曲线运动-教学设计-

第二届全国大学生物理师范技能大赛参赛作品第1页共9页乐山师范学院物理与电子工程学院制作：季静指导教师：何光普（教授）2010年6月17日教学设计第二届全国大学生物理师范技能大赛参赛作品第2页共9页曲线运动—教学设计乐山师范学院2007级物理学专业季静一、教学内容分析：本课选自人教版高中《物理》（第一册）第五章第一节。主要介绍了曲线运动的定义、物体做曲线运动的速度方向及其条件，是继第四章牛顿运动力学之后，对运动和力关系的进一步理解和深化，同时为后面研究学习平抛、圆周、天体等复杂曲线运动奠定基础。因此，本节课起承前启后的作用。从本节课内容安排上，编者选取了两个实际情景和一个演示实验，帮助学生经历科学探究和理论推导两个过程，让学生感悟科学探究的思想，学会科学探究的方法；在学习的内容上深入理解曲线运动是变速运动，知道物体做曲线运动的条件，会画做曲线运动的物体的速度方向，能根据所学知识解决实际问题。二、学生学习情况的分析：学习者是高中一年级学生，在初中的学习中对于直线运动的特点和规律已经理解透彻，曲线运动在知识结构上对于学习者是比较新的内容，又涉及对矢量的理解，学生掌握这部分知识就有一定的难度。但是由于现实生活中曲线运动的实例不胜枚举，通过平时的生活经验学习者对曲线运动的定义和特点已经有了一定的认识基础，可以首先从熟悉的内容开始，然后进入新知识，当学习者将新知识与过去的知识和经验联系起来时，就会对新知识产生比较浓厚的兴趣。利用生活中曲线运动的图景，可以缩短物理知识与学生之间的距离，建立学生对物理、对科学的亲近感。三、设计理念：设计为了充分体现教师与学生的主导——主体的作用的统一，采用了教师创设情境——学生参与探究——教师引导学生设置情境问题——学生思考、讨论——教师引导分析情境——学生在情境中逐步完成对知识的意义建构，从而达到突出重点，突破难点的效果。同时，笔者通过演示实验，使学生自己观察获得曲线运动的速度方向，获得如何画曲线运动的速度方向的方法。笔者还通过自行车挡泥板，以便学生把自己获得的知识应用于实践，体验学以致用、知识有价的感受。还要求学生自己制作飞镖，体会STS的意义，提高科学素养。四、教学目标：知识与技能1．知道曲线运动中速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动。第二届全国大学生物理师范技能大赛参赛作品第3页共9页2．知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上。过程与方法1、通过视频，向学生展现与日常生活紧密联系的运动事例，引入了曲线运动的概念，激发学生学习的兴趣。2、学会分析物理现象，体验磨刀具时火花四溅，使学生的思维在结论得出之前经过大胆猜想，实验验证，最后归纳总结得出速度的方向。3、开放性实验过程,让学生亲临科学探究的实验过程，在实践中提高学生的物理素养。情感态度与价值观1．能领略曲线运动的奇妙与和谐，增强对科学的好奇心与求知欲。2．通过学生的动脑、动手、观察，培养学生观察事物、分析问题的能力，激发学生学习、科学探索的兴趣和积极性，并体会到科学来源于生活。五、教学的重点和难点：重点：1．什么是曲线运动。2．物体做曲线运动的方向。3．物体做曲线运动的条件。难点：1．理解曲线运动的速度方向。2．会根据物体做曲线运动的条件分析具体问题。六、教学准备：1.视频剪接2.动画模拟（flash）3.PPT教学演示课件4.计算机投影仪七、教学流程设计：1、教学流程图：图例说明：课堂教学过程开始和结束的符号媒体的类型和媒体的内容教学内容和教师的活动学生进行的活动第二届全国大学生物理师范技能大赛参赛作品第4页共9页开始视频生活中常见的几种运动分析讨论：视频中三种运动轨迹都为曲线归纳：轨迹为曲线的运动统称曲线运动视频砂轮打磨刀具，旋转雨伞使雨滴飞出讨论并得出：火星和雨滴均沿切线方向飞出演示实验：在陀螺边缘滴墨水讨论并得出陀螺边缘某点的速度方向猜想分析点拨讲解得出一般曲线运动的速度方向提问点拨：一般的曲线运动速度方向是怎样的？