第一篇:《曲線運動》一章的復習教案
《曲線運動》一章的復習課教案
1.理解平拋運動的特點和規(guī)律,熟練掌握分析平拋運動的方法。2.會描述勻速圓周運動,知道向心加速度。
3.能用牛頓第二定律分析勻速圓周運動的向心力,能夠分析生活和生產(chǎn)中的離心現(xiàn)象。4.關注拋體運動和圓周運動的規(guī)律與日常生活的聯(lián)系。
重點難點:理解研究曲線運動的合成與分解方法,掌握平拋運動規(guī)律,能夠應用牛頓運動定律解決圓周運動問題。
教學建議:本章學習了物體做曲線運動的條件以及運動的合成和分解,并研究了兩種曲線運動:平拋運動和圓周運動。其實,該章內(nèi)容是牛頓運動定律在曲線運動中的具體運用。在教學中要通過本節(jié)課再次梳理,讓學生掌握本章的概念和規(guī)律,加深對速度、加速度及其關系的理解,加深對牛頓運動定律的理解,提高應用牛頓運動定律分析和解決實際問題的能力。
曲線運動
主題1:小船渡河
問題:如圖甲所示,一條河岸平行的河流,寬度為L,各處水流速度均為v水,船在靜水中的速度為v船,現(xiàn)要坐船渡過這條河流。
甲
(1)若要以最短時間過河,應該怎樣調(diào)整船頭方向?(2)若以最短時間過河,渡河的時間是多少?渡河過程船發(fā)生的位移是多少?(3)若以最小位移過河,應該怎樣調(diào)整船頭行駛方向?請用圖示來表示。解答:(1)如圖乙所示,船頭應垂直于河岸。(2)渡河最短時間為t=,渡河過程船發(fā)生的位移s=v合t=t=。(3)欲求小船渡河的最小位移,需分v水
①若v水
乙
丙
丁
知識鏈接:小船渡河問題要點有①渡河時間只取決于垂直于河岸方向的速度,②渡河位移只取決于船的實際速度(合速度)方向。
主題2:圓錐擺模型
問題:圓錐擺的結(jié)構(gòu)特點為在一根質(zhì)量和伸長可以不計的細線上,系一個可以視為質(zhì)點的擺球,在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,如圖所示。設擺球的質(zhì)量為m,擺線長為L,與豎直方向的夾角為α,擺球的線速度為v,角速度為ω,周期為T,頻率為f。
(1)擺球的向心力和向心加速度各為多少?(2)擺線的拉力多大?(3)擺球運動的周期是多少? 解答:(1)擺球的向心力為F合=ma=mgtan α=m=mω2Lsin α=m()2Lsin α=m(2πf)2Lsin α 向心加速度為a=gtan α==ω2Lsin α=()2Lsin α=(2πf)2Lsin α。(2)擺線的拉力
有兩種基本思路:當α已知時,F=;當α未知時,F==mω2L=m()2L=m(2πf)2L。(3)擺球的周期
設懸點到圓周運動圓心的距離為h,根據(jù)向心力公式有T=2π=2π。知識鏈接:圓錐擺的周期公式T=2π,圓錐擺的周期T僅與擺球做圓周運動的圓心到懸點的距離h以及當?shù)刂亓铀俣萭有關,與擺球質(zhì)量、繩長L、擺角α無關。拓展
一、繩子末端速度的分解
甲
1.如圖甲所示,用船A拖著車B前進,若船勻速前進,速度為vA,當OA繩與水平方向夾角為θ時,則:(1)車B運動的速度vB多大?(2)車B是否做勻速運動? 問1:以小船為研究對象,小船的運動為合運動,其運動方向朝什么方向? 答1:水平向右。
問2:小船的實際運動產(chǎn)生哪兩種作用效果? 答2:一是使繩子運動,沿OA方向伸長;二是以O點為圓心的轉(zhuǎn)動。問3:車B的速度與繩子運動的速度是否相等? 答3:相等。
【解析】船的前進速度vA產(chǎn)生了繩子的下拉速度v1(沿繩的方向)和繩子以滑輪為軸的轉(zhuǎn)動速度v2兩個分速度,車前進的速度vB取決于由于船前進而使OB繩變短的速度。
乙
(1)把vA分解為一個沿繩子方向的分速度v1和一個垂直于繩的分速度v2,如圖乙所示,所以車前進的速度vB應等于vA的分速度v1,即vB=v1=vAcos θ。
(2)當船勻速向前運動時,θ角逐漸減小,車速vB將逐漸增大,因此,車B不做勻速運動?!敬鸢浮?1)vAcos θ(2)不做勻速運動
【點評】物體間通過繩連接而使運動互相關聯(lián)的運動被稱為牽連運動,這類問題的特征是在繩的方向上各點的速度大小相等,解題時一般按以下步驟進行。
第一步:先確定合速度,物體的實際運動速度就是合速度。第二步:確定合運動的兩個實際效果。一是沿繩方向的伸長或收縮運動,改變速度的大小;二是垂直于繩方向的旋轉(zhuǎn)運動,改變速度的方向。
第三步:按平行四邊形定則進行分解,畫好運動矢量圖。
拓展
