【一】
一、設計思想
在舊教材中，《曲線運動》關于曲線運動的速度方向的教學，通常通過演示圓周運動的小球離心現(xiàn)象，演示砂輪火星痕跡實驗，采取告知的方式，讓學生知道曲線運動的速度方向為該位置的切線方向，由于軌跡是瞬間性，實驗有效性差。在新教材中，通過曲線軌道實驗演示曲線運動的方向，再告知速度方向是曲線的切線方向，與舊教材相比，能獲得具體的軌跡和末速度的“方向”，但是無法證明速度方向是切線方向。
筆者通過簡易自制器材，讓學生通過探究過程獲得曲線運動的速度方向，并自己獲得如何畫曲線運動的速度方向的方法，強調科學探究的過程。筆者還通過當堂設計自行車擋泥板，以便學生把自己獲得的知識應用于實踐，體驗學以致用、知識有價的感受。還要求學生觀察自行車的擋泥板驗證自己的設計作為課外作業(yè)，體會STS的意義，提高科學素養(yǎng)。
二、教材分析
教學基本要求：知道什么叫曲線運動，知道曲線運動中速度的方向，能在軌跡圖中畫出速度的（大致）方向，知道曲線運動是一種變速運動，知道物體做曲線運動的條件。
發(fā)展要求：掌握速度和合外力方向與曲線彎曲情況之間的關系。
本課是整章教學的基礎，但不是重點內容，通過實驗和討論，讓學生體會到曲線運動的物體的速度是時刻改變的，曲線運動是變速運動，速度的方向是曲線的切線方向。
模塊的知識內容有三點：1、什么是曲線運動（章引）；2、曲線運動是變速運動；3、物體做曲線運動的條件；4、運動的合成與分解。
三、學情分析
在初中，已經(jīng)學過什么是直線運動，什么是曲線運動，也知道曲線運動是常見的運動，但是不知道曲線運動的特點和原因。由于初中的速度概念的影響，雖然學生在第一模塊學過速度的矢量性，但是在實際學習中常常忽略了速度的方向，也就是說學生對“曲線運動是變速運動”的掌握有困難。
學生分組實驗時，容易滾跑小鋼珠，要求學生小心配合。幾何作圖可能難以下手，教師可以適當提示。學生主要的學習行為是觀察、回答、實驗。
四、教學目標
1、知識與技能：
�。�1）知道曲線運動中位移的分矢量表示法及速度的方向，理解曲線運動時一直變速運動。
（2）知道合運動、分運動分別是什么，知道其同時性和獨立性。
（3）知道運動的合成與分解，理解運動的合成與分解遵循平行四邊形定則。
�。�4）會用作圖法和計算的方法，求解位移和速度的合成與分解問題。
�。�5）知道物體做曲線運動的條件；
�。�6）會判斷軌跡彎曲方向（發(fā)展要求）。
2、過程與方法
（1）經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題──猜想──探究──驗證──結論──交流的探究過程；
�。�2）經(jīng)歷并體會研究問題要先從粗略到精細，由定性到定量，由特殊到一般再到特殊的過程；
�。�3）嘗試用數(shù)學幾何原理在物理研究中應用。
3、情感態(tài)度與價值觀
（1）主動細心觀察，注意關注身邊的科學，積極參與學習活動。
�。�2）感受到科學研究問題源于生活實踐，獲得的結論服務于生活實踐，體會學以致用的感受。
�。�3）初步感受下結論不能主觀而要有科學依據(jù)的嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。
（4）初步養(yǎng)成小心翼翼做實驗的習慣。
五、重點難點
重點：體驗獲得“曲線運動的速度方向是切線方向”的實驗過程。會標出曲線運動的速度方向。
難點：如何獲得曲線運動的速度方向是切線方向。如何畫出曲線運動的速度方向。
六、教學策略與手段
