2. 职业资格
  3. 阅读下列材料，完成教学设计。 材料一：某版本高中物理必修2教材“曲线运动”一节内容节选。 曲线运动 从现在开始，我们研究质点潜曲线运动时所遵循的规律。这一节的任务是找出描述曲线运动的方法，下一节将根据牛顿运动定律得出质点做曲线运动的规律。这

阅读下列材料，完成教学设计。 材料一：某版本高中物理必修2教材“曲线运动”一节内容节选。 曲线运动 从现在开始，我们研究质点潜曲线运动时所遵循的规律。这一节的任务是找出描述曲线运动的方法，下一节将根据牛顿运动定律得出质点做曲线运动的规律。这

admin2015-12-22  49
问题 阅读下列材料，完成教学设计。
    材料一：某版本高中物理必修2教材“曲线运动”一节内容节选。
曲线运动
    从现在开始，我们研究质点潜曲线运动时所遵循的规律。这一节的任务是找出描述曲线运动的方法，下一节将根据牛顿运动定律得出质点做曲线运动的规律。这个思路与研究直线运动时是一样的。
    描述直线运动时要用到位移和速度两个物理量，描述曲线运动时也是这样。
    曲线运动的位移    研究物体的运动时，坐标系的选取是很重要的，例如我们把一个物体沿水平方向飞抛出，它不会一直在水平方向上运动，而是沿着一条曲线落向地面。这种情况下无法应用直线坐标系，而应该选择曲线运动坐标系，例如，这个坐标系的原点可以选在物体离开手掌时的位置，同时让x轴沿水平方向抛出的方向，y轴沿竖直向下的方向。如图5.1-1。
   
当物体运动到A点时，它相对于抛出点的位移是OA，可以用l表示。然而这类问题中位移矢量l的方向在不断变化，运算不太方便，所以尽量用它在坐标轴方向的分矢量来代表它。由于两个分矢量的方向是确定的，所以只用A点的坐标xA，yA就能表示它们，于是问题就简单些了。
思考与讨论
观察图5.1-2、图5.1-3描述的现象，你能不能说清楚砂轮打磨下来的炽热微粒、飞出去的链球，分别沿着什么方向运动？

    曲线运动的速度    运动员掷链球时，链球在手的牵引下做曲线运动。一运动员放手，链球即刻飞出。放手的时刻不同，链球飞出的方向也不一样，可见做曲线运动的物体，不同时刻的速度具有不同的方向。所以，在研究曲线运动的速度时，我们首先考虑怎样确定物体在某一时刻的速度的方向。
演示
    如图5.1-4，水平桌面上摆一条弯曲的轨道，它是由几段稍短的圆弧形轨道组合而成的。钢球由轨道的C端滚入（通过压缩弹簧射入），在轨道的束缚下做曲线运动。在轨道的下面放一张白纸，蘸有墨水的钢球从出口A离开轨道后在白纸上留下一条运动的痕迹，它记录了钢球在A点的运动方向。
    拆去一段轨道，钢球的轨道出口改在B，用同样的方法可以记录钢球在轨道B点的运动方向。
   
    白纸上的墨迹与轨道(曲线)有什么关系？
    讨论曲线运动的速度方向时要明确一个数学概念，曲线的切线。在初中数学离我们已经知道图的切线，对于其他曲线，切线指的是什么？
    如图5.1-5，过曲线上的A、B两点作直线，这条直线叫做曲线的割线。设想B点逐渐向A点时，这条割线就叫做曲线在A点的切线(tangent)。
   
    有了切线的概念，我们就可以说：质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向。
    速度是矢量，它既有大小，又有方向。不论速度的大小是否改变，只要速度的方向发生改变，就表示速度矢量发生了变化，也就有了加速度。曲线运动中速度的方向在变，所以曲线运动是变速运动。
    速度是矢量，它与力、位移等其他矢量一样，可以用它在相互垂直的两个方向的分矢量来表示，这两个分矢量叫做分速度。我们仍以被抛出的物体的运动为例(图5.1-6)。物体的速度计做v。沿曲线的切线方向，vx，vy是它在两个坐标轴方向的分速度。如果速度方向与x轴的夹角是θ，按照锐角三角函数的定义，两个分速度vx，vy与速度v的关系是
    vx=vcosθ
    vy=vsinθ
   
例题：飞机起飞时以300km/h的速度斜向上飞，飞行方向与水平面的夹角为30°。求水平方向的分速度vx，和竖直方向的分速度vy。
     解：把速度v=300km/h按水平方向和竖直方向分解，如图5.1-7，可得
      
                       vx=vcos30°=260km/h
                       vy=vsin30°=150km/h
    飞机在水平方向和竖直方向的分速度分别是260km/h和150km/h。
材料二：本节内容在所在章节的位置如下。
    第五章  曲线运动
    1．曲线运动
    2．平抛运动
    3．实验：研究平抛运动
    4．圆周运动
    5．向心加速度
    6．向心力
    7．生活中的圆周运动
材料三：教学对象是普通高中一年级学生，此前学生仅学习过直线运动的相关知识，曲线运动是首次接触。
根据上述材料，回答下列问题：
对本节教材在整章中的地位进行分析；
选项
答案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。本节是整章教学的知识基础。教材中选取了两个实际情景的图片和一个演示实验。这样的安排充分体现了重视教学中知识与技能目标达成的同时更加突出过程和方法的形成。本来在通过观察砂轮打磨刀具和投掷链球两个视频后学生得出感性的、最表面的结论，学生还需要深入问题的本质，教材中又安排了一个看似简单的实验，这个实验和上述两个材料有本质的不同，它不是看一下就完了的，而是要通过收集信息和分析、处理信息，然后得到物理结论，这是科学研究过程的必然。这样能使学生感觉到，一个结论的形成并不是草率的。到此似乎研究的过程就可以画上完美的句号，但是通过上述实验只能得出做圆周运动时质点的速度方向，这不能代表一般的曲线运动，所以结论不具有普遍性。因此教材中又安排了采用极限思想的一段理论证明，从理论上证明了任何曲线运动的物体在某点的速度方向在曲线上该点的切线方向。通过实验和讨论，让学生体会到做曲线运动的物体的速度是时刻改变的，曲线运动是变速运动；速度的方向沿轨迹的切线方向；理解物体做曲线运动的条件。
解析
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