二、拋物線方程的應用
2.如圖甲所示,排球場總長為18 m,設球網(wǎng)高度為2 m,運動員站在離網(wǎng)3 m的線上,正對網(wǎng)前跳起,將球水平擊出。
甲
(1)若擊球點在3 m線的正上方高度為2.5 m處,問擊球速度在什么范圍內(nèi)才能夠使得球既不觸網(wǎng)也不越界?(2)若擊球點在3 m線的正上方的高度小于某個值,無論水平擊球速度多大,球不是觸網(wǎng)就是越界,試求這一高度。
問1:以拋出點為原點,建立直角坐標系,以時間t為參數(shù),平拋運動的位移方程是怎樣的? 答1:x=v0t,y=gt2。
問2:如果消去時間t,得到y(tǒng)與x之間的關系式是怎樣的? 答2:如果消去時間t,得到拋物線方程y=x2。
【解析】(1)以拋出點O為原點,建立直角坐標系,如圖乙所示
乙
當擊球速度較大時,可以保證球不會觸網(wǎng),但可能出界,設剛好壓界時擊球速度是v1,則拋物線方程為y=x2
邊界點P在這條拋物線上,由題意可知,P點的坐標為P(12,2.5),代入方程即可解得v1=12 m/s 當擊球速度較小時,可以保證球不會出界,但可能觸網(wǎng) 設剛好觸網(wǎng)時擊球速度是v2,則拋物線方程為y=x2
網(wǎng)的最高點Q在這條拋物線上,由題意可知,Q點的坐標為 Q(3,0.5),代入方程解得v2=3 m/s 因此,擊球速度3 m/s 丙 這就是說,網(wǎng)的最高點Q,以及邊界點P同在一條拋物線上, P、Q兩點坐標為P(12,h),Q(3,h-2)將P、Q兩點坐標代入可得h=×122 , h-2=×32,二式相除,消去v0,解得h=2.13 m 因此,當擊球高度小于2.13 m時,球不是觸網(wǎng)就是越界?!敬鸢浮?1)3 m/s 拓展 三、對類平拋運動問題的分析 3.如圖所示,光滑斜面長為b,寬為a,傾角為θ,一物塊沿斜面左上方頂點P水平射入,而從右下方頂點Q離開斜面,求入射初速度。 問1:小球在斜面上受幾個力的作用? 答1:受重力和支持力兩個力的作用。問2:小球所受的合力大小是多少,方向如何? 答2:合力為F=mgsin θ,方向沿斜面向下。 問3:小球所受合力的方向與初速度方向具有怎樣的關系? 答3:垂直。問4:能否將小球的運動看作沿初速度方向的勻速直線運動與沿斜面向下的勻加速直線運動的合運動? 答4:能。 【解析】物塊在垂直于斜面方向沒有運動,物塊沿斜面方向上的曲線運動可分解為水平方向上速度為v0的勻速直線運動和沿斜面向下初速度為零的勻加速運動。 在沿斜面方向上:mgsin θ=ma1,得a1=gsin θ 水平方向上的位移:x=a=v0t 沿斜面向下的位移:y=b=a1t2 由上式解得:v0=a?!敬鸢浮縜 【點評】初速度不為零,加速度恒定且垂直于初速度方向的運動,我們稱之為類平拋運動。類平拋運動也是命題熱點,類平拋運動的處理方法與平拋運動一樣,只是加速度a不同而已。在解決類平拋運動問題時,方法完全等同于平拋運動的解法,也是采用運動的合成與分解法。要注意的問題如下: ①需滿足的條件為受恒力作用且與初速度的方向垂直。②確定兩個分運動的速度方向和位移方向,分別列式求解。 拓展 四、豎直面內(nèi)的圓周運動問題 4.如圖所示,半徑為R、內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置。兩個質(zhì)量均為m的小球a、b以不同的速度進入管內(nèi),a通過最高點A時,對管壁上部的壓力為3mg,b通過最高點A時,對管壁下部的壓力為0.75mg。求a、b兩球落地點間的距離。 問1:小球a、b離開A點后做什么運動? 答1:平拋運動。 問2:小球a、b離開A點后的運動時間是否相等? 答2:相等。 問3:a球離開A點前在A點受到的合力大小是多少?方向如何?b球呢? 答3:a球離開A點前在A點受到的合力大小是F合A=mg+3mg=4mg,方向豎直向下。B球受到的合力F合B=mg-0.75mg=0.25mg,方向豎直向下?!窘馕觥績蓚€小球在最高點時,受重力和管壁的作用力,這兩個力的合力作為向心力,離開軌道后兩球均做平拋運動,a、b兩球落地點間的距離等于它們平拋運動的水平位移之差。 對a球:mg+3mg=m,解得:va= 對b球:mg-0.75mg=m解得:vb= a、b兩球離開A后做平拋運動,落地點間距設為Δx,根據(jù)平拋運動規(guī)律有 Δx=(va-vb)t 2R=gt2 解得:Δx=3R?!敬鸢浮?R 【點評】豎直平面內(nèi)的圓周運動是典型的變速圓周運動,這類題的特點:物體做圓周運動的速率時刻在改變,最高點的速率最小,最低點的速率最大。