《§5.1曲线运动》教学设计
【教学目标】
1. 知道什么是曲线运动.
2. 知道曲线运动的速度方向，理解曲线运动是一种变速运动。
3. 结合实例理解曲线运动的条件。
4. 引导学生积极主动探究，发现问题，解决问题，能够相互评价纠错，在掌握知识的同时收获成功的喜悦。
5.体验曲线运动速度方向和曲线运动条件的探究过程，领会过程中的分析方法。
6.关注生活现象，领略曲线运动知识与日常生活的紧密联系。
【教学重点和难点】
1. 曲线运动方向的确定
2. 物体做曲线运动的条件
【教具准备】
实物投影，木板，小钢球。磁性橡胶条，磁力棒，斜面轨道，砂轮，陀螺，吸管。自制课件等
【教学流程】


 



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回归生活
 
 
 
【教学过程】
【引入新课】
我们已经学过物体的多种运动形式，如匀速直线运动，匀加速直线运动，匀减速直线运动，匀加速直线运动等等，这些运动的轨迹都是直线。

 
视频展示生活中直线运动和曲线运动的事例，引导学生区别视频中物体运动的轨迹的不同之处，引出曲线运动的定义：运动轨迹是曲线运动就是曲线运动。（板书）
 
你还能举出一些生活中和自然界中的物体做曲线运动的例子吗？
（学生讨论、交流）
播放视频实例：绕地飞行的人造卫星，扔出去的铅球，踢出去的“香蕉球”等。
教师小结：曲线运动比直线运动更有广泛性和普遍性，从这节课开始，我们就一起来研究曲线运动。
设计思考：本节课是在学生学习了直线运动的相关知识后，第一次正式接粗曲线运动的概念。教学中注意联系学生的生活经验，列举大量的曲线运动实例，这将有助于激发学生的兴趣，并为本课题学习提供了必要的感性材料。
 
【进入新课】
一、实验探究：曲线运动的速度方向
过渡：曲线运动和直线运动相比除了运动轨迹不同之外还有什么特点？
学生总结（板书内容）
提出问题：物体做曲线运动，运动的方向在变化，该如何确定曲线运动的物体在某一时刻的速度方向？
结合生活经验猜想：物体做曲线运动，依次经过A,B,C三点，在这三点速度方向如何？
（课件分布呈现问题）
 
学生小组讨论并猜想，小组成员展示，并说明依据：
 
 
 
 
设计思考：强调曲线运动之“曲”为非速度之曲。做曲线运动时，轨迹上的每一点都是物体实际经过的，运动轨迹上的每一点的速度都有方向，因此每一点的速度是确定的，唯一的，是不会变化的。
学生：可能沿切线方向。
教师：你为什么会这么想？
学生：下雨天 转动雨伞时，可以看到雨水好像是沿切线飞出的，砂轮打磨刀具时溅出的火星也是沿切线飞出。
教师：很好，善于观察生活中的现象，但这些现象稍纵即逝，不便于研究问题。我们可以用易于控制的现象来研究。
1. 实验演示
演示1（投影放大）
砂轮打磨铁片，演示之前明确观察要求（注意观察火星沿什么方向飞出）
演示2（投影放大）
投影上展示陀螺转动，用吸管往陀螺上滴水，（注意观察水滴沿什么方向飞出）

问题1：两个实验观察到什么现象？
学生：火星和水滴都沿圆轨道的切线飞出，说明我们之前的猜想是正确的。
问题2：根据以上连个实验是否可以得出做曲线运动的物体任意时刻的速度方向沿轨迹在该点的切线方向？
演示3（投影放大）
首先向同学介绍实验器材，然后让他们观察小球在轨道和离开轨道分别做什么运动，小球离开轨道的速度方向和轨道是什么关系？
在光滑的木板上上，用泡沫板做一段曲线轨道。蘸有水水的铁球紧贴轨道运动，沿切线滚出，然后做直线运动。
问题3：通过观察可以确定曲线上哪一点的速度方向？
问题4：那我想确定曲线运动中其中任一点的速度方向该怎么办呢？
学生猜想：可不可把轨道拆卸一段，
教师：那我们再来看看
拿掉一段轨道后，重复这一实验，小球又从另一点沿切线滚出；
再拿掉一段轨道。。。。
图示为小球在轨道的不同出口滚出点滚出以及后续运动留下的轨迹。
问题5：这个实验演示了小球从几个不同位置滚出去的情况，那么小球在其他各点情况又如何呢？

