曲线运动教学案例教学设计

学科物理

年级_RT____教科书版本及章节必修2

曲线运动第1课时教学设计

课题

新授课口章/单元复习课口专题复习课口

课型

习题/试卷讲评课口学科实践活动课口其他口

1.教学内容分析

实际上，在自然界和科技中，最常见最普遍的运动是变速运动，而变速运动的轨迹分为直线和曲线两

种，曲线运动较直线运动更为常见。宇宙间行星的运动，微观世界中原子分子的运动，都是曲线运动，

因此研究曲线运动是力学研究的必然。本节课所采用的教材是人教版普通高中课程标准实验教科书

《物理》必修2第五章第一节“曲线运动”。本节内容是这一章的基础，要求学生学习后知道曲线运

动的速度方向，理解物体作曲线运动的条件。“曲线运动”作为本章的开篇，总体介绍了曲线运动的

诸多特征：运动的轨迹为曲线的运动叫做曲线运动；曲线运动是一个变速运动；质点作曲线运动某一

点的速度方向沿着曲线该点的切线方向；物体作曲线运动的条件是物体所受的作用力与速度方向不在

一条直线上。学习了本节的知识，才能更好的理解和掌握平抛运动、圆周运动等几个特殊的曲线运动，

为后面的学习打下基础。可以说本节是一个总述，介绍所有曲线运动的特点，后面的几小节作为分支，

本章总体看有着从普遍到特殊的安排特点。

2.学习者分析

在整个中学阶段，学生的抽象逻辑思维得到了迅速的发展，与成人期的思维水平基本保持一致。

进入高中阶段以后，学生的抽象逻辑思维属于理论型，已具有充分的假设性、预计性及内省性，高中

生已能在头脑中进行完全属于抽象符号的推导，能以理论作指导去分析、解决各种问题。

在学习本课之前，学生已经学习了高一《物理》必修1的全部课程，所以对运动学的学习已经很

充分，实验方法与技能上也有了一定的基础。具体的说：学生已经掌握了直线运动的所有特点，知道

了如何描述匀速运动、匀变速运动等经典的运动形式。对变速这一概念有了初步的体会，但在原来研

究的变速运动中，主要研究的是速率改变的运动，并没有接触过速度方向改变的变速运动，这需要深

入的学习。牛顿第二定律的学习使学生知道了力是改变物体速度的原因，这对研究曲线运动产生的原

因很有帮助。高中数学已经接触到极限的思想，在解决很多物理问题时都会用到这一数学方法，在本

节课中，研究曲线运动的方向时就用到了极限分析法。

3.学习目标确定

1、知道什么是曲线运动。

2、知道曲线运动中速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动。

3、理解物体做曲线运动的条件。能用牛顿第二定律分析曲线运动的条件，掌握速度与合外力方

向与曲线弯曲情况之间的关系。

4、通过列举生活实例的过程，体会认识新事物的方法。

5、通过实验与理论结合的过程，体会科学探究的方法。

6、感受生活中的曲线运动，增强对科学的好奇心与求知欲。

4.学习重点难点

1、物体作曲线运动速度方向的确定。

2、物体做曲线运动的条件

5.学习评价设计

（从知识获得、能力提升、学习态度、学习方法、思维发展、价值观念培育等方面设计过程性评价的

内容、方式与工具等，通过评价持续促进课堂学习深入，突出诊断性、表现性、激励性。体现学科核

心素养发展的进阶，课时的学习评价是单元学习过程性评价的细化，要适量、适度，评价不应中断学

生学习活动，通过学生的行为表现判断学习目标的达成度）

6.学习活动设计

教师活动学生活动

一、引入新课

“在开始今天的新课之前，我们先来做一

个简单的小实验。我手上是一块糖，现在我将

糖向上抛出，请大家仔细观察糖在上升过程中

的运动轨迹是怎样的，作的是什么运动。”

实验：竖直向上将糖抛出仔细观察并回答：运动轨迹是直线，是竖直

“糖的运动轨迹是怎样的呢？”上抛运动。

“可以看到，糖的运动轨迹是直线的。现

在我再来抛一次糖，谁接住了，这块糖就归谁

了。但是不能光忙着接糖，要注意观察糖的运配合教师接住糖果并回答：是一条曲线。

动轨迹发生了怎样的变化J

实验：斜抛出糖果

“它的运动轨迹是怎样的呢？还是直线

吗？”