在最低點向心力肯定向上,而重力向下,所以彈力必然向上;在最高點,向心力向下,重力也向 下,但彈力的方向就不能確定了。因此解決這類問題的關鍵是要分析清楚在最高點或最低點時物體的受力情況,由哪些力來提供向心力,再對此瞬時狀態(tài)應用牛頓第二定律的瞬時性,有時還要應用牛頓第三定律。很多時候在最高點往往還會出現(xiàn)臨界條件,如彈力剛好為零,要注意充分挖掘這些隱含的或臨界的條件。 拓展 五、對圓周運動的臨界問題的分析 5.如圖所示,用細繩一端系著的質(zhì)量M=0.6 kg的物體A靜止在水平轉(zhuǎn)盤上,細繩另一端通過轉(zhuǎn)盤中心的光滑小孔O吊著質(zhì)量為m=0.3 kg的小球B,A的重心到O點的距離為0.2 m。若A與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為Ff=2 N,為使小球B保持靜止,求轉(zhuǎn)盤繞中心O旋轉(zhuǎn)的角速度ω的取值范圍。(g取10 m/s2)問1:若B處于靜止狀態(tài),則物體A處于怎樣的狀態(tài)? 答1:A相對轉(zhuǎn)盤靜止。 問2:若角速度取最大值,A有離心趨勢,此時A受到的靜摩擦力沿什么方向? 答2:指向圓心。 問3:若角速度取最小值,A有向心運動趨勢,此時A受到的靜摩擦力沿什么方向? 答3:背離圓心?!窘馕觥恳笲靜止,A必須相對于轉(zhuǎn)盤靜止,即A具有與轉(zhuǎn)盤相同的角速度。A需要的向心力由繩的拉力和靜摩擦力的合力提供。角速度取最大值時,A有離心趨勢,靜摩擦力指向圓心O;角速度取最小值時,A有向心運動的趨勢,靜摩擦力背離圓心O。 對于B:FT=mg 對于A:FT+Ff=Mr或FT-Ff=Mr 代入數(shù)據(jù)解得ω1=6.5 rad/s,ω2=2.9 rad/s 所以2.9 rad/s≤ω≤6.5 rad/s?!敬鸢浮?.9 rad/s≤ω≤6.5 rad/s 【點評】對圓周運動中的臨界問題的分析與求解方法不只是在豎直平面內(nèi)的圓周運動中存在,其他許多問題中也有臨界問題。對這類問題的求解一般都是先假設某量達到最大、最小的臨界情況,然后分析該狀態(tài)下物體的受力特點,再結(jié)合圓周運動的知識,列出相應的動力學方程。 曲線 運動 有臨界問題 《曲線運動》復習課教案 奉化武嶺中學 江財波(315502)教學目標: 一、知識目標:理清本章的知識結(jié)構(gòu),讓學生理解曲線運動是一種變速運動,知道物體做曲線運動的條件;知道運動的合成與分解都遵守平行四邊形定則;掌握典型的曲線運動――平拋運動和圓周運動運動。 二、能力目標:通過物體做曲線運動的條件的分析,提高學生能抓住要點對物理現(xiàn)象技術分析的能力;使學生能夠熟練使用平行四邊形法則進行運動的合成和分解;通過平拋運動的研究方法的學習,使學生能夠綜合運用已學知識,來探究新問題。 三、德育目標:,使學生明確物理中研究問題的一種方法,將曲線運動分解為直線運動。通過平拋的理論推證和實驗證明,滲透實踐是檢驗真理的標準。 教材地位:將加深對速度、加速度關系及牛頓運動定律的理解,同時為復習萬有引力等 內(nèi)容做好必要的準備。 重 點:運動的合成與分解、平拋運動及勻速圓周運動的運動規(guī)律。難 點:運動的合成與分解。 教學方法:復習、講解、歸納、推理法 教學過程: (一)、新課的導入(點擊高考):近幾年高考對平拋運動、圓周運動運動的考查年年都有,平拋運動、圓周運動還往往與電場力、洛侖茲力聯(lián)系起來進行考查。(本章結(jié)構(gòu)):第一節(jié)介紹了曲線的特點及物體做曲線的條件,第二節(jié)介紹了研究曲線運動的基本方法――運動的合成與分解,在此基礎上第三節(jié)研究了最常見的曲線運動――平拋運動。第四、五、六、七節(jié)內(nèi)容研究了另一種曲線運動――勻速圓周運動。(本章復習安排):這節(jié)課先把本章的知識點疏理一下,從下節(jié)課開始再深入研究運動的合成與分解、平拋運動及勻速圓周運動。 (二)、新課教學 本節(jié)課的學習目標:理解曲線運動是一種變速運動,知道物體做曲線運動的條件;知道運動的合成與分解都遵守平行四邊形定則;掌握典型的曲線運動――平拋運動及勻速圓周運動的規(guī)律。 學習目標完成過程: 1、曲線運動: 提問:①我們來回顧一下物體做曲線運動的時候,和直線運動相比,它的運動軌跡有何不同呢? ②速度方向有何不同?