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文檔簡介
1、編號 001編寫人多杰仁青課題5.1 曲線運動三維目標知識與技能(l)知道曲線運動中速度的方向,理解曲線運動是一種變速運動;(2)知道物體做曲線運動的條件是所受的合外力與它的速度方向不在一條直線上。過程與方法(1)體驗曲線運動與直線運動的區(qū)別;(2)體驗曲線運動是變速運動及它的速度方向的變化。情感態(tài)度與價值觀(1)能領略曲線運動的奇妙與和諧,發(fā)展對科學的好奇心與求知欲;(2)有參與科技活動的熱情,將物理知識應用于生活和生產實踐中。教學重點什么是曲線運動;物體做曲線運動的方向的確定;物體做曲線運動的條件。教學難點物體微曲線運動的條件。教學方法探究、講授、討論、練習教學媒體投影儀、投影片、斜面、小
2、鋼球、小木球、條形磁鐵。教學內容曲線運動修改建議教學活動教學活動(一)新課導入前面我們學習過了各種直線運動,包括勻速直線運動、勻變速直線運動、自由落體運動等。下面來看這個小實驗,判斷該物體的運動狀態(tài)。實驗:(1)演示自由落體運動,該運動的特征是什么?(軌跡是直線) (2)演示平拋運動,該運動的特征是什么?(軌跡是曲線)這里我們看到一種我們前面沒有學過的運動形式,它與我們前面學過的運動形式有本質的區(qū)別。前面我們學過的運動的軌跡都是直線,而我們現在看到的這種運動的軌跡是曲線,我們把這種運動稱為曲線運動。概念:軌跡是曲線的運動叫曲線運動。其實曲線運動是比直線運動普遍的運動情形,現在請大家舉出一些生活
3、中的曲線運動的例子?(微觀世界里如電子繞原子核旋轉;宏觀世界里如天體運行;生活中如投標搶、擲鐵餅、跳高、既遠等均為曲線運動)(二)新課教學1、曲線運動速度的方向在前面學習直線運動的時候我們已經知道了任何確定的直線運動都有確定的速度方向,這個方向與物體的運動方向相同,現在我們又學習了曲線運動,大家想一想我們該如何確定曲線運動的速度方向?在解決這個問題之前我們先來看幾張圖片(如圖61l、612)。觀察圖中所描述的現象,你能不能說清楚,砂輪打磨下來的熾熱的微粒。飛出去的鏈球,它們沿著什么方向運動?射出的火星是砂乾與刀具磨擦出的微粒,由于慣性,以脫離砂輪時的速度沿切線方向飛出,切線方向即為火星飛出時的
4、速度方向。對于鏈球也是同樣的道理,它們也會沿著脫離點的切線方向飛出。剛才的幾個物體的運動軌跡都是圈,我們總結曲線運動的方向沿著切線方向,但對于一般的曲線運動是不是也是這樣呢?下面我們來做個實驗看一看,一般的曲線運動是什么情況。(演示實驗)如圖613所示:水平桌面上擺一條曲線軌道,它是由幾段稍短的軌道組合而成的鋼球由軌道的一端滾入(通過壓縮彈簧射人或通過一個斜面滾入),在軌道的束縛下鋼球做曲線運動。在軌道的下面放一張白紙,蘸有墨水的鋼球從出口A離開軌道后在白紙上留下一條運動的軌跡,它記錄了鋼球在A點的運動方向。拿去一段軌道,鋼球的軌道出口改在田中且同樣的方法可以記錄鋼球在軌道B點的運動方向。觀察
5、一下,白紙上的墨跡與軌道(曲線)有什么關系?墨跡與軌道只有一個交點,說明了墨跡所在的直線為軌道所在曲線在該點的切線,也就是說質點在某一點(或某一時刻)的速度的方向是在曲線的這一點的切線方向。很好。通過這個實驗我們總結出了確定傲曲線運動的物體在任意一點的速度方向,下面我們再從理論上對這個結論證明一下,以加深大家的理解。把我們前面學過的瞬時速度的求解方法應用到這里,我們就可以求出任意一點的速度了。下面我們來看這個過程是怎樣的。(1)如圖614,要求直線上的某處A點的瞬時速度,可在離A不遠處取一B點,求AB的平均速度來近似表示A點的瞬時速度,如果時間取得更短,這種近似更精確,如時間趨近于零,那么AB
6、間的平均速度即為A點的瞬時速度(2)在曲線運動中如何求某點的瞬時速度?分析:用與直線運動相同的思維方法來解決。先求AB的平均速度,據式:VAB=XAB/t可知:VAB的方向與XAB的方向一致,t越小,VAB越接近A點的瞬時速度,當t0時,AB曲線即為切線,A點的瞬時速度為該點的切線方向。由此我們就可以肯定我們剛才所得出的結論是正確的。明確了曲線運動的方向之后,我們來考慮這樣一個問題:在運動過程中,曲線運動的速度和直線運動的速度最大的區(qū)別是什么?在運動的過程中,直線運動的速度方向不發(fā)生變化,而曲線運動速度方向時期在變。很好。那我們由速度的性質知,速度是矢量,既有大小又有方向。在勻變速運動中,速度
7、大小發(fā)生變化,我們說這是變速運動,而在曲線運動中,速度方向時刻在改變,我們也說它是變速運動。實際上這個過程我們可以這樣來理解:速度是矢量+速度方向變化,速度矢量就發(fā)生了變化具有加速度曲線運動是變速運動。下面我們來看幾個題目:(1)關于曲線運動,下列說法正確的是( )A.曲線運動一定是變速運動 B.曲線運動逮度的方向不斷地變化。但速度的大小可以不變C.曲線運動的逮度方向可能不變 D.曲線運動的速度大小和方向一定同時改變(2)對曲線運動中的速度的方向,下列說法正確的是( )A.在曲線運動中,質點在任一位置的速度方向總是與這點的切線方向相同B.在曲線運動中,質點的速度方向有時也不一定是沿著軌跡的切線
