高中力的分解教案
發(fā)表時(shí)間:2020-05-20運(yùn)動(dòng)的合成與分解教案。
一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性,作為高中教師就要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定合適的教案。教案可以讓學(xué)生們能夠更好的找到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣,幫助高中教師能夠井然有序的進(jìn)行教學(xué)。高中教案的內(nèi)容要寫(xiě)些什么更好呢?為滿足您的需求,小編特地編輯了“運(yùn)動(dòng)的合成與分解教案”,希望對(duì)您的工作和生活有所幫助。
運(yùn)動(dòng)的合成與分解
知識(shí)目標(biāo)
1、通過(guò)對(duì)多個(gè)具體運(yùn)動(dòng)的演示及分析,使學(xué)生明確什么是合運(yùn)動(dòng),什么是分運(yùn)動(dòng);合、分運(yùn)動(dòng)是同時(shí)發(fā)生的,并且不互相影響.
2、利用矢量合成的原理,解決運(yùn)動(dòng)合成和分解的具體情況,會(huì)用作圖法、直角三角形的知識(shí)解決有關(guān)位移、速度合成和分解的問(wèn)題.
能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力.
情感目標(biāo)
通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)合成與分解的練習(xí)和理解,發(fā)揮學(xué)生空間想象能力,提高對(duì)相關(guān)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力.
教材分析
本節(jié)內(nèi)容可分為四部分:演示實(shí)驗(yàn)、例題、對(duì)運(yùn)動(dòng)合成和分解軌跡的分析、思考與討論,但都是圍繞演示實(shí)驗(yàn)而展開(kāi)的,層層深入,由提出問(wèn)題到找出解決問(wèn)題的方法,以至最后對(duì)運(yùn)動(dòng)合成和分解問(wèn)題的進(jìn)一步討論.
教法建議
關(guān)于演示實(shí)驗(yàn)所用的器材、材料都比較容易得到,實(shí)驗(yàn)也容易成功.此實(shí)驗(yàn)是本節(jié)的重點(diǎn).一些重要的結(jié)論規(guī)律都是由演示實(shí)驗(yàn)分析得出的.觀察紅蠟塊的實(shí)際運(yùn)動(dòng)引出合運(yùn)動(dòng),并分析紅蠟塊的運(yùn)動(dòng)可看成沿玻璃管豎直方向的運(yùn)動(dòng),和隨管一起沿水平方向的運(yùn)動(dòng),從而得出分運(yùn)動(dòng)的概念.著重分析蠟塊的合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)是同時(shí)進(jìn)行的,并且兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)之間是不相干的.合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的位移關(guān)系,在演示中比較直觀.而明確了它們的同時(shí)性,就容易得出合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的速度關(guān)系.因此,課本在這里同時(shí)講述了合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的位移及速度的關(guān)系.即找到了解決運(yùn)動(dòng)合成和分解的方法——平行四邊形定則.它是解決運(yùn)動(dòng)合成和分解的工具,所以在處理一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)時(shí),首先明確哪個(gè)是合運(yùn)動(dòng),哪個(gè)是分運(yùn)動(dòng),才能用平行四邊形法則求某一時(shí)刻的合速度、分速度、加速度,某一過(guò)程的合位移、分位移.課本中合運(yùn)動(dòng)的定義是:紅蠟塊實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng),(由)通常叫合運(yùn)動(dòng),即實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng),也理解為研究對(duì)象以地面為參照物的運(yùn)動(dòng),再給學(xué)生舉幾個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明如何確定合運(yùn)動(dòng).如:
1、風(fēng)中雨點(diǎn)下落V1表示風(fēng)速,V2表示沒(méi)風(fēng)時(shí)雨滴下落速度,v表示雨滴合速度.
2、關(guān)于小船渡河(如圖):V靜表示船在靜水中的運(yùn)動(dòng)速度,方向由船頭指向確定.V水表示水的流速,v表示雨滴合速度.
在研究雨滴和船的運(yùn)動(dòng)時(shí),解決問(wèn)題的關(guān)鍵是先確定雨滴、小船實(shí)際運(yùn)動(dòng)(合運(yùn)動(dòng)).
注意應(yīng)用平行四邊形定則時(shí),合矢量在對(duì)角線上,問(wèn)題馬上得到解決.
關(guān)于例題:例1:將演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程定量討論.給出兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)S1、S2及合、分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t,求合速度V.
法一;先求出兩個(gè)分速度再利用矢量合成求v.
法二:先利用矢量合成求出s,再由求出v.
例2:飛機(jī)飛行給出及與某一分速度角度,來(lái)求另外兩個(gè)分速度.其思路先由平行四邊形法則畫(huà)出幾何關(guān)系,再利用數(shù)學(xué)計(jì)算解決分速度問(wèn)題.
兩道例題很簡(jiǎn)單,但合、分運(yùn)動(dòng)關(guān)系及解決問(wèn)題的方法、思路充分體現(xiàn)出來(lái).通過(guò)練習(xí)使學(xué)生們加深了對(duì)合、分運(yùn)動(dòng)的理解.
關(guān)于分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)決定合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡:課本以蠟塊的運(yùn)動(dòng)說(shuō)明兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)不一定都是直線運(yùn)動(dòng).為了搞清楚蠟塊哪種情況下做直線運(yùn)動(dòng),哪種情況下做曲線運(yùn)動(dòng).這里可以讓學(xué)生自己探究,得出結(jié)論:兩個(gè)直線的合運(yùn)動(dòng)也可以是曲線運(yùn)動(dòng).研究復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),可以根據(jù)不同方向分運(yùn)動(dòng)來(lái)研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)情況.
關(guān)于思考與討論:本節(jié)只研究了互成角度的運(yùn)動(dòng),其合成和分解遵從矢量合成規(guī)律——平行四邊形定則.那么初速度為V0的勻變速直線運(yùn)動(dòng),可以看作同一直線上哪兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)?引導(dǎo)學(xué)生對(duì)同一直線上的運(yùn)動(dòng)合成和分解問(wèn)題進(jìn)行討論,得出該運(yùn)動(dòng)也滿足矢量合成規(guī)律(注意正方向),使我們對(duì)矢量合成與分解的規(guī)律有了更深的理解.
