高一物理教材分析
第五章曲线运动
大纲要求
内 容 和 要 求 演 示
曲线运动（A） 物体做曲线运动的条件
曲线运动中速度的方向（A） 曲线运动中速度的方向
运动的合成和分解（A） 互成角度的两个匀速直线运动的合成
平抛运动(B) 平抛运动与自由落体同时落地
匀速圆周运动（A） 决定向心力大小的因素
线速度、角速度和周期(B) 离心现象
向心加速度（A） 向心力(B)
一、教学内容
本章以平抛运动和匀速圆周运动为例，研究物体做曲线运动的条件和规律。研究曲线运动的基本方法是：运动的合成和分解。圆周运动这部分内容，是牛顿运动定律教学的延续，是把对运动和力的认识由直线运动扩展到曲线运动。要使学生进一步认识到，牛顿运动定律对不同的机械运动是普遍使用的。要学会将知识在不同情况下进行迁移和灵活运用。 单元划分：
第一单元：第一节 讲述物体做曲线运动的条件和曲线运动的特点。
第二单元：第二节、第三节：研究曲线运动的基本方法——运动的合成和分解，并用这个方法具体研究平抛运动的特点和规律。
第三单元：第四节、第五节：匀速圆周运动的描述方法和基本规律。（包括运动学和动力学的描述）
第四单元：第六节、第七节：分析匀速圆周运动的实例及离心现象。 本章的重点和难点：平抛运动、匀速圆周运动及其应用 二、课时安排：
本章教学建议安排10课时，其中第一节、第二节：1课时，第三节：2课时（含习题课1课时），第四节：1课时，第五节：1课时，第六节、第七节：1课时，习题课：2课时，学生实验：1课时，机动：1课时。 三、教学要求和教学建议 （一）、曲线运动
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。
应列举大量的实际现象和学生日常生活经验，使学生知道曲线运动中速度的方向。由运动状态的改变：速度的大小或方向发生改变，使学生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
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做好教材中的演示实验P82图5-7，要让学生能看到明显的实验现象，采取实验观察和理论分析相结合的方法，引导学生提出问题：物体做曲线运动的条件是什么？引导学生回忆，当合外力与初速度在一条直线上时，物体做直线运动。再从力是使物体运动状态发生变化的原因及牛顿第二定律进行分析，使学生知道：当物体受到的合力与初速度不在同一直线上时，物体就做曲线运动。 （二）、运动的合成和分解
1．知道什么是合运动、分运动，知道合运动与分运动是同时发生的。即渗透运动
的独立性原理。
做好教材中的演示实验P83图5-11，
水平：运动 位移 速度 时间
要让学生观察红蜡烛在：
竖直：运动 位移 速度 时间
的各种现象，从中渗透运动的独立性原
实际：运动 位移 速度 时间
理。
2． 知道什么是运动的合成、运动的分解。理解运动的合成和分解遵循平行四边形
定则。
要让学生知道，一般情况下，物体的实际运动即为物体的合运动。不要搞很复杂的运动的合成和分解的题目。P86（3）题是理论联系实际的问题。 3． 会用作图法和直角三角形的知识解有关位移、速度及加速度的合成、分解的问
题。
4． 分运动的性质决定合运动的性质和轨迹。
通过演示实验和生活实例，要使学生知道：两个分运动的方向，可能是相互垂直的，也可能是在同一直线上。
合运动的可能是匀速直线运动，也可能是变速直线运动；合运动的轨迹可能是直线，也可能是曲线。
5． 渗透研究曲线运动问题的方法：将较复杂的曲线运动看成是几个较简单运动的 合运动，为下一节的平抛运动做好铺垫。 （三）、平抛物体的运动
1． 知道平抛运动的特点：速度，初速度的方向为水平，受力，在竖直方向上只受 到重力的作用，轨迹，运动的轨迹是一抛物线。
解决平抛运动问题的两个基础：理论基础是运动的合成与分解础，另一个是实验基础。
2． 理解平抛运动可以分解为水平方向上的匀速运动和竖直方向的自由落体运动， 并且这两个运动并不互相影响。
