教育专题：运动合成与分解平抛运动.ppt

第五章曲线运动青岛十五中高一物理集备组青岛十五中高一物理集备组第五章曲线运动一、新课标要求一、新课标要求第五章曲线运动运动的合成与分解运动的合成与分解 抛体运动抛体运动 匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度匀速圆周运动的向心力匀速圆周运动的向心力 离心现象离心现象 （斜抛运动只作定性要求）（斜抛运动只作定性要求）2009高考大纲高考大纲第五章曲线运动二、曲线运动课时分配建议二、曲线运动课时分配建议 1 曲线运动曲线运动1课时 2 质点在平面内的运动质点在平面内的运动2课时 3 抛体运动的规律抛体运动的规律1课时 4 实验：平抛运动的规律实验：平抛运动的规律 2课时 5 圆周运动圆周运动1课时 6 向心加速度向心加速度1课时 7 向心力向心力2课时 8 生活中的圆周运动生活中的圆周运动2课时 复习评估2课时第五章曲线运动三、教材分析及教法建议三、教材分析及教法建议1.1.曲线运动曲线运动2.2.质点在平面内的运动质点在平面内的运动3.3.抛体运动的规律抛体运动的规律4.4.实验：研究平抛运动实验：研究平抛运动5.5.圆周运动圆周运动6.6.向心加速度向心加速度 7.7.向心力向心力8.8.生活中的圆周运动生活中的圆周运动第五章曲线运动第一节曲线运动第一节曲线运动 曲线运动是整章教学的知识基础曲线运动是整章教学的知识基础.通过实验通过实验讨论和体验讨论和体验,让学生体会到做曲线运动的物体的速度是让学生体会到做曲线运动的物体的速度是时刻改变的时刻改变的,曲线运动是变速运动曲线运动是变速运动;速度的方向沿轨迹速度的方向沿轨迹的切线方向的切线方向;理解物体做曲线运动的条件。理解物体做曲线运动的条件。施教的方法可利用施教的方法可利用“认知冲突认知冲突”进行物理进行物理概念的教学，本节课教学的难点是做曲线运动的条件，概念的教学，本节课教学的难点是做曲线运动的条件，而做好实验演示是教学的关键。而做好实验演示是教学的关键。第五章曲线运动第二节质点在平面内的运动第二节质点在平面内的运动 运动的合成和分解的方法是本章的基础运动的合成和分解的方法是本章的基础,本节通过蜡块运动的实验提出运动合成的思想，而本节通过蜡块运动的实验提出运动合成的思想，而如何从分运动求合运动的性质及轨迹是本节课的难如何从分运动求合运动的性质及轨迹是本节课的难点。点。施教方法一：从动力学角度由分运动性质导出合运施教方法一：从动力学角度由分运动性质导出合运动性质及轨迹。动性质及轨迹。第五章曲线运动施教方法二：从数学的视角，审视、分析求解。施教方法二：从数学的视角，审视、分析求解。轨迹轨迹图像图像函数表达式函数表达式y=f（x）二维坐标系二维坐标系类比类比直线直线 一法简单，学生易掌握，二法体现了数学思想一法简单，学生易掌握，二法体现了数学思想在物理上的指导作用，是中学物理教学的要求之一。在物理上的指导作用，是中学物理教学的要求之一。虽然教学难度大，但如果教师在课堂上能很好的展虽然教学难度大，但如果教师在课堂上能很好的展示自己的思维过程，使学生从中感悟并逐步学会科示自己的思维过程，使学生从中感悟并逐步学会科学的思维方法，这正是我们教学需要达到的目的。学的思维方法，这正是我们教学需要达到的目的。第五章曲线运动由蜡块运动的分析，可得到以下几个重要结论（1）分运动与合运动具有等时性（2）两分运动具有运动的独立性（3）分运动、合运动遵守平行四边形定则关系。yxO（4）若两个分运动是匀速直线运动，合运动必为匀速直线运动。第五章曲线运动*（5）若两个分运动是初速度为零的匀变速直线运动，则合运动必为匀变速直线运动。*（6）若一个分运动是匀速直线运动，另一个分运动是匀变速直线运动，其合运动必为匀变速运动，轨迹可能是直线，也可能是曲线。