如何確定做曲線運動物體在任意時刻的速度方向? ③曲線運動可不可能是速度恒定的運動? (1)特點:軌跡是曲線;速度(方向:該點的曲線切線方向)時刻在變;曲線運動一定是變速運動。 提問:④什么情況下物體做曲線運動呢? (2)條件: F合與V0不在同一條直線上(即a與v0不在同一條直線上) 特例① F合力大小方向恒定――勻速曲線運動(如平拋運動)②F合大小恒定,方向始終與v垂直――勻速圓周運動 提問:⑤如何研究做曲線物體的運動呢? 2、運動的合成與分解 例1(見第一冊物理書,第83頁)在長約80cm~100cm一端封閉的玻璃管中注滿清水,水中放一個紅蠟做成的小圓柱體R(圓柱體的直徑略小于玻璃管的內(nèi)徑,輕重大小適宜,使它在水中大致能勻速上?。?。將玻璃管的開中端用膠塞塞緊(如圖甲)。將此玻璃客緊貼黑板豎直倒置(如圖乙),紅蠟塊R就沿玻璃管勻速上升,做直線運動。紅蠟塊R由A運動到B,它的位移是AB,記下它由A運動到B所用的時間。 然后,將玻璃管豎直倒置,在紅蠟塊上升的同時將玻璃管水平向右勻速移動,觀察紅蠟塊的運動,將會看出它是斜向右上方運動的,經(jīng)過相同的時間,紅蠟塊將沿直線AC到達C。這時它的位移是AC(如圖丙) 紅蠟塊可以看成同時參與了下面兩個運動:在玻璃管中豎直向上運動(由A到B)和隨玻璃管水平向右的運動(由A到D)。紅蠟塊實際發(fā)生的運動(由A到C)是這兩個運動合成的結(jié)果。 提問:①紅蠟燭什么方向的運動是分運動?什么方向的運動是合運動? ②什么叫運動的合成?什么叫運動的分解? ③合運動和分運動有什么關系? ④運動的合成和分解遵循什么規(guī)則? (2)關系:等時性、獨立性、等效性(3)遵循平行四邊形定則 特例 ①分運動在同一直線上,矢量運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算 如豎直上拋運動: ②先正交分解后合成: 過渡:現(xiàn)在我們來研究最常見的一種曲線運動――平拋運動。3、平拋運動 提問:①什么樣的運動是平拋運動呢?(沿水平方向丟出一支粉筆頭)(1)定義:v0水平,只受重力作用的運動 性質(zhì):加速度為g的勻變速曲線運動 提問:②它的運動軌跡為什么是曲線? (v0與g不在同一條直線上)提問:③這一運動有何特點? (2)特點:水平方向不受外力,做勻速直線運動;在豎直方向上物體的初速度為0,且只受到重力作用,物體做自由落體運動。 講述:剛才的分析結(jié)果可以用實驗證明(見課本87頁圖5—17),盡管兩球在水平方向上的運動不同,但它們在豎直方向上的運動是相同的。得到平拋運動在豎直方向上是自由落體運動,水平方向的速度大小并不影響平拋物體在豎直方向上的運動。同時可見,平拋小球在相等時間內(nèi)水平方向前進的距離是相等的。得到平拋運動的水平分運動是勻速的,且不受豎直方向的運動的影響。即各分運動是獨立的。 過渡:既然平拋運動可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,我們就可以分別算出平拋物體在任一時刻t的位置坐標x和y以及任一時刻t的水平分速度vx和豎直分速度vy(3)規(guī)律 ① 方向 :tanθ= ②位移x=vot y= 合位移大?。簊= 方向:tanα= ③時間由y=得t=(由下落的高度y決定) ④豎直方向vo=0勻變速運動,勻變速直線運動的一切規(guī)律在豎直方向上都成立。過渡:下面我們來研究另一種最常見的一種曲線運動――勻速圓周運動 4、勻速圓周運動 提問:①什么樣的運動是勻速圓周運動呢? (1)定義:做圓周運動的質(zhì)點,如果在相等時間里通過的圓弧長度相等(如電風扇葉片上每一點的運動) 提問:②電風扇打到1檔和打到2檔時葉片轉(zhuǎn)動的快慢不同,用什么物理量來描述勻速圓周運動的快慢呢? (2)描述勻速圓周運動快慢的物理量 ①線速度:大小v= ;方向在圓周的切線上;單位 : m/s 提問:勻速圓周運動的速度是恒定的嗎? ②角速度:大小ω= ; 單位 : rad/s ③周期T:運動一周的時間 單位 : s ④ 頻率f=:每秒鐘轉(zhuǎn)過的圈數(shù) 單位 :HZ v、ω、T、f之間的關系: v= 過渡:既然勻速圓周運動是變速運動,則它必有加速度,合外力必不為零。做勻速圓周運動的物體所受的合外力有何特點呢?(3)向心力:大小 方向:總是指向圓心(時刻在變)(4)向心加速度:大小 方向:總是指向圓心(也總是在變) (5)勻速圓周運動的性質(zhì):v的大小不變而方向時刻在變化;a的大小不變而方向時刻也在變,是變加速曲線運動。 (三)、小結(jié) F等于0:勻速 直線:F、v在同一直線上 F不等于0:變速(同向加速,反向減速) 曲線:F、v不在同一直線上 F(大小恒定)垂直v:勻速圓周運動 一般:v大小方向均變(特例:平拋運動) (四)、鞏固練習 1、兩個勻變速直線運動的合運動可能是怎樣的運動? 2、樹枝上的一只松鼠看到一貓人正在用槍口對準它,為了逃脫即將來臨的厄運,想讓自己落到地面上逃走,但是就在它掉離樹枝的瞬間子彈恰好射出槍口,問松鼠能否逃脫被槍殺的厄運? 3、雜技演員表演“水流星”節(jié)目時,當杯口朝下時,水也不會從杯里灑出來,請你解釋為什么? (五)、作業(yè):導與練 (六)板書設計: 6.1曲線運動 知識與技能 1、知道什么是曲線運動; 2、知道曲線運動中速度的方向是怎樣確定的; 3、知道物體做曲線運動的條件。 過程與方法 通過物體做曲線運動的條件的分析,提高學生能抓住要點對物理現(xiàn)象技術分析的能力 情感態(tài)度與價值觀 使學生會在日常生活中,善于總結(jié)和發(fā)現(xiàn)問題。 教學重點 1、什么是曲線運動 2、物體做曲線運動的方向的確定 3、物體做曲線運動的條件 教學難點 物體做曲線運動的條件 教學過程 新課教學 導入: 前邊幾章我們研究了直線運動,下邊同學們思考兩個問題: 1、什么是直線運動? 2、物體做直線運動的條件是什么? 在實際生活中,普遍發(fā)生的是曲線運動,那么什么是曲線運動?本節(jié)課我們就來學習這個問題。 一、曲線運動 (1)幾種物體所做的運動 導彈所做的運動;汽車轉(zhuǎn)彎時所做的運動;人造衛(wèi)星繞地球的運動; 歸納總結(jié)得到:物體的運動軌跡是曲線。 (2)提問:上述運動和曲線運動除了軌跡不同外,還有什么區(qū)別呢?(3)學生總結(jié)得到:曲線運動中速度方向是時刻改變的。 ???過渡:怎樣確定做曲線運動的物體在任意時刻的速度方向呢? 2:曲線運動的速度方向 (1)手通過細線拉一小球在光滑水平面上做圓周運動,在某位置A突然放手,描出小球的運動方向。 學生回答,沿切線方向飛出。然后引導學生分析原因:放手后小球速度方向不再發(fā)生變化,由于慣性,從即刻起小球做勻速直線運動,沿切線飛出 實例:a:在砂輪上磨刀具時,刀具與砂輪接觸處有火星沿砂輪的切線方向飛出; 圖6.1 b:撐開的帶著水的傘繞傘柄旋轉(zhuǎn),傘面上的水滴沿傘邊各點所劃圓周的切線方向飛出。 (2)分析總結(jié)得到:質(zhì)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。(3)推理: a:只要速度的大小、方向的一個或兩個同時變化,就表示速度矢量發(fā)生了變化。b:由于做曲線運動的物體,速度方向時刻改變,所以曲線運動是變速運動。c:曲線運動的一定有加速度,物體一定受到合外力。 ??? 過渡:那么物體在什么條件下才做曲線運動呢? 3:物體做曲線運動的條件 (1)實驗:一個在水平面上做直線運動的鋼珠,如果從旁給它施加一個側(cè)向力,它的運動方向就會改變,不斷給鋼珠施加側(cè)向力,或者在鋼珠運動的路線旁放一塊磁鐵,鋼珠就偏離原來的方向而做曲線運動。 (2)分析歸納得到:當物體所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一直線時,物體就做曲線運動。 (3)學生舉例說明:物體為什么做曲線運動。(4)用牛頓第二定律分析物體做曲線運動的條件: 當合力的方向與物體的速度方向在同一直線上時,產(chǎn)生的加速度也在這條直線上,物體就做直線運動。 如果合力的方向跟速度方向不在同一條直線上時,產(chǎn)生的加速度就和速度成一夾角,這時,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,物體就做曲線運動。 三、鞏固訓練: 1.質(zhì)點做曲線運動時 A.速度的大小一定在時刻變化 B.速度的方向一定在時刻變化 C.它一定在做變速運動 D.它可能是速率不變的運動 2.某質(zhì)點做曲線運動時 A.在某一點的速度方向是該點曲線的切線方向 B.在任意時間內(nèi)的位移大小總是大于路程 C.在任意時刻質(zhì)點受到的合外力不可能為零 D.速度的方向與合外力的方向必不在一直線上 3.下列判斷中正確的是 A.物體在恒力作用下不可能做曲線運動 B.物體在變力或恒力作用下都有可能做曲線運動 C.物體在變力作用下不可能做曲線運動 D.