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運動的合成與分解教案
作為一名辛苦耕耘的教育工作者,常常要根據(jù)教學需要編寫教案,借助教案可以讓教學工作更科學化。那么應當如何寫教案呢?以下是小編精心整理的運動的合成與分解教案,僅供參考,歡迎大家閱讀。
運動的合成與分解教案1
一、本節(jié)課綜述
本節(jié)課的重點內(nèi)容是平行四邊形定則在研究復雜的多運動因素共同參與時的運動規(guī)律(教材僅研究兩個分運動的參與),以及解決這類問題的一般方法——合成與分解的方法。通過這節(jié)課的教學,為以后學習平拋運動乃至研究一般曲線運動打下基礎;谶@一原因,該節(jié)課應更多地研究矢量分析的共性。問題的提出和探究,雖然是以運動量(位移S和速度V)為核心,但應注重與力學量(力F和對應的加速度a)進行類比,在方法上要重視圖象法在矢量分析中的重要作用。通過教學,不僅要達到加深對平行四邊形定則的理解,更應拓展該定則在矢量分析中的普遍意義,使學生掌握矢量合成與分解的一般原理,學會運用作圖這一最直觀和最簡潔的分析矢量問題的方法?紤]到探究該問題還剛剛開始,所以,我把重點放在運動的合成上。
二、模式運用和流程
由于平行四邊形定則已經(jīng)在力的合成與分解中學過,所以新課的引入可以從復習力的平行四邊形定則入手。力和運動從矢量分析的角度看雖然相似,但總還有不同的地方,故初級探究應建立在實驗和事實的基礎上,我在教學中采用新教材中的“紅蠟小圓柱體上浮”演示實驗來展示運動合成的情景。因?qū)嶒灥目梢曅暂^差,又設計了多媒體動畫——吊塔模型。通過演示和多媒體展示,給學生提出問題建立基礎。學生提出的問題讓他們寫在小紙條上,教師把學生提出的適合本節(jié)課探究的有代表性的問題,用多媒體投影到屏幕上,同時可以根據(jù)具體情況補充問題使其完整。
本節(jié)課圍繞重點內(nèi)容可進行深入探究的問題大致有以下一些:
、俜诌\動和合運動在時間上有什么關系?
、谶\動可以合成嗎?
、坌∠瀴K豎直向上的運動跟水平向右的運動是否相干?
、軆蓚勻速直線運動的合成是否還是勻速直線運動?
、葸\動的合成滿足平行四邊形定則嗎?考慮到各人深入探究的時間不同,也考慮到探究運動合成與分解的多樣性和普遍性,我增加了一個很適宜深入深究的問題:輪船渡河的情形是否也與上相似?你能把勻速的輪船在均勻流動的河水中渡河的各種情形挑選有代表性的畫出來嗎?這一階段宜安排5—10分鐘。
深入探究需要讓學生充分思考和討論,所以,采用分小組討論的形式。我在操作中實施以同組的前后四人為一組,并向?qū)W生提出明確的要求:討論后把共同一致的意見以簡略的方式寫在紙上,推薦一位代表發(fā)言。在學生熱烈討論的過程中,教師巡視全場參與討論,解答學生遇到的疑問,進行方法指導,也可以發(fā)表自己的觀點和看法,充分發(fā)揮其主導的作用。教師參與其中,不僅可以活躍課堂氣氛,更重要的是通過參與達到了交互的目的。這一階段可根據(jù)實際情況適當多安排一些時間,讓學生充分發(fā)表自己的觀點,進行科學爭論,以培養(yǎng)學生的科學精神和創(chuàng)造性思維,時間一般可安排10—20分鐘。
深入探究達到一定的程度,基本完成了既定的目標后,即可進入歸納探究。(在進入歸納探究前,可以適當向?qū)W生介紹邏輯學上有關歸納推理的概念和方法,以實現(xiàn)在課堂上適時插入科學方法教育。)一般來說,各個小組的探究成果不盡相同,教師可選派探究較完整全面的小組進行展示。展示的方法可各種各樣,可以讓各小組把探究成果寫在紙片上用多媒體放映,也可讓小組選派代表講演等,不足的地方還可讓其他小組補充,教師也可補充自己的意見,最后形成歸納性的材料。這一環(huán)節(jié)不僅可完善學生的思維機制,還可提高學生的自信心,發(fā)揚學生的主人翁精神,增強學生自主學習的意識。這一流程可控制在5~10分鐘。
歸納探究的完成,標志著本節(jié)課重點內(nèi)容的突破,從學生的角度講,預示著運動的合成和分解知識點的初步領會和掌握,是探究的一個高潮的結(jié)束,但并不意味著探究工作的完結(jié)。緊接著的是發(fā)散探究的開始,這一階段實際上也就是應用、提高階段。針對學生提出的問題,結(jié)合知識的重點難點以及學習方法,教師要有預見性地挑選一些既有利于鞏固學生新的認知結(jié)構,又有利于開發(fā)學生創(chuàng)造性思維的訓練題。
選題應根據(jù)教學內(nèi)容因地制宜,既可以選擇一題多變的變式訓練,也可從“小”、“精”、“活”上下功夫,選擇形式多樣、適合學生參與探究的問題。訓練時應提倡學生先獨立思考,展開自主性探究,在探究遇到困難時才與其他同學討論。教師的.主導作用在這時將充分地體現(xiàn)出來,要精心設計、提出如何使學生把探究工作引向深入的問題,為以后研究平拋運動打下基礎。
我設計的發(fā)散探究問題如下:我們已經(jīng)得出合運動是勻速直線運動的充分必要條件是——兩個分運動必須是勻速直線運動。如果兩個直線分運動的其中一個是勻速直線運動,而另一個是勻加速運動,請你想一下,合運動是直線運動還是曲線運動?
