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 23

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x_A，y_A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，v_x，v_y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v_x，v_y与速度v的关系是
v_x=vcosθ
v_y=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v_x，和竖直方向的分速度v_y。
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

                     v_x=vcos30°=260km/h
                     v_y=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：
对学生的学习情况进行分析；

选项

答案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高一学生是比较新的内容，又涉及对矢量的理解，学生掌握这部分知识就具有一定的难度。但在教学中，首先让学生要建立物体做曲线运动的图景。教材中所示的曲线运动的图景，生活中有很多，让学生们去观察，去体验。例如让学生抬起自行车的后轮，旋转脚踏板使后轮转动，观察轮上的泥点脱离车轮前的运动。然后提高车轮的转速，泥点将脱离车轮，观察泥点脱离车轮时的速度方向以及泥点脱离车轮后的运动。自行车是学生们最常用的交通工具，利用上述图景，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。还可以让学生去观察公园内的各种游艺项目，数数在哪些项目中参与者的运动是曲线运动，相信学生会得出“生活中曲线运动比直线运动更普遍”的结论。

解析

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