《曲线运动》教学设计

《曲线运动》教学设计

刘永军

【课标要求】

一、知识与技能

1.深刻理解物体做曲线运动的条件和曲线运动的特点。物体做曲线运动的条件是物体所受合外力的方向与物体的运动方向不在一条直线上，判断物体是否做曲线运动只需要找到物体所受的合外力的方向及物体的速度方向即可。曲线运动的特点是曲线运动是变速运动，做曲线运动的物体在某一点（或某一时刻）的速度方向就是在曲线上的这一点的切线方向，其方向不断发生变化，因此曲线运动是变速运动。

2.把握运动的合成与分解所遵循的一个原则、两个原理。一个原则是运动的合成与分解均遵守平行四边形定则。两个原理是运动的独立性原理和运动的等时性原理。运动的独立性原理是指物体在任何方向的运动，都按其自身的规律来进行，不会因为其他方向的运动是否存在而受到影响。运动的等时性原理是指若物体同时参与几个分运动，合运动和分运动是在同一时间内进行的，它们之间不存在先后的问题。

3.掌握物体做平抛运动的条件以及平抛运动的处理方法。物体做平抛运动的条件有两个：其一为物体具有不为零的水平初速度v0；其二为物体在运动过程中只受重力的作用。平抛运动的处理方法为：根据平抛运动水平方向不受力，竖直方向只受重力的特点，将其沿水平（x轴）和竖直（y轴）两个方向分解，水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动。将复杂的曲线运动用合成与分解的方法化为直线运动的合成，是我们处理曲线运动的常用方法。

4.掌握匀速圆周运动的特点和处理匀速圆周运动的基本方法。匀速圆周运动的特点是线速度的大小恒定不变，角速度、周期和频率恒定不变，向心力和向心加速度的大小也是恒定不变的。处理匀速圆周运动的基本方法为：运用几何关系找到圆周运动的圆心和轨道半径，根据受力分析确定向心力的大小，最后利用向心力的适当表达式列方程求解。

二、过程与方法

1.通过复习让学生首先建立章节知识框架，达到对本章知识的整体认识。

2.学会对知识的总结和归纳。

三、情感态度与价值观

1.能领略曲线运动的奇妙与和谐，再次增强对科学的好奇心与求知欲。

2.激发参与科技活动的热情，善于将物理知识应用于生活和生产实践中。

【复习重点】平抛运动和匀速圆周运动。

【教学难点】平抛运动和匀速圆周运动的应用。

【教学方法】复习提问、讲练结合。

【教学过程】

一、投影全章知识脉络，构建知识体系

本章我们学习了物体做曲线运动的条件以及运动的合成和分解，并研究了两种曲线运动：平抛运动和匀速圆周运动。运动的合成和分解是研究曲线运动的基本方法，本章的知识框图如下：

学生活动：学生回忆、讨论总结。

二、本章的几个重要结论，总结解题技巧

三、复习思路突破

1.物理思维方法

本章中，我们借助运动的分解与合成方法，研究了曲线运动的规律，达到了“曲径通幽”的效果，贯穿着物理学上的等效思维方法，值得体会。

等效方法不但能使问题化繁为简，化难为易，而且能加深我们对物理概念和规律的认识，强化思维，丰富想象，培养我们独立获取知识的能力。

2.基本解题方法

（1）如何运用运动的分解与合成方法来研究曲线运动呢？

①利用运动的合成与分解研究曲线运动的思维流程：（只须研究）两直线运动规律（得知）曲线运动规律

②在处理实际问题中应注意：

ⅰ只有深刻挖掘曲线运动的实际运动效果，才能明确曲线运动应分解为哪两个方向上的直线运动。这是分析处理曲线运动的出发点。

ⅱ进行等效合成时，要寻找两分运动时间的联系——等时性。这往往是分析处理曲线运动问题的切入点。

（2）处理匀速圆周运动问题的解题思路。

所有匀速圆周运动的有关命题，重点都是对牛顿第二定律F=ma在曲线运动中具体应用的考查。通常的解题思路为：首先分析向心力的来源，然后确定物体圆周运动轨道平面、圆心、圆半径，写出与向心力所对应的向心加速度表达式，同时，力求将题目的待求量，如：未知力、未知线速度、未知周期等包含到向心力或向心加速度的表达式中，最后，依据F=ma列方程求解。

四、本章要点综述

1.曲线运动和运动的合成与分解

物体的运动轨迹不是直线的运动称为曲线运动。曲线运动的条件可从两个角度来理解：①从运动学角度来理解：物体的加速度方向与速度方向不在同一条直线上；②从动力学角度来理解：物体所受合力的方向与物体的速度方向不在同一条直线上。曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向，曲线运动是一种变速运动。

曲线运动是一种复杂的运动，为了简化解题过程，引入了运动的合成和分解。一个复杂的运动可根据运动的实际效果按正交分解或按平行四边形定则进行分解。合运动与分运动是等效替代关系，它们具有独立性和等时性的特点。运动的合成是运动分解的逆运算，同样遵循平行四边形定则。

2.平抛运动

平抛运动具有水平初速度且只受重力作用，是匀变速曲线运动。研究平抛运动的方法是利用运动的合成与分解，将复杂运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。其运动规律为：①水平方向：a_x=0，v_x=v₀，x=v₀t；②竖直方向：a_y=g，v_y=gt，y=gt²/2；③合运动，v与v₀的夹角

平抛运动中飞行时间仅由抛出点与落地点间的竖直高度决定，

即与v₀无关。水平射程。

3.匀速圆周运动、描述匀速圆周运动的物理量、匀速圆周运动的实例分析。

正确理解并掌握匀速圆周运动、线速度、角速度、周期和频率、向心加速度、向心力的概念及物理意义，并掌握相关公式。

圆周运动与其他知识结合时，关键找出向心力，再利用向心力公式或f_n=mrω²列式求解。向心力可以由某一个力提供，也可由某一个力的分力提供，还可以由合外力提供，在匀速圆周运动中，向心力指向圆心，其大小不变，作用是改变线速度的方向，不改变线速度的大小；在变速圆周运动中，物体所受的合外力不一定指向圆心，各力沿半径的分量的合力指向圆心，此合力提供向心力，大小、方向均变化；与半径垂直的各分力的合力改变速度大小，此合力产生切向加速度，在中学阶段不做研究。

对匀速圆周运动的实例分析应结合受力分析，找准圆心位置，结合牛顿第二定律和向心力公式列方程求解，要注意绳类的约束条件为，杆类的约束条件为v_临=0。

五、本章例题剖析

【课后反思】

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本。亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键。本章知识相对比较复杂、难度较大，让学生建立规范有效的解题方法是本章复习的重点。对教学要点的突破是教学的难点，教师在教学中要恰当地点拨、合理地引导。