高中物理《質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)》教案5 新人教版必修2

1、PAGE PAGE 6用心 愛心 專心質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)【新課標(biāo)要求】知識(shí)和技能 1在具體情景中，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 2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 3會(huì)用作圖和計(jì)算的方法，求解位移和速度的合成與分解問題過程和方法1通過對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)的觀察和思考，了解一個(gè)運(yùn)動(dòng)可以與幾個(gè)不同的運(yùn)動(dòng)效果相同，體會(huì)等效替代的方法 2通過觀察和思考演示實(shí)驗(yàn)，知道運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性學(xué)習(xí)化繁為筒的研究方法 3掌握用平行四邊形定則處理簡單的矢量運(yùn)算問題情感、態(tài)度和價(jià)值觀1通過觀察，培養(yǎng)觀察能力 2通過討論與交流，培養(yǎng)勇于表達(dá)的習(xí)慣和用科學(xué)語言嚴(yán)謹(jǐn)表達(dá)的能力【教學(xué)重點(diǎn)】1明

2、確一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)可以等效為兩個(gè)簡單的運(yùn)動(dòng)的合成或等效分解為兩個(gè)簡單的運(yùn)動(dòng) 2理解運(yùn)動(dòng)合成、分解的意義和方法【教學(xué)難點(diǎn)】1分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性和獨(dú)立性 2應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成和分解方法分析解決實(shí)際問題【教學(xué)方法】探究、講授、討論、練習(xí)【教學(xué)準(zhǔn)備】演示紅蠟燭運(yùn)動(dòng)的有關(guān)裝置【教學(xué)過程】引入新課教師活動(dòng)：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動(dòng)的定義，性質(zhì)及物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，先來回顧一下這幾個(gè)問題：什么是曲線運(yùn)動(dòng)? 學(xué)生活動(dòng)：運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng) 教師活動(dòng)：怎樣確定做曲線運(yùn)動(dòng)的物體在某一時(shí)刻的速度方向? 學(xué)生活動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向 教師活動(dòng)：物體在什么情況下做曲線運(yùn)動(dòng)?學(xué)生活動(dòng)

3、：當(dāng)物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)教師活動(dòng)：通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)我們對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)有了一個(gè)大致的認(rèn)識(shí)，但我們還投有對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行深入的研究要研究曲線運(yùn)動(dòng)需要什么樣的方法呢?這節(jié)課我們就來研究這個(gè)問題。新課教學(xué)教師活動(dòng)：我們先來回想一下我們是怎樣研究直線運(yùn)動(dòng)的，同學(xué)們可以從如何確定質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移來考慮學(xué)生活動(dòng)：可以沿著物體或質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡建立直線坐標(biāo)系，通過物體或質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)的變化可以確定其位移，從而達(dá)到研究物體運(yùn)動(dòng)過程的目的教師活動(dòng)：現(xiàn)在我們先看一個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的例子。學(xué)生活動(dòng)：物體運(yùn)動(dòng)軌跡是直線，位移增大的越來越快，初速度為零，速度均勻增大，加速度保持不變，所以這種運(yùn)

4、動(dòng)為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)教師活動(dòng)：現(xiàn)在我們可以看到，我們已經(jīng)把這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)分解成了兩個(gè)運(yùn)動(dòng)：其一是速度為vO的勻速直線運(yùn)動(dòng)：其二是同方向的初速度為0、加速度為a。的勻加速直線運(yùn)動(dòng)可以說這種方法可以將比較復(fù)雜的一個(gè)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成兩個(gè)或幾個(gè)比較簡單的運(yùn)動(dòng)這種方法我們稱為運(yùn)動(dòng)的分解實(shí)際上運(yùn)動(dòng)的分解不僅能夠應(yīng)用在直線運(yùn)動(dòng)中，對(duì)于曲線運(yùn)動(dòng)它同樣適用下面我們就來探究一下怎樣應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解來研究曲線運(yùn)動(dòng)。(演示實(shí)驗(yàn))如圖62l所示，在一端封閉、長約l m的玻璃管內(nèi)注滿清水水中放一紅蠟做的小圓柱體R，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊(圖甲)將這個(gè)玻璃管倒置(圖乙)，蠟塊R就沿玻璃管上如果旁邊放一個(gè)米尺

