《曲线运动》主题单元设计
主题单元标题
曲线运动
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适用年级
高中一年级
所需时间
6课时+1实验课
主题学习概述(简述单元在课程中的地位和作用、单元的组成情况，解释专题的划分和专题之间的关系，主要的学习方式和预期的学习成果，字数300-500)
本章讲述的1.曲线运动的速度方向:曲线运动的速度方向总沿轨迹的切线方向,因此曲线运动的速度方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动,其加速度一定不为零.
2.物体做曲线运动的条件:从运动学角度说，物体的加速度方向跟速度方向不在一条直线上时,物体就做曲线运动.从动力学的角度说,如果物体所受合外力的方向跟物体速度的方向不在一条直线上时,物体就做曲线运动.
3.研究曲线运动的基本方法:运动的合成和分解,即把复杂的曲线运动简化为简单的直线运动,用直线运动的规律来研究曲线运动,是研究曲线运动的基本方法.运动的合成和分解包括位移、速度、和加速度的合成和分解,这些描述运动状态的物理量都是矢量,对它们进行合成和分解都要用平行四边形定则.
4.质点做匀速圆周运动的条件:
5.向心力F向
6.描述圆周运动的物理量
7.匀速圆周运动
把教材五个标题的内容设计成四个专题来组织学习活动。
专题一：曲线运动；
专题二：平抛运动；
专题三：圆周运动
主题学习目标（描述该主题学习所要达到的主要目标）
知识与技能：
4.质点做匀速圆周运动的条件:
3.向心力F向
2.描述圆周运动的物理量
1.匀速圆周运动
过程与方法：
1．通过观察生活中的实例了解曲线运动的特点，由实验及力与运动的关系得出物体做曲线运动的条件
2．通过“蜡块实验”体验运动的分解是处理复杂运动的方法之一，通过实验探究平抛运动中两个方向的运动规律的过程，体会推理分析与实验现象相结合的重要
3．通过画矢量分解的示意图，掌握分解曲线运动的方法．体会利用数学工具解决物理问题的方法．
4．在理解向心力与质量、半径、线速度和角速度的关系中，体会控制变量的方法情感态度与价值观：
对应课标
1.曲线运动
2.平抛运动
3.实验：研究平抛运动的规律
4.圆周运动
5.向心加速度
6.向心力
7.生活中的圆周运动
主题单元问题设计
1.理解曲线运动的本质？ 2.怎样理解平抛运动？ 3.理解平抛运动的应用？ 4.怎样正确应用圆周运动到生活中去？
专题划分
1、运动的合成与分解、独立性、等时性 2、合成与分解的基本方法：利用平行四边形法则 3、平抛物体产生条件、轨迹、运动规律 4、圆周运动：匀速圆周运动 变速圆周运动、离心运动
专题一
专题一：曲线运动
所需课时
1课时
专题一概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
1．曲线运动的速度方向不断改变，所以任何曲线运动都是变速运动质点做曲线运动时，速度方向沿曲线运动的切线方向，所以运动的方向不是恒定的，是时刻改变的．因此，曲线运动一定是变速运动．我们学习的两种典型的曲线运动是匀变速曲线运动(如平抛运动)和圆周运动．
本专题学习目标 （描述该学习所要达到的主要目标）
（l）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；
（2）知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力与它的速度方向不在一条直线上。
本专题问题设计
1、曲线运动的特点 2、解运动的合成与分解
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源
视频、图片、多媒体课件
常规资源
蜡块、玻璃管
教学支撑环境
具有多媒体操作平台的教室
其 他
学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程）
第一课时
教材先安排曲线运动的方向，然后安排物体做曲线运动的条件。从知识结构上看，曲线运动的方向在轨迹上某点的切线方向是反映曲线运动的运动学特征，而曲线运动的条件则是动力学特征，完全符合牛顿力学的研究思路。从对学生认知建构的过程来看，知道曲线运动的方向只是知道一个事物的结果，掌握了曲线运动发生的条件才能理解出现该结果的原因，这样才能在逻辑上有利于学生深刻理解本节的两个重点内容。
任务一 预习导学
（认真阅读教材p2-p3，独立完成下列问题）
一、什么是曲线运动？
二、曲线运动的速度方向？
三、曲线运动是一种什么运动？
教学评价
可评价的学习要素