“可以看到糖的运动轨迹已经不再是直线

T,糖在空中划过了一道优美的曲线。咱们原

来研究的运动它的运动轨迹都是直线的，这种

运动轨迹可是没有研究过的，今天咱们就来研

究这种不同于直线运动的运动形式一一曲线运

动。”

板书：5-1曲线运动

二、新课教学

1、曲线运动的定义

“既然要研究曲线运动，我们首先就要知

道，什么是曲线运动。按照直线运动的定义，

运动轨迹是直线的运动叫直线运动。推此及彼，

运动轨迹为曲线的运动我们就叫它曲线运动。”

板书：一、定义

运动轨迹为曲线

“其实我们的现实生活中大多数的运动都

是曲线运动，大到宇宙中行星的运动，小到分思考，大量举例。

子原子的运动。谁能举出生活中的曲线运动的回答：乒乓球轨迹、篮球轨迹、任意球轨迹

例子？”等。

学生观看图片。

“大家说的这些都是曲线运动。老师这里

也准备了几个曲线运动的例子，我们一起来分

享一下。”

PPT展示曲线运动图片和视频资料。

“这些图片是我看到的身边的曲线运动。

我们都知道，今年世界上举行了两场盛会，一

场是我们国家举行的世博会。世博会开幕的当

晚，漫天的烟火将上海照耀成一个不夜之城。

第一幅图片就是上海世博会的烟花，可以可到，

火药在空中作的是曲线运动，留下了弯曲的光

轨迹，非常的漂亮。另一场盛会呢是刚刚闭幕学生回忆直线运动的相关知识。

的世界杯，世界杯赛场上足球作的基本上都是回答：位置、位移、速度、加速度等。

曲线运动。下面我们就来看一个视频，仔细观

察一下足球作的曲线运动。”

2、曲线运动的速度方向

“每当认识一个新的事物的时候，我们都

会想办法来描述它。谁来说一下，我们是用什

么物理量来描述直线运动的？”

学生猜想。

“直线运动可以用这些物理量来描述，曲

线运动一样可以用这些物理量来描述。曲线运

动的位移和直线运动一样，也是由初始点指向

末点。曲线运动的加速度比较难理解，咱们将

在以后进行研究。现在我们首先来研究一下物

体作曲线运动的速度。”

“速度和位移一样，是一个矢量。所有的

矢量都由大小与方向两部分组成，直线运动中猜测并回答：沿曲线的切线方向。

速度的方向沿着运动的方向，那么曲线运动的

速度方向是怎样的呢？”

板书：二、速度的方向

“物体作直线运动的过程中，速度的方向

是不变的。而物体作曲线运动时，速度的方向学生仔细观看视频，观察火星飞出的方向与

是不断变化着的。”砂轮之间有什么关系。

板书：1、不断变化

“整体上速度的方向不断变化，那请大家

猜想一下质点在某一点的速度方向又是怎样的

呢？”

学生在观察实验的同时积极思考。

“有的同学说沿着曲线的切线方向，这个

说法对吗？咱们先来看一段实验视频，请同学

们仔细观察砂轮和铁的接触点上火星飞出的方

向。”

播放砂轮实验视频：砂轮与铁棒接触点火回答：轨迹是曲线出口处那一点的切线。

星飞出的方向沿着砂轮的切线方向。

“可以看到，大部分的火星还是沿着砂轮

的切线方向飞出的。可是砂轮是一个圆形，是

一种特殊的曲线，那么物体作一般的曲线运动

过程中某点的速度方向也沿该点的切线方向

吗？

“下面我们再通过实验亲眼验证看速度的

方向是不是沿切线的方向。”

实验：将塑料软管弯曲成任意曲线，作为

小球运动的曲线轨道。在弯管的出口处滴一些

墨水，保证小球在出轨道了以后还可以在纸上

留下运动轨迹。另一根弯管立起来接在进口处,

作为给小球提供初速度工具。释放小球，让小

球在白纸上留下轨迹。引导学生观察小球出轨

道后的轨迹和弯曲的曲线轨道之间有什么关

系。

“轨迹和我们的曲线轨道之间有什么关

系呢？”