教學(xué)重點(diǎn):
對(duì)于一個(gè)具體運(yùn)動(dòng)確定哪個(gè)是合運(yùn)動(dòng)以及合、分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系(矢量圖),并能用矢量合成規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題.
教學(xué)難點(diǎn):對(duì)合運(yùn)動(dòng)的理解.
主要教學(xué)設(shè)計(jì):
由演示實(shí)驗(yàn)引出課題.首先介紹實(shí)驗(yàn)裝置及研究對(duì)象,然后演示兩個(gè)過(guò)程:紅蠟塊勻速上升;紅錯(cuò)塊勻速上升的同時(shí)將玻璃管向右水平勻速移動(dòng).觀察蠟塊軌跡——傾斜直線,從而引出課題.我們研究較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),可以用到運(yùn)動(dòng)的合成和分解知識(shí).實(shí)際運(yùn)動(dòng)參與兩個(gè)運(yùn)動(dòng),本例中豎直方向和水平方向,而實(shí)際運(yùn)動(dòng)沿傾斜直線運(yùn)動(dòng).
一、如何確定一個(gè)具體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)及分運(yùn)動(dòng)?
1、合運(yùn)動(dòng)----研究對(duì)象實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)
2、合運(yùn)動(dòng)在中央,分運(yùn)動(dòng)在兩邊
討論:有風(fēng)天氣雨滴下落、小船過(guò)河,加深同學(xué)們對(duì)合運(yùn)動(dòng),就是研究對(duì)象實(shí)際發(fā)生運(yùn)動(dòng)的理解
引導(dǎo)分析:雨點(diǎn)斜落向落到地面,此實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向?yàn)楹纤俣确较?;注意區(qū)別船頭方向?yàn)榉炙俣确较?,而船?shí)際航行方向?yàn)楹纤俣确较颍?br>
進(jìn)一步研究合、分運(yùn)動(dòng)關(guān)系,(由演示實(shí)驗(yàn)說(shuō)明)重新演示紅蠟塊運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng):管不動(dòng),蠟塊勻速上升管長(zhǎng)度所用時(shí)間t1,管水平勻速移動(dòng)蠟塊勻速上升,觀察并記錄直到蠟塊到達(dá)管頂所用時(shí)間t.由t1和t的關(guān)系再結(jié)合課件l、2得出:
二、合、分運(yùn)動(dòng)關(guān)系
1、合、分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性
2、合、分運(yùn)動(dòng)關(guān)系符合平行四邊形定則
三、利用矢量合成與分解規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題
四、兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)軌跡的確定
演示實(shí)驗(yàn)中蠟塊同時(shí)參與豎直向上和水平向右兩個(gè)運(yùn)動(dòng),其合運(yùn)動(dòng)軌跡是直線.任何兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)軌跡一定是直線嗎?
討論方法:圖像方法
寫(xiě)出關(guān)于兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)性質(zhì)位移方程,取不同時(shí)刻描點(diǎn).
分兩層次:基礎(chǔ)差的學(xué)生利用課件3演示
基礎(chǔ)好的學(xué)生探究活動(dòng)(活動(dòng)方案見(jiàn)下面)
探究活動(dòng)
研究方法:
要求學(xué)生自己閱讀本章節(jié)最后兩段及習(xí)題中最后一道題,然后找出研究方法.(圖像方法)
互相交流:
滿足什么條件可以得出這個(gè)結(jié)論——怎樣得出這個(gè)結(jié)論.
總結(jié):
對(duì)學(xué)生的研究過(guò)程給予評(píng)價(jià),最后提出若兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)都是勻加速運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡如何??jī)蓚€(gè)分運(yùn)動(dòng)都是初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡又是如何?
精選閱讀
物理教案-運(yùn)動(dòng)的合成與分解
作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者,在教學(xué)時(shí)能夠胸有成竹,作為高中教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生們有一個(gè)良好的課堂環(huán)境,幫助高中教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。你知道如何去寫(xiě)好一份優(yōu)秀的高中教案呢?小編收集并整理了“物理教案-運(yùn)動(dòng)的合成與分解”,歡迎大家與身邊的朋友分享吧!
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、通過(guò)對(duì)多個(gè)具體運(yùn)動(dòng)的演示及分析,使學(xué)生明確什么是合運(yùn)動(dòng),什么是分運(yùn)動(dòng);合、分運(yùn)動(dòng)是同時(shí)發(fā)生的,并且不互相影響.
2、利用矢量合成的原理,解決運(yùn)動(dòng)合成和分解的具體情況,會(huì)用作圖法、直角三角形的知識(shí)解決有關(guān)位移、速度合成和分解的問(wèn)題.
能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力.
情感目標(biāo)
通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)合成與分解的練習(xí)和理解,發(fā)揮學(xué)生空間想象能力,提高對(duì)相關(guān)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力.
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)內(nèi)容可分為四部分:演示實(shí)驗(yàn)、例題、對(duì)運(yùn)動(dòng)合成和分解軌跡的分析、思考與討論,但都是圍繞演示實(shí)驗(yàn)而展開(kāi)的,層層深入,由提出問(wèn)題到找出解決問(wèn)題的方法,以至最后對(duì)運(yùn)動(dòng)合成和分解問(wèn)題的進(jìn)一步討論.
