行四邊形定則”。（4）對(duì)實(shí)際運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解的方法第一，分析對(duì)實(shí)際運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響的因素有哪些，從而明確實(shí)際運(yùn)動(dòng)同時(shí)參與了哪幾個(gè)運(yùn)動(dòng)。例如渡船渡河時(shí)，影響渡船運(yùn)動(dòng)的主要因素有兩個(gè)：一是船本身的劃動(dòng)，二是隨水的漂流。因此，渡船的運(yùn)動(dòng)可以看成船本身的劃動(dòng)及隨水漂流運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。第二，要明確各個(gè)分運(yùn)動(dòng)各自獨(dú)立，互不影響，其位移、速度、加速度各自遵循自己的規(guī)律。如渡船本身的劃速、位移，由船本身的動(dòng)力決定，與水流速度無(wú)關(guān)。水流速度影響的是船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)而不是船本身的劃動(dòng)。第三，要明確各個(gè)分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)是同時(shí)進(jìn)行的。合運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度與各個(gè)分運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度在同一時(shí)間（或同一時(shí)刻）滿足平行四邊形定則。那么，已知其中幾個(gè)量可求另外幾個(gè)量。3. 兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡的判斷方法（1）根據(jù)平行四邊形定則，求出合運(yùn)動(dòng)的初速度v0和加速度a后進(jìn)行判斷。若a0（分運(yùn)動(dòng)的加速度都為零），物體沿合初速度v0的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若a0且a與v0的方向在同一直線上，物體就做直線運(yùn)動(dòng)：a與v0同向時(shí)做加速直線運(yùn)動(dòng)；a與v0反向時(shí)先做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度減為零后將沿a的方向做加速運(yùn)動(dòng)；a恒定時(shí)，物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。若a與v0的方向不在同一直線上，則合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)。a恒定時(shí)，是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。（2）合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡由分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)決定。分別研究下列幾種情況下的合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡。兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。相互垂直的勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。4. 互成角度的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的幾種可能情況（1）兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍然是勻速直線運(yùn)動(dòng)。 （2）一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)。（3）兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍然是勻加速直線運(yùn)動(dòng)。（4）兩個(gè)初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)可能是直線運(yùn)動(dòng)，也可能是曲線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合速度方向與這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合加速度方向在同一條直線上時(shí)合運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，否則是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。（四）物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件演示實(shí)驗(yàn)：（投影儀顯示）一個(gè)在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)的鋼珠，如果從旁邊給它施加一個(gè)側(cè)向力，它的運(yùn)動(dòng)方向就會(huì)改變，不斷給鋼珠施加側(cè)向力，或者在鋼珠運(yùn)動(dòng)的路線旁放一塊磁鐵，鋼珠就偏離原來(lái)的方向而做曲線運(yùn)動(dòng)。歸納得到：當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時(shí)，物體就做曲線運(yùn)動(dòng)。討論：做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，其加速度的方向跟它的速度方向是否一致？對(duì)照物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件：當(dāng)物體所受的合外力方向跟它的速度方向在同一直線上時(shí)，物體做直線運(yùn)動(dòng)。問(wèn)題：拋出的石子，飛行的人造衛(wèi)星為什么做曲線運(yùn)動(dòng)？用牛頓第二定律分析物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件： 當(dāng)合力的方向與物體的速度方向在同一直線上時(shí)，產(chǎn)生的加速度也在這條直線上，物體就做直線運(yùn)動(dòng)。如果合力的方向跟速度方向不在同一條直線上，產(chǎn)生的加速度就和速度成一夾角，這時(shí)，合力就不但可以改變速度的大小，而且可以改變速度的方向，物體就做曲線運(yùn)動(dòng)。鞏固練習(xí)：物體在力F1、F2、F3的共同作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若突然撤去外力F1，則物體的運(yùn)動(dòng)情況是（ ） A. 必沿著F1的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B. 必沿著F1的方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)C. 不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) D. 可能做直線運(yùn)動(dòng)，也可能做曲線運(yùn)動(dòng)答案：D三、實(shí)例探究1. 在砂輪上磨刀具時(shí)可以看到，刀具與砂輪接觸處有火星沿砂輪的切線飛出，為什么由此推斷出砂輪上跟刀具接觸處的質(zhì)點(diǎn)的速度方向沿砂輪的切線方向？解答：火星是從刀具與砂輪接觸處擦落的熾熱微粒，由于慣性，它們以被擦落時(shí)具有的速度做直線運(yùn)動(dòng)。因此，火星飛出的方向就表示砂輪上跟刀具接觸處的質(zhì)點(diǎn)的速度方向?；鹦茄厣拜喦芯€飛出說(shuō)明砂輪上跟刀具接觸處的質(zhì)點(diǎn)的速度方向沿砂輪的切線方向。2. 為什么說(shuō)曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)？解答：物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，它在某點(diǎn)的速度方向就是曲線的這一點(diǎn)的切線方向，由于曲線上各點(diǎn)的切線方向是不同的，所以，物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的方向時(shí)刻在變化，由于速度是矢量，不論其大小是否變化，只要方向改變，速度就發(fā)生了變化，所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。3. 請(qǐng)你從牛頓運(yùn)動(dòng)定律和物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件出發(fā)，總結(jié)出物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。解答：由于曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，所以做曲線運(yùn)動(dòng)的物體一定有加速度，它所受的合外力一定不為零。當(dāng)物體的加速度方向跟運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上時(shí)，物體做變速直線運(yùn)動(dòng)（加速直線運(yùn)動(dòng)或減速直線運(yùn)動(dòng)），由牛頓第二定律知，物體做變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合外力的方向必跟運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上。反之，只要合外力的方向跟物體的運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上，物體就一定做變速直線運(yùn)動(dòng)。因此，當(dāng)物體所受的合外力不為零，且合外力的方向跟物體的運(yùn)動(dòng)方向不在同一條直線上時(shí)，物體就做曲線運(yùn)動(dòng)。四、 課外練習(xí) 1.關(guān)于運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，以下說(shuō)法中正確的是（）。 A. 曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng) B. 變速運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)C. 曲線運(yùn)動(dòng)一定是變加速運(yùn)動(dòng) D. 物體加速度數(shù)值、速度數(shù)值都不變的運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)2.關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）。A.物體在恒力作用下可能做曲線運(yùn)動(dòng)B.物體在變力作用下不可能做直線運(yùn)動(dòng)C.物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動(dòng)D.物體在變力作用下不可能