高中物理人教版第五章曲線運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng) 說(shuō)課一等獎(jiǎng)

第二節(jié)：運(yùn)動(dòng)的合成與分解（補(bǔ)）知識(shí)與技能1、在具體問(wèn)題中知道什么是合運(yùn)動(dòng)，什么是分運(yùn)動(dòng)。2、知道合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)是同時(shí)發(fā)生的，并且互不影響。3、知道運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法遵循平行四邊形法則。過(guò)程與方法使學(xué)生能夠熟練使用平行四邊形法則進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成和分解情感態(tài)度與價(jià)值觀使學(xué)生明確物理中研究問(wèn)題的一種方法，將曲線運(yùn)動(dòng)分解為直線運(yùn)動(dòng)。教學(xué)重點(diǎn)對(duì)一個(gè)運(yùn)動(dòng)能正確地進(jìn)行合成和分解。教學(xué)難點(diǎn)具體問(wèn)題中的合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的判定。教學(xué)過(guò)程導(dǎo)入：上一節(jié)我們學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動(dòng)，它比直線運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，為研究復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，就需要把復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分為簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)，本節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)一種常用的一種方法——運(yùn)動(dòng)的合成各分解。新課教學(xué)一、合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)（1）做課本演示實(shí)驗(yàn)：a、在長(zhǎng)約80—100cm一端封閉的管中注滿清水，水中放一個(gè)由紅蠟做成的小圓柱體R（要求它能在水中大致勻速上浮），將管的開(kāi)口端用膠塞塞金。b、將此管緊貼黑板豎直倒置，在蠟塊就沿玻璃管勻速上升，做直線運(yùn)動(dòng)，記下它由A移動(dòng)到B所用的時(shí)間。c、然后，將玻璃管重新倒置，在蠟塊上升的同時(shí)，將玻璃管水平向右勻速移動(dòng)，觀察到它是斜向右上方移動(dòng)的，經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間，它由A運(yùn)動(dòng)到C：（2）分析：紅蠟塊可看成是同時(shí)參與了下面兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，在玻璃管中豎直向上的運(yùn)動(dòng)（由A到B）和隨玻璃管水平向右的運(yùn)動(dòng)（由A到D），紅蠟塊實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)（由A到C）是這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成的結(jié)果。（3）總結(jié)得到什么是分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)a、定義：如果物體同時(shí)參與了幾個(gè)運(yùn)動(dòng)，那么物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)就叫做那幾個(gè)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。那幾個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做這個(gè)實(shí)際運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)．如：紅蠟塊沿玻璃管在豎直方向的運(yùn)動(dòng)和隨管做的水平方向的運(yùn)動(dòng)，叫做分運(yùn)動(dòng)。紅蠟塊實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)叫做合運(yùn)動(dòng)。b、合運(yùn)動(dòng)的（位移、速度）叫做合（位移、速度）分運(yùn)動(dòng)的（位移、速度）叫做分（位移、速度）c、特征：①等時(shí)性：合運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間和對(duì)應(yīng)的每個(gè)分運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等②獨(dú)立性：一個(gè)物體可以同時(shí)參與幾個(gè)不同的分運(yùn)動(dòng)，各個(gè)分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行，互不影響。注：在一個(gè)具體的問(wèn)題中，判斷哪個(gè)是合運(yùn)動(dòng)、哪個(gè)是分運(yùn)動(dòng)的依據(jù)是：物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是哪個(gè)，那個(gè)實(shí)際運(yùn)動(dòng)就叫做合運(yùn)動(dòng)，即直接觀察到的運(yùn)動(dòng)是合運(yùn)動(dòng)。