物體做曲線運動時,某點的加速度方向就是通過這一點的曲線的切線方向 4.物體在幾個力的共同作用下,做勻速直線運動,當其中一個力停止作用時,物體的可能運動形式是 A.勻速直線運動 B.勻加速直線運動 C.勻減速直線運動 D.曲線運動 5.如圖所示,曲線為質(zhì)點運動的軌跡,在通過位置P時速度、加速度及P附近的一段軌跡都在圖上標出,其中可能正確的是 6.如圖所示,物體在恒力F作用下沿曲線從A運動到B,這時突然使它所受的力反向而大小不變(即由F變?yōu)椤狥),在此力作用下,物體以后的運動情況將 A.物體可能沿Ba曲線運動 B.物體可能沿Bb曲線運動 C.物體可能沿Bc曲線運動 D.物體可能沿原曲線由B返回A 四、小結(jié) 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(zhì)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α時,物體就做曲線運動。 五、作業(yè):P34 T2、3 評價手冊 曲線運動教案 1.曲線運動 (1)曲線運動定義:軌跡是曲線的運動。 (2)曲線運動的速度方向和性質(zhì): 速度方向就是該點的切線方向,曲線運動的速度方向時刻改變,故曲線運動一定存在加速度,曲線運動一定是變速運動。 (3)物體做直線運動條件:物體所受合外力為零或所受合外力方向和物體運動方向在同一直線上。 (4)物體作曲線運動條件:合外力方向與速度方向不在同一直線上。 2.運動的合成和分解 (1)有關運動的合成和分解的幾個概念: 如果某物體同時參與幾個運動,那么這物體實際運動就叫做那幾個運動的合運動,那幾個運動叫做這個實際運動的分運動。已知分運動情況求合運動情況叫運動的合成,已知合運動情況求分運動情況叫運動的分解。 合運動的位移叫做合位移;分運動的位移叫分位移。合運動在一段時間內(nèi)的平均速度叫合速度;分運動在該同一段時間內(nèi)的平均速度叫分速度。 (2)運動的合成及分解規(guī)則:平行四邊形定則。 ① 合運動一定是物體的實際運動。 ② 分運動之間是相互不相干的。 ③ 合運動和各分運動具有等時性。 ④ 合運動和分運動的位移、速度、加速度都遵守平行四邊形定則。 ⑤ 特例: <1> 初速為 的勻加速直線運動,可看成是同方向的一個勻速運動和另一個初速為零的勻加速直線運動的合運動。<2> 豎直上拋運動可看成是一個豎直向上的勻速直線運動和另一個自由落體運動的合運動。 <3> 兩個勻速直線運動合成后一定是勻速直線運動。 <4> 不在同一直線上的一個勻速直線運動和一個變速直線運動合成后運動軌跡是曲線(合運動的加速度方向和合運動速度方向不在同一直線上)。 3.平拋運動 (1)平拋運動的定義:水平拋出物體只在重力作用下的運動。 (2)平拋運動性質(zhì):是加速度恒為重力加速度g的勻變速曲線運動,軌跡是拋物線。 (3)平拋運動的處理方法: 分解為 結(jié)果得 曲線運動 1.曲線運動 (1)曲線運動定義:軌跡是曲線的運動。 (2)曲線運動的速度方向和性質(zhì): 速度方向就是該點的切線方向,曲線運動的速度方向時刻改變,故曲線運動一定存在加速度,曲線運動一定是變速運動。 (3)物體做直線運動條件:物體所受合外力為零或所受合外力方向和物體運動方向在同一直線上。 (4)物體作曲線運動條件:合外力方向與速度方向不在同一直線上。 2.運動的合成和分解 (1)有關運動的合成和分解的幾個概念: 如果某物體同時參與幾個運動,那么這物體實際運動就叫做那幾個運動的合運動,那幾個運動叫做這個實際運動的分運動。已知分運動情況求合運動情況叫運動的合成,已知合運動情況求分運動情況叫運動的分解。 合運動的位移叫做合位移;分運動的位移叫分位移。合運動在一段時間內(nèi)的平均速度叫合速度;分運動在該同一段時間內(nèi)的平均速度叫分速度。 (2)運動的合成及分解規(guī)則:平行四邊形定則。 ① 合運動一定是物體的實際運動。 ② 分運動之間是相互不相干的。 ③ 合運動和各分運動具有等時性。 ④ 合運動和分運動的位移、速度、加速度都遵守平行四邊形定則。 ⑤ 特例: <1> 初速為 的勻加速直線運動,可看成是同方向的一個勻速運動和另一個初速為零的勻加速直線運動的合運動。 <2> 豎直上拋運動可看成是一個豎直向上的勻速直線運動和另一個自由落體運動的合運動。 <3> 兩個勻速直線運動合成后一定是勻速直線運動。 <4> 不在同一直線上的一個勻速直線運動和一個變速直線運動合成后運動軌跡是曲線(合運動的加速度方向和合運動速度方向不在同一直線上)。 3.