教法建議
關(guān)于演示實(shí)驗(yàn)所用的器材、材料都比較容易得到,實(shí)驗(yàn)也容易成功.此實(shí)驗(yàn)是本節(jié)的重點(diǎn).一些重要的結(jié)論規(guī)律都是由演示實(shí)驗(yàn)分析得出的.觀察紅蠟塊的實(shí)際運(yùn)動(dòng)引出合運(yùn)動(dòng),并分析紅蠟塊的運(yùn)動(dòng)可看成沿玻璃管豎直方向的運(yùn)動(dòng),和隨管一起沿水平方向的運(yùn)動(dòng),從而得出分運(yùn)動(dòng)的概念.著重分析蠟塊的合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)是同時(shí)進(jìn)行的,并且兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)之間是不相干的.合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的位移關(guān)系,在演示中比較直觀.而明確了它們的同時(shí)性,就容易得出合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的速度關(guān)系.因此,課本在這里同時(shí)講述了合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的位移及速度的關(guān)系.即找到了解決運(yùn)動(dòng)合成和分解的方法——平行四邊形定則.它是解決運(yùn)動(dòng)合成和分解的工具,所以在處理一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)時(shí),首先明確哪個(gè)是合運(yùn)動(dòng),哪個(gè)是分運(yùn)動(dòng),才能用平行四邊形法則求某一時(shí)刻的合速度、分速度、加速度,某一過(guò)程的合位移、分位移.課本中合運(yùn)動(dòng)的定義是:紅蠟塊實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng),(由)通常叫合運(yùn)動(dòng),即實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng),也理解為研究對(duì)象以地面為參照物的運(yùn)動(dòng),再給學(xué)生舉幾個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明如何確定合運(yùn)動(dòng).如:
1、風(fēng)中雨點(diǎn)下落表示風(fēng)速,表示沒(méi)風(fēng)時(shí)雨滴下落速度,v表示雨滴合速度.
2、關(guān)于小船渡河(如圖):表示船在靜水中的運(yùn)動(dòng)速度,方向由船頭指向確定.表示水的流速,v表示雨滴合速度.
在研究雨滴和船的運(yùn)動(dòng)時(shí),解決問(wèn)題的關(guān)鍵是先確定雨滴、小船實(shí)際運(yùn)動(dòng)(合運(yùn)動(dòng)).
注意應(yīng)用平行四邊形定則時(shí),合矢量在對(duì)角線上,問(wèn)題馬上得到解決.
關(guān)于例題:例1:將演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程定量討論.給出兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)、及合、分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,求合速度.
法一;先求出兩個(gè)分速度再利用矢量合成求v.
法二:先利用矢量合成求出s,再由求出v.
例2:飛機(jī)飛行給出及與某一分速度角度,來(lái)求另外兩個(gè)分速度.其思路先由平行四邊形法則畫(huà)出幾何關(guān)系,再利用數(shù)學(xué)計(jì)算解決分速度問(wèn)題.
兩道例題很簡(jiǎn)單,但合、分運(yùn)動(dòng)關(guān)系及解決問(wèn)題的方法、思路充分體現(xiàn)出來(lái).通過(guò)練習(xí)使學(xué)生們加深了對(duì)合、分運(yùn)動(dòng)的理解.
關(guān)于分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)決定合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡:課本以蠟塊的運(yùn)動(dòng)說(shuō)明兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)不一定都是直線運(yùn)動(dòng).為了搞清楚蠟塊哪種情況下做直線運(yùn)動(dòng),哪種情況下做曲線運(yùn)動(dòng).這里可以讓學(xué)生自己探究,得出結(jié)論:兩個(gè)直線的合運(yùn)動(dòng)也可以是曲線運(yùn)動(dòng).研究復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),可以根據(jù)不同方向分運(yùn)動(dòng)來(lái)研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)情況.
關(guān)于思考與討論:本節(jié)只研究了互成角度的運(yùn)動(dòng),其合成和分解遵從矢量合成規(guī)律——平行四邊形定則.那么初速度為的勻變速直線運(yùn)動(dòng),可以看作同一直線上哪兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)?引導(dǎo)學(xué)生對(duì)同一直線上的運(yùn)動(dòng)合成和分解問(wèn)題進(jìn)行討論,得出該運(yùn)動(dòng)也滿足矢量合成規(guī)律(注意正方向),使我們對(duì)矢量合成與分解的規(guī)律有了更深的理解.
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
運(yùn)動(dòng)的合成和分解
教學(xué)重點(diǎn):
對(duì)于一個(gè)具體運(yùn)動(dòng)確定哪個(gè)是合運(yùn)動(dòng)以及合、分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系(矢量圖),并能用矢量合成規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題.
教學(xué)難點(diǎn):對(duì)合運(yùn)動(dòng)的理解.
主要教學(xué)設(shè)計(jì):
由演示實(shí)驗(yàn)引出課題.首先介紹實(shí)驗(yàn)裝置及研究對(duì)象,然后演示兩個(gè)過(guò)程:紅蠟塊勻速上升;紅錯(cuò)塊勻速上升的同時(shí)將玻璃管向右水平勻速移動(dòng).觀察蠟塊軌跡——傾斜直線,從而引出課題.我們研究較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),可以用到運(yùn)動(dòng)的合成和分解知識(shí).實(shí)際運(yùn)動(dòng)參與兩個(gè)運(yùn)動(dòng),本例中豎直方向和水平方向,而實(shí)際運(yùn)動(dòng)沿傾斜直線運(yùn)動(dòng).
一、如何確定一個(gè)具體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)及分運(yùn)動(dòng)?
1、合運(yùn)動(dòng)----研究對(duì)象實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)
2、合運(yùn)動(dòng)在中央,分運(yùn)動(dòng)在兩邊
討論:有風(fēng)天氣雨滴下落、小船過(guò)河,加深同學(xué)們對(duì)合運(yùn)動(dòng),就是研究對(duì)象實(shí)際發(fā)生運(yùn)動(dòng)的理解.(結(jié)合課件1、2).