问题引导，物体做曲线运动的条件实验探究，得出物体做曲线运动的条件小结提升结束课堂练习第二届全国大学生物理师范技能大赛参赛作品第5页共9页2、教学过程设计：教学环节教师活动学生活动设计意图与依据环节一生活实例，引入新课︵3︱5min︶导入新课【组织教学】前边几章我们研究了直线运动及直线运动的一些规律，但是在实际生产、生活中，直线运动并不常见，普遍发生的是曲线运动，那么什么是曲线运动？物体做曲线运动又需要什么条件？这节课我们就来研究一下。【板书】5.1曲线运动【播放视频】视频1：滑雪视频2：汽车转弯视频3导弹发射认真听老师的讲解，引起探索的兴趣。观看视频作好进入本课知识学习的准备。从熟悉的生活实例入手，得出曲线运动的普遍性和研究的必要性，体现物理知识来源生活，激发学生兴趣，调动内在学习动机。曲线运动的概念【问题1】你看到的这几种运动有什么共同特点？【问题2】日常生活中还有那些这样的运动？【演示课件】生活实例【引导学生】得出曲线运动的定义。【板书】曲线运动的定义：物体运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。【回答】轨迹都是曲线【思考回答】过山车，摩天轮，树叶飘落等【分析归纳】轨迹是曲线的运动叫曲线运动。引导学生积极思考，归纳得出曲线运动定义。环节二直观演示，形曲线运动的速度方向【播放视频】汽车在平直公路上行驶，汽车在弯道上行驶【提问】直线运动的速度方向是怎样的？曲线运动的速度方向又是怎样的呢？【设疑】怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻的速度方向呢？【板书】物体做曲线运动的速度方向【情景一】砂轮磨刀具视频。刀具与高速转动的砂轮接触处的火星是由摩擦后产生的炽热微粒，你能说清楚它沿什么方向飞出？【情景二】撑开的带有水的伞绕着伞观看视频，积极思考，交流讨论意见，做曲线运动的物体的速度方向观看视频，思考老师提出的问题。【回答】切线方向飞出通过两种运动的对比，自然的过渡到曲线运动速度方向的研究。通过生活实例，使学生在直观上感受曲线运动速度方向的特点。第二届全国大学生物理师范技能大赛参赛作品第6页共9页成概念︵5︱8min︶环节二直观演示，形成概念︵5︱8min︶曲线运动的速度方向柄旋转，雨滴沿什么方向飞出？不同的位置飞出的方向一样吗？你的理由是什么？【演示实验】【实验介绍】桌上铺一张白纸，将一个陀螺旋转起来后，如果在陀螺上滴一滴墨水，墨水将飞出，在纸上留下痕迹。【演示现象】在旋转的陀螺上滴一滴墨水，请同学们观察墨水在陀螺下面的纸上留下的痕迹，思考旋转的陀螺上某一点的速度方向。【分析现象】墨水由于惯性，以脱离陀螺时的速度沿切线方向飞出，切线方向即陀螺在该点的速度方向。【提问】若物体运动的轨迹不是圆周，而是一般的曲线，那么怎样确定做曲线运动的物体在经过某一位置时或在某一时刻的速度方向？【引导】运用数学知识，渗透极限思想，由平均速度演变成瞬时速度。AB1v1vB2v2B3v3B4v4AB1v1vB2v2B3v3B4v4【板书】曲线在该点的切线方向【做一做】ABCD画出物体轨迹上四个点的速度方向。【回答】雨滴沿切线方向飞出，方向不一样。观察实验现象，动脑思考【回答】陀螺在这一点的切线方向。小组讨论，交流意见，师生互动【归纳总结，得出结论】质点在作曲线运动时，在某一位置的速度方向就在这一点的切线方向上。自己动手画速度方向通过演示实验，引导学生思考，培养学生观察、分析能力。通过思考和讨论，培养学生分析问题的能力和协作精神。经历并体会从粗略到精细，由定性到定量，由特殊到一般的科学研究方法；初步感受治学严谨的科学态度。体现了几何在物理研究中的应用，学生自己动手，第二届全国大学生物理师范技能大赛参赛作品第7页共9页【过渡】由此看出，做曲线运动的物体a不为零，是不是a不为零的物体一定做曲线运动呢？