做好教材中P86图5-16的演示实验，实验装置要固定，确保小球A是水平抛出，两个小球同时出发，让学生明确观察对象和现象，观察到什么现象？说明了什么问题？引导学生思考。P87图5-17的频闪照片，较为准确，可以让学生进行定量计算，使学生加深对平抛运动的理解。同时也培养学生从图象、图表中获
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取信息的能力。也可用《仿真物理实验室》软件制作平抛运动的课件，形象、直观、可见度大。
3． 理解平抛运动是匀变速运动（但不能套用匀变速直线运动的公式），加速度为
重力加速度g。会用平抛运动的规律解答有关问题。
建立坐标系将平面运动转化为两个一维运动是关键，画出直角坐标系，规定正方向，标明初始条件，引导学生分析、推导平抛运动的规律。 教学中要引导学生分析并明确以下两点：
① 飞行时间由竖直分运动即自由落体运动决定，h=gt2/2,因而飞行时间t决定于
高度h，而与水平方向的分运动无关。水平飞行距离s=v0t,与水平初速度及飞行时间都有关系。
② 平抛运动的物体在任意一时刻的速度，是它的两个分运动在这一时刻的速度
的合成，应遵循平行四边形定则。平抛运动的物体在任意一段时间内的位移，是它的两个分运动在这段时间内的位移合成，同样应遵循平行四边形定则。速度和位移的方向是时刻在变化，二者的方向不相同，方向可用量角器测量、三角函数或反三角函数表示（学生现阶段还没有学，可简介）。 4． 学生实验 “研究平抛物体的运动”，是学生学会使用平抛实验器，验证平抛运
动是由水平与竖直两个方向的分运动合成的。实验中要理解实验原理，熟悉实验步骤。实验中的注意事项，教材中写得较详细。注意调节地坐上的三个调平螺钉，使重锤的尖端对准底座上的准针，使图板处于竖直平面内。
在《计算物理基础》教材中的题目为：研究平抛物体的规律，可是实际情况
融于教学中。
*：课后“做一做” “测定玩具手枪子弹的速度”，它包含有：一个是知识
的应用，另一个是实验的设计，在教学中应有体现。 （四）、匀速圆周运动
1． 理解线速度、角速度和周期的概念，会用公式进行有关的计算。
线速度、角速度和周期的概念，都是从运动学的角度来描述物体做圆周运动快慢的物理量。
① 线速度： 根据匀速圆周运动的概念，引导学生认识弧长与时间的比值保持不
变的特点，由此引入线速度的概念。要让学生认识到线速度的大小等于物体单位时间内通过的弧长，线速度的方向沿着圆周个点的切线方向，方向不断变化，所以，要让学生理解，匀速圆周运动是一种变速运动。线速度就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度，这里称作线速度是为与角速度相区别。
② 角速度： 学生初次接触比较生疏，只要求学生认识角速度的大小等于单位时
间内转过的圆心角，ω=φ/t，不要求说明角速度的方向。对于角速度的单位，应向学生强调，在国际单位制中角度的单位是弧度，弧长为半径的圆弧所对的圆心角为一弧度，符号rad/s。（现阶段高一学生还未学弧度的概念，可直接告诉学生。数学的表示“sin3”中的3即为3弧度。）
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③ 周期： 在讲述周期的概念时，可以告诉学生，在匀速圆周运动中，物体运动
的快慢还可以用单位时间内转动的圈数来描述，称为频率。周其与频率的关系T=1/f，频率的单位是HZ或s-1。介绍实际中常用的转速单位及符号。要求学生能够由转速导出周期或角速度。
2。理解线速度、角速度、周期之间的关系：v=rω=2πr/ T
在讲述线速度、角速度、周期之间的关系的关系时，应向学生指出，这几个物理量在对圆周运动的描述上虽有不同，但他们之间是由联系的，引导学生从如下思路理解这几个物理量之间的关系：
v?s2?r?2? ????? ?v?tTtT要求学生会进行度与弧度的换算，360°=2π弧度。在涉及线速度、角速度和
周期的计算时，会用上述有关公式进行有关的计算。例两质点的ω、v的例子。 （五）、向心力 向心加速度 1． 理解向心力的概念