5、，可以看到蠟塊上升的速度大致不變，即蠟塊做勻連直線運(yùn)動(dòng)再次將玻璃管上下顛倒，在蠟塊上升的同時(shí)將玻璃管水平向右勻速移動(dòng)，觀察蠟塊的運(yùn)動(dòng)(圖丙) 教師活動(dòng)：在黑板的背景前觀察由甲到乙的過程可以發(fā)現(xiàn)蠟塊做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)，而過程丙中蠟塊做的是什么運(yùn)動(dòng)呢?學(xué)生活動(dòng)：有可能是直線運(yùn)動(dòng)速度大小變不變化不能判斷；有可能是曲線運(yùn)動(dòng)教師活動(dòng)：也就是說，僅僅通過用眼睛觀察我們并不能得到物體運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確信息，要精確地了解物體的運(yùn)動(dòng)過程，還需要我們進(jìn)行理論上的分析下面我們就通過運(yùn)動(dòng)的分解對(duì)該物體的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行分析對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，很明顯，其運(yùn)動(dòng)軌跡就是直線，直接建立直線坐標(biāo)系就可以解決問題，但如果是一個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡不確定的運(yùn)動(dòng)

6、還能這樣處理嗎?很顯然是不能的，這時(shí)候我們可以選擇平面內(nèi)的坐標(biāo)系了比如選擇我們最熟悉的平面直角坐標(biāo)系下面我們就來看一看怎樣在平面直角坐標(biāo)系中研究物體的運(yùn)動(dòng)。一、蠟塊的位置教師活動(dòng)：建立如圖622所示的平面直角坐標(biāo)系：選蠟塊開始運(yùn)動(dòng)的位置為原點(diǎn)，水平向右的方向和豎直向上的方向分別為x軸和y軸的正方向在觀察中我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)蠟塊在玻璃管中是勻速上升的，所以我們設(shè)蠟塊勻速上升的速度為vy，玻璃管向右勻速運(yùn)動(dòng)的速度為vx，從蠟塊開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，我們就可以得到蠟塊在t時(shí)刻的位置P(x，y)，我們該如何得到點(diǎn)p的兩個(gè)坐標(biāo)呢?學(xué)生活動(dòng)：蠟塊在兩個(gè)方向上做的都是勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以x、y可以通過勻速直線運(yùn)動(dòng)

7、的位移公式x=vt獲得，即 x=vxt y=vyt教師活動(dòng)：這樣我們就確定了蠟塊運(yùn)動(dòng)過程中任意時(shí)刻的位置，然而要知道蠟塊做的究竟是什么運(yùn)動(dòng)這還不夠，我們還要知道蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡是什么樣的下面我們就來探究這個(gè)問題二、蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡教師活動(dòng)：我們在數(shù)學(xué)課上就已經(jīng)學(xué)過了怎樣在坐標(biāo)中表示一條直線或曲線在數(shù)學(xué)上。關(guān)于x、y兩個(gè)變量的方程就可以代表一條直線或曲線現(xiàn)在我們要找的蠟塊運(yùn)動(dòng)的軌跡，實(shí)際上我們只要找到表示蠟塊運(yùn)動(dòng)軌跡的方程就可以了觀察我們剛才得到的關(guān)于蠟塊位置的兩個(gè)方程發(fā)現(xiàn)在這兩個(gè)關(guān)系式中除了x、y之外還有一個(gè)變量t，“那我們應(yīng)該如何來得到蠟塊的軌跡方程呢?學(xué)生活動(dòng)：根據(jù)數(shù)學(xué)上的消元法我們可以從這兩