学生上黑板标方向。

“现在咱们在实验的基础上进行理论的分

析。”

板书：2、沿着曲线的切线方向回答可能会产生分歧，和学生原来的认识有

关。

回答：不一定。/是。

讲解：A点到B点的位移方向沿着A、B点

的连线方向，由A点指向B点。当B点不断地

向A点处移动时，位移的方向也在不断的改变。

当B点非常接近A点时,A与B点的连线就是曲

线的切线，也就是说A到B位移的方向就是切

线的方向。A点速度的方向与位移的方向一致，

所以A点的速度方向沿切线的方向。

“所以，质点作曲线运动任意一点的速度回答：物体在不受力的时候，和受到与速度

方向是沿着曲线在这一点的切线方向的。我们方向相同的力的时候。

再在曲线上找一个随意找一个。点，请同学来

标明质点在这一点的速度方向。我们知道，曲

线上一点的切线有两个方向，判断速度的方向

主要还是看它位移的方向。”

“实验中看到这一点的位移沿着切线的

方向，所以速度也沿着切线的方向。请同学们

思考一个问题，曲线运动一定是变速运动吗？”

“这就出现分歧了，有的同学说不一定是,

有的同学说一定是。说不一定的同学可能想到

曲线运动的速度大小可能不变。能想到这点很

好，咱们在以后的课中就会研究这种速度大小观察实验现象并配合主动回答。

不变的曲线运动。但是速度是由大小和方向两回答：第一次水流的轨迹是直线，而第二次

部分组成的，我们已经知道曲线运动速度的方变成了曲线可能和重力有关。

向是不断变化的，所以曲线运动一定是变速运

动。”

2、物体做曲线运动的条件

“同学们有没有想过，物体怎样才能做曲

线运动呢？”

板书：三、物体作曲线运动的条件

“先来回忆一下，我们以前学过物体做直

线运动的条件，请哪位同学回答一下？”学生配合老师积极分析。

讲解：由牛顿第一定律和牛顿第二定律可

知，物体在不受力的时候做匀速直线运动或静

止。做匀速直线运动的物体当受到和速度方向

在同一直线上的力后，产生加速度，做速度与

加速度，力三者在同一直线上的匀加速直线运

动。

“但是如果物体所受力和它的速度不在同

一直线上呢？会出现什么结果？现在我们就来

看一个实验，仔细观察两次水流的形状有什么

不同，想一想产生这种不同的原因是什么。”

实验：第一次竖直向下挤压瓶子，让水流

竖直向下流动，与重力没有夹角。第二次斜向

下挤压瓶子，水流斜着流动，初速度方向与重

力有夹角，即与重力不在一条直线上。

“谁来说一下看到了怎样的变化。”

理论分析。

讲解：将力尸分解到平行于速度和垂直于

速度两个方向上，平行于速度的凡在速度的方

向上产生加速度为改变速度的大小；垂直于速分小组进行讨论讨论。并分享小组讨论成果。

度的分力/2产生垂直于速度的加速度4,改

变速度的方向。现在考虑一个极限状况，当力F

垂直于速度方向时，只改变运动的方向，而不

改变速度的大小。

“这种不改变速度大小的曲线运动这就是

我们在下面几节将学习的匀速圆周运动。”

“第二次水出瓶口的速度方向是垂直于瓶

口的，而重力的方向却是垂直于地面的，二者

之间有一定的角度，也就是说速度的方向与力

的方向不在一条直线上。这个实验就可以说明

当力与速度方向不在同一直线上的时候，物体

做曲线运动」

板书：物体所受合力方向跟它的速度方向

不在同一直线上

3、曲线运动的应用

“我们都知道，研究物理的一个重要原因

就是要为人类解决问题，那同学们就有疑问了，

学习曲线运动能有什么解决什么问题呀。下面

咱们来看一些例子。”

PPT展ZK图片：

•铲雪机

•摩托车后轮的挡板

•砂轮上方的保护套

•自行车挡泥板

“我们现在就来着重分析一下自行车挡泥

板的工作原理。”