第五章曲线运动第三节 抛体运动的规律 抛体运动的规律是运动的合成与分解的应用.从平抛运动的物体在水平方向的受力和竖直方向的受力入手,分析找出物体在这两个方向上的运动规律,包括它的坐标随时间变化的规律,进而解决问题,重在基本方法.本节课的方法与前一节蜡块运动相同，可在前节基础上调动学生参与推导平抛运动规律，包括坐标、轨迹、位移、速度，进一步提升学生对运动合成分解的理解和应用，没有过多的难点。第五章曲线运动独立独立独立独立类比蜡块运动来分析平抛运动类比蜡块运动来分析平抛运动加速度加速度加速度加速度(根据受力分析根据受力分析根据受力分析根据受力分析)初速度初速度初速度初速度瞬时速度瞬时速度瞬时速度瞬时速度位移位移位移位移水平方向水平方向水平方向水平方向竖直方向竖直方向竖直方向竖直方向合运动合运动合运动合运动方向方向方向方向0 0v0vx=v0 x=v0 tvy=gt0 0gy=g t21 12 2v=vx2+vx2OP=x2+y2平行四边形定则平行四边形定则可可求求轨轨迹迹xv x1vy1v1OyyxS第五章曲线运动轨迹：第五章曲线运动第五章曲线运动斜抛运动在考纲上没有要求，可在平抛讲解的基础上让学生知道斜抛运动处理方法与平抛相同，对程度较好的学生可引导其自己完成学习，不做过深的讨论。第五章曲线运动第四节 实验：平抛运动的规律 在第三节的基础上,提出了要探究的问题:1、判定平抛运动的轨迹是不是抛物线 2、计算平抛物体的初速度 探究的过程既有实验现象的观察,（平抛轨迹的描绘）又有分析推理的过程（计算初速度判定是否抛物线）课本中除了介绍了传统的实验器材外，还介绍了自制的一种仪器和数码照相的方法，如果有条件的可用数码照片演示，使原来比较粗糙的实验更加准确，使学生从实验中得到结论的同时培养其严谨的作风。第五章曲线运动返回返回第五章曲线运动第五节 圆周运动圆周运动本节内容主要叙述了什么是圆周运动，以及描述圆周本节内容主要叙述了什么是圆周运动，以及描述圆周运动的线速度、角速度、周期等概念，研究了线速度运动的线速度、角速度、周期等概念，研究了线速度与角速度的关系。与角速度的关系。本节内容概念多，需要说明的问题较多，教学时可以本节内容概念多，需要说明的问题较多，教学时可以通过多展示一些圆周运动的情景，以观察现象为切入，通过多展示一些圆周运动的情景，以观察现象为切入，引导学生认识物体运动的轨迹、形状以及分析物体运引导学生认识物体运动的轨迹、形状以及分析物体运动的特点。动的特点。第五章曲线运动自行车上各个点的自行车上各个点的运动引起讨论运动引起讨论第五章曲线运动第五章曲线运动1.线速度线速度(v)：方向：沿切线方向方向：沿切线方向速率不变的圆周运动速率不变的圆周运动匀速圆周运动：匀速圆周运动：匀速匀速率率描述做圆周运动的物体沿圆弧运动的快慢。描述做圆周运动的物体沿圆弧运动的快慢。公式：公式：（一）描述圆周运动的物理量：（一）描述圆周运动的物理量：（l指弧长）矢量矢量是变速运动是变速运动第五章曲线运动2.角速度角速度()公式：公式：描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢。描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢。国际单位：弧度国际单位：弧度/秒秒(rad/s)矢量。矢量。（方向不要求）（方向不要求）第五章曲线运动3.转速（转速（n）单位时间所转过的圈数单位时间所转过的圈数7200转转4.周期（周期（T）做匀速圆周运动的物体，经过一周所用的时间。做匀速圆周运动的物体，经过一周所用的时间。