引導(dǎo)分析:雨點(diǎn)斜落向落到地面,此實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向?yàn)楹纤俣确较颍蛔⒁鈪^(qū)別船頭方向?yàn)榉炙俣确较?,而船?shí)際航行方向?yàn)楹纤俣确较颍?br> 進(jìn)一步研究合、分運(yùn)動(dòng)關(guān)系,(由演示實(shí)驗(yàn)說(shuō)明)重新演示紅蠟塊運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng):管不動(dòng),蠟塊勻速上升管長(zhǎng)度所用時(shí)間,管水平勻速移動(dòng)蠟塊勻速上升,觀察并記錄直到蠟塊到達(dá)管頂所用時(shí)間t.由和t的關(guān)系再結(jié)合課件l、2得出:
二、合、分運(yùn)動(dòng)關(guān)系
1、合、分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性
2、合、分運(yùn)動(dòng)關(guān)系符合平行四邊形定則
三、利用矢量合成與分解規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題
例1學(xué)生自己分析:已知兩分運(yùn)動(dòng)位移、及合運(yùn)動(dòng)時(shí)間(先畫(huà)v、s矢量圖)
方法一:
方法二:
例2思路:先畫(huà)矢量圖,并標(biāo)已知、未知,然后由幾何關(guān)系求兩分速度
四、兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)軌跡的確定
演示實(shí)驗(yàn)中蠟塊同時(shí)參與豎直向上和水平向右兩個(gè)運(yùn)動(dòng),其合運(yùn)動(dòng)軌跡是直線.任何兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)軌跡一定是直線嗎?
討論方法:圖像方法
寫(xiě)出關(guān)于兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)性質(zhì)位移方程,取不同時(shí)刻描點(diǎn).
分兩層次:基礎(chǔ)差的學(xué)生利用課件3演示
基礎(chǔ)好的學(xué)生探究活動(dòng)(活動(dòng)方案見(jiàn)下面)
探究活動(dòng)
研究方法:
要求學(xué)生自己閱讀本章節(jié)最后兩段及習(xí)題中最后一道題,然后找出研究方法.(圖像方法)
互相交流:
滿足什么條件可以得出這個(gè)結(jié)論——怎樣得出這個(gè)結(jié)論.
總結(jié):
對(duì)學(xué)生的研究過(guò)程給予評(píng)價(jià),最后提出若兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)都是勻加速運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡如何??jī)蓚€(gè)分運(yùn)動(dòng)都是初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡又是如何?
《運(yùn)動(dòng)的合成與分解》導(dǎo)學(xué)案
《運(yùn)動(dòng)的合成與分解》導(dǎo)學(xué)案
【教學(xué)目標(biāo)】
知識(shí)與能力:
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,互不影響,遵循平行四邊形法則
3、能夠運(yùn)用平行四邊形法則解決有關(guān)位移、速度合成和分解的問(wèn)題.
過(guò)程與方法:
1、通過(guò)運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性的實(shí)驗(yàn)探究,讓學(xué)生經(jīng)歷分析實(shí)驗(yàn),歸納總結(jié)出結(jié)論的過(guò)程,
2、通過(guò)小船過(guò)河模擬,經(jīng)歷從真實(shí)物理情景中獲得物理概念和分析問(wèn)題的方法。
情感態(tài)度與價(jià)值觀:
在學(xué)習(xí)中提高自主的意識(shí),在交流中培養(yǎng)合作的精神。
【教學(xué)重點(diǎn)】:
①通過(guò)科學(xué)探究找到合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的具體關(guān)系。
②初步掌握運(yùn)動(dòng)的合成與分解的研究方法。
【教學(xué)難點(diǎn)】:用合成和分解的方法解決有關(guān)具體問(wèn)題。
【教學(xué)用具】:多媒體課件
【教學(xué)過(guò)程】:
一、創(chuàng)設(shè)情景導(dǎo)入新課
在必修1中,我們主要學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動(dòng),除了水平方向的直線運(yùn)動(dòng)外,還學(xué)習(xí)了一種特殊的勻加速直線運(yùn)動(dòng)——自由落體運(yùn)動(dòng),它的運(yùn)動(dòng)軌跡在豎直方向。對(duì)于上述一維運(yùn)動(dòng),我們是采用建立一維坐標(biāo)的方法來(lái)進(jìn)行研究?,F(xiàn)在我們觀察一下,以某角度拋出的網(wǎng)球的運(yùn)動(dòng),它是一個(gè)怎樣的運(yùn)動(dòng),還能用一維坐標(biāo)的方法分析嗎?
——建立平面直角坐標(biāo)系,分解為兩個(gè)彼此獨(dú)立的水平方向和豎直方向的運(yùn)動(dòng)。
二.新課教學(xué)
現(xiàn)在我們通過(guò)課本中所介紹的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)共同學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性
要點(diǎn)(一):(實(shí)驗(yàn)探究)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性
學(xué)生看圖后,提出如下問(wèn)題
(1)實(shí)驗(yàn)中為什么要采用兩個(gè)完全相同的弧形軌道,且兩者高度AC=BD?
(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?實(shí)驗(yàn)結(jié)論?
(3)你能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明水平方向的運(yùn)動(dòng)不影響豎直方向的運(yùn)動(dòng)嗎?(學(xué)生討論作答)
運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性探究實(shí)驗(yàn)?zāi)M演示
從實(shí)驗(yàn)可以看出:豎直方向的運(yùn)動(dòng)和水平方向的運(yùn)動(dòng)是互不影響,彼此獨(dú)立的,這就是運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性。
要點(diǎn)(二):運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法
學(xué)生思考回答①在平靜的水中如果開(kāi)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)小船將怎么運(yùn)動(dòng)?②如果在流水中關(guān)閉發(fā)運(yùn)動(dòng)機(jī)小船又將怎么運(yùn)動(dòng)?③如果在流水中又開(kāi)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)情形又將怎么樣呢?(假設(shè)船在靜水中的速度和水流速度都是勻速的)
模擬演示:小船過(guò)河
觀察小船參與的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)。思考幾個(gè)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系。船頭方向與河岸不垂直時(shí)
V船
V水
V合
S船
S合
S水
船頭方向與河岸垂直時(shí)
運(yùn)動(dòng)的合成
運(yùn)動(dòng)的分解
(實(shí)際的運(yùn)動(dòng))
1.
合運(yùn)動(dòng)分運(yùn)動(dòng)
舉例說(shuō)明合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)(如有風(fēng)時(shí)屋檐下的雨滴滴落,在運(yùn)動(dòng)的車(chē)上行走的人,吊車(chē)吊起貨物等)
2.滿足平行四邊形定則。
3.具有獨(dú)立性.等時(shí)性.等效性.
