運(yùn)動的合成與分解教案

第5章拋體運(yùn)動 第2節(jié)運(yùn)動的合成與分解教學(xué)內(nèi)容分析《運(yùn)動的合成與分解》是《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》必修課程必修2模塊中“曲線運(yùn)動與萬有引力定律”主題下的內(nèi)容，課程標(biāo)準(zhǔn)要求為：“體會將復(fù)雜運(yùn)動分解為簡單運(yùn)動的物理思想?！北竟?jié)要讓學(xué)生建立起運(yùn)動的合成與分解的思想，并用這種思想處理簡單的平面運(yùn)動，為研究平拋運(yùn)動和斜拋運(yùn)動打好基礎(chǔ).本節(jié)內(nèi)容是學(xué)生從定量研究直線運(yùn)動規(guī)律進(jìn)入定量研究曲線運(yùn)動規(guī)律的轉(zhuǎn)折點。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)研究，學(xué)生要學(xué)會用平面坐標(biāo)系描述曲線運(yùn)動，并通過運(yùn)動的合成與分解，把復(fù)雜運(yùn)動分解成幾個簡單的分運(yùn)動，再通過研究分運(yùn)動的性質(zhì)來確定物體實際運(yùn)動的性質(zhì)和軌跡，進(jìn)一步研究復(fù)雜的曲線運(yùn)動.學(xué)情分析學(xué)生從生活經(jīng)驗已經(jīng)知道小船渡河時即使船頭垂直河岸，船將到達(dá)河下游，這種生活經(jīng)驗沒有上升到理論認(rèn)識的高度，對合運(yùn)動和分運(yùn)動沒有正確的認(rèn)識。高一學(xué)生喜愛物理實驗，喜歡進(jìn)行探究和動手操作，具有好奇心和求知欲，要讓學(xué)生觀察蠟塊在玻璃管中的不同運(yùn)動情形，在實驗觀察基礎(chǔ)上了解分運(yùn)動和合運(yùn)動，感悟要由矢量運(yùn)算法則求合運(yùn)動規(guī)律。教學(xué)目標(biāo)學(xué)生能根據(jù)研究問題的需要建立合適的平面直角坐標(biāo)系，并用函數(shù)描述直線運(yùn)動.學(xué)生理解合運(yùn)動與分運(yùn)動的概念，能對簡單平面運(yùn)動進(jìn)行合成與分解.學(xué)生通過運(yùn)動的合成與分解，初步體會把復(fù)雜運(yùn)動分解為簡單運(yùn)動的物理思想，并能運(yùn)用該思想解決類似的簡單問題。教學(xué)重難點教學(xué)重點：理解運(yùn)動的合成與分解思想教學(xué)難點：從分運(yùn)動求合運(yùn)動或從合運(yùn)動求分運(yùn)動教學(xué)方法：講授法、演示實驗、啟發(fā)式教學(xué)、談話法教學(xué)過程新課引入播放視頻1：船在靜止的河水中劃行，船頭垂直河岸方向運(yùn)動。播放視頻2：河水以不變的速度流動，船頭垂直河岸劃行.船頭垂直河岸運(yùn)動問題1：河水不流動，船到達(dá)河對岸哪個位置？問題2：河水流動，船將到達(dá)對岸哪個位置？問題3：河水流動，為什么船無法到達(dá)河正對岸？當(dāng)河水流動時，以地面為參考系，船的速度大小如何計算？船的速度方向如何？新課教學(xué)一個平面運(yùn)動的實例教師介紹“觀察蠟塊的運(yùn)動”實驗裝置：玻璃管長度約1m，內(nèi)裝有水，封存一個圓柱形蠟塊。演示實驗1：蠟塊位于玻璃管頂部，手持玻璃管，迅速將玻璃管倒置，觀察蠟塊在玻璃管內(nèi)的運(yùn)動的情況。問題1：蠟塊在玻璃管內(nèi)做什么運(yùn)動？蠟塊的密度略小于水的密度，倒立玻璃管后，蠟塊先做加速運(yùn)動。隨著速度增大，蠟塊受到水的阻力增大，當(dāng)阻力、浮力和蠟塊重力合力為零時，蠟塊將做勻速直線運(yùn)動。