1. 认识曲线运动（表格式教学设计）物理教科版必修第二册

1.认识曲线运动（表格式教学设计） 年级 高一年级 学科 物理 教师 课题 1.认识曲线运动 教学 目标 物理观念 能建立曲线运动的物理观念，明确曲线运动速度方向沿轨迹切线方向的特点，理解曲线运动是变速运动，形成对曲线运动的运动观念。 科学思维 知道曲线运动是常见运动形式，具有“化曲为直”分析瞬时速度方向的思维意识，理解物体做曲线运动的条件是合外力与速度方向不在同一直线上。 科学探究 掌握探究曲线运动速度方向和运动条件的实验方法，能在实验情境中观察、分析并归纳曲线运动的规律。 科学态度 与责任 理解曲线运动知识在生活（汽车转弯、足球“香蕉球”）和科技中的应用价值；培养严谨探究的科学态度，以及运用物理知识服务生活的责任意识。 教学 重难点 1. 知道曲线运动的概念，明确其运动轨迹是曲线的运动形式，理解曲线运动速度方向沿轨迹切线方向的特点，认识到曲线运动是变速运动。 2. 掌握探究曲线运动速度方向和物体做曲线运动条件的方法，能通过实验观察、理论分析归纳出曲线运动速度方向的规律以及物体做曲线运动的条件是合外力与速度方向不在同一直线上。 3. 理解“化曲为直”的思维方法在分析曲线运动瞬时速度方向中的应用，能运用该方法解决曲线运动中速度方向的判断问题，同时能结合实际情境（如汽车转弯、“香蕉球”等）分析曲线运动的规律和应用。 教学过程 教师活动 学生活动 教学引入 教师：在我们的周围，除了直线运动，还存在大量的曲线运动。请同学们观看教材图1-1-2（景观喷泉、交通标志、足球“香蕉球”等），你能再举出几个生活中曲线运动的例子吗？这些运动的共同特点是什么？（教师引导学生观察图片，并总结共同特点：运动轨迹是曲线。） 学生：（观看图片，讨论并回答问题）如投出的篮球、转弯的汽车、地球公转等。共同特点是运动轨迹是曲线。 教师：（总结并给出曲线运动的定义）物理学中，我们把物体运动轨迹是曲线的运动，叫作曲线运动。 今天我们就来深入认识这种普遍的运动形式。 学生讨论并回答问题 新课讲授 一、曲线运动的速度方向 教师：展示图1-1-3（砂轮切割钢材时火花飞溅）。物体做曲线运动时，怎样确定它在某一位置的速度方向呢？观察火花的飞溅方向，你能得到什么启示？ 学生（观察并思考）：火花从砂轮边缘擦落时，是沿着砂轮边缘的切线方向飞出的。由此可猜想：曲线运动的速度方向可能沿切线方向。 教师：（展示图1-1-5）请回顾瞬时速度的定义并回答：如何确定质点沿曲线经过A点的瞬时速度方向？我们能否利用已学的知识进行推导？（引导学生回顾平均速度与瞬时速度的关系，通过极限思想，得出当时间间隔趋近于零时，平均速度方向趋于切线方向。） 学生：跟随教师思路，参与推导过程。理解当B点无限接近A点时，割线AB的极限位置就是A点的切线。因此，质点经过A点的瞬时速度方向沿曲线在A点的切线方向。 师生总结：实验和理论分析表明，质点做曲线运动，经过某一位置时的速度方向就是曲线在这一点的切线方向。 因为速度方向时刻在变化，所以曲线运动是一种变速运动。 1. 关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是（） A. 物体在某点的速度方向，就是物体在该点所受合外力的方向 B. 物体在某点的速度方向，就是物体运动轨迹在该点的切线方向 C. 物体速度方向的变化量越大，其加速度就越大 D. 物体速度方向不变，只是大小变化时，也能做曲线运动 答案：B 解析：曲线运动中物体速度方向沿轨迹切线方向，且与合外力方向不在同一直线上，A错误、B正确；加速度由速度变化量和时间共同决定，仅变化量大不能说明加速度大，C错误；速度方向不变时物体做直线运动，无法做曲线运动，D错误。 ​ 2. 一物体在水平面上做曲线运动，依次经过P、Q、R三点，已知物体在P点速度方向水平向右。下列判断正确的是（） A. 物体在Q点的速度方向一定与PQ段轨迹的延长线方向一致 B. 