三、實(shí)例分析
一艘小船要從河岸某處出發(fā)渡到河對(duì)岸,已知河寬16m,船在靜水中航行的速度為4m/s.
(1)如果小船的船頭保持與河對(duì)岸垂直,求小船在靜水中到達(dá)河對(duì)岸的時(shí)間是多少?
(2)如水流速度為3m/s,且小船的船頭保持與河對(duì)岸垂直,則小船到達(dá)河對(duì)岸的時(shí)間是多少?船的合速度是多少?這個(gè)速度的方向怎樣?船的實(shí)際位移是多少?
[討論問(wèn)題1]小船怎么運(yùn)動(dòng)?
[討論問(wèn)題2]小船參與幾個(gè)運(yùn)動(dòng),哪幾個(gè)是分運(yùn)動(dòng)?哪個(gè)是合運(yùn)動(dòng)?它們的關(guān)系怎樣?還有其它的方法嗎?
[討論問(wèn)題3]如果小船運(yùn)動(dòng)到河中間時(shí)水流速度突然由0變?yōu)?m/s,是否影響小船過(guò)河的時(shí)間?如果沒(méi)有它會(huì)影響小船運(yùn)動(dòng)的哪一些物理量?
[課后思考1]探究小船過(guò)河的可能情況有哪些?小船過(guò)河時(shí)間最短的條件是什么?
[課后思考2]探索小船過(guò)河的可能情況有哪些?船頭沿著何方向開(kāi)行時(shí)位移最短?
(此結(jié)論成立的條件是——當(dāng)V船>V水時(shí))
[課后思考3]如果V船V水,結(jié)果又會(huì)怎么樣?
四、小結(jié)
1.物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為合運(yùn)動(dòng),組成合運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)稱為分運(yùn)動(dòng)。
2.運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵循平行四邊形定則。
3.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)之間的三個(gè)關(guān)系:獨(dú)立性、等時(shí)性、等效性。
五、作業(yè)布置
課本P50第1、3題交,討論第5題
六、板書(shū)設(shè)計(jì):
第1節(jié):運(yùn)動(dòng)的合成與分解
1、運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性
2、運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法
運(yùn)動(dòng)的合成
運(yùn)動(dòng)的分解
(實(shí)際的運(yùn)動(dòng))
(1)
合運(yùn)動(dòng)分運(yùn)動(dòng)
(2)滿足平行四邊形定則
V船
V水
V合
S船
S合
S水
(3)具有獨(dú)立性.等時(shí)性.等效性.
三、例解:(1)t船==s=4s
(2)由合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性t合=t船=4s
小船合速度的大小為
V合==m/s=5m/s
小船合速度與河岸的夾角滿足
tan==所以=53。
S水=v水t=34m=12m
所以合位移
S合==m=20m
運(yùn)動(dòng)的合成和分解
課題:六.運(yùn)動(dòng)的合成和分解
【教學(xué)目的】:
一.知識(shí)目標(biāo)
1.理解合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的概念;
2.知道運(yùn)動(dòng)的合成、分解,理解運(yùn)動(dòng)合成和分解法則:平行四邊形法則;
3.理解互成角度的直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)可能是直線運(yùn)動(dòng),也可能是曲線運(yùn)動(dòng)。
二.能力目標(biāo)
1.培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的方法——簡(jiǎn)單問(wèn)題與復(fù)雜問(wèn)題的辨證關(guān)系;
2.培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維、求異思維的能力。
【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析】:
1.講授知識(shí)的同時(shí),滲透解決復(fù)雜實(shí)際問(wèn)題的物理思想和方法是本節(jié)核心內(nèi)容;
2.本節(jié)的另一個(gè)重點(diǎn)是進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法應(yīng)用;
3.合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)概念的理解是本節(jié)的難點(diǎn)。
【教學(xué)方法】:演示分析、講解、練習(xí)、討論.
【教學(xué)器材】:計(jì)算機(jī)多媒體展示臺(tái)、及相關(guān)課件
【主要教學(xué)過(guò)程】:
一、新課引入
前面的教學(xué)中,我們研究了兩種簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng):勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)。然而在現(xiàn)實(shí)生活中,絕大數(shù)運(yùn)動(dòng)都是較為復(fù)雜的。通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí),我們就能夠利用“運(yùn)動(dòng)的合成和分解”及學(xué)過(guò)的動(dòng)力學(xué)知識(shí)來(lái)分析一些基本的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。
提問(wèn)1.什么是曲線運(yùn)動(dòng)?曲線運(yùn)動(dòng)是一種軌跡為曲線的運(yùn)動(dòng).
