物理：《曲线运动》教案(新人教版必修).docVIP

第五章 曲线运动 5.1 曲线运动 ★教学目标 知识与技能 知道什么是曲线运动 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。 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条件，加深对牛顿定律的理解。 过程与方法 通过物体做曲线运动的条件的分析，能抓住要对物理现象技术分析的能力 师：现在我们知道做曲线运动的物体的速度方向一直在变，那物体在某一时刻或某一位置具体的速度方向是怎样的呢？ 演示实验 如图所示，水平桌面上摆一条曲线轨道，它是由几段稍短的轨道组合而成的．钢球由轨道的一端滚入(通过压缩弹簧射人或通过一个斜面滚入)，在轨道的束缚下钢球做曲线运动．在轨道的下面放一张白纸，蘸有墨水的钢球从出口A离开轨道后在白纸上留下一条运动的轨迹，它记录了钢球在A点的运动方向。拿去一段轨道，钢球的轨道出口改在田中且同样的方法可以记录钢球在轨道B点的运动方向．观察一下，白纸上的墨迹与轨道(曲线)有什么关系? 【问题】：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？ 【解析】：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 【问题】：白纸上的墨迹与轨道(曲线)有什么关系? 【解析】：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。 播放演示实验的动画演示，加深印象 师：下面我们再来观看一段视频，请大家用心体会。 播放曲线运动方向分析的视频（2 个） 【牢记】：质点在某一点(或某一时刻)的速度的方向沿曲线的该点的切线方向。 从速度的定义理解这个结论 师：下面我们从速度的定义来理解这个结论。 师：速度的定义式是什么？ 生： 师：该公式求解出来的是平均速度还是瞬时速度？ 生：因为对应的是一段时间，求解出来的是平均速度。 师：平均速度的方向是怎样的？ 生：平均速度的方向与位移的方向相同。 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。 师：那瞬时速度是如何求解的呢？ 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 师：如图：如果△t取得越小，平均速度的方向依次变为割线AC、AD…的方向（注意已逐渐逼近A处切线的方向）。当△t0时,割线就成了切线，即平均速度极限值即为A点的瞬时速度,它的方向便在过A的切线方向上。 【问题】：曲线运动中，物体的运动状态发生了变化了吗？ 【解析】：速度是运动状态的标志。速度是矢量，有大小和方向。大小和方向中任何一个变化了，速度均发生了变化。物体做曲线运动时，速度的方向在不断变化，所以曲线运动是变速运动，运动状态在不断变化。 【问题】：那曲线运动有加速度吗？ 【解析】：因为加速度表示物体变化的快慢，既然速度变化了就一定有加速度。 【牢记】：曲线运动是变速运动，有加速度。 例1、关于曲线运动，下列说法正确的是 ( ) A.曲线运动一定是变速运动 B.曲线运动速度的方向不断地变化。但速度的大小可以不变 C.曲线运动的速度方向可能不变 D.曲线运动的速度大小和方向一定同时改变 【答案】：A 【解析】：对于曲线运动来说，在运动的过程中，物体速度方向始终在变化，所以曲线运动一定是变速运动．在这个过程中．物体速度的大小是否发生变化，并不影响物体是否做曲线运动。因此，速度大小可能变化，也可能不变，但速度方向一定变化。 例2、对曲线运动中的速度的方向，下列说法正确的是 ( ) A.在曲线运动中，质点在任一位置的速度方向总是与这点的切线方向相同 B.在曲线运动中，质点的速度方向有时也不一定是沿着轨迹的切线方向 C.旋转雨伞时．伞面上的水滴由内向外做螺旋运动，故水滴速度方向不是沿其切线方向的[来源:学科网] D.旋转雨伞时，伞面上的水滴由内向外做螺旋运动，水滴速度方向总是沿其轨道的切线方向 【答案】：AD 【解析】：本题主要考查物体做曲线运动时的速度方向，解此题只要把握一点：不论在任何情况下，曲线运动速度方向总是与其轨道的切线方向一致的，所以本题应该选择AD 例3、从A到B，经过时间为5s，在A点的速度方向与水平方向成300，偏向上。 大小是5m/s，在B点的速度大小也是5m/s，但方向与水平方向成300角，偏向下。求这段时间的加速度。