平拋運動 (1)平拋運動的定義:水平拋出物體只在重力作用下的運動。 (2)平拋運動性質(zhì):是加速度恒為重力加速度g的勻變速曲線運動,軌跡是拋物線。 (3)平拋運動的處理方法: 注意:運動學公式只適用于直線運動,因此曲線運動要分解成兩個直線的分運動后才能應用運動學公式求解。 教學準備 1.教學目標 知識與技能 1.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. 3.學會用作圖法和直角三角形知識解決有關位移和速度的合成、分解問題. 過程與方法 1.學會分析日常生活中的曲線運動. 2.結(jié)合牛頓第二定律解釋物體做曲線運動的條件. 3.通過紅蠟塊運動的實驗,觀察并分析在平面直角坐標系中研究物體的運動情況. 情感、態(tài)度與價值觀 曲線運動是物體運動的普遍形式,注意觀察身邊不同物體的運動狀態(tài),思考產(chǎn)生不同運動的原因,體驗分析實際問題的樂趣.2.教學重點/難點 多媒體、板書 3.教學用具 4.標簽 教學過程 一、曲線運動的位移 探究交流:圖中做飛行表演的飛機正在螺旋上升,為了描述飛機的位移,選擇平面直角坐標系可以嗎?如果不可以,應該選擇什么樣的坐標系? 【提示】飛機不是在一個平面內(nèi)運動,所以在平面直角坐標系中無法描述它的位移.描述飛機的位移需建立三維坐標系.1.基本知識(1)曲線運動 質(zhì)點運動的軌跡是曲線的運動.(2)建立坐標系 研究在同一平面內(nèi)做曲線運動的物體的位移時,應選擇平面直角坐標系.(3)描述 對于做曲線運動的物體,其位移應盡量用坐標軸方向的分矢量來表示. 2.思考判斷 (1)人造衛(wèi)星圍繞地球的運動是曲線運動.(√)(2)研究風箏的運動時,可以選擇平面直角坐標系.(×)(3)當物體運動到某點時,位移的分矢量可用該點的坐標來表示.(√) 二、曲線運動的速度 探究交流 在砂輪上磨刀具時,刀具與砂輪接觸處的火星沿什么方向飛出?轉(zhuǎn)動雨傘時,雨傘上的水滴沿什么方向飛出?由以上兩種現(xiàn)象你能得出什么結(jié)論? 【提示】 火星將沿砂輪與刀具接觸處的切線方向飛出,雨滴將沿傘邊上各點所在圓周的切線方向飛出.由這兩種現(xiàn)象可以看出,物體做曲線運動時,在某點時的速度方向應沿該點所在軌跡的切線方向.1.基本知識(1)速度的方向 質(zhì)點在某一點的速度,沿曲線在這一點的切線方向.(2)運動性質(zhì) 做曲線運動的質(zhì)點的速度的方向時刻發(fā)生變化,即速度時刻發(fā)生變化,因此曲線運動一定是變速運動. (3)描述 用速度在相互垂直的兩個方向的分矢量表示,這兩個分矢量叫做分速度. 2.思考判斷 (1)噴泉中斜射出的水流,其速度方向沿切線方向.(√)(2)曲線運動的速度可以不變.(×)(3)分速度是標量.(×)3.曲線運動的速度特點 曲線運動速度的特點:一是速度時刻改變;二是速度方向總是沿切線方向. (1)曲線運動中質(zhì)點在某一時刻(或某一位置)的速度方向,就是質(zhì)點從該時刻(或該點)脫離曲線后自由運動的方向,也就是曲線上這一點的切線方向. (2)速度是一個矢量,既有大小,又有方向,假如在運動過程中只有速度大小的變化,而物體的速度方向不變,則物體只能做直線運動.因此,若物體做曲線運動,表明物體的速度方向發(fā)生了變化. 三.運動描述的實例 探究交流:在蠟塊運動的描述中,如果只讓玻璃管向右移動的速度變大,蠟塊的速度如何變? 1.基本知識 (1)蠟塊的位置(如圖512所示)蠟塊沿玻璃管勻速上升的速度設為vy,玻璃管向右移動的速度設為vx.從蠟塊開始運動的時刻計時,于是在時刻t,蠟塊的位置P可以用它的x、y兩個坐標表示,x=vxt,y=vyt.(2)蠟塊的速度 四、物體做曲線運動的條件 1.基本知識 (1)當物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時,物體做曲線運動.(2)當物體加速度的方向與速度方向不在同一直線上時,物體做曲線運動. 2.思考判斷 (1)物體做曲線運動時,合力一定是變力.(×)(2)物體做曲線運動時,合力一定不為零.(√)(3)物體做曲線運動時,加速度一定不為零.(√)探究交流 你能總結(jié)出物體做直線運動的條件嗎? 五、運動性質(zhì)和軌跡的判斷 【問題導思】 1.當物體所受合力變化時,加速度變化嗎? 2.當物體所受合力與速度成銳角時,物體是加速運動,還是減速運動? 3.物體運動的軌跡如何判定? 1.物體所受合力為零或不受力時,將做勻速直線運動或靜止. 