人教版 (2019)必修 第二册曲线运动教学设计

这是一份人教版 (2019)必修 第二册曲线运动教学设计，共5页。教案主要包含了学习任务，新知探究，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
一、学习任务
1．了解曲线运动的概念，知道曲线运动是变速运动，初步形成运动观。
2．知道曲线运动的条件，能运用极限思想理解曲线运动速度方向。
3．理解曲线运动条件，掌握速度与合外力方向与曲线弯曲情况之间的关系。
二、新知探究
知识点一：曲线运动的速度方向
（一）梳理要点
1．曲线运动：运动轨迹是曲线的运动称为曲线运动。
2．速度的方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。
3．运动性质：由于曲线运动中速度方向是变化(选填“不变化”或“变化”)的，所以曲线运动是变速运动。
（二）启发思考
下面两幅图片中分别为抛出的篮球和过山车的运动情况。请思考：

【问题】
(1)如何确定它们运动过程中某一位置的速度方向？
(2)它们运动过程中的速度恒定吗？
(3)曲线运动一定是变速运动，一定有加速度吗？加速度一定变化吗？
提示：(1)某一位置的速度方向为这一位置轨迹的切线方向。
(2)它们做曲线运动时速度大小或许不变，速度方向时刻发生改变，故其速度不恒定
(3)曲线运动一定是变速运动，一定有加速度，加速度不一定变化。
（三）深化提升
1．曲线运动的速度
(1)质点在某一时刻(某一位置)速度的方向与这一时刻质点所在位置处的切线方向一致。如图所示，故其速度的方向时刻改变。
(2)物体做曲线运动时，运动方向不断变化，即速度方向一定变化，但速度的大小不一定变化。
2．曲线运动的性质及分类
(1)性质：速度是矢量，由于速度方向时刻在发生变化，所以曲线运动一定是变速运动。
(2)分类
①匀变速曲线运动：加速度恒定的曲线运动，即物体在恒力作用下的曲线运动。
②变加速曲线运动：加速度不断变化的曲线运动，即物体在变力作用下的曲线运动。
3. 确定某点速度方向的两个关键
(1)明确物体沿轨迹的运动方向，确定轨迹在该点的切线方向。
(2)曲线运动的性质由加速度是否恒定决定。
知识点二：物体做曲线运动的条件
（一）梳理要点
1．从动力学角度：当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。
2．从运动学角度：当物体加速度的方向与速度的方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。
（二）启发思考
如图所示，将圆弧形滑轨放在铺了一层白纸的平滑桌面上，使其底端与桌面相切，让钢球从圆弧形滑轨滚下获得一定的初速度。为了便于观察，在离开滑轨处沿钢球运动方向用直尺在白纸上画一条直线。图甲中将条形磁铁沿直线放置；图乙中将条形磁铁放在钢球运动路线的旁边。
【问题】
(1)图甲中钢球从滑轨上滚下时，观察钢球做什么运动，钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向有什么关系？
(2)图乙中钢球从滑轨上滚下时，观察钢球做什么运动，钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向有什么关系？
(3)比较上述两种情况，体会轨迹、速度方向与合力方向三者有什么关系？
提示：(1)钢球做加速直线运动，钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向相同。
(2)钢球做曲线运动，钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向不在同一条直线上。
(3)速度方向与所受合力方向共线时，物体做直线运动；不在同一条直线上时，物体做曲线运动。
（三）深化提升
1．物体做曲线运动的条件
(1)初速度不为零。
(2)合力不为零(或加速度不为零)。
(3)合力方向(或加速度方向)与速度方向不共线。
2．曲线运动的轨迹与速度、合力的关系
做曲线运动的物体的轨迹与速度方向相切，夹在速度方向与合力方向之间。并向合力方向弯曲，也就是合力指向运动轨迹的凹侧，如图所示。
3．合外力与速率变化的关系
若合力方向与速度方向的夹角为α，则：
4. 力和运动轨迹关系的三点提醒
(1)物体的运动轨迹由初速度、合力两个因素决定，轨迹在合力与速度之间且与速度相切。
(2)物体在恒力作用下做曲线运动时，速度的方向将越来越接近力的方向，但不会与力的方向相同。
(3)合力方向与速度方向成锐角时，物体做加速曲线运动；成钝角时，物体做减速曲线运动。
三、课堂小结
回归本节知识，自我完成以下问题：
1．曲线运动的条件是什么？
提示：力的方向(或加速度的方向)与物体速度方向不共线。
2．曲线运动的速度方向有什么特点？
提示：速度方向沿曲线轨迹上某点的切线。
3．曲线运动是变速运动，变速运动一定是曲线运动吗？
提示：不一定。