【一】
一、設(shè)計(jì)思想
在舊教材中，《曲線運(yùn)動(dòng)》關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向的教學(xué)，通常通過演示圓周運(yùn)動(dòng)的小球離心現(xiàn)象，演示砂輪火星痕跡實(shí)驗(yàn)，采取告知的方式，讓學(xué)生知道曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向?yàn)樵撐恢玫那芯�方向，由于軌跡是瞬間性，實(shí)驗(yàn)有效性差。在新教材中，通過曲線軌道實(shí)驗(yàn)演示曲線運(yùn)動(dòng)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(xué)生通過探究過程獲得曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向，并自己獲得如何畫曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向的方法，強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究的過程。筆者還通過當(dāng)堂設(shè)計(jì)自行車擋泥板，以便學(xué)生把自己獲得的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，體驗(yàn)學(xué)以致用、知識(shí)有價(jià)的感受。還要求學(xué)生觀察自行車的擋泥板驗(yàn)證自己的設(shè)計(jì)作為課外作業(yè)，體會(huì)STS的意義，提高科學(xué)素養(yǎng)。
二、教材分析
教學(xué)基本要求：知道什么叫曲線運(yùn)動(dòng)，知道曲線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)，知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)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(guān)系。
本課是整章教學(xué)的基礎(chǔ)，但不是重點(diǎn)內(nèi)容，通過實(shí)驗(yàn)和討論，讓學(xué)生體會(huì)到曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度是時(shí)刻改變的，曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，速度的方向是曲線的切線方向。
模塊的知識(shí)內(nèi)容有三點(diǎn)：1、什么是曲線運(yùn)動(dòng)（章引）；2、曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)；3、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件；4、運(yùn)動(dòng)的合成與分解。
三、學(xué)情分析
在初中，已經(jīng)學(xué)過什么是直線運(yùn)動(dòng)，什么是曲線運(yùn)動(dòng)，也知道曲線運(yùn)動(dòng)是常見的運(yùn)動(dòng)，但是不知道曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和原因。由于初中的速度概念的影響，雖然學(xué)生在第一模塊學(xué)過速度的矢量性，但是在實(shí)際學(xué)習(xí)中常常忽略了速度的方向，也就是說學(xué)生對“曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)”的掌握有困難。
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，容易滾跑小鋼珠，要求學(xué)生小心配合。幾何作圖可能難以下手，教師可以適當(dāng)提示。學(xué)生主要的學(xué)習(xí)行為是觀察、回答、實(shí)驗(yàn)。
四、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能：
�。�1）知道曲線運(yùn)動(dòng)中位移的分矢量表示法及速度的方向，理解曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)一直變速運(yùn)動(dòng)。
（2）知道合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)分別是什么，知道其同時(shí)性和獨(dú)立性。
�。�3）知道運(yùn)動(dòng)的合成與分解，理解運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵循平行四邊形定則。
（4）會(huì)用作圖法和計(jì)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(yùn)動(dòng)的條件；
（6）會(huì)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(yàn)證──結(jié)論──交流的探究過程；
（2）經(jīng)歷并體會(huì)研究問題要先從粗略到精細(xì)，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(xué)幾何原理在物理研究中應(yīng)用。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀
�。�1）主動(dòng)細(xì)心觀察，注意關(guān)注身邊的科學(xué)，積極參與學(xué)習(xí)活動(dòng)。
�。�2）感受到科學(xué)研究問題源于生活實(shí)踐，獲得的結(jié)論服務(wù)于生活實(shí)踐，體會(huì)學(xué)以致用的感受。
�。�3）初步感受下結(jié)論不能主觀而要有科學(xué)依據(jù)的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
�。�4）初步養(yǎng)成小心翼翼做實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣。
五、重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn)：體驗(yàn)獲得“曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向是切線方向”的實(shí)驗(yàn)過程。會(huì)標(biāo)出曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向。