8、個(gè)關(guān)系式中消去變量t，就可以得到關(guān)于x，y兩個(gè)變量的方程了實(shí)際上我們前面得到的兩個(gè)關(guān)系式就相當(dāng)于我們在數(shù)學(xué)上學(xué)到的參數(shù)方程，消t的過程實(shí)際上就是消參數(shù)的過程。教師活動(dòng)：那消參數(shù)的過程和結(jié)果應(yīng)該是怎樣的呢?學(xué)生活動(dòng)：我們可以先從公式(1)中解出tt=x/vx y=vy x/vx教師活動(dòng)：現(xiàn)在我們對(duì)公式進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，看看它究竟代表的是一條什么樣的曲線呢?學(xué)生活動(dòng)：由于蠟塊在x、y兩個(gè)方向上做的都是勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以vy 、vx都是常量所以vy /vx也是常量，可見公式表示的是一條過原點(diǎn)的傾斜直線教師活動(dòng)：在物理上這代表什么意思呢?學(xué)生活動(dòng)：這也就是說，蠟塊相對(duì)于黑板的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線，即蠟塊做的是直

9、線運(yùn)動(dòng)教師活動(dòng)：既然這個(gè)方程所表示的直線就是蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡，那如果我們要找靖塊在任意時(shí)刻的位移，是不是就可以通過這條直線來實(shí)現(xiàn)呢?下面我們就來看今天的第三個(gè)問題三、蠟塊的位移教師活動(dòng)：在直線運(yùn)動(dòng)中我們要確定物體運(yùn)動(dòng)的位移，我們只要知道物體的初末位置就可以了對(duì)于曲線運(yùn)動(dòng)也是一樣的在前面建立坐標(biāo)系的時(shí)候我們已經(jīng)說過了，物體開始運(yùn)動(dòng)的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，現(xiàn)在我們要找任意時(shí)刻的位移，只要再找出任意時(shí)刻t物體所在的位置就可以了實(shí)際上這個(gè)問題我們已經(jīng)解決了，前面我們已經(jīng)找出物體在任意時(shí)刻的位置P(x，y)，請同學(xué)們想一下在坐標(biāo)中物體位移應(yīng)該是怎么表示的呢?學(xué)生活動(dòng)：在坐標(biāo)系中，線段OP的長度就代表了物體位移的

10、大小教師活動(dòng)：現(xiàn)在我找一位同學(xué)來計(jì)算一下這個(gè)長度學(xué)生活動(dòng)：教師活動(dòng)：我們在前面的學(xué)習(xí)中已經(jīng)知道位移是矢量，所以我們要計(jì)算物體的位移僅僅知道位移的大小是不夠的，我們還要再計(jì)算位移的方向這應(yīng)該怎樣來求呢?學(xué)生活動(dòng)：因?yàn)樽鴺?biāo)系中的曲線就代表了物體運(yùn)動(dòng)的軌跡，所以我們只要求出該直線與x軸的夾角就可以了要求我們只要求出它的正切就可以了 tan=vy /vx這樣就可以求出，從而得知位移的方向 教師活動(dòng)：現(xiàn)在我們已經(jīng)知道了蠟塊做的是直線運(yùn)動(dòng)，并且求出了蠟塊在任意時(shí)刻的位移但我們還不知道蠟塊做的是什么樣的直線運(yùn)動(dòng)，要解決這個(gè)問題，我們還需要求出蠟塊的速度交流與探究現(xiàn)在我們探討了蠟塊在玻璃管中的運(yùn)動(dòng)，請大家考慮

11、實(shí)際生活中我們遇到的哪些物體的運(yùn)動(dòng)過程與蠟塊相似?典型事例：小船過河對(duì)小船在水里的運(yùn)動(dòng)加以討論參考解答：小船過河時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況和蠟塊在玻璃管中的運(yùn)動(dòng)基本是相同的首先小船過河時(shí)它會(huì)有一個(gè)自己的運(yùn)動(dòng)速度，當(dāng)它開始行走的時(shí)候，同時(shí)由于水流的作用，它要顧著水流獲得一個(gè)與水的運(yùn)動(dòng)速度相同的速度小船自己的速度一般是與河岸成一定角度的，而水流給小船的速度卻是沿著河岸的所以小船實(shí)際的運(yùn)動(dòng)路徑是這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成的結(jié)果而合速度的大小取決于這兩個(gè)速度的大小和方向而小船渡河的時(shí)間僅與小船自身的速度有關(guān)，與水流的速度是沒有關(guān)系的四、蠟塊的速度教師活動(dòng)：根據(jù)我們前面學(xué)過的速度的定義，物體在某過程中的速度等于該過程的位移除以發(fā)