8、方向C.旋轉雨傘時傘面上的水滴由內向外做螺旋運動,故水滴速度方向不是沿其切線方向的D.旋轉雨傘時,傘面上的水滴由內向外做螺旋運動,水滴速度方向總是沿其軌道的切線方向參考答案(1)A 解析:對于曲線運動來說,在運動的過程中,物體速度方向始終在變化,所以曲線運動一定是變速運動在這個過程中物體速度的大小是否發(fā)生變化,并不影響曲線運動是變速運動因此,速度大小可能變化,也可能不變所以本題應該選擇A(2)AD解析:本題主要考查物體做曲線運動時的速度方向,解此題只要把握一點:不論在任何情況下,曲線運動速度方向總是與其軌道的切線方向一致的,所以本題應該選擇AD(2)物體做曲線運動的條件為什么有些物體做直線運動
9、,有些物體做曲線運動呢?下面我們通過幾個實驗來研究以下這個問題。如圖615所示的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動情況,記住鋼球的運動軌跡。(鋼球做直線運動,速度逐漸減小。)請同學們來分析鋼球在桌面上的受力情況?(鋼球受豎直向下的重力,豎直向上的支持力,還受到滑動摩擦力的作用。)摩擦力的方向如何?(摩擦力的方向與運動方向在同一直線上,但與運動方向相反)演示實驗:在剛才實驗中,鋼球的運動路徑旁邊放一塊磁鐵,重復剛才的實驗操作,觀察鋼球在桌面上的運動情況?(鋼球傲曲線運動)分析鋼球在桌面上的受力情況?(鋼球受豎直向下的重力,豎直向上的支持力,還受
10、到方向與運動方向相反的滑動摩擦力的作用,此外還受到磁鐵的吸引力。)引力的方向如何?(引力的方向隨著鋼球的運動不斷改變,但總是不與運動方向在同一直線上。)演示實驗:把上次實驗用的鋼球改為同等大小的木球重復上次實驗,觀察木球運動情況?(木球做直線運動,速度不斷減小。)分析木球在桌面上的受力情況?(木球受豎直向下的重力、豎直向上的支持力,還受到方向與運動方向相反的滑動摩擦力的作用,木球并不受到磁鐵給它的吸引力。)演示實驗:隨手拋出一個粉筆頭,觀察粉筆頭的運動狀態(tài)?(粉筆頭做曲線運動)分析粉筆頭的受力情況?(受豎直向下的重力的作用。)在以上幾個實驗中,第一個鋼球只受到與運動方向在同一條直線上與運動方向
11、垂直的力的作用,做的是直線運動,木球同樣也受到這樣的力的作用,也是做直線運動,面第二個鋼球受到一個與運動方向成一定夾角的力的作用,做的是曲線運動;粉筆頭受的重力與它的運動方向也不在同一條直線上,粉筆頭傲曲線運動由此我們可以得出什么樣的情況下物體會做曲線運動?結論:當物體受到與運動方向不垂直也不在同一條直線上的力的作用時,會做曲線運動?,F在大家來看這樣一道題,如圖616所示,光滑水平桌面上放置質量為m的物體,受到與水平方向成。角斜向上的力的作用,分析該物體的運動情況?(物體做勻加速直線運動。)物體的受力情況是怎樣的?(受豎直向下的重力、豎直向上的支持力以及拉力。)拉力與運動方向有什么關系?(與運
12、動方向有一定角度)剛才我們總結說:當物體受到與運動方向成一定角度的力的作用時,物體會做曲線運動,而在這個實驗中,物體受的力與運動方向成一定角,但物體并沒有做曲線運動,這是什么原因呢?對于鋼球來說,它不僅受到與運動方向成一定角度的力的作用,而且它所受到的合外力的方向也與運動方向成一定角度,鋼球做曲線運動;對于粉筆頭來說,它所受到的重力就是它受到的合外力,與運動方向成一定角度,粉筆頭做曲線運動;對于剛才實驗中的物體來說,雖然它所受到的拉力與運動方向成一定角度,但物體所受的合外力仍然與運動方向在同一直線上,所以該物體并沒有做曲線運動。那我們該如何總結物體做曲線運動的條件呢?結論:當物體所受的合力方向
13、跟它的速度方向不在同一直線上時,物體將做曲線運動。3、交流與討論(1)飛機扔炸彈,分析為什么炸彈做曲線運動?(2)我們騎摩托車或自行車通過彎道時,我們側身騎,為什么?(3)盤山公路路面有何特點?火車鐵軌在彎道有何特點?參考解答(1)炸彈離開飛機后由于慣性,具有與飛機同樣的水平初速度,且受重力,初速度與重力方向有一定角度,所以做曲線運動。(2)騎摩托車或自行車通過彎道時,我們和車一起做曲線運動,這個時候人和車這個整體需要一個與運動方向成一定夾角的力來完成這個曲線運動,我們側身正是為了提供這個力。(3)盤山公路的路面并不是水平的,而是一邊高一邊低;火車鐵軌在彎道的時候兩根鐵軌并不是一般高的,而是一
14、個高一個低之所以這樣設計,正是因為各種車輛爬盤山公路的時候做的都是曲線運動,火車拐彎時也是曲線運動,這些曲線運動都需要一個與運動方向成一定夾角的力來完成盤山公路和火車鐵軌的這種設計就是為提供這個力服務的。4、小結:(1)運動軌跡是曲線的運動叫曲線運動。(2)曲線運動中速度的方向是時刻改變的,質點在某一點的瞬時速度的方向在曲線的這一點的切線上。(3)當合外力F的方向與它的速度方向有一夾角時,物體做曲線運動。布置作業(yè)課后問題與練習:1、4、5。板書設計5.1 曲線運動1、曲線運動定義:運動軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。2、物體做曲線運動的條件當物體所受的合力方向跟它的逮度方向不在同一直線上時,物體