生活中的曲线运动运动举例
评价方法：现场评价
评价指标：同学互评
运动合成与分解
评价方法：评价指标：限时训练
评价方法：
① 参与程度 ②回答问题
专题二
专题二：平抛运动
所需课时
1课时+1节实验
专题二概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
学生自读抛体运动概念，举例抛体运动生活实例：掷铅球、铁饼、垒球、标枪等。
教师演示实验并请学生注意观察：将粉笔头水平抛出
引导学生给出平抛运动的概念：
物体在只受重力的作用下以水平速度抛出的运动称为平抛运动。
引导学生总结平抛运动条件
怎样研究它的运动规律呢？
再次演示平抛实验：将粉笔头水平抛出，请学生仔细观察平抛轨迹
并引导学生回顾运动的合成与分解，
明确比较复杂的运动可以分解为两个简单的分运动分别研究它们的规律。
平抛运动是曲线运动，根据其运动特点，可以分解到水平与竖直两个方向，分别研究其受力特点及运动规律。
本专题学习目标 （描述该学习所要达到的主要目标）
1.定义:水平抛出的物体只在重力作用下的运动. 2.性质:是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动,轨迹是抛物线. 3.平抛运动的研究方法
本专题问题设计
（1）平抛运动的规律？
（2）平抛运动的规律应用？
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源
有小口的有水的瓶子视频。
常规资源
有小口的有水的瓶子，平抛演示设备
教学支撑环境
具有多媒体操作平台的教室，网络教室
其 他
学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程）
第一课时
一 抛体运动
布置学生自读抛体运动概念，举例抛体运动生活实例：掷铅球、铁饼、垒球、标枪等。
教师演示实验并请学生注意观察：将粉笔头水平抛出
引导学生给出平抛运动的概念：
物体在只受重力的作用下以水平速度抛出的运动称为平抛运动。
引导学生总结平抛运动条件
提问：平抛运动是曲线运动，速度、位移时刻变化，
怎样研究它的运动规律呢？ X
再次演示平抛实验：将粉笔头水平抛出，请学生仔细观察平抛轨迹
并引导学生回顾运动的合成与分解， y
明确比较复杂的运动可以分解为两个简单的分运动分别研究它们的规律。
学生分析：平抛运动是曲线运动，根据其运动特点，可以分解到水平与竖直两个方向，分别研究其受力特点及运动规律。
提问：根据以上规律分析平抛运动的加速度是否恒定？平抛运动是匀加速还是变加速曲线运动？
学生分组讨论并回答问题：平抛运动只受重力，加速度a=g 且恒定，故本质特征为匀加速曲线运动。
第二课时
【平抛运动规律应用】 X
【合作探究（1）】学生分组讨论完成：
当物体作平抛运动下落到A点时,实际速度VA的表示： A Vx
学生在图中画出VA示意图并将其正确分解为两个 Vy
分速度 Y VA
学生写出VA与两个分速度之间的数学关系：VA= ==
意义讨论： 从公式中可以看出物体在下落过程中速度 VA 越来越大
学生表示出VA与水平方向之间夹角
VA与水平方向之间夹角正切值 Tan?= =
讨论：该式表明随着抛体的下落，VA与水平方向间夹角?越来越大。即抛体下落的方向越来越接近竖直向下的方向。
【应用1】：将一个物体以10m/s的速度从10m的高度水平抛出，落地时它的速度大小是多少？速度方向与水平地面之间的夹角?是多少？ V0
【应用2】 以水平初速Vo抛出的小球垂
直撞击在一倾角为?的斜面上，运动轨迹如图所示，
求小球在空中飞行的时间
【合作探究（2）】学生分组讨论完成：
教学评价
可评价的学习要素
1.生活中的平抛运动
评价方法：现场评价
评价指标：1、参与程度、积极程度 2、举例恰当程度 3、课前材料的准备情况
2.平抛运动规律的应用
评价方法：达标测验
评价指标：①答题时间 ②每题答对率 ③及格人数（60---74分） ④良好人数（75---84分以上）⑤优秀人数（85分以上） ⑥平均分
3.学习活动过程
评价方法：量规
① 参与程度、积极程度 ②思维逻辑、严密性 ③表达展示 ④协作精神
专题三
圆周运动
所需课时
2课时
专题三概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
质点在以某点为圆心半径为r的圆周上运动称为圆周运动，即轨迹是圆周的运动叫“圆周运动”。是一种最常见的曲线运动。例如电动机转子、车轮、皮带轮等都作圆周运动。
圆周运动分为，匀速圆周运动（如：圆锥摆运动）和变速圆周运动（如：竖直平面内的过册车）。
