《曲线运动》设计 省赛一等奖

《曲线运动》教学设计【设计思路】教材分析本课题是人教版普通高中物理课程标准实验教科书《必修2》第五章第1节的内容。主要内容包括曲线运动的位移、曲线运动的速度、物体曲线运动描述的实例以及做曲线运动的条件。由于曲线运动是生活中常见的运动，教材提供了大量的实例介绍。此外，教材还介绍了描述曲线运动的方法，这是本章学习的基础，为后续的课程学习起到了铺垫作用。学情分析从认识结构上看，高一学生已经在必修一中完成了直线运动的学习，掌握了一定的研究运动的方法，这对本章的学习有利。从发展的需求看，本节内容中包含了许多物理研究方法，比如说推理能力、极限思想、运动的合成与分解的思想，这都是物理学习中学生所需要的。教学目标知识与技能掌握曲线运动的位移和速度表示方式及特点；知道物体做曲线运动的条件；学会分析、描述红滴管的运动。过程与方法通过曲线运动速度方向的探索，体验科学研究的过程；通过描述红滴管运动，掌握运动合成与分解的方法。情感态度价值观在研究曲线运动的过程中，感受物理知识解决实际问题的成就感，形成科学严谨的态度并提高探究能力。教学重点曲线运动的速度、物体做曲线运动的条件以及对红滴管运动的研究教学难点描述曲线运动教学分析原本，对于《曲线运动》这一节课，教学指导意见建议是两课时的内容，而老教材也把这一节的内容分成两节讲述。但考虑到温州中学的学生有较强的接受能力，因此借鉴新教材的编排思路，在研究曲线运动的速度方向、性质、条件的传统讲法之后，给出一道飞机斜飞的题目，“飞机起飞时以100m/s的速度斜向上飞，飞行方向与水平面成30°，则飞机每分钟爬高多少？”把位移、速度的分解融入习题，是比较合适的。然而，习题的设置源于课本，又有别于课本。若直接引用课本问题“飞机起飞时以300km/h的速度斜向上飞，飞行方向与水平面的夹角为30°。求水平方向的分速度vx和竖直方向的分速度vy。”显得生硬。而计算“飞机每分钟爬高”，使得速度的分解有目的性。另外，对于课本中最后的滴管实验，除了教材中的两个分运动均为匀速直线运动的情况，我认为还可以提出其中一个分运动是匀加速直线运动的问题作为发展要求。由此，授课内容从直线运动过渡到曲线运动，使得学生学习运动的合成与分解，目的性更强。教学方法直观演示法、实验法、启发式提问法、讨论法、讲授法相结合教具演示实验：砂轮机、金属片、系绳小球、铁架台、带针筒的塑料瓶、水桶、毛皮、橡胶棒、玻璃管（内有红色小滴管）；分组实验：木板、白纸、图钉、软管、小钢球、环形磁铁。【课堂实录】生活实例，新课导入曲线运动是生活中常见的运动。举例：跳水运动员在起跳、嫦娥卫星发射、飞机特技、摩天轮转动。提问：描述一个运动，需要描述哪几个物理量？预设：速度、位移、时间。曲线运动的速度演示实验——砂轮打磨实验准备：砂轮、铁片。引导学生观察颗粒离开砂轮时飞出方向。预设：沿轨迹的切线方向飞出。演示实验——投掷小球请一位学生上台尝试，将小球掷到目标位置。介绍链球运动。分组实验——钢球在轨道上的运动介绍装置。组织学生进行分组实验，研究物体做曲线运动速度的特点。学生代表讲述实验思路，分析实验结果。对学生的回答做出评价、补充，提示导轨还可以拆了再做。曲线运动的速度特点总结：质点在某一点的速度，是沿曲线在这一点的切线方向。提问：一个曲线运动的切线方向是不是一直在改变的？说明速度的方向也？说明曲线运动是直线运动还是变速运动？总结：曲线运动是变速运动。物体做曲线运动的条件分组实验——钢球在磁铁的吸引下的运动提问：a.曲线运动是变速运动，说明有Δv，那这个物体一定有什么？b.是不是说明，物体做曲线运动，一定受到了合外力？实验准备：环形磁铁与小钢球。原本小钢球在桌面上做直线运动，组织学生进行分组实验，研究物体做曲线运动对力与速度的要求。启发思考：a.那磁铁能不能放在运动的正后方？会做什么运动？b.你发现磁铁应该放在小钢球的哪个位置？c.怎样的合外力，能使物体做曲线运动？力与速度应该满足怎样的关系？d.反过来，怎样使物体做直线运动呢？演示实验——力使水流做曲线运动学生上台演示实验。请学生想办法，让水流做曲线运动。预设：学生对水流横着吹了一口。指导学生示范用带电橡胶棒使水流做曲线运动。物体做曲线运动的条件学生总结：物体做曲线运动的条件是合力的方向和速度的方向不在一条直线上。引导学生举出地球公转、斜抛物体等生活实例。运动描述的实例飞机爬高问题过渡：现在拿到一个曲线运动的问题，我们还是不知道怎么解决。