实验：模拟自行车后轮带起泥水。

“可以看到，水会从水轮的各个方向飞出。

如果是泥水的话，很容易溅在人的身上。所以

自行车挡泥板对人起着保护作用。下面请同学

们分组讨论分析一下自行车挡泥板的工作原

理，以及设计的位置在哪里最合适。”

教师巡视解疑。

四、小结

“今天我们研究了曲线运动，谁来总结一

下物体做曲线运动的特点？”回答：曲线运动的方向沿曲线的切线方向。做曲

线运动的条件是速度的方向和力的方向不在同一

直线上。

5-1曲线运动

一、定义/X

轨迹是曲线的运动

二、速度方向

1、速度不断变化才L

2、沿着曲线的切线方向\*1R

三、曲线运动的条件\;

物体所受合力方向跟它的速度方向\：

不在同一直线上]I

四、应用yp

本课注重互动与实验，让学生通过视频与实验观察物理现象、通过实验切身体会物理过程，并

通过不断的设问与解决问题，引导同学探究物理知识，充分的调动学生的积极性，体现“教师主导，

学生主体”的教学理念。

由于本节课所涉及的波的内容与实际生活密切联系，从生活实际中挖掘更多的有关的曲线运动

的例子，将会更有利于帮助学生认识生活中的曲线运动。

教师活动学生活动

一、引入新课

“在开始今天的新课之前，我们先来做一

个简单的小实验。我手上是一块糖，现在我将

糖向上抛出，请大家仔细观察糖在上升过程中

的运动轨迹是怎样的，作的是什么运动。”

实验：竖直向上将糖抛出仔细观察并回答：运动轨迹是直线，是竖直

“糖的运动轨迹是怎样的呢？”上抛运动。

“可以看到，糖的运动轨迹是直线的。现

在我再来抛一次糖，谁接住了，这块糖就归谁

了。但是不能光忙着接糖，要注意观察糖的运配合教师接住糖果并回答：是一条曲线。

动轨迹发生了怎样的变化

实验：斜抛出糖果

“它的运动轨迹是怎样的呢？还是直线

吗？”

“可以看到糖的运动轨迹已经不再是直线

了，糖在空中划过了一道优美的曲线。咱们原

来研究的运动它的运动轨迹都是直线的，这种

运动轨迹可是没有研究过的，今天咱们就来研

究这种不同于直线运动的运动形式一一曲线运

动。”

板书：5-1曲线运动

二、新课教学

1、曲线运动的定义

“既然要研究曲线运动，我们首先就要知

道，什么是曲线运动。按照直线运动的定义，

运动轨迹是直线的运动叫直线运动。推此及彼，

运动轨迹为曲线的运动我们就叫它曲线运动。”

板书：一、定义

运动轨迹为曲线

“其实我们的现实生活中大多数的运动都

是曲线运动，大到宇宙中行星的运动，小到分思考，大量举例。

子原子的运动。谁能举出生活中的曲线运动的回答：乒乓球轨迹、篮球轨迹、任意球轨迹

例子？”等。

学生观看图片。

“大家说的这些都是曲线运动。老师这里

也准备了几个曲线运动的例子，我们一起来分

享一下。”

PPT展示曲线运动图片和视频资料。

“这些图片是我看到的身边的曲线运动。

我们都知道，今年世界上举行了两场盛会，一

场是我们国家举行的世博会。世博会开幕的当

晚，漫天的烟火将上海照耀成一个不夜之城。

第一幅图片就是上海世博会的烟花，可以可到，

火药在空中作的是曲线运动，留下了弯曲的光

轨迹，非常的漂亮。另一场盛会呢是刚刚闭幕学生回忆直线运动的相关知识。

的世界杯，世界杯赛场上足球作的基本上都是回答：位置、位移、速度、加速度等。

曲线运动。下面我们就来看一个视频，仔细观

察一下足球作的曲线运动。”

2、曲线运动的速度方向

“每当认识一个新的事物的时候，我们都

会想办法来描述它。谁来说一下，我们是用什

么物理量来描述直线运动的？”

学生猜想。

“直线运动可以用这些物理量来描述，曲

线运动一样可以用这些物理量来描述。曲线运

动的位移和直线运动一样，也是由初始点指向

末点。曲线运动的加速度比较难理解，咱们将

在以后进行研究。现在我们首先来研究一下物

体作曲线运动的速度。”