15、將做曲線運動。3、曲線運動速度的方向質點在某一點的速度,沿曲線在這一點的切線方向。4、曲線運動的性質曲線運動過程中速度方向始終在變化,因此曲線運動是變速運動。課后反思編號 001編寫人多杰仁青課題5.2 平拋運動三維目標知識與技能1、知道什么是平拋及物體做平拋運動的條件。 2、知道平拋運動的特點。3、理解平拋運動的基本規(guī)律。過程與方法 1)通過實驗、頻閃照片,完全由感性認識到理性認識,培養(yǎng)觀察能力和分析能力。(2)滲透物理學研究方法的教育。認識平拋運動的處理方法是從復雜到簡單,先分解再合成,這個規(guī)律是物理學研究的重要方法。(3)發(fā)揮教學工具的作用,提高運用數學解決問題的能力情感態(tài)度與價值觀(1
16、)在物理教學中使學生受到相信科學、熱愛科學的教育。(2)培養(yǎng)學生學習科學的興趣及實事求是的科學態(tài)度。(3)激發(fā)學生積極的學習興趣和勇于探索的精神。教學重點1、平拋運動的特點和規(guī)律2、學習和借鑒本節(jié)課的研究方法教學難點平拋運動的規(guī)律教學方法提問啟發(fā),實驗、討論、練習為主教學媒體課件創(chuàng)設情境教學內容平拋運動修改建議教學活動教學活動創(chuàng)設情境:1、示范:用力打一下桌上的小球,使它以一定的水平初速度離開桌面,小球所做的就是平拋運動,并且我們看它做的是曲線運動。2、課件出示物體做平拋運動的Flash動畫(飛機投擲炸彈),并循環(huán)播放一、 平拋運動引入1、什么是平拋運動?物體做平拋運動的條件是什么?2、舉幾個
17、物體做平拋運動的實例。分析說明平拋運動為什么是曲線運動?思考,互相討論,尋求正確答案,積極作答。一、 平拋運動引入1、 拋體運動:A、 定義B、 特點2、 平拋運動:A、 定義B、 特點提出問題:既然平拋運動是曲線運動,那我們怎樣來研究平拋運動?(學生討論、教師引導:可以借助上節(jié)課的研究方法運動的合成與分解,把平拋運動分為:水平方向的運動和豎直方向的運動。)小組討論.協(xié)作完成二、探究平拋運動的研究方法1、示范:把平拋豎落儀固定在鐵架臺上,用小錘打擊彈性金屬片,A球就向水平方向飛出,做平拋運動,而同時B球被松開,做自由落體運動。多次重復實驗,要求學生仔細觀察2、提出問題:平拋運動與自由落體運動有
18、什么關系?3、用課件模擬課本圖516的實驗,模擬的同時,配音說明:用小錘打擊彈性金屬片,A球就向水平方向飛出,做平拋運動,而同時B球被松開,做自由落體運動。二、探究平拋運動的研究方法1、現象一:越用力打擊金屬片,A飛出水平距離就越遠。2、現象二:無論A球的初速度多大,它會與B球同時落地。3、在相等時間內水平方向前進的水平距離是相等的。4、研究方法:平拋運動是一種曲線運動,它的水平分運動是 ,豎直分運動是 。三、平拋運動規(guī)律閱讀課本,根據所學知識討論并推導下列問題:1、如何確定平拋物體t時刻所在的位置?能否用v2v022gS求的位移?2、平拋運動的軌跡是一條曲線,是什么樣的曲線?如何做出平拋運動
19、的曲線呢?3、如何確定平拋物體任意時刻t的速度?三、平拋運動規(guī)律1、平拋運動物體的位置:以拋出點為坐標原點;水平拋出的方向為 x 軸的正方向;豎直向下的方向為 y 軸正方向,以拋出物體的瞬時開始計時,(畫出下面坐標)任意時刻t的位置P 點的坐標: x = v0 t , 任意時間t內的位移的大小:位移的方向:2、平拋運動的軌跡:由位置坐標: x = v0 t 和 消去公式中的t得:結論:平拋運動的軌跡是一條拋物線3、 平拋運動的速度:水平方向分速度 vxv0 豎直方向分速度 vygt 速度(合速度)的大小: 速度的方向 思考題:(1)從水平飛行的飛機上投下的炸彈,做什么運動?為什么?(2)炸彈的
20、這種運動可分解為哪兩個什么樣的分運動?(3)要想使炸彈投到指定的目標處,你認為炸彈落地前在水平方向通過的距離與投彈時飛機離目標的水平距離之間有什么關系?布置作業(yè)問題與練習:1、2.板書設計課后反思編號 002編寫人多杰仁青課題探究平拋運動三維目標知識與技能(1)知道平拋運動的特點是初速度方向水平,只有豎直方向受重力作用,運動軌跡是拋物線;(2)知道平拋運動形成的條件;(3)理解平拋運動是勻變速運動,其加速度為g;(4)會用平拋運動規(guī)律解答有關問題。過程與方法(1)在知識教學中應同時進行科學研究過程教育,本節(jié)課以研究平拋物體運動規(guī)律為中心所展開的課堂教學,應突出一條研究物理科學的一般思想方法的主