单位：转单位：转/秒秒(r/s)或或 转转/分分(r/min)单位：秒单位：秒(s)标量标量第五章曲线运动1、线速度、线速度(v)2、角速度、角速度()3、转速、转速(n)4、周期、周期(T)（二）几个物理量之间的关系：（二）几个物理量之间的关系：第五章曲线运动对自行车三轮转动的描述对自行车三轮转动的描述(1)A、B的线速度大小相同的线速度大小相同(2)B、C的角速度相同的角速度相同同一皮带驱动的点线速度同一皮带驱动的点线速度同轴转动的点的角速度同轴转动的点的角速度BCA（三）典例（三）典例第五章曲线运动第六节 向心加速度 本节课的难点是向心加速度的方向。教材从“思考与讨论”入手，以力的作用效果是改变物体的运动状态为切入，导出做圆周运动的物体所受的合力一定不为零，由牛顿第二定律推知其加速度一定不为零，再由学生熟知的匀速圆周运动实例得出加速度方向指向圆心。第五章曲线运动AFtFnAFAFFnFtFn第五章曲线运动做一做：探究向心加速度大小的表达式矢量减法运算法则+微元法的方向指向圆心方向指向圆心第五章曲线运动向心加速度的大小：第五章曲线运动第七节 向心力 本节课的重点是会分析向心力的来源，掌本节课的重点是会分析向心力的来源，掌握向心力的表达式，知道向心力是效果力，其中握向心力的表达式，知道向心力是效果力，其中向心力来源的分析是本节课教学的难点。向心力来源的分析是本节课教学的难点。第五章曲线运动突破难点教学主线1.建立向心力的概念根据牛顿第二定律，2.向心力是效果力向心力是从力的作用效果命名的向心力是从力的作用效果命名的.凡是产生向心凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力.它可以是重力、弹力等各种性质的力，也可以是它可以是重力、弹力等各种性质的力，也可以是它们的合力，还可以是某个力的分力它们的合力，还可以是某个力的分力.3.向心力的来源受力分析、画出力图第五章曲线运动4.向心力的大小由牛顿第二定律及向心加速度表达式，得【注意】：上式是向心力大小的量度式，不是决定式。第五章曲线运动第五章曲线运动做一做 实验时，实验时，rA40cm，rB80cm，每秒钟喊口令每秒钟喊口令2次。次。操作一：手握操作一：手握A，每秒，每秒1周；周；操作二：手握操作二：手握B，每秒，每秒1周；周；操作三：手握操作三：手握A，每秒，每秒2周；周；比较一和二：比较一和二：相同，相同，F 跟跟 r 有什么关系；（定性）有什么关系；（定性）比较二和三：比较二和三：v 相同，相同，F 跟跟 r 有什么关系。有什么关系。（定性）（定性）该实验的主要目的是建立该实验的主要目的是建立“相同相同”、“v相同相同”的实践形象。强化实践意识。的实践形象。强化实践意识。第五章曲线运动5.变速圆周运动和一般曲线运动按照新课程标准及09考纲要求，学习这部分内容的目的，是要学生在更一般、更广阔的背景下知道圆周运动和曲线运动，达到开阔学生的视野的目的，建议不必做定量研究。第五章曲线运动第八节 生活中的圆周运动铁路的弯道铁路的弯道第五章曲线运动汽车转弯汽车转弯:第五章曲线运动摩托车转弯摩托车转弯:第五章曲线运动第五章曲线运动飞机转弯飞机转弯:第五章曲线运动第五章曲线运动如果两轨道高度相同，外轨作用在轮缘上的力F是使火车转弯的向心力。第五章曲线运动 已知铁路拐弯处的圆弧半径为已知铁路拐弯处的圆弧半径为已知铁路拐弯处的圆弧半径为已知铁路拐弯处的圆弧半径为R R，角如图所示。角如图所示。角如图所示。角如图所示。如果超速行驶会怎么样？如果超速行驶会怎么样？如果超速行驶会怎么样？如果超速行驶会怎么样？F F如果减速行驶如果减速行驶如果减速行驶如果减速行驶会怎么样会怎么样会怎么样会怎么样?近心趋势离心趋势第五章曲线运动汽车过桥汽车过桥:第五章曲线运动思考与讨论思考与讨论地球可以看做一个巨地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多员与座椅之间的压力是多少？少？第五章曲线运动研究航天器中的失重现象是个难点，建议播放航天员的生活与活动录像，首先了解现象，再对现象进行分析、讨论。第五章曲线运动谢谢！