学生总结实验结论，做曲线运动的物体脱离曲线后沿切线方向飞出做直线运动。
设计思考：这两个演示实验教具制作简单，操作方便，效果十分明显。这些鲜明的实验现象，为学生理解曲线运动的速度方向积累了清晰的事实，为建立正确的物理图景打下坚实的基础。
2.理论探究：曲线运动的速度方向
教师：上述实验事实支持了同学们的猜想，即曲线运动的速度方向就是沿该点的切线方向。那么我们能不能用已学的知识，对此做进一步的论证？
（数形结合）
（数学中关于切线和割线的知识以及必修一中所学的平均速度和瞬时速度的知识）
从平均速度到瞬时速度（从割线到切线）
教师：这个过程中涉及什么物理思想
学生：极限思想
设计思考：在这里，教师并不是从几个有限的实验事实出发，就急于给出关于曲线运动速度方向的定论。而是引导学生运用已学的知识，尝试具有一般性的推理论证。这样既可训练学生的逻辑思维能力，也有助于培养严谨求实的科学态度，有利于学生物理学科核心素养的发展。
总结曲线运动速度方向的特点（板书内容）
二、曲线运动的性质
1. 提出问题
通过以上的分析，你觉得曲线运动是匀速运动还是变速运动？
如果一个物体保持速度大小不变，沿图中的轨迹所做的曲线运动，是匀速运动吗？
2. 学生分析
不是，因为曲线运动的速度方向随时在变，而速度又是矢量，只要速度的方向或大小其中之一改变就便是速度发生了变化。所以曲线运动一定是变速运动。
 
三、实验探究：物体做曲线运动的条件
1. 提出问题
教师：物体在有的情况下做直线运动，有的情况下做曲线运动。你认为物体做曲线运动的条件是什么呢？
学生（猜想）：可能与物体受不受外力有关系。
教师（追问）：物体所示外力不为0，就一定做曲线运动吗？
学生：不是的
教师：你能否举个例子
学生：（演示）一截粉笔分别做竖直上抛和平抛运动，合外力同，但是一个做直线运动一个做曲线运动。
学生：还可能与物体的速度方向有关。
教师：究竟与这些因素有没有关系？有什么关系？我们通过实验来探究
2. 实验探究
提供器材：一块磁铁，一个小钢球和一个斜面轨道。让学生讨论方案，进行实验操作，观察分析，观察分析，指导探究。

学生自主实验
学生上台展示实验，不断地尝试，观察，分析，得出实验结论
3. 实验结论
当物体所受的合外力为零或合外力的方向跟它的速度方向在同一直线上时，物体做直线运动。
当物体所受的合外力方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动
设计思考：围绕“物体做曲线运动的条件”这个问题，教师不是一味讲授，而是组织学生开展探究学习，鼓励和引导他们主动参与猜想假设，方案设计，实验操作，观察分析等学习活动，最终得到了预期的结论。学生不仅加深了对知识的理解，也从中获得了成功的体验。尤其是，让学生根据给定的实验器材，自主验证，更加调动了学生学习的热情。也加深了学生对于知识的理解。
四、回归生活
展示生活中雨天骑自行车的情境，让学习分析图中现象的原因

如图是一辆未安装好的自行车，小组间合作交流画出前后轮上各点在正常行驶时，相对于骑车人的速度方向，并为该自行车设计安装挡泥板。

（展示自行车实物，由学生设计方案教师点评）
设计思考：引导学生在学习知识的同时要注意联系实际，关注生活现象，领略曲线运动知识与日常生活的紧密联系。让学生在探索物理中感受生活，进而创新科技，用所学知识更好的服务于生活。
 
 
 
【板书设计】
5.1  曲线运动
 
1.速度方向：时刻在变
            沿轨迹在该点的切线方向
2.性    质：变速运动
3.条    件：F(合外力)与v不共线