第一节　曲线运动教学案例之二

教学目标：

1、掌握曲线运动中速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动。

2、掌握物体做曲线运动的条件及分析方法。

教学重点：

1、分析曲线运动中速度的方向。

2、分析曲线运动的条件及分析方法。

教学手段及方法：

多媒体，启发讨论式。

教学过程：

一、什么是曲线运动

1、现象分析：

（1） 演示自由落体运动。(实际做与动画演示)

提问并讨论：该运动的特征是什么？

结论：轨迹是直线

（2）演示平抛运动（实际做与动画演示）

提问并讨论：该运动的特征是什么？

结论：轨迹是曲线

2、结论：

（1） 概念：轨迹是曲线的运动叫曲线运动。

（2） 范围：曲线运动是普遍的运动情形。小到微观世界（如电子绕原子核旋转）；大到宏观世界（如天体运行）都存在。生活中如投标枪、铁饼、跳高、跳远等均为曲线运动。

（说明）为什么有些物体做直线运动，有些物体做曲线运动呢？那我们必须掌握曲线运动的性质及产生的条件。

二、曲线运动的物体的速度方向

1、三个演示实验

（1）演示在旋转的砂轮上磨刀具。

观察并思考问题：磨出的火星如何运动？为什么？

分析：磨出的火星是砂轮与刀具磨擦出的微粒，由于惯性，以脱离砂轮时的速度沿切线方向飞出，切线方向即为火星飞出时的速度方向。

（2）演示撑开带有雨滴的雨伞绕柄旋转，伞边缘上的水滴如何运动？

观察并思考：水滴为什么会沿脱离时的轨迹的切线飞出？

分析：同上

（3）演示链球运动员运动到最快时突然松手，在脱手处小球如何飞出？

观察并思考：链球为什么会沿脱手处的切线飞出？

分析：同上

2、理论分析：

（1）在变速直线运动中如何确定某点心瞬时速度？

分析：如要求直线上的某处A点的瞬时速度，可在离A不远处取一B点，求AB的平均速度来近似表示A点的瞬时速度，如果时间取得更短，这种近似更精确，如时间趋近于零，那么AB间的平均速度即为A点的瞬时速度。

（2）在曲线运动中如何求某点的瞬时速度？

分析：用与直线运动相同的思维方法来解决。

先求AB的平均速度，据式：可知：的方向与的方向一致，越小，越接近A点的瞬时速度，当时，AB曲线即为切线，A点的瞬时速度为该点的切线方向。可见，速度的方向为质点在该处的切线方向，且方向是时刻改变的。因此，曲线运动是变速运动。

3、结论：

曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点（或某一时刻）的速度方向在曲线的这一点的切线方向上。

三、物体做曲线运动的条件

1、观察与思考三个对比实验

说明：以下三个实验是在实物展示台面上做的，由于展示台是玻璃面，而运动的物体是小钢球，摩擦力很小，可看成光滑的平面。初速度是从一斜槽上滑到台面上实现。

（1）在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在不受外力时将如何运动？

讨论结果：由于小球在运动方向上不受外力，合外力为零，根据牛顿第一定律，小球将做匀速直线运动。（动画演示受力分析）

（2）在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在运动方向的正前方向或正后方向放一条形磁铁将如何运动？

讨论结果：由于小球在运动方向受磁铁作用，会使小球加速或减速，但仍做直线运动。（动画演示受力分析）

（3）在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在运动方向一侧放一条形磁铁时小球将如何运动？

讨论结果：由于小球在运动过程中受到一个侧力，小球将改变轨迹而做曲线运动。（动画演示受力分析）

2、从以上实验得出三个启示：

启示一：物体有初速度但不受外力时，将做什么运动？（提问）

答：匀速直线运动（如实验一）

启示二：物体没有初速度但受外力时，将做什么运动？（提问）

答：做加速直线运动（如自由落体运动等）

启示三：物体既有初速度又有外力时，将做什么运动？

答：a、当初速度方向与外力方向在同一直线上（方向相同或相反）时将做直线运动。（如竖直上抛、实验二等）

b、当初速度与外力不在同一直线上时，做曲线运动。（如实验三、水平抛物体等）

提问：根据以上实验及启示，分析做曲线运动的条件是什么？

3、结论：

做曲线运动的条件是：

（1）要有初速度  （2）要有合外力 （3）初速度与合外力有一个角度

思考与讨论练习：

1、飞机扔炸弹，分析为什么炸弹做曲线运动？

分析：炸弹离开飞机后由于惯性，具有飞机同样的水平初速度，且受重力，初速度与重力方向有角，所以做曲线运动。（动画演示受力分析与初速度的关系）

引申：

（1）、我们骑摩托车或自行车通过弯道时，我们侧身骑，为什么？讨论后动画演示受力分析与初速度的关系。

（2）山公路路面有何特点？火车铁轨在弯道有何特点？（回家思考）

2、物体在光滑水平桌面受三个水平恒力（不共线）处于平衡状态，当把其中一个水平恒力撤去时，物体将：
　　　A、物体一定做匀加速直线运动
　　　B、物体一定做匀变速直线运动
　　　C、物体有可能做曲线运动
　　　D、物体一定做曲线运动

讨论：

1、物体的初始状态如何？

答：静止或匀速直线运动（说明：题目没有明确）

2、合外力情况如何？

答：开始合外力为零，当撤去一个力时，物体将受到与撤去的力大小相等，方向相反的合外力。（（动画演示受力分析过程）

3、物体将如何运动？

答：a、当初速度为零时，一定做匀加速直线运动

b、当初速度不为零时，当初速度方向与合外力方向相同或相反时，做匀变速直线运动；当初速度与合外力方向有角度时，物体做曲线运动。

答案：C。