提問(wèn)2.曲線運(yùn)動(dòng)的條件是什么?條件:合力的方向跟速度的方向不在一條直線上,而是成一角度,產(chǎn)生的加速度的方向也跟速度的方向不在一條直線上。
即:合外力與速度不在同一直線上時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng)。
二、講授新課
1.合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的概念
指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第83頁(yè)的實(shí)驗(yàn)部分內(nèi)容,并提出相關(guān)的問(wèn)題。先在電腦上模擬實(shí)驗(yàn)分析,再在講臺(tái)上演示并投影到屏幕。
歸納:師生共同得出物體的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)可以看成同時(shí)參與了兩種簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的合成和分解是研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的工具。
歸納合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)的概念。
利用前面所做的實(shí)驗(yàn)分析。讓學(xué)生理解由兩個(gè)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)可以合成一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),加深對(duì)“同時(shí)參與”的意義:
①物體同時(shí)參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng);
②合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性。
合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)概念
①合位移、分位移:
②合速度、分速度:
③合加速度、分加速度:
2.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系
利用前面所做的實(shí)驗(yàn)分析合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)中位移、速度、加速度各個(gè)物理量的關(guān)系。
歸納:①合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性;
②合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)之間遵循平行四邊形法則。
3.運(yùn)動(dòng)的合成與分解
運(yùn)動(dòng)的合成:已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng),叫做運(yùn)動(dòng)的合成。
[例1]如果在前面所做的實(shí)驗(yàn)中(圖5-11)玻璃管長(zhǎng)90cm,紅蠟塊由玻璃管的一端勻速地豎直向上運(yùn)動(dòng),同時(shí)勻速水平移動(dòng)玻璃管,當(dāng)玻璃管水平移動(dòng)了80cm時(shí),紅蠟塊到達(dá)玻璃管的另一端,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程所用的時(shí)間為20s,求紅蠟塊運(yùn)動(dòng)的合速度。
分析:紅蠟塊沿玻璃管勻速豎直向上的運(yùn)動(dòng)和玻璃管水平的移動(dòng)是兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)。這是一個(gè)已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題,分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間是相同的,可以先分別求出分運(yùn)動(dòng)的速度,再求合速度;也可以先求出合位移的大小,再計(jì)算出合速度。這里我們用第一種方法。
解:如下圖所示,由于合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性,即t=t1=t2=20s。
S1(m)
V1(m/s)
0.8m
V2(m/s)
∴豎直方向:v1=s1/t=0.9/20(m/s)=4.5*10-2m/s
水平方向:v2=s2/t=0.8/20(m/s)=4.0*10-2m/s
根據(jù)平行四邊形法則:
v2=v12+v22v=√v12+v22=6*10-2m/s
合速度的方向與合位移的方向相同,即與合運(yùn)動(dòng)的方向的相同。
(2)運(yùn)動(dòng)的分解:已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng),叫做運(yùn)動(dòng)的分解。
例2飛機(jī)以300KM每小時(shí)的速度斜向上飛行,方向與水平方向成30度角。求水平方向的分速度V和豎直方向的分速度(圖5―13)。
先動(dòng)畫(huà)分析,再展示解題過(guò)程.
4.不在同一直線上的兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合成
教師提出問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生作圖分析。
學(xué)生相互討論,閱讀課本內(nèi)容,總結(jié):
(1)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng);
(2)一個(gè)分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),另一個(gè)不同方向的分運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加直線運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。
我們看到,兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)可以是曲線運(yùn)動(dòng),反過(guò)來(lái),曲線運(yùn)動(dòng)也可以分解為兩個(gè)方向上的直線運(yùn)動(dòng)。分別弄清楚作為分運(yùn)動(dòng)的直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,就可以知道作為合運(yùn)動(dòng)的曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
三、課堂練習(xí):課本P85:(1)題、(4)題
四、課堂小結(jié):略
五、作業(yè)布置:━鞏固落實(shí)
課本P85:(2)題、(3)題
【教學(xué)反饋】:
如果時(shí)間足夠
課件分析小船過(guò)河專題
小船過(guò)河問(wèn)題的分析及處理方法:(假設(shè)小船和河水都是做勻速直線運(yùn)動(dòng))
1如果小船靜止放在水里,小船會(huì)隨著河水漂移,小船的速度和河水的流速相同;
2如果河水靜止,小船將會(huì)以原速度駛向?qū)Π丁?br>
3如果小船在流動(dòng)的河水中駛向?qū)γ娴陌哆叄〈纫刂铀\(yùn)動(dòng),又要向著對(duì)面岸邊的方向行駛,所以小船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是1和2中兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。
A.最短時(shí)間過(guò)河問(wèn)題處理方法:
小船過(guò)河的問(wèn)題有一個(gè)特點(diǎn),就是小船在垂直于河岸的方向上的位移是不變的,我們只要使得在垂直于河岸方向上的速度最大,小船過(guò)河所用的時(shí)間就最短,河水的速度是沿河岸方向的,這個(gè)分速度和垂直于河岸的方向沒(méi)有關(guān)系,所以使小船垂直于河岸方向行駛,
小船過(guò)河所用時(shí)間才最短。
B.最小位移問(wèn)題處理方法:
因?yàn)閮善叫芯€之間的最短距離是它們的公垂線段。所以只有當(dāng)小船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向
(即合運(yùn)動(dòng)方向)是垂直于河岸的方向時(shí),小船的位移最小。
高一物理運(yùn)動(dòng)的合成與分解
作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者,在教學(xué)時(shí)能夠胸有成竹,準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以保證學(xué)生們?cè)谏险n時(shí)能夠更好的聽(tīng)課,幫助高中教師掌握上課時(shí)的教學(xué)節(jié)奏。所以你在寫(xiě)高中教案時(shí)要注意些什么呢?小編經(jīng)過(guò)搜集和處理,為您提供高一物理運(yùn)動(dòng)的合成與分解,供大家借鑒和使用,希望大家分享!
第1節(jié)運(yùn)動(dòng)的合成與分解從容說(shuō)課
在共同必修1中,我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了分析一維運(yùn)動(dòng)的方法.但是在實(shí)際問(wèn)題中,直線運(yùn)動(dòng)只是在小范圍內(nèi)的一種特殊情況.無(wú)論是交通運(yùn)輸工具,還是人造衛(wèi)星、宇航器的運(yùn)動(dòng)都是曲線運(yùn)動(dòng),因此研究曲線運(yùn)動(dòng)具有更普遍的意義.
本節(jié)的地位比較特殊,涉及到許多基本概念和基本規(guī)律.作為研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的一種有效方法,我們常把復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)看作是幾個(gè)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的合成.分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)決定了合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)與合運(yùn)動(dòng)的軌跡,通過(guò)運(yùn)動(dòng)的合成和分解,我們可把一個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)方向上的直線運(yùn)動(dòng),從而通過(guò)研究簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,進(jìn)一步研究復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng).
在引入曲線運(yùn)動(dòng)的概念時(shí),要注意曲線運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)的銜接.找到曲線運(yùn)動(dòng)在直線運(yùn)動(dòng)上的生長(zhǎng)點(diǎn):做直線運(yùn)動(dòng)的物體在受到與速度不平行的外力時(shí),這個(gè)外力將迫使它改變運(yùn)動(dòng)方向,從而由直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍€運(yùn)動(dòng).