蠟塊加速運(yùn)動時間較短，建立模型可忽略加速運(yùn)動階段，認(rèn)為倒立玻璃管后蠟塊在玻璃管內(nèi)立即做勻速直線運(yùn)動。 蠟塊受力平衡做勻速直線運(yùn)動演示實驗3蠟塊的運(yùn)動軌跡演示實驗2：蠟塊在玻璃管頂部靜止，手持玻璃管在水平方向做勻速直線運(yùn)動.演示實驗3：蠟塊初始位于玻璃管頂部，迅速將玻璃管倒置，同時人手持玻璃管在水平做勻速直線運(yùn)動。觀察蠟塊的運(yùn)動軌跡.問題2：演示實驗2中，蠟塊的軌跡是什么形狀？軌跡在哪個方向？蠟塊的速度在哪個方向？速度變化嗎？問題3：演示實驗3中，蠟塊的軌跡是什么形狀？蠟塊的速度方向如何？若玻璃管水平運(yùn)動速度為vx，蠟塊在玻璃管內(nèi)沿豎直方向運(yùn)動速度為vy，如何計算蠟塊的速度大??？以蠟塊初始位置為坐標(biāo)原點O，水平方向建立Ox軸，沿豎直方向建立Oy軸。蠟塊的速度大?。核俣确较蚺c水平方向夾角為θ，有tanθ=eq\f(vy,vx)在t時刻，水平位置x=vxt，豎直位置y=vyt軌跡：問題4：若玻璃管在水平方向做勻加速直線運(yùn)動，蠟塊的速度方向變化嗎？軌跡是直線還是曲線？演示實驗4播放錄制的視頻將玻璃管固定在氣墊導(dǎo)軌的滑塊上，使得蠟塊位于玻璃管底部。氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)至水平，輕繩一端連接滑塊，跨過定滑輪連接重物。釋放重物后，滑塊在水平方向上做勻加速直線運(yùn)動。vyvθvxvyvθ演示實驗4蠟塊的軌跡vx增大，θ角減小，軌跡為曲線蠟塊在水平方向上做勻加速直線運(yùn)動，水平速度vx增大，合速度方向與水平方向夾角正切值tanθ=eq\f(vx,vy)增大，夾角θ增大，即速度方向變化，蠟塊做曲線運(yùn)動。運(yùn)動的合成與分解合運(yùn)動和分運(yùn)動互為等效替代，幾個分運(yùn)動的效果與合運(yùn)動效果相同，分運(yùn)動與合運(yùn)動時間相同。運(yùn)動的合成與分解遵從平行四邊形定則.運(yùn)動的合成與分解是研究運(yùn)動的重要方法，將復(fù)雜的曲線運(yùn)動變?yōu)閮蓚€直線運(yùn)動的合成(矢量加法)，提供一種解決復(fù)雜運(yùn)動問題的思路.運(yùn)動的合成與分解適用于任何運(yùn)動(包括直線運(yùn)動)，用不同視角分析同一問題是重要的科學(xué)方法.問題1：物塊靜止在地面.某同學(xué)將其視作向東方向5m/s和向西5m/s的兩個勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動.如何評價該同學(xué)的觀點?問題2：豎直上拋運(yùn)動能看作初速度為v0向上的勻速直線運(yùn)動和自由落體運(yùn)動的合運(yùn)動嗎？問題3：若將玻璃管與水平方向成α角放置，倒置后，手持玻璃管在水平方向以v1運(yùn)動，試作圖求蠟塊的合速度方向，蠟塊相對于玻璃管的速度為v2。v2v2vαv1例題船在流動的河水中始終保持船頭朝正前方駛向?qū)Π?(1)船會在對岸的正前方到達(dá)，還是會偏向上游或下游?(2)若不能到達(dá)正對岸，船頭朝哪個方向能垂直到達(dá)河對岸？已知水平速度為v水，船在靜水中的速度為v靜。解：(1)船到達(dá)河對岸下游位置(2)船頭斜向上游，與垂直河岸方向夾角為α，有sinα=eq\f(v水,v靜).作業(yè)：教材第9頁“練習(xí)與應(yīng)用”第2、3、5題。板書設(shè)計§2運(yùn)動的合成與分解蠟塊的運(yùn)動蠟塊的速度蠟塊的位置軌跡方程：直線二、運(yùn)動的合成與分解v1v1.合運(yùn)動和分運(yùn)動：等時性、等效性2.法則：平行四邊形等則v2教學(xué)反思學(xué)生喜歡動