5.1 曲线运动 教学设计-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

该高中物理教学设计聚焦“曲线运动”核心知识，涵盖定义、速度方向、运动性质及做曲线运动的条件。通过观察抛出排球的运动轨迹导入，对比直线运动建立新旧知识联系，以生活实例为支架帮助学生构建对曲线运动的初步认知。 资料以实验探究为特色，设计钢球轨道实验探究速度方向、磁铁影响钢球运动实验分析曲线运动条件，结合极限思想推导瞬时速度方向，体现科学探究与科学思维。融入排球、篮球等生活实例，培养运动和相互作用观念，多元评价助力核心素养发展。教师易操作，学生能提升探究能力与科学态度。

5.1曲线运动 学科:物理 授课年级: 高一 授课教师: 课题 5.1 曲线运动 课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 1.课程标准分析 课标内容要求（课标摘录）； 2.2.1 通过实验，了解曲线运动,知道物体做曲线运动的条件。观察生活中的曲线运动，如投篮时篮球的运动轨迹。 2.教学内容分析 本节是整章知识的基础，本节研究曲线运动的一般特点，在此基础上，再研究特殊的曲线运动——平抛运动、抛体运动和匀速圆周运动，进而学习天体运动，将“天上力学”与“地上力学”统一。从知识体系上看，曲线运动的速度方向的改变是曲线运动的运动学特征，而做曲线运动的条件则是曲线运动的动力学特征，从运动学到动力学，符合牛顿力学的研究思路。从学生认知的建构过程来看，了解曲线运动的速度方向只是知道事物的结果，掌握曲线运动的条件才能理解出现该结果的原因，这样才能在逻辑上帮助学生深刻理解本节的两个重点内容。 3.学习者分析 学生已经学过直线运动、牛顿运动定律。对力与运动的关系有了一定的 认识。曲线运动与直线运动的显著区别是它的速度的方向时刻在变化，根据学生的认知水平，对曲线运动方向和做曲线运动的条件难以理解，因此在学习过程中要引导学生主动参与，设计实验，注重搜集、处理信息，并总结结论。 4.学习目标确定 1.物理观念：知道曲线运动的定义及物体做曲线运动的条件，知道曲线运动的速度方向；掌握曲线运动合外力、速度及轨迹之间的关系，并能够运用它们之间的关系解决实际问题． 2.科学思维：体验建立曲线运动的物理模型，运用类比推理方法，进行曲线运动的描述，发展运用所学知识研究新问题的能力，并运用所学知识分析、解决实际问题. 3.科学探究：通过实验探究曲线运动的速度方向和做曲线运动的条件，培养学生合作科学探究意识与设计探究方案的能力。 4.科学态度与责任：调动学生积极参与讨论的兴趣，激发求知欲，培养学生乐于探究的的精神。 5.学习重点难点 教学重点：曲线运动的速度方向及运动性质；物体做曲线运动的条件 教学难点：曲线运动速度方向的变化；理解曲线运动是变速运动 6.评价任务 评价要素：1.加强和改进实验教学，激发学生学习物理的兴趣。 2.巧妙设置问题，将课堂引向深入。 3.培养学生自主探究和合作学习能力。 评价内容：曲线运动的速度方向和物体做曲线运动的条件：实验探究和实例分析 评价方法：课堂问答、书面评语、自我评价、同伴评价、阶段性检测 7.学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：引入新课 教师活动1 观察抛出后排球的运动情况，它的轨迹与必修第一册中学习的直线运动不同。并展示出轨迹照片： 问1：它的运动轨迹有什么特点？ 曲线运动：物体运动轨迹是曲线的运动. 问2：为什么抛出的小球会做曲线运动呢？ 学生活动1 观察排球的运动情况，迁移对比其直线运动的区别，得出曲线运动的概念 活动意图说明：通 过 生 活 中 大 家 最 常见 的 曲 线运动 引入课题，使学生们直观 感 受 到 曲 线运动 的特 点。充 分调 动 学 生 已有的知识，激发学生的学习兴趣。拓展 对机械运动的认识，进一步发展运动和相互作用的观念。 环节二：探究曲线运动的速度方向 教师活动2 让学生举例分析相关物体运动特点。