在教學活動上：體現(xiàn)學生的主體性，體現(xiàn)教師的指導性和服務性。在教學媒體設計上：強調以試驗教學為主，以多媒體為輔助（投影問題與習題）。在教學程序上基本上按照加涅信息加工模型。引起注意──告知學生學習目標──刺激回憶先決性的學習──呈現(xiàn)刺激材料──提供學習幫助──引出作業(yè)──提供作業(yè)──提供反饋──評價作業(yè)──促進保持和遷移，通過問題鏈把教、學、練、評有機整合。在學習過程上：突出學生發(fā)現(xiàn)問題──猜想──探究──驗證──結論──應用。在探究方法上：突出整合數(shù)學知識解決物理問題。認知過程上：突出人類的學習規(guī)律和認知規(guī)律，即，由粗略研究到精細研究，由特殊到一般再到特殊的過程。在理念上：突出科學的研究源于生活實踐，服務于生活實踐；認識到“下結論必須要有科學依據(jù)”。
七、學法指導
1．對物體做曲線運動的條件，要從力與運動的關系、運動狀態(tài)變化的原因的角度來理解，物體做曲線運動時，速度的方向時刻在變化，不管速率是否變化，其運動狀態(tài)肯定在變化，所以做曲線運動的物體必有加速度，所以受合外力肯定不為零．
2．運動的合成與分解，指的是位移、速度、加速度等矢量的合成與分解，跟力的合成與分解一樣，遵循相同的平行四邊形定則．
3．拋體運動是在恒定外力作用下所做的勻變速曲線運動，恒定的外力是改變速度大小的原因，也是改變速度方向的原因．
【二】
1、知識與技能
�。�1）知道動能的定義式，能用動能的定義式計算物體的動能；
�。�2）理解動能定理反映了力對物體做功與物體動能的變化之間的關系；
�。�3）能夠理解動能定理的推導過程，知道動能定理的適用條件；
�。�4）能夠應用動能定理解決簡單的實際問題。
2、過程與方法
（1）運用歸納推導方式推導動能定理的表達式；
（2）通過動能定理的推導理解理論探究的方法及其科學思維的重要意義；
�。�3）通過對實際問題的分析，對比牛頓運動定律，掌握運用動能定理分析解決問題的方法及其特點。
3、情感、態(tài)度與價值觀
�。�1）通過動能定理的歸納推導培養(yǎng)學生對科學研究的興趣；
�。�2）通過對動能定理的應用感悟量變（過程的積累）與質變（狀態(tài)的改變）的哲學關系。
教學重點：動能的概念；動能定理的推導和理解。
教學難點：動能定理的理解和應用。
教學過程：
第七節(jié)動能和動能定理
1、對“動能”的初步認識
追尋守恒量中，已經(jīng)知道物體由于運動而具有的能叫動能，大家先猜想一下動能與什么因素有關？應該與物體的質量與速度有關。
你能通過實驗粗略驗證一下你的猜想嗎？（物體的動能與物體的質量和速度有什么關系）。
方案1：讓滑塊從光滑的導軌上滑下與靜止的木塊相碰，推動木塊做功。
實驗：（1）讓同一滑塊從不同的高度滑下；（2）讓質量不同的滑塊從同一高度滑下。
現(xiàn)象：（1）高度大時滑塊把木塊推得遠，對木塊做的功多；（2）質量大的滑塊把木塊推得遠，對木塊做的功多。
實驗結果：
�。�1）高度越大，滑塊滑到底端時速度越大，在質量相同的情況下，速度越大，對外做功的本領越強，說明滑塊由于運動而具有的能量越多。
（2）滑塊從相同的高度滑下，具有的末速度是相同的，之所以對外做功的本領不同，是因為滑塊的質量不同，在速度相同的情況下，質量越大，滑塊對外做功的能力越強，也就是說滑塊由于運動而具有的能量越多。
歸納：物體的質量越大、速度越大物體的動能越大。
方案2：被舉高的錘子下落可將鐵釘釘入木板中，高度越高，錘子越重具有的動能越大，釘鐵釘?shù)迷缴睢?/p>
2、對“動能的變化”原因的初步探究
前邊我們學過，當力對物體做功時會對應某種形式的能的變化，例如：重力做功對應于重力勢能的變化，彈簧彈力做功對應于彈性勢能的變化，那么什么原因使物體的動能發(fā)生變化哪？
�。�1）多媒體演示實驗：
實驗1：小球在空中下落過程，重力做正功，動能增大。
實驗2：沿粗糙平面滑動的小車由運動到靜止，由于摩擦阻力做負功，小車的動能減小。
�。�2）學生觀察實驗現(xiàn)象（要求學生觀察物體在運動過程中受力、各力做功，及物體動能的變化情況？
�。�3）得出結論：外力做功（牽引力、阻力或其它力等）是物體的動能改變的原因。
3、定量探究：外力做功與物體動能的變化之間的定量關系