物体在R点的速度方向，一定沿QR段轨迹在R点的切线方向 C. 若物体从P到Q速度大小不变，则其在Q点速度方向不变 D. 若物体在Q点速度方向竖直向上，则其轨迹在Q点的切线方向水平向左 答案：B 解析：曲线运动中任意点速度方向均沿该点轨迹切线方向，与轨迹延长线无关，A错误、B正确；速度大小不变但方向沿切线变化时，物体仍做曲线运动，C错误；若Q点速度方向竖直向上，则轨迹在Q点切线方向应为竖直向上，D错误。 学生讨论并回答问题 新课讲授 二、物体做曲线运动的条件 教师：展示图1-1-7（研究曲线运动条件的实验装置示意图）。提问：物体在什么情况下会做曲线运动？如果合外力与速度方向在一条直线上，物体会怎样运动？ 学生：当合外力与速度方向在同一直线上时，物体做直线运动（加速或减速）。 教师：那么，当合外力与速度方向不在同一直线上时呢？ 学生：当运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体就做曲线运动。 教师：出示图1-1-8（抛出去的篮球）。提问：抛出去的篮球靠什么力来改变运动方向而做曲线运动？请分析篮球在空中运动时，合外力（重力）方向与速度方向的关系。 学生：篮球受重力作用。出手后，重力的方向竖直向下，而速度方向是斜向上的，二者不在同一直线上，因此篮球做曲线运动。 教师：这种运动就是我们后面要学习到的抛体运动。 1. 关于物体做曲线运动的条件，下列说法正确的是（） A. 物体只要受到力的作用，就一定做曲线运动 B. 物体做曲线运动时，所受合外力的方向一定与速度方向垂直 C. 当物体所受合外力的方向与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动 D. 物体做曲线运动的条件是所受合外力为变力 答案：C 解析：物体受恒力且力与速度方向在同一直线时做直线运动，A错误；合外力与速度方向不共线即可做曲线运动，不一定垂直，B错误；合外力与速度方向不在同一直线是物体做曲线运动的核心条件，C正确；物体受恒力（如平抛运动受重力）也可做曲线运动，D错误。 2. 下列情景中，物体一定做曲线运动的是（） A. 物体以恒定速率在水平面上运动 B. 物体初速度方向水平向右，所受合外力方向竖直向下 C. 物体初速度为零，所受合外力方向始终不变 D. 物体所受合外力方向与速度方向始终在同一直线上 答案：B 解析：速率恒定但速度方向不变时（如匀速直线运动）做直线运动，A错误；初速度水平向右、合外力竖直向下，二者方向不共线，物体必做曲线运动（平抛运动），B正确；初速度为零且合外力恒定，物体做初速度为零的匀加速直线运动，C错误；合外力与速度方向共线时，物体做直线运动，D错误。 学生讨论并回答问题 课 堂 练 习 1. 关于曲线运动的速度方向与运动条件，下列说法正确的是（） A. 物体做曲线运动时，速度方向一定与所受合外力方向相同 B. 若物体所受合外力方向与速度方向在同一直线上，物体仍可能做曲线运动 C. 曲线运动中物体在某点的速度方向，就是该点轨迹的切线方向 D. 只要物体所受合外力不为零，就一定做曲线运动 答案：C 解析：曲线运动中合外力方向与速度方向不共线，A错误；合外力与速度方向共线时物体做直线运动，B错误；曲线运动速度方向沿轨迹切线方向，C正确；合外力不为零但与速度共线时做直线运动，D错误。 2. 一物体在恒力作用下运动，已知其初速度方向水平向东，所受合外力方向竖直向北。下列判断正确的是（） A. 物体做直线运动，速度方向逐渐向正北偏转 B. 物体做曲线运动，任意时刻速度方向沿运动轨迹的切线方向 C. 物体做曲线运动，合外力方向与速度方向始终垂直 D. 物体做直线运动，速度大小随合外力增大而增大 答案：B 解析：初速度（向东）与合外力（向北）不共线，物体做曲线运动，A、D错误；曲线运动速度方向始终沿轨迹切线方向，B正确；合外力方向（正北）与速度方向（轨迹切线）仅初始时刻垂直，后续不垂直，C错误。 