向心力的概念和向心力的公式，是本单元的重点。关于向心力和向心加速度的公式的教学，常采用的两条教学思路：一条是先从理论上推导出向心加速度公式，然后再运用牛顿第二定律推导出向心力的公式。另一条是先通过实验研究来验证向心力公式，然后再运用牛顿第二定律推导出向心加速度的公式。本教材从降低难度，易于学生接受，采用了第二条教学思路。 ①要通过对物体做圆周运动的事例进行分析，启发学生认识到：做圆周运动的物体都必须受到指向圆心的力的作用，由此，引出向心力的概念。 ②对于向心力概念的认识和理解，应向学生强调三点： 第一点是做圆周运动的物体都需要有向心力。
第二点是向心力的方向是与物体的运动方向垂直指向圆心。 第三点是向心力的作用效果是改变线速度的方向。
2． 知道向心力的大小与哪些因素有关，理解向心力公式的含义，并能用来解决有
关问题。
教材采用的教学思路是直接给出向心力的公式，要让学生理解好这一公式的关键是做好向心力公式的验证实验。教学中，注意教学方法，提出要研究的问题，进行科学猜想，研究问题的方法，实验验证。逐渐培养学生学会研究物理问题的方法。要向学生说明验证的原理和方法，告诉学生在实验中要观察的现象，做好三个关系的演示：v=rω=2πr/ T
实验1：半径r和角速度ω一定时，向心力F向与质量m的关系。 实验2：质量m和角速度ω一定时，向心力F向与半径r的关系。 实验2：质量m和半径r一定时，向心力F向与角速度ω的关系。
2
从三个演示实验中学生认识到：F向∝m，F向∝r，F向∝ω，从而确认向
2
心力公式F向= m rω的正确。在引导学生导出，向心力与线速度、周期之间
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的关系式。从而培养学生的理解能力和推理能力。 3． 掌握向心加速度公式并能进行有关的计算。认识匀速圆周运动是向心加速度的
大小不变但方向时刻在改变的变速运动，向心力是产生向心加速度的原因。
向心加速度的公式及其应用也是本单元的重点，由牛顿第二定律引出向心加速度的公式。要使学生认识到匀速圆周运动是向心加速度大小不变，向心加速度方向始终与线速度垂直并指向圆心的变速运动。可以把“向心力改变线速度方向”，与在直线运动中“合外力改变速度大小”联系起来，使学生全面理解“力是改变物体运动状态的原因”的含义。再结合无论速度大小或方向改变，物体都具有加速度，使学生对“力是使物体产生加速度的原因”有更深入的理解，从而把学生对运动和力的关系的认识提高到一个新的层次，这一过程也是培养学生理解能力的过程。
阅读材料 向心加速度公式的推导
引导学生阅读，注意讲清思路：从a=△v/△t入手，方法：利用矢量的三角形与几何的三角形相似进行推导。 做一做 感受向心力
该小实验简便易行，课前或课后要指导学生做好该实验，课前做带有研究性，课后做带有验证性。使学生亲身体会向心力的大小与半径、角速度和物体质量的关系。但要提醒学生注意安全。 （六）、匀速圆周运动的实例分析知道向心力是根据力的作用效果来命名的，会在
具体问题中分析向心力的来源 要求学生会分析向心力的来源
物体做匀速圆周运动时，所需的向心力来源于物体受到的合外力。它可能是某一个力、可能是某一个力的分力，也可能是几个力的合力。不能把向心力看成一种特殊性质的力。
1． 知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动
①在分析例题时，首先引导学生对圆周运动的物体进行受力分析，并让学生清楚地认识到求出物体沿半径方向受到的合外力，就是提供给物体做圆周运动的向心力。
②培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
通过例题的教学，引导学生从中领悟掌握运用向心力公式的思路和方法。即：
第一：确定研究对象，分析物体的受力情况。
第二：根据物体的受力情况分析向心力的来源，写出向心力的表达式。F向=
∑F
第三：写出向心力与所求物理量之间的关系式。F向=mv2/R 第四：依据向心力公式，列出方程，即写出向心力与所求物理量之间的关系式。
∑F= mv2/R
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