例如下图： 学生活动2：观察曲线运动 决杀时刻抛出的篮球，浩瀚宇宙中行星的运动，美妙的花式飞行观察图片，联系生活实际 活动意图说明：通过学生举例和分析，展示生活中的曲线运动，增强学生把物理与生活相联系的意识。 教师活动3 （1）猜想：做曲线运动的某点的速度沿什么方向呢？ 从以上情境中可见，速度方向可能沿着切线方向 （2） 分组实验： 观察做曲线运动物体的速度方向如图5.1-1，在水平桌面上放一张白纸，白纸上摆一条由几段稍短的弧形轨道组合而成的弯道。使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入，钢球从出口A离开后会在白纸上留下一条运动的痕迹，它记录了钢的球在A点的运动方向。拆去一段轨道，出口改在B。用同样的方法可以记录钢球在B点的运动方向。白纸上的印迹与轨道（曲线）有什么关系? 问题1：球从轨道末端飞出后，轨迹是直线还是曲线？ 问题2：为什么飞出时的方向即为该点的速度方向呢？ 问题3：球飞出后的轨迹直线和飞出时的位置是什么关系呢？ （3）理论推导： 思考与讨论：为了避免下图中自行车轮把泥水甩到身上，怎么设计？ 问题：你还能找出生活中其它能够显现曲线运动的速度方向的例子吗？ 视频：旋转的陀螺边缘的速度 思考与讨论：曲线运动是什么性质的运动？ 问题4：下面是一质点从A经B到C的轨迹，从轨迹上的A、B、C三点的速度看，方向变化吗？大小变化吗？ 总结： 学生活动3 学生思考 小组讨论并实际操作探究 （2）分组实验：学生作实验 学生回答： 1、球飞出后轨迹是直线 2、由于惯性 3、飞出后的直线是沿着飞出时的位置的切线方向。 学生试着推导： 速度的定义式: ，计算出来的为一段时间内的平均速度。时间间隔越小，位移越小。当时间间隔∆t→0时，所求为瞬时速度。当时间趋于零时，位移方向和曲线上的质点位置切线方向共线。根据速度定义，速度方向与速度变化量方向始终相同，故速度方向和切线方向共线。 质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。 联系物理知识解决实际问题，弄清生活中物体的设计优点 学生观察、思考并回答：三点的速度方向不同，大小不一定变化 学生回答：变速运动 速度是矢量，既有大小又有方向，轨迹上每点的速度方向都不同，即曲线运动的速度时刻在变化，曲线运动是一种变速运动。 活动意图说明：引导学生主动参与实验探究过程，采用不同的方式描绘，提高学生的动手能力，提高学生合作意识，开拓学生思维，提高学生的思维能力，增强科学探究的严谨性，提高科学探究过程的认识，提高解决实际问题的意识和能力。从理论推导的角度认识曲线运动的速度方向，促进学生的逻辑推理能力，加深对极限思想的应用，增强知识迁移的意识。 环节三：探究物体做曲线运动条件 教师活动4 （1）猜想：物体如果不受力，将静止或做匀速直线运动。那么，你认为物体在什么条件下做曲线运动呢？ 问题1：球竖直上抛时，速度方向指向哪里？小球受到哪些力？合力指向哪里？速度方向和合力方向有何关系？ 问题2：直线运动中，物体受到的合力方向和速度方向始终共线吗？ 问题3：物体做曲线运动，合力方向和速度方向共线吗？ （2）实验设计 问题4：如何让物体做直线运动？ 问题5: 如何让物体从做直线运动变成做曲线运动？ a.把一铁球放在倾斜轨道上，在正对轨道位置放一条形磁铁，静止释放小球 b.把条形磁铁放到轨迹的侧面，再释放小球 问题6:我们需要用到哪些实验器材？ （3）实验器材：小钢球、条形磁铁，斜轨 （4）进行实验：请学生到前面演示实验 问题1：小铁球在水平桌面上运动时，受到哪些力？ 问题2：小铁球做直线运动时合力与速度方向什么关系？ 问题3：小铁球做曲线运动时合力方向和速度方向在一条直线上吗？ 思考与讨论1：课前提出来的，抛出去的排球，为什么会做曲线运动？ 问题1：曲线运动力的方向与轨迹有什么特点？ 问题2：轨迹、力以及速度方向间有什么关系呢？ 