3. 关于曲线运动的性质与条件，下列说法错误的是（） A. 曲线运动一定是变速运动，因为速度方向时刻变化 B. 物体做曲线运动的关键条件是合外力与速度方向不在同一直线上 C. 做曲线运动的物体，速度方向的变化与合外力无关 D. 即使物体所受合外力为恒力，只要与速度方向不共线，也能做曲线运动 答案：C 解析：曲线运动速度方向变化，属于变速运动，A正确；合外力与速度不共线是曲线运动的条件，B正确；合外力是改变速度（包括方向）的原因，C错误；恒力与速度不共线时（如平抛运动）做曲线运动，D正确。 4. 下列情景中，物体既满足曲线运动条件，且速度方向符合规律的是（） A. 物体初速度竖直向上，所受合外力竖直向下，物体做曲线运动 B. 物体初速度水平向右，所受合外力水平向右，物体速度方向始终沿轨迹切线方向 C. 物体初速度沿斜向上，所受合外力竖直向下，物体做曲线运动，速度方向沿轨迹切线方向 D. 物体初速度为零，所受合外力沿水平方向，物体做曲线运动，速度方向不断变化 答案：C 解析：A选项初速度与合外力共线，做直线运动，错误；B选项合外力与速度共线，做直线运动，错误；C选项初速度与合外力（竖直向下）不共线，做曲线运动，速度方向沿切线，正确；D选项初速度为零，合外力恒定，做直线运动，错误。 5. 对做曲线运动的物体，下列分析正确的是（） A. 物体在某点的速度方向，一定与该点的合外力方向成锐角 B. 物体做曲线运动时，速度方向的变化快慢由合外力的大小决定 C. 若物体所受合外力方向不变，只要与初速度方向不共线，物体就做曲线运动 D. 曲线运动中，物体速度方向沿轨迹切线方向，合外力方向一定沿轨迹切线方向 答案：C 解析：合外力与速度方向可成锐角、钝角或直角，A错误；速度方向变化快慢是加速度，由合外力与质量决定，B错误；合外力恒定且与初速度不共线时（如斜抛运动）做曲线运动，C正确；合外力方向与速度方向（切线）不共线，D错误。 课 堂 小 结 本节课从生活中曲线运动实例入手，学习曲线运动的概念，明确实际与理想曲线运动的关联；通过实验与分析，归纳出速度方向沿轨迹切线的特点，以及合外力与速度不共线的运动条件，帮助学生清晰掌握曲线运动的核心知识。 板 书 设 计 1.认识曲线运动 机械运动的分类：按轨迹分为直线运动和曲线运动，曲线运动是轨迹为曲线的机械运动。 一、随处可见的曲线运动 1.定义：物体运动轨迹是曲线的运动，叫作曲线运动。 2.实例：汽车在环形立交桥上的运动、奥运开幕式灯随杆的运动、飞行表演等。 二、曲线运动的速度方向 1.实验探究：磁性小球在圆弧形挡板约束下运动，离开挡板后轨迹沿切线方向。 2.理论推导：质点曲线运动中，当时间间隔趋近于零时，割线与切线重合。 3.结论：曲线运动中质点在某点的瞬时速度方向沿曲线在该点的切线方向，因此曲线运动是变速运动。 三、物体做曲线运动的条件 1.实验探究：钢珠在水平面受磁铁作用，当合外力与速度方向不共线时做曲线运动（对应图1-1-7）。 2.结论：当物体所受合外力的方向与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。 作业 布置 1. 完成教材课后作业：“练习与应用” 2. 配套同步作业 教学反思 1. 本节课对“化曲为直”这一分析曲线运动的核心思维方法的渗透是关键突破。曲线运动的速度方向、运动条件等知识均建立在这一思维的基础之上，高中物理后续抛体运动、圆周运动等内容的学习也依赖此思维，需引导学生在实验观察、理论推导中反复体会，以提升其物理思维的迁移与运用能力。 2. 若能通过更多生活实例（如无人机航拍轨迹、游乐场过山车运动等）和互动实验，让学生深度参与曲线运动速度方向和运动条件的探究，可帮助学生强化对物理规律的直观认知，同时感受物理与生活、科技的紧密联系，这对激发学生学习兴趣、培养其科学探究精神和运用物理知识解决实际问题的能力具有积极推动作用。 / 学科网（北京）股份有限公司 $