5.1 曲线运动

教学目标

一、知识与技能

1. 知道什么是曲线运动。

2. 知道什么是曲线运动的位移，理解曲线运动位移的计算方法。

3. 知道曲线运动中速度的方向是如何确定的，理解曲线运动是变速运动。 4. 结合实例理解物体做曲线运动的条件，对比直线运动和曲线运动的条件，加深对牛顿运动定律的理解。

二、过程与方法

体验曲线运动与直线运动的区别；体验曲线运动是变速运动及其速度方向的变化。

三、情感、态度与价值观

能领略曲线运动的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲；有参与科技活动的热情，将物理知识应用于生活和生产实践中。 教学重点

1. 知道什么是曲线运动。

2. 知道曲线运动中速度的方向是如何确定的。 3. 理解物体做曲线运动的条件。 教学难点

理解物体做曲线运动的条件。 教学方法

探究、讲授、讨论、练习。 教具准备

投影仪、投影片、斜面、小钢球、小木球、条形磁铁。 教学过程

一、新课导入

前面我们学习过了各种直线运动，包括匀速直线运动、匀变速直线运动、自由落体运动等。下面来看这个小实验，判断该物体的运动状态。

实验：1.演示自由落体运动，该运动的特征是什么？（轨迹是直线）

2.演示平抛运动，该运动的特征是什么？（轨迹是曲线） 这里我们看到一种我们前面没有学过的运动形式，它与我们前面学过的运动形式有本质的区别。前面我们学过的运动的轨迹都是直线，而我们现在看到的这种运动的轨迹是曲线，我们把这种运动称为曲线运动。

二、新课教学 （一）曲线运动的位移

教师：曲线运动是常见的，你能举出物体做曲线运动的一些实例吗？ 学生思考并回答：微观世界里如电子绕原子核旋转；宏观世界里如天体运行；生活中如投标抢、掷铁饼、跳高、跳远等均为曲线运动。

教师：观察教材P2图5.1-1，思考：如何确定物体在从O运动到A的过程中的位移？

学生思考并回答：可以采用建平面直角坐标系的方法，根据物体沿两个方向的分矢量，利用矢量平行四边形定则求曲线位移。

练习：自行车场地赛中，运动员骑自行车绕圆形赛道运动一周，下列说法中正确的是（ ）。

A．运动员通过的路程为零 B．运动员发生的位移为零 C．运动员的速度方向时刻在改变

D．由于起点与终点重合，速度方向没有改变，因此运动并非曲线运动 答案BC

（二）曲线运动的速度

教师：引导学生看教材P2图5.1-2和图5.1-3提出问题：砂轮打磨下来的炽热微粒，飞出去的链球，它们沿着什么方向？

教师演示实验：撑开的带有水的伞绕着伞柄旋转，雨滴从伞的边缘飞出，提出问题：雨滴沿什么方向飞出？不同的位置飞出的方向一样吗？你的理由是什么？是否是沿圆周的切线？

学生观察实验现象思考并总结规律。

教师：下面请同学们看教材P3演示实验，看完后我将找两位同学到前面配合做实验。教师找两名同学做实验。

教师：请同学们观察并思考：为什么说从A点离开轨道后在白纸上留下的轨迹记录了钢球在A点的运动方向？

同学讨论交流并回答，教师总结。

因为A离开轨道后不再受轨道束缚，在白纸上做的是直线运动，则物体做直线运动的方向就是物体离开A点的速度方向。

教师：白纸上的墨迹与轨道（曲线）有什么关系？ 同学讨论交流并回答，教师总结。

墨迹与轨道只有一个交点，说明了墨迹所在的直线为轨道所在曲线在该点的切线，也就是说质点在某一点（或某一时刻）的速度的方向是在曲线的这一点的切线方向。

结论：曲线运动速度的方向总是沿轨迹的切线方向。

教师提出问题：什么是曲线的切线呢？请同学们看教材P3图5.1-5，思考、归纳、总结。

教师：速度的定义式是什么？ 学生：v?s t教师：该公式求解出来的是平均速度还是瞬时速度？ 学生：因为对应的是一段时间，求解出来的是平均速度。 教师：平均速度的方向是怎样的？

学生：平均速度的方向与位移的方向相同。

教师：很好！如右图所示，质点做曲线运动在时间?t内从A到B，这段时间内的位移即为割线AB，平均速度的方向就是割线AB的方向。 教师：那瞬时速度是如何求解的呢？

A B

学生：数学语言讲就是瞬时速度是平均速度的极限值。就是说时间间隔?t取得越短，该时间段内的运动速度变化就越小，该段时间内的运动近似成匀速直线运动的误差就越小，平均速度代表瞬时速度的误差就越小。当?t→0时，平均速度的极限值就是瞬时速度。

教师：如右图，如果?t取得越小，平均速

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