在教师的引导下明确只要速度的大小、方向中的一个或两个同时变化，就表示速度矢量发生了变化；既然曲线运动是变速运动，那么由a=△v/△t可得作曲线运动的物体一定具有加速度；曲线运动中速度的方向时刻在改变，所以曲线运动是变速运动。加深了学生对知识的理解。从结论中提出问题，自然地过渡到下一个问题的学习，增强教学过程的连贯性。环节三合作探究，构建新物体做曲线运动的条件【板书】物体做曲线运动的条件【活动1】【学生观察】斜方向抛出一个物体，它将如何运动？为什么做这种运动?【活动2】【学生体验】让学生甲跑起来之后，学生乙拉一下学生甲。【问题1】学生甲发生了什么变化？【问题2】为什么会发生这种变化？【活动3】【探究实验】让学生两人一组，独立设计并完成实验。给你一磁铁，如何使小钢球：①加速仍做直线运动；②减速仍做直线运动；③做曲线运动？巡回指导，了解学生的实验过程，解决可能遇到的问题。【回答】做曲线运动，物体受到的重力改变了物体原有的运动状态，使物体运动轨迹发生弯曲。【亲身体验，思考问题】【回答】运动方向发生了改变【回答】力是改变物体运动状态的原因，学生甲受收到了学生乙给他的力，使他的运动状态发生了改变学生自主探究，设计实验方案，进行实验通过对实际现象的观察，使学生由运动状态发生改变这一表象，延伸到对力是改变物体运动状态的原因的内在理解。促进学生体会由表及里，由具体到抽象的思维过程。通过学生自主实验探究，改变学生接受学习、死记第二届全国大学生物理师范技能大赛参赛作品第8页共9页知︵15︱18min︶那么一个在水平面上做直线运动的钢球，受到磁铁的吸引又会出现怎样的情景呢？听取学生汇报，帮助总结、点评。和学生共同讨论：所受力的大小发生变化，力的方向与速度在同一直线上的，做直线运动；所受力的大小发生变化，力的方向也发生变化，但力方向与速度方向不在同一直线上，做曲线运动。强调：当物体所受的合力的方向与它的速度方向在同一直线时，物体做直线运动；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，物体就做曲线运动。【板书】物体做曲线运动的条件：物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上。现象和结果分析，得出结论，构建新知。【得出结论】当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。硬背、机械训练的原有模式，学生主动参与、乐于探究、勤于动手，充分发挥学生的积极性、主动性，培养学生搜集和处理信息、获取新知、分析和解决问题以及交流与合作的能力。环节四巩固提升，内化知识︵3︱5min︶解决实际问题1.为什么要在自行车前后轮的上面设计挡泥板？教师：如果轮子上粘有泥巴，随车轮转动，这些泥巴将沿什么样方向飞出？应该设计怎样的档泥板？2.飞机投下的炸弹为什么做曲线运动？动脑思考，回答问题将本节课所学知识应用于解决或解答实际问题，学以致用，体现物理来源于生活，又回归生活的理念。第二届全国大学生物理师范技能大赛参赛作品第9页共9页八、板书设计：§5.1曲线运动一、定义：轨迹是曲线的运动二、速度方向：曲线在该点的切线方向三、物体做曲线运动条件：①F与v同向加速直线②F与v反向减速直线③F与v方向不在同一直线曲线运动1、实验分析：2、结论：①物体做曲线运动条件：物体所受合外力方向与速度方向不在同一直线上。②实例总结：曲线运动轨迹始终介于合外力方向与速度方向之间FvvOFGv§5.1曲线运动一、定义：轨迹是曲线的运动二、速度方向：曲线在该点的切线方向三、物体做曲线运动条件：①F与v同向加速直线②F与v反向减速直线③F与v方向不在同一直线曲线运动1、实验分析：2、结论：①物体做曲线运动条件：物体所受合外力方向与速度方向不在同一直线上。②实例总结：曲线运动轨迹始终介于合外力方向与速度方向之间FvvOFGv