21、線: 觀察現象初步分析猜測實驗研究得出規(guī)律重復實驗鑒別結論追求統(tǒng)一。(2)利用已知的直線運動的規(guī)律來研究復雜的曲線運動,滲透物理學“化曲為直”“化繁為簡”的方法及“等效代換”正交分解”的思想方法;(3)在實驗教學中,進行控制的思想方法的教育:從實驗的設計、裝置、操作到數據處理,所有環(huán)節(jié)都應進行多方面實驗思想的教育,“實驗的精髓在于控制”的思想,在乎拋物體實驗中非常突出。如裝置中斜槽末端應保持水平的控制;木板要豎直放置的控制;操作上強調小球每次都從斜槽同一高度處由靜止開始釋放的控制;在測量小球位置時對實驗誤差的控制等。情感態(tài)度與價值觀(1)通過重復多次實驗,進行共性分析、歸納分類,達到鑒別結論的
22、教育目的,同時還能進行理論聯系實際的教育。教學重點平拋運動的特點和規(guī)律;學習和借鑒本節(jié)課的研究方法。教學難點平拋運動的規(guī)律。教學方法探究、講授、討論、練習教學媒體平拋運動演示儀、平拋豎落儀教學內容探究平拋運動修改建議教學活動教學活動(一)新課導入前面我們學習了曲線運動的相關知識以及研究曲線運動基本方法運動的合成與分解,在學習新課之前我們先來回顧一下。做曲線運動的物體其速度方向是怎樣的?(質點在某一點的速度方向,沿曲線在這一點的切線方向。)在什么情況下物體會做曲線運動?(當物體所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一條直線上時,物體做曲線運動。)運動的合成與分解包含哪幾個方面的內容?(包括速度的合
23、成與分解、位移的合成與分解、加速度的合成與分解。)在合成與分解的過程中遵循什么樣的規(guī)律?(必須遵循平行四邊形定則。)合運動和分運動之間以及各個分運動之間存在什么關系呢?(合運動和分運動所經歷的時間一定是相同的,這是等時性原理;各個分運動之間是相互獨立、互不影響的,這是獨立性原理。)說了這么多,我們也僅僅是從理論上了解了通過運動的合成與分解能夠研究曲線運動的規(guī)律,但我們還沒有把這一理論應用到實際的曲線運動中來檢驗一番,所以這節(jié)課我們就來完成這一項任務,通過運動的合成與分解來研究一種生活中常見的運動平拋運動。(二)新課教學1、拋體運動演示實驗:以任意角度向空中拋出一個粉筆頭。請同學們觀察粉筆頭的運
24、動軌跡,判斷它的運動性質?(粉筆頭的運動軌跡是曲線,它做的是曲線運動。)分析它的受力情況?(受到豎直向下的重力和與運動方向相反的空氣阻力的作用。)實際上在這種情況下,空氣阻力非常小,一般情況下我們不考慮,這里我們就認為粉筆頭只受到重力的作用(如圖63l所示)現在請大家考慮一下,生活中有哪些物體的運動與我們剛才實驗中的粉筆頭情況相似?足球比賽中被球員踢起來在空中飛行的足球;乒乓球比賽中被球拍打出去的乒乓球;被運動員扔出去的鐵餅、標槍、鉛球等。可以看出,生活中有許多這種運動的例子。從這些例子中我們可以看出,所有這些物體都是以一定的初速度被拋出,忽略空氣阻力,在只受重力的情況下做曲線運動,我們把這種
25、運動稱為拋體運動。在拋體運動中有一種特殊情況,即物體被拋出時的初速度方向沿水平方向,我們把這樣的拋體運動稱為平拋運動。根據拋體運動初速度的方向我們還可以對拋體運動進行如下分類:(1)初速度豎直向上,豎直上拋運動(2)初速度豎直向下:豎直下拋運動(3)初速度與水平面成正角:斜上拋運動(4)初速度與水平面成負角;斜下拋運動我們這節(jié)課的任務就是探究平拋運動的規(guī)律。2、平拋運動豎直方向的運動規(guī)律演示實驗:用平拋運動演示儀演示平拋運動。請大家注意觀察平拋運動的軌跡,發(fā)現它是一條曲線。由此我們可以得出這樣一個結論;平拋運動在豎直方向上的分速度是越來越快的,但這個分速度到底是如何變化的我們還是不清楚,現在請
26、大家來分析做平拋運動的物體在豎直方向上的受力情況?(在豎直方向上只受到重力的作用)想一下我們前面學過的運動形式有沒有只在重力作用下實現的?(做自由落體運動的物體只受重力的作用)既然豎直方向上只受重力的作用,與物體做自由落體運動的條件相同,根據我們上節(jié)課學的分運動的獨立性原理知道,分運動在各自的方向上遵循各自的規(guī)律,我們能得出什么樣的結論呢?(平拋運動豎直方向上的分運動有可能是自由落體運動)既然我們有了這樣的猜想,為了驗證它的正確性,我們來做下面這個實驗。 演示實驗:如圖632所示,用小錘打擊彈簧金屬片,金屬片把A球沿水平方向拋出,同時月球被松開,自由下落,A、B兩球同時開始運動。先來分析兩個小
27、球做的分別是什么運動?(A球在金屬片的打擊下獲得水平初速度后只在重力作用下運動,所以做的是平拋運動。B球被松開后沒有任何初速度,且只受到重力的作用,因此做的是自由落體運動。)現在觀察兩球的運動情況,看兩球是否同時落地?這個地方教給大家一個判斷兩球是否同時落地的小技巧那就是不要用眼睛看而是用耳朵聽。兩個小球落地后會不止蹦一下,我們只聽它們落地的第一聲響,如果我們只聽到一聲響,說明兩個小球同時落地,如果聽到兩個落地聲,說明兩個小球先后落地。在做實驗之前我們先來聽一下一個小球落地的聲音。(拿一個和實驗用的小球一樣的球讓其做自由落體運動,讓學生仔細聽其落地的聲音,以便判斷實驗中的落地聲)A、B兩個小球