難點(diǎn)：如何獲得曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向是切線方向。如何畫出曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向。
六、教學(xué)策略與手段
在教學(xué)活動(dòng)上：體現(xiàn)學(xué)生的主體性，體現(xiàn)教師的指導(dǎo)性和服務(wù)性。在教學(xué)媒體設(shè)計(jì)上：強(qiáng)調(diào)以試驗(yàn)教學(xué)為主，以多媒體為輔助（投影問題與習(xí)題）。在教學(xué)程序上基本上按照加涅信息加工模型。引起注意──告知學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)──刺激回憶先決性的學(xué)習(xí)──呈現(xiàn)刺激材料──提供學(xué)習(xí)幫助──引出作業(yè)──提供作業(yè)──提供反饋──評價(jià)作業(yè)──促進(jìn)保持和遷移，通過問題鏈把教、學(xué)、練、評有機(jī)整合。在學(xué)習(xí)過程上：突出學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題──猜想──探究──驗(yàn)證──結(jié)論──應(yīng)用。在探究方法上：突出整合數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題。認(rèn)知過程上：突出人類的學(xué)習(xí)規(guī)律和認(rèn)知規(guī)律，即，由粗略研究到精細(xì)研究，由特殊到一般再到特殊的過程。在理念上：突出科學(xué)的研究源于生活實(shí)踐，服務(wù)于生活實(shí)踐；認(rèn)識(shí)到“下結(jié)論必須要有科學(xué)依據(jù)”。
七、學(xué)法指導(dǎo)
1．對物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，要從力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因的角度來理解，物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的方向時(shí)刻在變化，不管速率是否變化，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)肯定在變化，所以做曲線運(yùn)動(dòng)的物體必有加速度，所以受合外力肯定不為零．
2．運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)是在恒定外力作用下所做的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，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(shí)與技能
�。�1）知道動(dòng)能的定義式，能用動(dòng)能的定義式計(jì)算物體的動(dòng)能；
�。�2）理解動(dòng)能定理反映了力對物體做功與物體動(dòng)能的變化之間的關(guān)系；
�。�3）能夠理解動(dòng)能定理的推導(dǎo)過程，知道動(dòng)能定理的適用條件；
�。�4）能夠應(yīng)用動(dòng)能定理解決簡單的實(shí)際問題。
2、過程與方法
（1）運(yùn)用歸納推導(dǎo)方式推導(dǎo)動(dòng)能定理的表達(dá)式；
（2）通過動(dòng)能定理的推導(dǎo)理解理論探究的方法及其科學(xué)思維的重要意義；
�。�3）通過對實(shí)際問題的分析，對比牛頓運(yùn)動(dòng)定律，掌握運(yùn)用動(dòng)能定理分析解決問題的方法及其特點(diǎn)。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
（1）通過動(dòng)能定理的歸納推導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣；
�。�2）通過對動(dòng)能定理的應(yīng)用感悟量變（過程的積累）與質(zhì)變（狀態(tài)的改變）的哲學(xué)關(guān)系。
教學(xué)重點(diǎn)：動(dòng)能的概念；動(dòng)能定理的推導(dǎo)和理解。
教學(xué)難點(diǎn)：動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用。
教學(xué)過程：
第七節(jié)動(dòng)能和動(dòng)能定理
1、對“動(dòng)能”的初步認(rèn)識(shí)
追尋守恒量中，已經(jīng)知道物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能，大家先猜想一下動(dòng)能與什么因素有關(guān)？應(yīng)該與物體的質(zhì)量與速度有關(guān)。
你能通過實(shí)驗(yàn)粗略驗(yàn)證一下你的猜想嗎？（物體的動(dòng)能與物體的質(zhì)量和速度有什么關(guān)系）。
方案1：讓滑塊從光滑的導(dǎo)軌上滑下與靜止的木塊相碰，推動(dòng)木塊做功。
實(shí)驗(yàn)：（1）讓同一滑塊從不同的高度滑下；（2）讓質(zhì)量不同的滑塊從同一高度滑下。
現(xiàn)象：（1）高度大時(shí)滑塊把木塊推得遠(yuǎn)，對木塊做的功多；（2）質(zhì)量大的滑塊把木塊推得遠(yuǎn)，對木塊做的功多。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
�。�1）高度越大，滑塊滑到底端時(shí)速度越大，在質(zhì)量相同的情況下，速度越大，對外做功的本領(lǐng)越強(qiáng)，說明滑塊由于運(yùn)動(dòng)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(lǐng)不同，是因?yàn)榛瑝K的質(zhì)量不同，在速度相同的情況下，質(zhì)量越大，滑塊對外做功的能力越強(qiáng)，也就是說滑塊由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量越多。
歸納：物體的質(zhì)量越大、速度越大物體的動(dòng)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(dòng)能越大，釘鐵釘?shù)迷缴睢?/p>
2、對“動(dòng)能的變化”原因的初步探究