“速度和位移一样，是一个矢量。所有的

矢量都由大小与方向两部分组成，直线运动中猜测并回答：沿曲线的切线方向。

速度的方向沿着运动的方向，那么曲线运动的

速度方向是怎样的呢？”

板书：二、速度的方向

“物体作直线运动的过程中，速度的方向

是不变的。而物体作曲线运动时，速度的方向学生仔细观看视频，观察火星飞出的方向与

是不断变化着的。”砂轮之间有什么关系。

板书：1、不断变化

“整体上速度的方向不断变化，那请大家

猜想一下质点在某一点的速度方向又是怎样的

呢？”

学生在观察实验的同时积极思考。

“有的同学说沿着曲线的切线方向，这个

说法对吗？咱们先来看一段实验视频，请同学

们仔细观察砂轮和铁的接触点上火星飞出的方

向。”

播放砂轮实验视频：砂轮与铁棒接触点火回答：轨迹是曲线出口处那一点的切线。

星飞出的方向沿着砂轮的切线方向。

“可以看到，大部分的火星还是沿着砂轮

的切线方向飞出的。可是砂轮是一个圆形，是

一种特殊的曲线，那么物体作一般的曲线运动

过程中某点的速度方向也沿该点的切线方向

吗？

“下面我们再通过实验亲眼验证看速度的

方向是不是沿切线的方向。”

实验：将塑料软管弯曲成任意曲线，作为

小球运动的曲线轨道。在弯管的出口处滴一些

墨水，保证小球在出轨道了以后还可以在纸上

留下运动轨迹。另一根弯管立起来接在进口处，

作为给小球提供初速度工具。释放小球，让小

球在白纸上留下轨迹。引导学生观察小球出轨

道后的轨迹和弯曲的曲线轨道之间有什么关

系。

“轨迹和我们的曲线轨道之间有什么关

系呢？”

学生上黑板标方向。

“现在咱们在实验的基础上进行理论的分

析。”

板书：2、沿着曲线的切线方向回答可能会产生分歧，和学生原来的认识有

关。

回答：不一定。/是。

讲解：A点到B点的位移方向沿着A、B点

的连线方向，由A点指向B点。当B点不断地

向A点处移动时，位移的方向也在不断的改变。

当B点非常接近A点时,A与B点的连线就是曲

线的切线，也就是说A到B位移的方向就是切

线的方向。A点速度的方向与位移的方向一致，

所以A点的速度方向沿切线的方向。

“所以，质点作曲线运动任意一点的速度回答：物体在不受力的时候，和受到与速度

方向是沿着曲线在这一点的切线方向的。我们方向相同的力的时候。

再在曲线上找一个随意找一个C点，请同学来

标明质点在这一点的速度方向。我们知道，曲

线上一点的切线有两个方向，判断速度的方向

主要还是看它位移的方向。”

“实验中看到这一点的位移沿着切线的

方向，所以速度也沿着切线的方向。请同学们

思考一个问题，曲线运动一定是变速运动吗？”

“这就出现分歧了，有的同学说不一定是，

有的同学说一定是。说不一定的同学可能想到

曲线运动的速度大小可能不变。能想到这点很

好，咱们在以后的课中就会研究这种速度大小观察实验现象并配合主动回答。

不变的曲线运动。但是速度是由大小和方向两回答：第一次水流的轨迹是直线，而第二次

部分组成的，我们已经知道曲线运动速度的方变成了曲线可能和重力有关。

向是不断变化的，所以曲线运动一定是变速运

动。”

4、物体做曲线运动的条件

“同学们有没有想过，物体怎样才能做曲

线运动呢？”

板书：三、物体作曲线运动的条件

“先来回忆一下，我们以前学过物体做直

线运动的条件，请哪位同学回答一下？”学生配合老师积极分析。

讲解：由牛顿第一定律和牛顿第二定律可

知，物体在不受力的时候做匀速直线运动或静

止。做匀速直线运动的物体当受到和速度方向

在同一直线上的力后，产生加速度，做速度与

加速度，力三者在同一直线上的匀加速直线运

动。

“但是如果物体所受力和它的速度不在同

一直线上呢？会出现什么结果？现在我们就来

看一个实验，仔细观察两次水流的形状有什么