其实我们可以从直线运动的问题入手，从中寻找解决曲线运动问题的办法。提出问题：飞机起飞时以100m/s的速度斜向上飞，飞行方向与水平面成30°，则飞机每分钟爬高多少？启发提问：a.飞机做匀速直线运动，发生一个斜向上的位移l，大小等于vt。l是不是爬高？b.还会算水平飞行距离吗？c.这一种做法吗？除了位移可以分解，还有什么能分解？d.飞机一分钟的水平位移和竖直位移都能算，那么能够确定飞机一分钟后所在的位置。实际上，飞机每时每刻所在的位置，是不是都能确定下来了？位置、轨迹、速度都确定下来了，这个运动是不是非常清楚了？总结：这就是一种方法。把水平方向的运动和竖直方向的运动研究清楚，那整个运动就非常清楚了。2.方法教学这种方法能不能用到曲线运动中呢？直接研究曲线运动并不容易，但是它的x、y方向都是直线运动，很好研究。只要这两个方向的直线运动清楚，那么曲线运动的速度，不就是x、y方向速度的分速度吗？位置不就是x方向的位移和y方向位移的合位移对应的位置吗？各个时刻的位置都确定下来，轨迹不也清楚了吗？这种通过研究两个方向的直线运动来解决曲线运动问题的方法，我们今后将进行更深入的讨论。3.学会分析——红滴管的运动（1）小滴管匀速上升展示仪器。示意学生仔细观察倒置后小滴管的运动情况。启发提问：a.小滴管大概在做一个什么运动？b.若倒置同时，玻璃管也匀速右移，你觉得小滴管的轨迹如何？是直线还是曲线？办法一：运用频闪照片。办法二：excel图表。a.怎么建立坐标系呢？以什么为原点？b.坐标系的横坐标表示水平移动的距离，坐标系的纵坐标表示竖直方向上升的高度。水平移动的距离可以用x=vxt算出，竖直上升的高度可以用y=vyt算出。这样，小滴管的位置就能在坐标系上描出来，再将描出的点相连，能得到运动轨迹。下面，我们就用excel来这个图。a.师生填写表格、完成图像。b.得到这样的结果并不奇怪，你能不能感觉到后面的点应该能落在这条直线上？c.甚至，水平匀速、竖直匀速的运动，不画图应该就知道轨迹是一条直线。（停顿）用刚才的合速度和分速度想。两个分速度的大小、方向都不变，那么合速度的大小方向是不是也不变？合速度的方向不变，所以是直线运动；合速度的大小不变，所以是匀速直线运动。（2）小滴管匀加速上升启发提问：a.改变情况，若使小滴管匀加速上升，水平方向仍做匀速运动，你觉得滴管此时的运动轨迹应该是怎样的？直线还是曲线？b.为什么一定是曲线？生1：因为一个方向位移均匀变化，另一个不均匀变化。生2：因为一个分速度不变，另一个逐渐变大，所以合速度方向在变化。办法：excel图表。a.两种想法都很好。当然，直接把轨迹画出来也可以。坐标系和刚才一样，只是竖直位移的算法有一些区别。此时，。师生填写表格、完成图像。对照一下，跟你刚才心里所想的曲线是不是吻合？板书设计曲线运动特点：速度沿切线方向且时刻变化x=vx=vxty=vyt条件：F与v不在一条直线上分位移x、y 合位移l分速度vx、vy合速度v

【课后反思】在设计本节课时，我希望尽力在课堂上，利用有限的实验仪器，对书本上关于《曲线运动》的所有实验做到重现。然而，这说起来容易，做起来相当困难。比如，在“投掷小球”的实验中，需要想办法做出一个颜色鲜艳、大小可观又不至于砸伤人的小球。“钢球在轨道上的运动”的学生实验中，需要考虑什么材料作为轨道合适，怎样让小钢球留下痕迹，怎样又能让两段轨道之间的接缝处尽量平滑。“钢球在磁铁的吸引下的运动”的学生实验中，起初准备的条形磁铁由于磁力不强，后被磁性更强的环形磁铁替代，并且对钢球的大小也进行了调整。“力使水流做曲线运动”的实验中，水流本身不显色不易观察，若加入墨水被稀释效果不理想，最后发现使用牛奶最佳。“红滴管的运动”的实验中，多次尝试，发现在玻璃管中放入一枚红滴管，通过控制滴管中水量的多少，能使其在管中匀速运动。通过这一节课，我也明显感受到自己作为一名新老师的明显不足。第一，语言啰嗦拖沓，描述不够准确到位。第二，个别问题设计不当。如回答“日常生活中你有没有见过力和速度的确不在一条直线上的曲线运动”时，学生思维开阔，举出汽车转弯、风扇叶片旋转等复杂模型，不易解释，影响了课堂节奏。【课例点评】本节课教学目标设置具体、合理、可操作性强，在教材的处理上既能紧扣课标及学科指导意见又能针对学生特点对教学内容进行适当的调整。教学思路清晰，重点难点突出，过渡衔接自然，时间安排合理，效率较高。演示及探究实验设计巧妙，习题设置用意明确且效果良好。本节课根据《曲线运动》的内容特