《物理（醫(yī)藥衛(wèi)生類）》教案 高職 3.1曲線運動的描述

3.1曲線運動的描述醫(yī)藥衛(wèi)生類教學目標：知道曲線運動中速度的方向，了解物體做曲線運動的條件。能解釋生活中的曲線運動現(xiàn)象；通過對物體做曲線運動條件的了解，知道物體所受合力的方向與它的速度方向之間的關(guān)系是決定物體做曲線運動與直線運動的條件，以此發(fā)展運動與力相互作用觀念。（物理觀念與應用）在已學習了直線運動的基礎(chǔ)上，從觀察生活中的曲線運動和實驗現(xiàn)象入手，通過實驗觀察曲線運動的速度方向，并通過實驗歸納得出物體做曲線運動的條件，這是基于實驗事實證據(jù)和科學推理得出結(jié)論的過程，可以培養(yǎng)學生的科學論證、科學推理能力。（科學思維與創(chuàng)新）通過活動觀察鋼球的運動軌跡，探究物體做曲線運動的條件，這個過程中培養(yǎng)學生的觀察能力及動手操作能力。提升實踐意識、操作技能。能根據(jù)實驗歸納總結(jié)曲線運動軌跡彎曲情況與受力之間的大致關(guān)系。（科學探究與實踐）通過實驗操作、推理學習曲線運動的條件、思考其對生活的影響力，使學生形成嚴謹認真、實事求是的科學態(tài)度。（科學態(tài)度與責任）教學重點：1.通過實驗觀察，引導學生理解曲線運動速度方向。2.通過實驗觀察，引導學生掌握曲線運動的條件。教學難點：在探究物體做曲線運動條件的實驗過程中，通過建構(gòu)力與運動的相互作用，增強對物理問題分析中的科學推理能力。教學方法：講授法、實驗探究法、討論法教學準備：實驗器材：弧形軌道、直線軌道、鋼球、墨水、白紙、磁鐵等多媒體材料：課程PPT（內(nèi)含情景視頻與圖片等）課程導入2022年中國科學技術(shù)大學教授袁軍華、張榕京課題組使用細菌三維追蹤技術(shù)與鞭毛絲動態(tài)熒光觀察技術(shù)，觀察它的運動軌跡和動態(tài)行為，發(fā)現(xiàn)了銅綠假單胞菌的新游動模式——wrap模式。運動軌跡展示如圖所示：觀察銅綠假單胞菌運動軌跡，以及自然界中獅虎的跳躍動作軌跡和青蛙的彈跳動作軌跡，說明他們的運動軌跡有那些共同特點？2.曲線運動的定義：軌跡是曲線的運動叫曲線運動。從現(xiàn)在開始，我們從分析一般的曲線運動的特點到特殊的曲線運動（拋體運動、圓周運動），體會研究曲線運動的思路和方法。二、新課講解曲線運動物體速度方向情景引入：在直線運動中，物體運動的速度方向就是運動方向，那么曲線運動中物體在某一點的速度方向如何？曲線運動的速度方向就是本節(jié)要探究的問題。如圖所示，觀察小球做直線運動速度方向指向（速度方向即為運動方向，與運動軌跡一致，速度方向一直向右）物體做曲線運動時，由于運動軌跡是曲線運動方向在時刻變化，在某點的運動方向就是該時刻的速度方向，那么該點多速度方向與曲線軌跡有什么關(guān)系呢？問題1：什么是切線？如圖所示，通過直線與圓的關(guān)系，回顧初中的切線概念。把割線不斷的向下平移動到與圓只有一個交點的時候，割線就變成了切線了，如果繼續(xù)平移動，就會變成相離。我們同樣也可以參照圓的從割線到切線的一般方法得到曲線的切線。如圖所示，過曲線上的A、B兩點作直線，這條直線叫做曲線的割線。設想B點逐漸向A點移動，這條割線的位置也就不斷變化。當B點逐漸接近A點時，這條割線就是A點的切線。問題2：曲線運動中某段時間的平均速度方向若質(zhì)點在一段時間內(nèi)從B點運動到A點，如圖所示。由平均速度公式v=?x?t，可求出平均速度；位移方向是從B到A，則質(zhì)點的平均速度的方向由B指向A問題3：曲線運動中物體在某點處的瞬時速度當B點沿曲線逐漸接近A點時，B點到A點的平均速度等于瞬時速度，速度的方向?qū)⒅饾u接近A點的切線方向。結(jié)論1：做曲線運動的物體,其速度方向是時刻改變的,物體在某一點的瞬時速度的方向是該點的切線方向.