在圆周运动中，最常见和最简单的是匀速圆周运动（因为速度是矢量，所以匀速圆周运动也是变速运动，实际上是指匀速率圆周运动）。因为加速度是矢量，所以匀速圆周运动也是变加速运动．
周期、转速、角速度、线速度。圆周运动的例子：人造卫星、水流星、火车转弯、齿轮转动。
圆周运动的条件：受到向心力的作用，向心力产生向心加速度．
生活中的圆周运动
火车过弯道：把重力和路面支持力的合力提供向心力．
汽车过拱形桥：过最高点，桥对车的支持力为F=G-（mv2）/R，又因为汽车对桥的压力和桥对汽车的支持力是一对作用力和反作用力，大小相等，所以压力大小也为 F=G-（mv2）/R。 翻滚过山车：过最高点的时的速度必满足V≥√(Rg)
航天器中的失重现象：在轨道上正常运行的航天器与航天器中的物体且有相同的向心加速度，它们之间没有相互作用的压力，称为失重．
离心运动：做圆周运动的物体，由于惯性，总有沿着切线方向飞去的倾向。但它没有飞去，这是因为向心力在作用于它，使它与圆心的距离保持不变。一旦向心力突然消失，物体就沿切线方向飞去。除了向心力突然消失这种情况，在合力不足以提供所需的向心力时，物体虽然不会沿切线飞去，也会逐渐远离圆心运动．远离圆运动就叫离心运动．
本专题学习目标 （描述该学习所要达到的主要目标）
1.了解物体做圆周运动的特征.
2. 知道描述物体做圆周运动的物理量线速度、角速度和周期，理解并会用它们的公式进行计算.
3.理解线速度、角速度、周期之间的关系.
4．进一步掌握各种圆周运动中向心力的来源。
5．理解种圆周运动中临界问题
本专题问题设计
（1） 线速度等定义？
（2）圆周运动的应用？
（3）生活中的圆周运动？
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源
微机、实物投影展台、投影、屏幕、Microsoft PowerPoint软件。
常规资源
栓有细绳的小球
教学支撑环境
具有多媒体操作平台的教室，实验室
其 他
学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程）
活动一：用投影片出示本节课的学习目标
1、理解线速度、角速度的概念
2、理解线速度、角速度和周期之间的关系
3、理解匀速圆周运动是变速运动
（二）学习目标完成过程
1、圆周运动
（1）用多媒体投影一个质点做圆周运动，在相等的时间里通过相等的弧长。
（2）并出示定义：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧长度相同——这种运动就叫圆周运动。
（3）举例：通过放录像让学生感知：一个电风扇转动时，其上各点所做的运动，地球和各个行星绕太阳的运动，都认为是圆周运动。
（4）通过电脑模拟：两个物体都做圆周运动，但快慢不同，过渡引入下一问题。
2、描述圆周运动快慢的物理量
（1）线速度
a：分析：物体在做圆周运动时，运动的时间△t增大几倍，通过的弧长△l也增大几倍，所以对于某一圆周运动而言，△l与△t的比值越大，物体运动得越快。
b：线速度
1）线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。
2）线速度是矢量，它既有大小，也有方向。
3）线速度的方向在圆周各点的切线方向上
4）讨论：匀速圆周运动的线速度是不变的吗？
5）得到：匀速圆周运动是一种非匀速运动，因为线速度的方向在时刻改变。
（2）角速度
a：学生阅读课文有关内容
b：出示阅读思考题
1）角速度是表示 的物理量
（3）周期、频率和转速
a：学生阅读课文有关内容
b：出示阅读思考题：
1） 叫周期， 叫频率； 叫转速
2）它们分别用什么字母表示？
3）它们的单位分别是什么？
c阅读结束后，学生自己复述上边思考题。
（4）线速度、角速度、周期之间的关系
a：过渡：既然线速度、角速度、周期都是用来描述圆周运动快慢的物理量，那么他们之间有什么样的关系呢？
b：用投影片出示思考题
一物体做半径为r的匀速圆周运动
1）它运动一周所用的时间叫 ，用T表示。它在周期T内转过的弧长为 ，由此可知它的线速度为 。
2）一个周期T内转过的角度为 ，物体的角速度为 。
教学评价
可评价的要素
1、圆周运动的定义
评价方法：使用量规（自评+小组内互评+师评）
评价指标：
①线速度定义
②角速度定义
③向心加速度
④受力分析
2、受力分析解决圆周运动
评价方法：课堂提问+作业
评价指标：
①正交分解法
②平行四边形定则
临界情况的应用
习题当堂检测
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