2.物體所受合力不為零時,若合力方向與速度方向夾角為θ,則 3.物體運動性質(zhì)和軌跡的判斷方法 兩個互成角度的直線運動的合運動的性質(zhì)和軌跡,由兩分運動的性質(zhì)及合初速度與合加速度的方向關系決定. (1)根據(jù)合加速度是否恒定判定合運動是勻變速運動還是非勻變速運動,若合加速度不變且不為零,則合運動為勻變速運動;若合加速度變化,則為非勻變速運動. (2)根據(jù)合加速度與合初速度是否共線判斷合運動是直線運動還是曲線運動,若合加速度與合初速度在同一直線上,則合運動為直線運動,否則為曲線運動. 4.不在一條直線上的兩個直線運動的合運動的幾種可能情況(1)兩個勻速直線運動的合運動仍然是勻速直線運動. (2)一個勻速直線運動與一個勻變速直線運動的合運動一定是勻變速曲線運動.(3)兩個初速度為零的勻加速直線運動的合運動一定是勻加速直線運動,合運動的方向即兩個加速度合成的方向. (4)兩個初速度不為零的勻變速直線運動的合運動可能是勻變速直線運動,也可能是勻變速曲線運動,當兩個分運動的初速度的合速度方向與兩個分運動的合加速度方向在同一直線上時,合運動為勻變速直線運動,否則為勻變速曲線運動. 5.曲線運動性質(zhì)的判斷方法 (1)看物體的合外力.若物體的合外力為恒力,則它做勻變速曲線運動;若物體的合外力為變力,則它做非勻變速曲線運動. (2)看物體的加速度.若物體的加速度不變,則它做勻變速曲線運動;若物體的加速度變化,則它做非勻變速曲線運動. 例:關于運動的性質(zhì),以下說法中正確的是()A.曲線運動一定是變速運動 B.變速運動一定是曲線運動 C.曲線運動一定是變加速運動 D.加速度不變的運動一定是直線運動 【答案】 A 六、合運動、分運動的理解 【問題導思】 1.合運動、分運動的關系具備哪些特性? 2.運動的合成與分解滿足什么規(guī)律? 3.速度、加速度、位移都能用平行四邊形定則進行合成嗎? 1.合運動與分運動 (1)如果物體同時參與了幾個運動,那么物體實際發(fā)生的運動就是合運動,參與的幾個運動就是分運動.(2)物體的實際運動一定是合運動,實際運動的位移、速度、加速度就是它的合位移、合速度、合加速度,而分運動的位移、速度、加速度是它的分位移、分速度、分加速度. 2.合運動與分運動關系的四個特性 (1)等效性:各分運動的共同效果與合運動的效果相同.(2)等時性:各分運動與合運動同時發(fā)生和結(jié)束,時間相同.(3)獨立性:各分運動之間互不相干,彼此獨立,互不影響.(4)同體性:各分運動與合運動是同一物體的運動. 3.合運動與分運動的求法 (1)運動合成與分解:已知分運動求合運動,叫運動的合成;已知合運動求分運動,叫運動的分解. (2)運動合成與分解的法則:合成和分解的內(nèi)容是位移、速度、加速度的合成與分解,這些量都是矢量,遵循的是平行四邊形定則. (3)運動合成與分解的方法:在遵循平行四邊形定則的前提下,處理合運動和分運動關系時要靈活采用方法,或用作圖法或用解析法,依情況而定,可以借鑒力的合成和分解的知識,具體問題具體分析. 注意:1.將合運動分解時,可以分解到相互垂直的兩個方向上,也可以分解到同一條直線上或其他方向上. 2.速度的合成與分解、位移的合成與分解和力的合成與分解的方法完全相同,之前所學的力的合成與分解的規(guī)律及方法可以直接應用. 七、小船渡河模型 例:小船要橫渡一條200 m寬的河,水流速度為3 m/s,船在靜水中的航速是5 m/s,求: (1)當小船的船頭始終正對對岸行駛時,它將在何時、何處到達對岸? (2)要使小船到達河的正對岸,應如何行駛?多長時間能到達對岸?(sin 37°=0.6)【答案】(1)40 s 正對岸下游120 m處(2)船頭指向與岸的上游成53°角 50 s 1.渡河時間最短問題若要渡河時間最短,由于水流速度始終沿河道方向,不能提供指向河對岸的分速度,因此只要 課堂小結(jié) 板書 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,物體將做曲線運動。 3、曲線運動速度的方向 質(zhì)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(zhì) 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。第二篇:《曲線運動》復習課教案
第三篇:高中教案 曲線運動
第四篇:高一物理人教版曲線運動教案
第五篇:1. 曲線運動 教學設計 教案