下面通過實驗觀察曲線運動中某點的瞬時速度方向【實驗】觀察曲線軌道中鋼球的運動方向?qū)W生觀察記錄鋼球從不同的軌道上滑出時，白紙上呈現(xiàn)的運動痕跡。做曲線的物體脫離曲線軌道后在曲線軌道的切線方向上做直線運動，所以墨跡所在的直線為軌道所在曲線點的切線。知識檢驗：請同學們畫出以下運動動物某時刻的速度方向。問題4：曲線運動中物體有加速度嗎？速度是矢量，有大小有方向，做曲線運動的物體，其速度方向時刻改變，故曲線運動是變速運動。只要速度改變（包括速度大小或方向變化），即?v≠結(jié)論2：曲線運動是變速運動，一定具有加速度，根據(jù)牛頓第二定律，合外力不為零。2、物體做曲線運動的條件問題1：物體受什么樣的力才會做曲線運動？【實驗】探究物體做曲線運動的條件.一個在水平面上做直線運動的鋼球，從旁邊給它一個力，例如在鋼球運動路線的旁邊放一塊磁鐵，觀察鋼球的運動軌跡。問題2：在沒有放磁鐵的時候，小球從這個斜面上滾下來，做什么運動呢？小球?qū)鰟驕p速直線運動，由于有摩擦阻力存在小球最終會停下來。問題3：在小球做直線運動軌跡旁放一個磁鐵，小球運動軌跡會怎么樣呢？磁鐵對鋼球會有吸引力的作用，所以這個球會被吸引過來，不斷靠近磁鐵，小球做曲線運動。問題4：觀察鋼球受到的吸引力方向和速度的方向相同嗎？是否在一條直線上？吸引力的方向與速度的方向有夾角，即不在同一條直線上，小球做曲線運動。結(jié)論：當物體所受合外力方向與它的速度方向不在同一直線上時，物體就做曲線運動。根據(jù)牛頓第二定律F=ma，物體的加速度方向與物體所受合外力方向是一致的，因此也可以表述為當物體加速度方向與速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運動。課堂鞏固：請同學們標出球體在重力作用下，在以下三個位置的速度方向和受力方向。做曲線運動物體的運動軌跡、速度方向與其所受合外力方向三者關(guān)系如何？物體運動軌跡夾在速度方向和合外力方向之間，做曲線運動的物體所受合外力指向運動軌跡的凹側(cè)（內(nèi)側(cè)）。三、課堂小結(jié)知識梳理：1、物體做曲線運動的速度方向做曲線運動的物體是變速運動,其速度方向是時刻改變的,物體在某一點的瞬時速度的方向是該點的切線方向.2、物體做曲線運動的條件當物體所受合外力方向跟它的速度方向不在同一直線上時，物體就做曲線運動.重點強調(diào)：判斷物體做直線運動還是曲線運動的關(guān)鍵是物體所受合外力方向與它的速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運動。四、課堂練習及作業(yè)布置課堂練習：1.如圖所示的陀螺是較早的娛樂工具,也是我們很多人小時候喜歡玩的玩具。從上往下看(俯視),若陀螺立在某一點順時針勻速轉(zhuǎn)動,此時滴一滴墨水到陀螺上,則被甩出的墨水徑跡可能是()答案：D如圖所示的曲線為運動員拋出的鉛球運動軌跡(鉛球視為質(zhì)點)．A、B、C為曲線上的三點，關(guān)于鉛球在B點的速度方向，說法正確的是()A．為AB的方向B．為BC的方向C．為BD的方向D．為BE的方向答案：B在足球場上罰任意球時,運動員踢出的“香蕉球”,在行進中繞過“人墻”轉(zhuǎn)彎進入了球門,守門員“望球莫及”,其軌跡如圖所示。關(guān)于足球在這一飛行過程中的受力方向和速度方向,下列說法正確的是()A.合力方向與速度方向在同一條直線上B.合力方向沿軌跡切線方向,速度方向指向軌跡內(nèi)側(cè)C.合力方向指向軌跡內(nèi)側(cè),速度方向沿軌跡切線方向D.合力方向指向軌跡外側(cè),速度方向沿軌跡切線方向答案：C4.思考與討論2024年6月25日，嫦娥六號返回器準確著陸于內(nèi)蒙古四子王旗預定區(qū)域，這是世界首次月球背面采樣返回任務，標志著我國探月工程取得了重大成果。如圖所示，返回艙在降至距地面高度到達一定距離時,自動打開降落傘,降落傘立即對返回艙產(chǎn)生一個阻力