28、從同一高度同時開始運動,又同時落地,這說明了什么問題???(這說明了A球在豎直方向上的分運動的性質和B球的運動性質是一樣的。B球做的是自由落體運動。由這一次實驗我們就能下這樣的結論嗎?有沒有可能我們設置的這個高度是一個特殊的高度,它正好滿足自由落體下落的時間和平拋運動時間相等呢?或者說因為我們打擊力度的原因,使A球獲得的初速度剛好滿足這一條件呢?那我們應該如何來解決呢?(多次改變小球下落的高度與打擊的力度,重復這個實驗。)現在我們來改變高度和打擊力度重新來做這個實驗,來聽落地的聲音。(兩個小球仍然同時落地)這說明了什么問題?(平拋運動在豎直方向上的分運動就是自由落體運動。)結論:平拋運動在豎直方
29、向上的分運動是自由落體運動。3、平拋運動水平方向的運動規(guī)律研究完豎直方向上的運動,我們再來看水平方向上的分運動。先來分析做平拋運動的物體在水平方向上的受力情況。(做平拋運動的物體只受重力作用,重力的方向是豎直向下的,所以物體在水平方向上不受力) 根據運動的獨立性我們知道水平方向上的運動不會受到豎直方向的運動影響,再根據牛頓第一定律我們能得出什么樣的結論?。浚ǜ鶕nD第一定律我們知道,如果一個物體處于不受力或受力平衡狀態(tài),它將靜止或做勻速直線運動。在平拋運動中,物體水平方向上不受力,并且水平方向上有一個初速度,所以物體在水平方向上應該是勻速直線運動。)那我們應該怎樣來驗證這個猜想呢?大家可以從勻
30、速直線運動的特點出發(fā)來考慮這個問題。(勻速直線運動的特點是速度大小不變,位移均勻地增加,因此我們只要能證明在相等的時間內發(fā)生的水平位移相等就可以了。)要進行這樣的驗證,我們首先面臨的問題就是如何得到平拋運動的軌跡圖象,我們可以采用以下方案來獲得:(1)按照以下步驟準備實驗裝置第一,將平拋運動實驗器置于桌面,裝好乎拋軌道,使軌道的拋射端處于水平位置,調節(jié)調平螺絲,觀察重垂線或氣泡水準,使面板處于豎直平面內,卡好定位板,裝置如圖633所示。第二,將描跡記錄紙襯墊一張復寫紙或打字蠟紙,緊貼記錄面板用壓紙板固定在面板上,使橫坐標x軸在水平方向上,縱坐標y軸沿豎直方向向下(若用白紙,可事先用鉛筆在紙上畫
31、出x、y坐標軸線),并注意使坐標原點的位置在平拋物體(鋼球)的質心(即球心)離開軌道處。第三,把接球擋板拉到最上方一格的位置。(2)將定位板定在某一位置固定好,鋼球緊靠定位板釋放,球沿軌道向下運動,以一定的初速度由軌道的平直部分水平拋出。(3)下落的鋼球打在向面板傾斜的接球擋板上,同時在面板上留下一個印跡點。(4)再將接球擋板向下拉一格,重復上述操作方法,打出第二個印跡點,如此繼續(xù)下拉接球擋板,直至最低點,即可得到平拋的鋼球下落時的一系列跡點。(5)變更定位板的位置,即可改變鋼球乎拋的初速度,按上述實驗操作方法,便可打出另一系列跡點。(6)取下記錄紙,將各次實驗所記錄的點分別用平滑曲線連接起來
32、,即可得到以不同的初速度做平拋運動的軌跡圖線。如圖634所示:注意:(1)為了保證實驗精度,必須保證記錄面板處于豎直平面內,使平拋軌道的平面靠近板面。(2)安放記錄紙時,要使坐標原點與拋體的拋出點重合,這樣才能正確地確定拋體運動軌跡的起始點,從而確定軌跡上任意點的x、y坐標。獲得了平拋運動的軌跡圖象我們就可以從中知道平拋運動的水平位移?,F在我們從得到的幾條軌跡中選出一條來進行研究。我們現在所面臨的問題是如何知道水平分運動所發(fā)生的時間。這個問題我們可以通過運動的等時性來考慮。(前面我們已經得出了平拋運動的豎直分運動為自由落體運動,根據等時性原理我們知道水平分運動和豎直分運動是同時發(fā)生的,所以可以
33、通過豎直分速度來找相等的時間間隔。)具體如何來實現呢?根據自由落體運動的位移公式x= gt2/2我們可以得出,在相鄰相等的時間間隔內物體所發(fā)生的位移之比為1:3:5:(2n+1),那么我們就可以從坐標系中的縱軸上選取長度分別為h、3h、5h的相鄰的線段,即選取縱坐標分別為h、4h、9h的三個點。例如選擇5、20、45這幾個點。如圖635所示,在平拋的軌跡上找出縱坐標與之相對應的點,這些點所對應的橫坐標即為平拋運動的水平分運動在相鄰相等的時間間隔里所達到的位置。這樣我們就找出了水平分運動在相鄰相等的時間間隔內所發(fā)生的位移,觀察這些水平分位移,可以得到什么規(guī)律?(這些水平分位移都近似相等。)由此我