2、運(yùn)動(dòng)的合成和分解：水平運(yùn)動(dòng)：x＝vxt豎直運(yùn)動(dòng)：y＝vyt合運(yùn)動(dòng)：s＝＝ttanθ＝v＝定義：從已知的分運(yùn)動(dòng)來(lái)求合運(yùn)動(dòng)，叫做運(yùn)動(dòng)的合成，求一個(gè)已知運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)，叫運(yùn)動(dòng)的分解，運(yùn)動(dòng)的合成與分解包括位移、速度和加速度的合成，意義：運(yùn)動(dòng)的合成與分解是解決復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的一種基本方法，它的目的在于將復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)化為簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)，將曲線運(yùn)動(dòng)化為直線運(yùn)動(dòng)，這樣就可以應(yīng)用已經(jīng)掌握的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)研究一些復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的合成或分解是認(rèn)識(shí)和解決復(fù)雜運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的方法和手段。方法：運(yùn)動(dòng)的合成和分解遵循平行四邊形定則，如果各分運(yùn)動(dòng)都在同一直線上，我們可以選取沿該直線的某一方向作為正方向，與正方向相同的矢量取正值，與正方向相反的矢量取負(fù)值，這時(shí)就可以把矢量運(yùn)算簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。如果各分運(yùn)動(dòng)互成角度，那就要作平行四邊形，運(yùn)用作圖法、解直角三角形等方法求解。二、補(bǔ)充內(nèi)容1、決定合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡的因素物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)由加速度決定（加速度為零時(shí)物體靜止或做勻速運(yùn)動(dòng)；加速度恒定時(shí)物體做勻變速運(yùn)動(dòng)；加速度變化時(shí)物體做變加速運(yùn)動(dòng)）。物體運(yùn)動(dòng)的軌跡（直線還是曲線）則由物體的速度和加速度的方向關(guān)系決定（速度與加速度方向在同一條直線上時(shí)物體做直線運(yùn)動(dòng)；速度和加速度方向成角度時(shí)物體做曲線運(yùn)動(dòng)）。兩個(gè)互成角度的直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)，決定于它們的合速度和合加速度方向是否共線（如圖1所示）。v1v1va1ov2圖1⑴a=0：勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止。⑵a恒定：性質(zhì)為勻變速運(yùn)動(dòng)，分為：①v、a同向，勻加速直線運(yùn)動(dòng)；②v、a反向，勻減速直線運(yùn)動(dòng)；③v、a成角度，勻變速曲線運(yùn)動(dòng)（軌跡在v、a之間，和速度v的方向相切，方向逐漸向a的方向接近，但不可能達(dá)到。）⑶a變化：性質(zhì)為變加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小、方向都隨時(shí)間變化。2、小船渡河問(wèn)題一條寬度為L(zhǎng)的河，水流速度為Vs，已知船在靜水中的航速為Vc，船過(guò)河時(shí)，船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)（即相對(duì)于河岸的運(yùn)動(dòng)）可以看成是隨水以速度Vs漂流的運(yùn)動(dòng)和以Vc相對(duì)于靜水的劃行運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。隨水漂流和劃行這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)互不干擾而具有等時(shí)性。（1）怎樣渡河時(shí)間最短？VsVcθV2甲V1VsVsVcθV2甲V1VsVcθ乙θVVsVcθ丙VαABE圖2可以看出：L、Vc一定時(shí)，t隨sinθ增大而減?。划?dāng)θ=900時(shí)，sinθ=1，所以，當(dāng)船頭與河岸垂直時(shí)，渡河時(shí)間最短，.（2）若Vs＜Vc，怎樣渡河位移最小？如圖2-乙所示，渡河的最小位移即河的寬度。為了使渡河位移等于L，必須使船的合速度V的方向與河岸垂直。這是船頭應(yīng)指向河的上游，并與河岸成一定的角度θ。根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系有：Vccosθ─Vs=0.所以θ=arccos（Vs/Vc），因?yàn)?≤cosθ≤1，所以只有在Vc>Vs時(shí)，船才有可能垂直于河岸橫渡。（3）若Vs＞Vc，怎樣渡河位移最短？如果水流速度大于船在靜水中的航行速度，則不論船的航向如何，總是被水沖向下游。怎樣才能使船的位移最短呢？如圖2-丙所示，設(shè)船頭Vc與河岸成θ角，合速度V與河岸成α角