因此,這節(jié)課的關(guān)鍵所在是讓學(xué)生明確物體做直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)的條件,以及曲線運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)根本的不同點(diǎn),做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,它的速度方向一定是變化的.所以,只要是曲線運(yùn)動(dòng),就一定是變速運(yùn)動(dòng).
研究比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),常常把這個(gè)運(yùn)動(dòng)看成是兩個(gè)或幾個(gè)比較簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)合成的,使問(wèn)題變得容易研究.已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng),叫做運(yùn)動(dòng)的合成,合成的依據(jù)是平行四邊形定則,它包括求合位移、合速度以及合加速度.合運(yùn)動(dòng)的特征為:(1)等時(shí)性.合運(yùn)動(dòng)通過(guò)合位移所用的時(shí)間和對(duì)應(yīng)的每個(gè)分運(yùn)動(dòng)通過(guò)分位移的時(shí)間相等,即各分運(yùn)動(dòng)總是同時(shí)開(kāi)始,同時(shí)結(jié)束.(2)獨(dú)立性.各分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)不變,也就是說(shuō)不會(huì)因?yàn)槠渌较蛏鲜欠裼羞\(yùn)動(dòng)而影響自己的運(yùn)動(dòng)性質(zhì).在運(yùn)動(dòng)中,一個(gè)物體可以同時(shí)參與幾種不同的運(yùn)動(dòng).在研究時(shí),可以把各個(gè)運(yùn)動(dòng)都看作是相互獨(dú)立進(jìn)行的,互不影響,這就叫做運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性原理.
教學(xué)重點(diǎn)1.理解運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理;
2.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)1.實(shí)驗(yàn)探究運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性;
2.具體問(wèn)題中的合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的判定.
教具準(zhǔn)備投影儀、投影片、多媒體、?CAI課?件、小鋼球、條形磁鐵、玻璃管、水、膠塞、蠟塊、秒表.
課時(shí)安排1課時(shí)
三維目標(biāo)
一、知識(shí)與技能
1.知道什么是運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性;
2.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);
3.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;
4.知道運(yùn)動(dòng)的合成和分解遵循平行四邊形定則.
二、過(guò)程與方法
1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力;
2.使學(xué)生能夠熟練使用平行四邊形定則進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成和分解.
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.使學(xué)生會(huì)在日常生活中,善于總結(jié)和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題;
2.使學(xué)生明確研究問(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)過(guò)程
導(dǎo)入新課
一般的拋體運(yùn)動(dòng)是比直線運(yùn)動(dòng)更為復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng),比如我們可以很容易地把一枚石子從井口投入井底,但如果從飛行的飛機(jī)上把救援物資準(zhǔn)確地投放到孤島的某個(gè)區(qū)域并不那么容易,這是為何呢?本節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)這個(gè)問(wèn)題.
推進(jìn)新課
一、運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性
在共同必修1中,我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了分析一維運(yùn)動(dòng)的方法.對(duì)于一個(gè)以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)的小球(如圖所示),如果取t0=0時(shí)刻的位置坐標(biāo)x0=0,小球的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樽鴺?biāo)的正方向,則在經(jīng)過(guò)任意時(shí)間t后,小球的位移為:x0=v0t.
對(duì)于一個(gè)以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的汽車(chē)(如圖所示),如果在t0=0時(shí)刻的位置坐標(biāo)x0=0,初速度v0=0,取汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樽鴺?biāo)的正方向,在經(jīng)過(guò)任意時(shí)間t后,汽車(chē)的位移為:.
如果小球做自由落體運(yùn)動(dòng)(如圖所示),在t0=0時(shí)刻的位置坐標(biāo)y0=0,初速度v0=0,取小球的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樽鴺?biāo)的正方向,則在經(jīng)過(guò)任意時(shí)間t后,小球的位移為:.
如果小球的運(yùn)動(dòng)不是一維運(yùn)動(dòng),比如我們將足球以某一個(gè)角度拋出,其運(yùn)動(dòng)的軌跡不是直線,而是曲線.如何研究、描述這樣的曲線運(yùn)動(dòng)呢?
在物理學(xué)中,我們通常采用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法來(lái)研究曲線運(yùn)動(dòng).即一個(gè)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)可以視為若干個(gè)互不影響的、獨(dú)立的分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).例如,以某一個(gè)角度飛出的足球的曲線運(yùn)動(dòng),在軍事演習(xí)中空中飛行的炮彈等,可以視為一個(gè)沿水平方向的分運(yùn)動(dòng)與另一個(gè)沿豎直方向的分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),并且兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)不相互影響,具有獨(dú)立性.
如何理解運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性呢?讓我們來(lái)做個(gè)實(shí)驗(yàn).
【合作探究】
運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性
在如圖所示的裝置中,兩個(gè)相同的弧形軌道M、N,分別用于發(fā)射小鐵球P、Q;兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D;調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度,使AC=BD,從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相同.
將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上,然后切斷電源,使兩個(gè)小鐵球能以相同的初速度v0同時(shí)分別從軌道M、N的下端射出.實(shí)驗(yàn)結(jié)果是兩個(gè)小鐵球同時(shí)到達(dá)E處,發(fā)生碰撞.增加或者減小軌道M的高度,只改變小鐵球P到達(dá)桌面時(shí)的速度的豎直方向分量的大小,再進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果兩個(gè)小鐵球總是發(fā)生碰撞.
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,改變小鐵球P的高度,兩個(gè)小球仍然會(huì)發(fā)生碰撞.說(shuō)明沿豎直方向距離的變化,雖然改變了兩個(gè)球相遇時(shí)小球P沿豎直方向速度分量的大小,但并不改變小球P沿水平方向的速度分量的大小.因此,兩個(gè)小球一旦處于同一水平面,就會(huì)發(fā)生碰撞.這說(shuō)明小球在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)并不影響它在水平方向上的運(yùn)動(dòng).另外,我們還可以用實(shí)驗(yàn)證明,小球在水平方向上的運(yùn)動(dòng)也不影響它在豎直方向上的運(yùn)動(dòng).也就是說(shuō),豎直方向上的運(yùn)動(dòng)與水平方向的運(yùn)動(dòng)互不影響,是獨(dú)立的運(yùn)動(dòng).這就是運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性.