34、們可以得出什么結論?(平拋運動的水平分運動是勻速直線運動)結論:平拋運動的水平分運動是勻速直線運動。這樣我們就通過運動的合成與分解探究出了平拋運動在水平和豎直方向上的運動規(guī)律,下面我們來看一個例題。例題1:一架老式飛機在高出地面0.81 km的高度,以2.5Xl02km幾的速度水平飛行,為了使飛機上投下的炸彈落在指定的目標,應該在與轟炸目標的水平距離為多遠的地方投彈?(不計空氣阻力)分析:對于這道題我們可以從以下幾個方面來考慮:第一,從水平飛行的飛機上投下的炸彈,做什么運動?為什么?(做的是平拋運動,炸彈在沒有脫離飛機時與飛機具有相同的水平速度。脫離飛機后這一速度并不消失,這時炸彈只受重力作用
35、且具有水平初速度,所以做平拋運動)第二,炸彈的這種運動可分解為哪兩個什么樣的分運動?(可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動)第三,要想使炸彈投到指定的目標處,你認為炸彈落地前在水平方向通過的距離與投彈時飛機離目標的水平距離之間有什么關系?(炸彈落地前在水平方向通過的距離與投彈時飛機離目標的水平距離應該相等)討論與交流:飛機在投遞貨物或實施轟炸的時候,應該在目標的什么位置開始投放貨物或炸彈?小結:本節(jié)課我們學習的主要內容是:(1)什么是平拋運動?(初速度方向為水平方向的拋體運動叫做平拋運動)(2)平拋運動水平和豎直兩個方向上的分運動分別是什么運動?(水平方向是勻速直線運動;豎
36、直方向是自由落體運動)(3)平拋運動的規(guī)律?()x=v0t ,y=1/2at2布置作業(yè)問題與練習:2、3板書設計第三節(jié) 探究平拋運動的規(guī)律1、拋體運動(1)條件:具有一定的初速度;忽略空氣阻力;只受重力的作用(2)初速度為水平方向的拋體運動叫做平拋運動。2、豎直方向的運動規(guī)律 (1)受力情況:只受重力作用 (2)初速度情況:無(3)結論:平拋運動在豎直方向上的分運動是自由落體運動。3、水平方向的運動規(guī)律 (1)受力情況:不受力 (2)初速度情況:有 (3)結論:平拋運動在水平方向的分運動為勻速直線運動。課后反思編號 004編寫人多杰仁青課題5-4 圓周運動三維目標知識與技能1、理解線速度的概念
37、,知道它就是物體做勻速圓周運動的瞬時速度、理解角速度和周期的概念,會用它們的公式進行計算。2、理解線速度、角速度、周期之間的關系:v=r=2rT3、理解勻速圓周運動是變速運動。過程與方法1、運用極限法理解線速度的瞬時性。2、運用數學知識推導角速度的單位。情感態(tài)度與價值觀1、通過極限思想和數學知識的應用,體會學科知識間的聯系,建立普遍聯系的觀點。2、體會應用知識的樂趣。教學重點線速度、角速度的概念以及它們之間的聯系。教學難點理解線速度、角速度的物理意義。教學方法教師啟發(fā)、引導,學生歸納分析,討論、交流學習成果。教學媒體投影儀等多媒體教學設備教學內容5-4 圓周運動修改建議教學活動教學活動(一)引
38、入新課上節(jié)課我們學習了拋體運動的規(guī)律,這節(jié)課開始我們再來學習一類常見的曲線運動圓周運動。(二)進行新課教師活動:引導學生列舉生活中常見的圓周運動的實例,增強學生的感性認識。學生活動:學生紛紛舉例。選出代表發(fā)言。教師活動:待學生舉例后,提出問題:這些作圓周運動的物體,哪些運動得更快?我們應該如何比較它們運動的快慢呢?引導學生討論教材“思考與討論”中的問題,選出代表發(fā)表見解。學生活動:思考并討論自行車的大齒輪、小齒輪、后輪上各點運動的快慢。教師活動:聽取學生的發(fā)言,針對學生的不同意見,引導學生過渡到對描述圓周運動快慢的物理量線速度的學習上來。點評:讓學生的最大限度的發(fā)表自己的見解,教師不必急于糾正
39、學生回答中可能出現的錯誤。要給學生創(chuàng)造發(fā)表見解的機會,創(chuàng)設問題情境,拓寬思考問題的空間。保護學生的學習積極性。1、線速度教師活動:我們曾經用速度這個概念來描述物體作直線運動時的快慢,那么我們能否繼續(xù)用這個概念來描述圓周運動的快慢呢?如果能,該怎樣定義呢?給出閱讀提綱,學生先歸納,然后師生互動加深學習。投影閱讀提綱(1)線速度的物理意義(2)線速度的定義(3)線速度的定義式(4)線速度的瞬時性(5)線速度的方向(6)勻速圓周運動的“勻速”同“勻速直線運動”的“勻速”一樣嗎?學生活動:(1)結合閱讀提綱閱讀課本內容(2)嘗試自己歸納知識點(3)交流討論,查缺補漏師生互動:投影知識點并點評、總結(1
40、)物理意義:描述質點沿圓周運動的快慢.(2)定義:質點做圓周運動通過的弧長l和所用時間t的比值叫做線速度。(比值定義法)(3)大?。簐 =。單位:m/s(s是弧長,非位移)(4)當選取的時間t很小很小時(趨近零),弧長l就等于物體在t時刻的位移,定義式中的v,就是直線運動中學過的瞬時速度了。(5)方向:在圓周各點的切線上(6)“勻速圓周運動”中的“勻速”指的速度的大小不變,即速率不變;而“勻速直線運動”的“勻速”指的速度不變是大小方向都不變,二者并不相同。結論勻速圓周運動是一種變速運動.2、角速度教師活動:描述圓周運動的快慢,除了用線速度外,還有沒有其它方法?給出閱讀提綱,學生先歸納,然后師生