�。�1）就下列幾種物理情境，用牛頓運動定律推導：外力做功與物體動能的變化之間的定量關系。
用多媒體展示：
情境1：質量為m的物體，在光滑水平面上，受到與運動方向相同的水平外力F的作用下，發(fā)生一段位移L，速度由V1增加到V2
情境2：質量為m的物體，在粗糙水平面上，受摩擦力的作用下，發(fā)生一段位移L，速度由V1增加到V2
情境3：質量為m的物體，在粗糙水平面上，受到與運動方向相同的水平外力F和摩擦力的作用下，發(fā)生一段位移L，速度由V1增加到V2
按學生基礎情況分組推導，將結論填入下面的表格中，并用語言表述本小組的結論：
物理情境
結論
1
2
-
3
教師在學生表述自己得出的結論（各組的分結論）后，引導學生得出動能定理的具體內容。及其理解動能的概念。
結論：合力的功等于物體動能的變化量。
分析總結、講解規(guī)律
1、動能
（1）“”是一個新的物理量
�。�2）是物體末狀態(tài)的一個物理量，是物體初狀態(tài)的一個物理量。其差值正好等于合力對物體做的功。
�。�3）物理量定為動能，其符號用EK表示，即當物體質量為m，速度為V時，其動能：EK=
�。�4）動能是標量，單位焦耳（J）
（5）含義：動能是標量，同時也是一個狀態(tài)量
（6）動能具有瞬時性，是個狀態(tài)量：對應一個物體的質量和速度就有一個動能的值。
計算：我國第一顆人造衛(wèi)星的質量是173㎏，運行速度是7.2㎞/S，它的動能是多少？
答：EK=mV2/2=4.48×109（J）通過計算進一步理解動能的物理意義。
2、動能定理
有了動能的表達式，前面推出的W=mV22/2－mV12/2就寫成W=EK2－EK1
師生討論、、的物理意義，后得出：力在一個過程中對物體做的功等于物體在該過程中的動能變化。這個結論叫動能定理。
�。�1）內容：合力在一個過程中對物體做的功等于物體在該過程中的動能變化量。
�。�2）表達式：W=EK2－EK1
（3）討論：
�、佼敽狭ψ稣r，物體動能如何變化？
�、诋敽狭ψ鲐摴r，物體動能如何變化？
�、郛斘矬w受變力作用，如何計算物體動能的變化？
�、墚斘矬w做曲線運動時，如何計算物體動能的變化？
答案：
①當合力做正功時，物體動能增加。
②當合力做負功時，物體動能減小。
�、郛斘矬w受變力作用，可把過程分解成許多小段每一段按照恒力運動是直線分段求解。
�、墚斘矬w做曲線運動時，可把過程分解成許多小段每一段按照恒力運動是直線分段求解。
3、應用練習
例題：一架噴氣式飛機質量為5.0×103㎏，起飛過程中從靜止開始滑跑，當位移達到L=5.3×102m時，速度達到起飛速度V=60/s，在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的0.02倍。求：飛機受到的牽引力。
思考：
�。�1）該題中敘述飛機的一個什么過程？答：飛機的起飛過程。
�。�2）飛機的初速度多大？末速度多大？做功的位移多大？V初=0V末=60m/sL=5.0×103㎏
�。�3）起飛過程中有幾個力？大小方向如何？
答：四個力。重力、支持力、牽引力、阻力。其中牽引力和阻力做功。牽引力做正功，阻力做負功。
（4）如何求解合力做功？答：兩種方法：①W分=F合L②W分=F牽L-fL
解：飛機起飛初動能EK1=0末動能EK=mV2/2合力功有W=F合L
根據(jù)動能定理：F合L=mV2/2-0，根據(jù)飛機起飛時受力F=F牽-f阻
F牽=mV2/2L＋f阻=1.8×104(V)，飛機受到的牽引力是1.8×104(V)。
4、拓展訓練：
（1）該題中飛機起飛過程中牽引力的功轉化成什么了？（討論完成？）
答：牽引力做的功轉化成了飛機起飛的動能和飛機與地面摩擦的內能（即摩擦力做的功）。
（2）本題是否可用牛頓運動定律來解，與上面解法有何不同？（用牛頓運動定律重解例題）
�。�3）物體的運動為多段運動組成，是否可用動能定理來解？如何來解？（舉個例題）