運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理又叫運(yùn)動(dòng)的疊加性原理,與功的原理、力的獨(dú)立性原理合稱中學(xué)物理三大原理,它是“運(yùn)動(dòng)的合成、分解”形成的前提,是解決復(fù)雜運(yùn)動(dòng)方法形成的關(guān)鍵點(diǎn).
二、運(yùn)動(dòng)的合成和分解
我們對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)有了基本認(rèn)識(shí),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).下面我們來(lái)學(xué)習(xí)一種常用方法——運(yùn)動(dòng)的合成和分解.
1.合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)
(1)做下列演示實(shí)驗(yàn):
a.在長(zhǎng)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)口端用膠塞塞緊.
b.將此管緊貼黑板豎直倒置,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),觀察到它是向斜向右上方移動(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)用CAI課件重新對(duì)比模擬上述運(yùn)動(dòng).
(4)總結(jié)得到什么是分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)
a.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).
2.運(yùn)動(dòng)的合成和分解:
(1)分運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng).
(2)運(yùn)動(dòng)的合成和分解遵循平行四邊形定則.
【例題剖析】
如果在前面所做的實(shí)驗(yàn)中玻璃管長(zhǎng)90cm,紅蠟塊由玻璃管的一端沿管勻速地豎直向上運(yùn)動(dòng),同時(shí)勻速地水平移動(dòng)玻璃管,當(dāng)玻璃管水平移動(dòng)了80cm時(shí),紅蠟塊到達(dá)玻璃管的另一端.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程所用的時(shí)間為20s,求紅蠟塊運(yùn)動(dòng)的合速度.
(1)說(shuō)明紅蠟塊參與了哪兩個(gè)分運(yùn)動(dòng).
(2)據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察知道,分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間有什么關(guān)系?
(3)紅蠟塊的兩個(gè)分速度應(yīng)如何求解?
(4)如何分解合速度?
【方法引導(dǎo)】
紅蠟塊沿玻璃管勻速豎直向上的運(yùn)動(dòng)和玻璃管水平的移動(dòng)是兩個(gè)分運(yùn)動(dòng).這是一個(gè)已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題.分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間是相同的,可以先分別求出分運(yùn)動(dòng)的速度,再求合速度;也可以先求出合位移的大小,再算出合速度.這里我們用第二種方法.
【教師精講】
根據(jù)平行四邊形定則求合位移,如上圖所示AC2=AB2+AD2,所以合位移=1.2m
合速度的大小為:
合速度與合位移的方向相同.
解法二:
【教師精講】
豎直方向的分速度
水平方向的分速度
合速度:
合速度與合位移的方向相同.同學(xué)們可以比較一下上面的兩種方法求合速度,所得的結(jié)果完全相同.
【例題剖析】
飛機(jī)以300km/h的速度斜向上飛行,方向與水平方向成30°角.求水平方向的分速度vx?和豎直方向的分速度vy.
【方法引導(dǎo)】
飛機(jī)斜向上飛行的運(yùn)動(dòng)可以看作是它在水平方向和豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).把v=300km/h分解,就可以求得分速度.
【教師精講】
vx=vcos30°=260km/h
vy=vsin30°=150km/h
如果兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng),由于分速度矢量是恒定的,合速度矢量也是恒定的,所以合運(yùn)動(dòng)也應(yīng)該是勻速直線運(yùn)動(dòng).如前面我們看到的蠟塊的合運(yùn)動(dòng),就是勻速直線運(yùn)動(dòng).但是,如果水平加速移動(dòng)玻璃管,由于水平分速度矢量不再是恒定的,合速度矢量也不再是恒定的,蠟塊就不能做直線運(yùn)動(dòng)了.如下圖畫(huà)出了蠟塊運(yùn)動(dòng)時(shí)每隔一秒所到達(dá)的位置,可以看出蠟塊是沿著曲線運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的.
這里我們看到,兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)可以是曲線運(yùn)動(dòng).反過(guò)來(lái),一個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)也可以分解為兩個(gè)方向上的直線運(yùn)動(dòng).分別研究這兩個(gè)方向上的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,弄清作為分運(yùn)動(dòng)的直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,就可以知道作為合運(yùn)動(dòng)的曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.以后,我們將用這種辦法研究平拋運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng).
【鞏固訓(xùn)練】
1.關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()
A.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)
B.曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向不斷地變化,但速度的大小可以不變
C.曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向可能不變
D.曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向一定同時(shí)改變
答案:AB
2.物體在力F1、F2、F3的共同作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng),若突然撤去外力F1,則物體的運(yùn)動(dòng)情況是()
A.必沿著F1的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B.必沿著F1的方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)
C.不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D.可能做直線運(yùn)動(dòng),也可能做曲線運(yùn)動(dòng)
答案:D
課堂小結(jié)
本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了:
1.運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)叫曲線運(yùn)動(dòng).
2.曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向是時(shí)刻改變的,質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方向在曲線的這一點(diǎn)的切線上.
3.當(dāng)合外力F的方向與它的速度方向有一夾角α?xí)r,物體做曲線運(yùn)動(dòng).
4.什么是合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng).
5.什么是運(yùn)動(dòng)的合成和分解.
6.運(yùn)動(dòng)的合成和分解遵循平行四邊形定則.
7.分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性.
布置作業(yè)
課本P48作業(yè)1~4題.
板書(shū)設(shè)計(jì)
一、運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性
1.一個(gè)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)可以視為若干個(gè)互不影響、獨(dú)立的分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).
2.實(shí)驗(yàn)與探究:運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性.
二、運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法
活動(dòng)與探究
閱讀并討論習(xí)題中最后一道題,試著由理論得出結(jié)論并尋求實(shí)驗(yàn)探究,總結(jié)是否與理論推理一致.
總結(jié):對(duì)學(xué)生的研究過(guò)程給予評(píng)價(jià),最后提出若兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)都是勻加速運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡如何??jī)蓚€(gè)分運(yùn)動(dòng)都是初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡又是如何?