41、互動加深學習。投影閱讀提綱(1)角速度的物理意義(2)角速度的定義(3)角速度的定義式學生活動:(1)結合閱讀提綱閱讀課本內容(2)嘗試自己歸納知識點(3)交流討論,查缺補漏師生互動:投影知識點并點評、總結(1)物理意義:描述質點轉過的圓心角的快慢.(2)定義:在勻速圓周運動中,連接運動質點和圓心的半徑轉過的角度跟所用時間t的比值,就是質點運動的角速度;(3)定義式:=3、角速度的單位教師活動:線速度的單位是米每秒,角速度的單位又是什么呢?投影閱讀提綱(1)怎樣度量圓心角的大???弧度這個單位是如何得到的?在計算時要注意什么?(2)國際單位制中,角速度的單位是什么?(3)有人說,勻速圓周運動是線
42、速度不變的運動,也是角速度不變的運動,這兩種說法正確嗎?為什么?學生活動:結合閱讀提綱閱讀課本內容,完成對角速度單位的學習。師生互動:投影知識點并點評、總結(1)圓心角的大小可以用弧長和半徑的比值來描述,這個比值是沒有單位的,為了描述問題的方便,我們“給”這個比值一個單位,這就是弧度?;《炔皇峭ǔR饬x上的單位,計算時,不能將弧度帶道算式中。(2)國際單位制中,角速度的單位是弧度每秒(rads)(3)第一句話是錯誤的,因為線速度是矢量,勻速圓周運動是線速度大小不變的運動,后一句話是正確的,因為角速度是標量,沒有方向,因此角速度是不變的。教師活動:教材中還提到了描述圓周運動快慢的兩種方法,它們是什
43、么?單位如何?學生活動:閱讀教材,掌握轉速和周期的概念。4、線速度跟角速度的關系教師活動:線速度和角速度都能描述圓周運動的快慢,它們之間有何關系呢?引導學生閱讀教材,推導出線速度和角速度的關系。學生活動:在練習本上推導線速度和角速度的關系式。點評:通過推導,加深對知識的學習,掌握知識間的聯系。(三)課堂總結、點評教師活動:讓學生概括總結本節(jié)的內容。請一個同學到黑板上總結,其他同學在筆記本上總結,然后請同學評價黑板上的小結內容。學生活動:認真總結概括本節(jié)內容,并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結,看誰的更好,好在什么地方。點評:總結課堂內容,培養(yǎng)學生概括總結能力。教師要放開,
44、讓學生自己總結所學內容,允許內容的順序不同,從而構建他們自己的知識框架。(四)實例探究例1如圖所示的傳動裝置中,B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉動,A、B兩輪用皮帶傳動,三輪半徑關系是rArC2rB.若皮帶不打滑,求A、B、C輪邊緣的a、b、c三點的角速度之比和線速度之比.【解析】A、B兩輪通過皮帶傳動,皮帶不打滑,則A、B兩輪邊緣的線速度大小相等,即 vavb或vavb11由vr得 abrBrA12B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉動,則B、C兩輪的角速度相同,即bc或 bc11由vr得 vbvcrBrC12由得 abc122由得 vavbvc112【說明】 解這類題時要注意抓住傳動裝置的特點:同
45、軸傳動的是角速度相等,皮帶傳動是兩輪邊緣的線速度大小相等,再注意運用vr找聯系.例2如圖所示,直徑為d的紙制圓筒,使它以角速度繞軸O勻速轉動,然后使子彈沿直徑穿過圓筒。若子彈在圓筒旋轉不到半周時在圓筒上留下a、b兩個彈孔,已知aO、bO夾角為,求子彈的速度?!窘馕觥孔訌棌腶穿入圓筒到從b穿出圓筒,圓筒轉過的角度為,則子彈穿過圓筒的時間為 t()在這段時間內子彈的位移為圓筒的直徑d,則子彈的速度為 vdtd().思考:若把原題中的“在圓筒旋轉不到半周時”去掉,子彈的速度又如何?例3一把雨傘,圓形傘面的半徑為r,傘面邊緣距地面的高度為h,以角速度旋轉這把雨傘,問傘面邊緣上甩出去的水滴落在水平地面上
46、形成的圓的半徑R多大?【解析】 水滴從傘面邊緣甩出去以后做平拋運動,水滴的水平速度為v0r.水滴在空中做平拋運動的時間為t.水滴做平拋運動的水平射程為 x = v0t =·r.如圖所示為俯視圖,表示水滴從a點甩離傘面,落在地面上的b點;O是轉動軸(圓心),可見水滴落在地面上形成的圓的半徑為R.【說明】 這是一個涉及勻速圓周運動和平拋運動的綜合性題目,正確解答該題的關鍵有三點:一是知道水滴離開傘緣時的速度方向與傘緣相切,且線速度的大小與傘緣的線速度大小相同;二是認識到水滴離開傘緣后做平拋運動;三是正確畫出示意圖,將三維空間的運動情況簡化為平面圖形.畫示意圖往往能幫助形成清晰的物理情景,
47、若能養(yǎng)成畫示意圖的良好習慣,對于提高解題能力是十分有益的.布置作業(yè)問題與練習:1、2、5板書設計第五節(jié) 圓周運動1、描述勻速圓周運動的有關物理量(1)線速度1.定義:做圓周運動的物體通過的弧長與所用時間的比值2.公式:v=l/t單位:m/s(s是弧長非位移)3.物理意義:(2)角速度1.定義:做圓周運動的物體的半徑掃過的角度與所用時間的比值2.公式:/t3.單位:rads4.物理意義:(3)轉速和周期2、線速度,角速度、周期間的關系 v=r=2rT =2T課后反思編號 005編寫人多杰仁青課題5-5 向心加速度三維目標知識與技能1、知道什么是速度的變化,什么是向心加速度;2、理解向心加速度概念