12、生這段位移所需要的時(shí)間，即前面我們已經(jīng)求出了蠟塊在任意時(shí)刻的位移的大小所以我們可以直接計(jì)算蠟塊的位移直接套入速度公式我們可以得到什么樣的速度表達(dá)式? 學(xué)生活動(dòng)：帶人公式可得教師活動(dòng)：分析這個(gè)公式我們可以得到什么樣的結(jié)論?學(xué)生活動(dòng)：vy ，vx都是常量，也是常量也就是說蠟塊的速度是不發(fā)生變化的，即蠟塊做的是勻速運(yùn)動(dòng)教師活動(dòng)：結(jié)合我們前面得出的結(jié)論，我們可以概括起來總結(jié)蠟塊的運(yùn)動(dòng)，它做的應(yīng)該是個(gè)什么運(yùn)動(dòng)?學(xué)生活動(dòng)：蠟塊做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)教師活動(dòng)：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們看到的蠟塊實(shí)際的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)于黑板向右上方運(yùn)動(dòng)的，而這個(gè)運(yùn)動(dòng)并不是直接發(fā)生的，它是由向上和向右的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)來構(gòu)成的，在這種情況中，我們把蠟塊

13、沿玻璃管向上的運(yùn)動(dòng)和它隨著玻璃管向右的運(yùn)動(dòng)，都叫做分運(yùn)動(dòng)；而蠟塊相對(duì)于黑板向右上方的運(yùn)動(dòng)叫做合運(yùn)動(dòng)明確了合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的概念之后，我們就可以得出運(yùn)動(dòng)合成與分解的概念了：由分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)的過程叫做運(yùn)動(dòng)的合成；由合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)的過程叫做運(yùn)動(dòng)的分解思考與討論如果物體在一個(gè)方向上的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，在與它垂直方向的分運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)的軌跡是什么樣的?參考提示：先求勻速運(yùn)動(dòng)的速度V1和勻加速運(yùn)動(dòng)的初速度的合速度，而加速度a與v2同向，則a與v合必有夾角，因此軌跡為曲線因?yàn)閍不變，所以是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)這節(jié)課我們學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容是探究曲線運(yùn)動(dòng)的基本方法運(yùn)動(dòng)的合成與分解這種方法在應(yīng)

14、用過程中遵循平行四邊形定則在實(shí)際的解題過程中，通常選擇實(shí)際看到的運(yùn)動(dòng)為合運(yùn)動(dòng)，其他的運(yùn)動(dòng)為分運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解包括以下幾方面的內(nèi)容： (1)速度的合成與分解； (2)位移的合成與分解； (3)加速度的合成與分解 運(yùn)動(dòng)的合成與分解的過程中，統(tǒng)一的遵守著平行四邊形定則。合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)之間還存在如下的特點(diǎn)： (1)獨(dú)立性原理：各個(gè)分運(yùn)動(dòng)之間相互獨(dú)立，互不影響 (2)等時(shí)性原理，合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)總是同時(shí)開始，同時(shí)結(jié)束，它們所經(jīng)歷的時(shí)間是相等的實(shí)例探究1關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成，下列說法中正確的是( BD ) A.合運(yùn)動(dòng)的速度一定比每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度大 B兩個(gè)不共線的勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，一定是勻速直線運(yùn)動(dòng) C.兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，一定是直線運(yùn)動(dòng) D兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，一定與它們的合運(yùn)動(dòng)的時(shí)