曲线运动的速度方向创新实验及教学设计

《曲线运动的速度方向》说课稿说课题目：曲线运动的速度方向说课教师：王艳丽学校名称：天津市耀华中学使用器材：曲线运动速度方向演示仪一、实验设计思路或创新点本实验利用留痕法可以直观呈现出匀速圆周运动及一般曲线运动的瞬时速度方向，即磁性小球在失去径向吸引力后由于惯性做直线运动的轨迹能够直观的显示出来，突破了教材中通过理论分析的方式认识曲线运动的瞬时速度方向的方法，且磁性画板可以重复利用，节能环保。实验原理曲线运动速度方向演示仪主要由磁性小球、磁性画板、转盘、可伸缩铁片等构成，将磁性小球吸附在铁片上，打开开关，小球随转盘一起做匀速圆周运动，按下铁片，小球由于具有惯性会沿该时刻的速度方向飞出，在磁性画板上留下飞出轨迹，可以发现，该轨迹与转盘相切；通过在原有铁片侧面放置长度不同的铝片，按下铁片时，小球在铝片的作用下做离心运动，即一半曲线运动，借助直尺比对可以发现小球飞出后的轨迹沿曲线的切线方向。实验教学目标知道曲线运动的瞬时速度方向，能够借助工具分析曲线运动瞬时速度方向；学生在已学匀速圆周运动瞬时速度方向的基础上，进一步探究一般曲线运动的速度方向；利用创新实验，激发学生对物理学习的兴趣，培养创新精神和严谨求实的科学态度。实验教学内容匀速圆周运动瞬时速度方向；一般曲线运动瞬时速度方向。实验教学过程（一）创设情境，提出问题播放甩干桶视频。提出问题：物体做曲线运动时某一时刻的瞬时速度方向如何表示？设计意图：通过生活实际，构建曲线运动与生活的联系，体现从生活走向物理。（二）猜想假设，理论分析曲线运动速度方向猜想：物体做曲线运动的瞬时速度方向沿该点轨迹的切线方向，如图1所示。理论分析：学生通过割线与切线的关系进行理论分析。图1设计意图：学生应用数学知识进行理论分析，构建学科间的联系，从理论层面得出结论。学生在此过程也会联系汽车轮胎甩泥出去的轨迹提出曲线运动的瞬时速度方向。（三）演示实验，认识曲线运动的瞬时速度方向向学生介绍曲线运动速度方向演示仪，请学生进行演示实验，为便于学生观察实验现象，开启希沃白板摄像投屏功能。演示实验1：学生根据实验器材介绍，依次打出三条反应不同转速下的匀速圆周运动瞬时速度图像，借助钢尺描述匀速圆周运动的瞬时速度方向，如图2所示。图2提出问题：如何得出一般曲线运动瞬时速度方向？学生思考，分组讨论。演示实验2：教师利用短铝片做出一般曲线运动轨迹，并打出反应瞬时速度的图像，借助钢尺描述一般曲线运动瞬时速度方向，如图3所示。图3演示实验3：学生选用不同长度的铝片验证不同曲线运动的瞬时速度方向结论是否一致，如图4所示。图4设计意图：通过三组演示实验，让学生从匀速圆周运动瞬时速度方向过渡到一般曲线运动速度方向，得出普遍结论。中间穿插讨论、猜想、验证环节，帮助学生建立研究问题的一般过程，并清晰地了解创新实验器材、创新观念，深刻认识曲线运动瞬时速度方向。。（四）迁移应用，掌握曲线运动瞬时速度方向学生根据实验结论，画出圆周运动一般曲线运动的瞬时速度方向。设计意图：呼应引入部分的问题，巩固所学的知识，体现从物理走向生活的过程。实验效果与评价（一）优点：吸引力提供向心力，克服了轨道对小球运动方向的限制，突破学生认知难点：利用”留痕法“显化曲线运动瞬时速度方向，便于观察；直观的显示出一般曲线运动的瞬时速度方向，验证结论的普适性。（二）不