48、的基礎上,體驗向心加速度方向的推導過程。過程與方法1、在理解向心加速度概念的基礎上,體驗向心加速度方向的推導過程。2、體驗極限的思想。情感態(tài)度與價值觀感受極限思想的奇妙,培養(yǎng)學生的思維能力和分析問題的能力,養(yǎng)成獨立思考問題并解決問題的好習慣。教學重點向心加速度教學難點向心加速度方向的推導教學方法啟發(fā)式、講練式、探究式綜合教學教學媒體電腦課件向心力演示儀教學內容5-5 向心加速度修改建議教學活動教學活動思考與討論:我們已經知道,如果物體不受力,它將作勻速直線運動。我們還知道,力的作用效果之一是改變物體的運動狀態(tài),即改變物體速度的大小或(和)方向。所以沿著圓周運動的物體一定受力。那么,作勻速圓周運
49、動的物體體,它所受的力沿著什么方向?下面我們來考慮幾個實例會受到啟發(fā)。實例1:地球繞太陽的運動近似為勻速圓周運動,地球受到什么力的作用?這個力可能沿著什么方向?實例2:光滑的水平桌面上一個小球由于細線的牽引,繞桌面上的圖釘作勻速圓周運動。小球受幾個力的作用?這幾個力的合力沿著什么方向?通過以上分析和學生的回答,小結:1、上述幾個實例中,勻速圓周運動的物體,要受到一個指向圓心方向的力。2、在前面學習加速度對速度的影響時,我們知道,一個加速度沿著速度方向的分量只改變速度的大??;垂直于速度方向的分量只改變速度的方向。勻速圓周運動是速度大小不變、方向沿著圓周的切線方向的運動,所以一定受到一個垂直于切線
50、,即指向圓心方向的加速度。下面我們再從速度變化(v)的角度來討論作圓周運動的物體的加速度的方向。1、做直線運動的物體:設初速度(v1)方向為正方向,末速度為v2,v=v2-v1。例如:若物體的初速度v1=5m/s,向東;末速度v2=8m/s,也向東。則v=v2-v1=2m/s向東。提出問題;1)若末速度v2=3m/s,也向東。則v=?方向?2)若末速度v2=3m/s,向西。則v=?方向?2、做曲線運動的物體;根據三角形法則,初速度v1和速度的變化v首尾相連,指向末速度v2的方向。例如:若物體的初速度v1=3m/s,向東;末速度v2=4m/s,向南。則作出速度的三角形,根據邊長的關系,v=5m/
51、s,方向南偏西370。提出問題;若將一個物體以10m/s的速度水平拋出,則拋出了多長時間后速度大小為15m/s?3、作圓周運動的物體:設質點沿著半徑為r的原作勻速圓周運動,某時刻位于A點,速度為vA,經過時間t后位于B點,速度為vB。按照以下思路討論質點運動的加速度的方向。1)分別作出質點在A、B兩點的速度矢量VA、VB,如圖甲。由于是勻速圓周運動,VA和VB的長度是一樣的。2)為了便于VA、VB的比較,將VB的起點移到B,同時保持VA的長度和方向不變,如圖乙。3)以VA的箭頭端為起點,VB的箭尾端為終點做矢量V,如圖丙。V就是質點從A到B的速度變化量。4)是質點從A到B的平均加速度。由于與V
52、的方向相同,我們就只討論V的方向,用它代表了質點加速度的方向。5)從丙圖上看出,V并不與圓的半徑平行,但當t很小時,A、B兩點就非常接近了,VA和VB也非常非常接近,如圖丁。由于VA和VB的長度相等,它們與V組成等腰三角形,當t很小很小時,V也就于VA(VB)垂直,即與半徑平行,或者說V指向圓心了。通過以上探究,可以得出:作勻速圓周運動的物體的加速度指向圓心方向,被稱為向心加速度。下面通過向心力演示儀,探究向心加速度的大小與那些量有關。1)用兩個等質量的小球,保持它們的r相同,可以看到:越大,力越大,即向心加速度越大。2)仍用兩個質量相同的小球,保持相同,可以看到:r越大,力越大,即向心加速度
53、越大。進一步的實驗表明,向心加速度的表達式為 把v=r帶入,得到進一步引導學生得出總結:作勻速圓周運動的物體,要受到向心加速度的作用1)大小: 或 是不變的。2)方向:指向圓心方向,沿半徑方向,時刻變化。3)作用:只改變速度的方向,而不改變速度的大小。實例1、2不要求學生回答得非常準確,只是對向心加速度的方向有個直觀的感受。加速度對速度的影響時在曲線運動時已有基礎。三角形法則不要求講得過多過細,從而沖淡的加速度方向。結合平拋知識回答,但不展開。當t很小很小時,用到了極限的方法,注意學生的理解狀態(tài)調控課堂節(jié)奏使用向心力演示儀來直觀的演示向心加速度的大小,要比數學推導來得簡單,學生易接受。布置作業(yè)問題與練習:1、2、4板書設計5-5 向心加速度作勻速圓周運動的物體,要受到向心加速度的作用1)大小: 或 是不變的。2)方向:指向
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