5.1 曲线运动 教案-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

1 曲线运动 教学目标 1. 理解曲线运动的瞬时速度的方向，并能在物体的运动轨迹图上标出物体运动的方向。 2. 理解曲线的切线的概念，能结合切线理解曲线运动的瞬时速度的方向。 3. 理解物体做曲线运动的条件，经历结合牛顿运动定律分析物体做曲线运动的条件的过程。 教学重难点 教学重点 曲线运动的瞬时速度的方向、曲线运动的条件 教学难点 曲线运动的瞬时速度的方向、物体做曲线运动的条件 教学准备 多媒体课件 教学过程 新课引入 教师口述：此前，我们学习了匀变速直线运动的规律、力、牛顿运动定律。虽然在谈及位移和力时涉及到二维空间。但对运动规律的系统的研究、对力与运动关系的系统的研究我们却局限在一维空间内。 教师口述：而实际上的物体的运动是复杂的，曲线运动更为普遍。如汽车在交通路口转弯时的运动、滑雪运动、有关球类的运动等。 教师活动：播放有关高尔夫球、排球的视频。 教师设问：你是否想过应该怎样描述这些球类的运动？ 教师口述：要描述这些球类的运动好像有些困难，因为它们的运动不是直线运动，而是曲线运动。 教师设问：曲线运动的速度是怎样的？物体在什么条件下做曲线运动？ 讲授新课 一、曲线运动的速度的方向 教师活动：展示带有高尔夫球轨迹的图片。 教师活动：在高尔夫球运动的轨迹上，多次取任意两点，设问高尔夫球球在这两点间的平均速度的方向。 教师口述：可见高尔夫球的速度的方向是一直在变化的。那么，高尔夫球在某一时刻的速度的方向是怎样的呢？ 教师活动：播放视频《观察做曲线运动物体的速度方向》。 教师设问：白纸上的印迹与轨道（曲线）有什么关系？ 教师活动：讲解切线的概念。 过曲线上的A、B 两点作直线，这条直线叫作曲线的割线。设想B 点逐渐沿曲线向A 点移动，这条割线的位置也就不断变化。当B 点非常非常接近 A 点时，这条割线就叫作曲线在 A 点的切线。 教师活动：讲解速度方向与切线之间的关系。 若质点在一段时间内从B 点运动到A 点，则质点的平均速度的方向由B 点指向A 点。当B 点越来越靠近A 点时，质点的平均速度方向将越来越接近A 点的切线方向。当B 点与A点的距离接近0 时，质点在A 点的速度方向沿过A 点的切线方向。 师生活动：归纳总结做曲线运动的物体的速度的方向。 质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。 二、物体做曲线运动的条件 教师设问：物体如果不受力，将静止或做匀速直线运动。那么，你认为物体在什么条件下做曲线运动呢？ 教师设问：物体做曲线运动时，由于速度方向时刻改变，物体的加速度一定不为0。结合牛顿运动定律可知，物体所受的合力一定不为0。那么，物体受什么样的力才会做曲线运动？ 师生活动：教师播放视频《观察钢球的运动轨迹》。学生观看视频。 教师活动：引导学生归纳总结物体做曲线运动的条件。 教师活动：讲解物体做曲线运动的条件。 在直线运动中，物体所受合力的方向与速度的方向总在同一直线上。根据牛顿第二定律，加速度的方向也就与速度的方向在这条直线上。因此，物体无论运动快慢，速度的方向及运动轨迹总是在同一直线上。 如果物体所受合力的方向与速度的方向不在一条直线上，而是成一角度，这时可将合力分解为平行速度方向的分力和垂直速度方向的分力根据牛顿第二定律，平行速度方向的分力，将在速度平行方向产生加速度，从而改变速度的大小；垂直速度方向的分力，将在与速度垂直方向上产生加速度，从而改变物体原来的运动方向，使物体做曲线运动。 总之，当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。 典题剖析 例1 质点在一平面内沿曲线由P运动到Q，如果用v、a、F分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力，下列图中可能正确的是(　　) 答案：D 解析：在曲线运 ... ...