学生活动4 根据实验探究的思路思考如何进行科学探究 学生思考并解答 一位学生演示，其他学生仔细观察并思考问题 学生思考回答： 1、重力、支持力、摩擦力、磁铁的吸引力 2、合力与速度方向共线 3、不在一条直线上 （5）实验结论：磁铁放在轨道正前方时，小铁球做直线运动；磁铁放在轨道旁边时，小铁球做曲线运动 结论：曲线运动条件：物体所受合力方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动.由于加速度方向和合力方向相同，加速度方向和速度方向不共线时，物体做曲线运动. 总结：无力不拐弯，拐弯必有力，两向夹一线，轨迹在中间，合力指凹侧，曲线向力方向弯。 从理论推导角度看曲线运动的轨迹、速度及力的方向之间的关系总结出曲线运动的种类 例题：如图所示，汽车在一段弯曲的水平路面上匀速行驶，关于它受到的水平方向的作用力的示意图可能正确的是( C )（图中F为地面对其的静摩擦力，Ff 为它行驶时所受的阻力。) 活动意图说明：通过演示实验探究做曲线运动的条件，吸引学生注意，提高学生兴趣，增强学生动手实践能力与合作精神，培养学生科学探究精神。体会实验探究的过程。从所学知识中不断探究新的问题。培养学生归纳与总结能力 前后呼应，提高学生解决问题的意识及生活与物理相联系的意识。 课堂小结 这节课学习了曲线运动的定义，探究了曲线运动的速度方向及条件，了解了曲线运动一定是变速运动，其速度方向一定变化，大小不一定变化。 本节探究过程中，我们用了类比探究直线运动规律时的方法，建立了处理机械运动的思维模式，再次深化了力与运动的关系，再次体会了探究物理规律的归纳的思想。后面的学习中，我们将认识一些特殊的曲线运动，如，抛体运动、圆周运动等。 8.作业与拓展学习设计 1. 跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动， 我国跳水队多次在国际跳水赛上摘金夺银，被誉为 跳水“梦之队”。图中虚线描述的是一位跳水运动员 高台跳水时头部的运动轨迹，最后运动员沿竖直方向 以速度0入水。整个运动过程图中，除运动员入水前 一段时间外，在哪几个位置头部的速度方向与入水时 速度v的方向相同？ 在哪几个位置与速度v的方向相 反? 在图中标出这些位置。 2.关于曲线运动，下列说法正确的是（ A ） A．做曲线运动的物体的速度一定变化 B．速度变化的运动一定是曲线运动 C．加速度恒定的运动不可能是曲线运动 D．做曲线运动的物体所受合外力有可能与速度在同一直线上 3.质点做曲线运动，经过A、B、C三点，速度方向分别是VA、VB、VC，所受合力分别是FA、FB、FC，他们方向如图所示，其中合力方向画的不正确的是（ B ） ( VA V B V C F C F B F A C B A ) 9.板书设计 5.1 曲线运动 1. 定义：运动轨迹为曲线的运动 2. 速度方向：某一点的速度方向沿曲线在这一点的切线方向 3. 性质：曲线运动一定是变速运动（速度的方向变化） 4. 条件：物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上 10.特色学习资源分析、技术手段应用说明 从生活中取材观察曲线运动，并设计实验，图片演示等找出曲线运动的特点。 11.教学反思与改进 使用生活中简单的器材制作教具，进行探究，让学生体会到实验还可以取材于生活，日常用品、废旧材料是重要的实验资源，在生活中可以自己动手做出实验器材，自制器材，自制教具，激发学生学习物理的兴趣。 通过展示生活中的曲线运动的图片，让学生在各种情境中抽象出物体做曲线运动的共同特征，形成曲线运动的概念，完成从经验性常识向物理观念的转变。逐步引导学生进行实验探究，体会科学探究过程，培养学生科学探究的意识和能力，使用类比推理的方法，培养科学推理能力，在曲线运动的教学中，多处类比直线运动，让学生从已有的知识经验中建构新知识。学生学会迁移所学知识，利用所学知识进行科学推理。重视情景创设，加强培养物理学科核心素养。 学科网（北京）股份有限公司 $