前邊我們學(xué)過，當(dāng)力對物體做功時(shí)會(huì)對應(yīng)某種形式的能的變化，例如：重力做功對應(yīng)于重力勢能的變化，彈簧彈力做功對應(yīng)于彈性勢能的變化，那么什么原因使物體的動(dòng)能發(fā)生變化哪？
�。�1）多媒體演示實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)1：小球在空中下落過程，重力做正功，動(dòng)能增大。
實(shí)驗(yàn)2：沿粗糙平面滑動(dòng)的小車由運(yùn)動(dòng)到靜止，由于摩擦阻力做負(fù)功，小車的動(dòng)能減小。
（2）學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（要求學(xué)生觀察物體在運(yùn)動(dòng)過程中受力、各力做功，及物體動(dòng)能的變化情況？
�。�3）得出結(jié)論：外力做功（牽引力、阻力或其它力等）是物體的動(dòng)能改變的原因。
3、定量探究：外力做功與物體動(dòng)能的變化之間的定量關(guān)系
（1）就下列幾種物理情境，用牛頓運(yùn)動(dòng)定律推導(dǎo)：外力做功與物體動(dòng)能的變化之間的定量關(guān)系。
用多媒體展示：
情境1：質(zhì)量為m的物體，在光滑水平面上，受到與運(yùn)動(dòng)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(zhì)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(zhì)量為m的物體，在粗糙水平面上，受到與運(yùn)動(dòng)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(xué)生基礎(chǔ)情況分組推導(dǎo)，將結(jié)論填入下面的表格中，并用語言表述本小組的結(jié)論：
物理情境
結(jié)論
1
2
-
3
教師在學(xué)生表述自己得出的結(jié)論（各組的分結(jié)論）后，引導(dǎo)學(xué)生得出動(dòng)能定理的具體內(nèi)容。及其理解動(dòng)能的概念。
結(jié)論：合力的功等于物體動(dòng)能的變化量。
分析總結(jié)、講解規(guī)律
1、動(dòng)能
�。�1）“”是一個(gè)新的物理量
�。�2）是物體末狀態(tài)的一個(gè)物理量，是物體初狀態(tài)的一個(gè)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(dòng)能，其符號(hào)用EK表示，即當(dāng)物體質(zhì)量為m，速度為V時(shí)，其動(dòng)能：EK=
（4）動(dòng)能是標(biāo)量，單位焦耳（J）
�。�5）含義：動(dòng)能是標(biāo)量，同時(shí)也是一個(gè)狀態(tài)量
�。�6）動(dòng)能具有瞬時(shí)性，是個(gè)狀態(tài)量：對應(yīng)一個(gè)物體的質(zhì)量和速度就有一個(gè)動(dòng)能的值。
計(jì)算：我國第一顆人造衛(wèi)星的質(zhì)量是173㎏，運(yùn)行速度是7.2㎞/S，它的動(dòng)能是多少？
答：EK=mV2/2=4.48×109（J）通過計(jì)算進(jìn)一步理解動(dòng)能的物理意義。
2、動(dòng)能定理
有了動(dòng)能的表達(dá)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(gè)過程中對物體做的功等于物體在該過程中的動(dòng)能變化。這個(gè)結(jié)論叫動(dòng)能定理。
�。�1）內(nèi)容：合力在一個(gè)過程中對物體做的功等于物體在該過程中的動(dòng)能變化量。
�。�2）表達(dá)式：W=EK2－EK1
�。�3）討論：
①當(dāng)合力做正功時(shí)，物體動(dòng)能如何變化？
�、诋�(dāng)合力做負(fù)功時(shí)，物體動(dòng)能如何變化？
③當(dāng)物體受變力作用，如何計(jì)算物體動(dòng)能的變化？
④當(dāng)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，如何計(jì)算物體動(dòng)能的變化？
答案：
①當(dāng)合力做正功時(shí)，物體動(dòng)能增加。
②當(dāng)合力做負(fù)功時(shí)，物體動(dòng)能減小。
�、郛�(dāng)物體受變力作用，可把過程分解成許多小段每一段按照恒力運(yùn)動(dòng)是直線分段求解。
�、墚�(dāng)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可把過程分解成許多小段每一段按照恒力運(yùn)動(dòng)是直線分段求解。
3、應(yīng)用練習(xí)
例題：一架噴氣式飛機(jī)質(zhì)量為5.0×103㎏，起飛過程中從靜止開始滑跑，當(dāng)位移達(dá)到L=5.3×102m時(shí)，速度達(dá)到起飛速度V=60/s，在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍。求：飛機(jī)受到的牽引力。
思考：
�。�1）該題中敘述飛機(jī)的一個(gè)什么過程？答：飛機(jī)的起飛過程。
�。�2）飛機(jī)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(gè)力？大小方向如何？
答：四個(gè)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(fù)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(jī)起飛初動(dòng)能EK1=0末動(dòng)能EK=mV2/2合力功有W=F合L
根據(jù)動(dòng)能定理：F合L=mV2/2-0，根據(jù)飛機(jī)起飛時(shí)受力F=F牽-f阻
F牽=mV2/2L＋f阻=1.8×104(V)，飛機(jī)受到的牽引力是1.8×104(V)。
4、拓展訓(xùn)練：
�。�1）該題中飛機(jī)起飛過程中牽引力的功轉(zhuǎn)化成什么了？（討論完成？）
答：牽引力做的功轉(zhuǎn)化成了飛機(jī)起飛的動(dòng)能和飛機(jī)與地面摩擦的內(nèi)能（即摩擦力做的功）。
（2）本題是否可用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來解，與上面解法有何不同？（用牛頓運(yùn)動(dòng)定律重解例題）
�。�3）物體的運(yùn)動(dòng)為多段運(yùn)動(dòng)組成，是否可用動(dòng)能定理來解？如何來解？（舉個(gè)例題）