然后,在學生充分思考的基礎上,我以多媒體的形式向?qū)W生展示了以下兩個積件:
、僖粋勻速直線運動,一個初速為0的勻加速直線運動的合運動;
②一個勻速直線運動,一個初速不為0的勻加速直線運動的合運動。得到兩種情況下都是曲線運動的結(jié)論。在此基礎上,還可向?qū)W生提出更深層次的思考題:如果兩個直線分運動都是勻加速運動,你認為合運動是什么呢?這里要說明的是:兩個分運動在同一直線上時的運動的合成,可以作為簡單的特例讓學生課后看書自學。
在“交互探究”教學中,所設置和發(fā)現(xiàn)的問題有一部分會有一定的深度和難度,特別是在發(fā)散探究的最后階段所設置的問題,課堂上不一定能徹底解決。同時,對問題的引伸拓展,深入探討還會引發(fā)新的更多的問題,需要留在課后讓學生反復思考爭論,甚至實驗證實。即使問題探究相對圓滿,教師也應開發(fā)一些適合培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的問題,讓學有余力的優(yōu)秀生進行更深層次的自主探究。因此,我們應打破傳統(tǒng)的課堂教學模式和評價標準,有意識地留問題給學生,使教學延伸到課外,把探究問題的創(chuàng)造性活動引向深入。我布置的課后思考題為:某人騎車以速度V人→地向東行駛,刮南風(風速大小也為V)。試問人感到風從何處吹來?設置的課后思考題應盡可能生動和聯(lián)系實際,這樣才能令學生感興趣,有利于延伸活動的自發(fā)開展。
三、實施中應注意的問題
首先,交互探究是圍繞問題而展開的,所以必須充分了解和掌握學生的學習現(xiàn)狀,注意探究的問題適合學生的現(xiàn)有認知結(jié)構和知識水平;
第二,該模式注重的是探究過程而不是結(jié)果,探究過程是產(chǎn)生創(chuàng)造性思維的溫床,對探究過程中出現(xiàn)的問題教師要正確對待,不能一帶而過,如果真的出現(xiàn)一時解決不了的問題,可留待課后解決了再告訴學生;
第三,交互過程中教師要注重鼓勵學生的積極性,以肯定為主,讓學生有成功感,即使學生的探究存在問題,也應著眼于從思路、方法上加以引導,而不能簡單地否定了事。
要牢記:創(chuàng)造性來源于良好的環(huán)境
運動的合成與分解教案2
一. 教學內(nèi)容:
第一節(jié) 曲線運動
第二節(jié) 運動的合成與分解
要點
1. 知道曲線運動中速度的方向,理解曲線運動是一種變速運動。
2. 知道物體做曲線運動的條件是所受的合外力的方向與它的速度方向不在一條直線上。
3. 在一個具體問題中知道什么是合運動,什么是分運動;知道合運動和分運動是同時發(fā)生的,并且互相不影響。
4. 知道什么是運動的合成,什么是運動的分解,理解運動合成和分解遵循平行四邊形定則。
5. 會用作圖法和直角三角形知識解決有關位移和速度的合成、分解問題。
重點、難點解析
一、曲線運動
1. 曲線運動的速度
。1)曲線運動的方向是時刻改變的。
。2)質(zhì)點在某一點(或某一時刻)的速度方向是在曲線上這一點的切線方向。
。3)曲線運動一定是變速運動。
,則曲線運動的平均速度應為時間t內(nèi)位移與時間的比值,如下圖所示 < 1201731390"> 隨時間取值減小,由下圖可知時間t內(nèi)位移的方向逐漸向A點的切線方向靠近,當時間趨向無限短時,位移方向即為A點的切線方向,故極短時間內(nèi)的平均速度的方向即為A點的瞬時速度方向,即A點的切線方向。
< style='width:108pt;>
2. 物體做曲線運動的條件
運動物體所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直線上。
3. 曲線運動中速度方向與加速度方向的關系
做曲線運動的物體,它的加速度的方向跟它的速度方向也不在同一直線上。
。2)速度
(3)加速度
。2)將船渡河的運動沿平行于河岸和垂直于河岸方向正交分解如圖所示,則 為輪船實際上沿河岸方向的運動速度, 為輪船垂直于河岸方向的運動速度。
當 時:
①要使船垂直橫渡,則應使 =0,此時渡河位移即實際航程最小,等于河寬d。
②要使船渡河時間最短,則應使 最大,即當 。
【典型例題】
例1 如圖所示,物體在恒力F作用下沿曲線從A運動到B,這時,突然使它所受力反向,大小不變,即由F變?yōu)椋璅。在此力作用下,物體以后的運動情況,對下列說法中正確的是
A. 物體可能沿曲線Ba運動
B. 物體可能沿直線Bb運動
C. 物體可能沿曲線Bc運動
D. 物體可能沿原曲線由B到A
解析 根據(jù)物體沿曲線運動的條件,物體由A到B的運動過程中,F(xiàn)的方向與速度的方向總交某一角度(不等于零和不等于 之間只有曲線Bc,故物體的運動軌跡可能為Bc。-F與
說明 曲線運動的速度方向既然是隨時間而變化的`,它的加速度方向必然不平行于速度方向,而加速度與物體所受合外力方向相同,所以做曲線運動的物體所受的合外力與它的運動方向一定不在同一條直線上,合外力的方向總是指向軌跡的凹側(cè)。
例2 飛機在航空測量時,它的航線要嚴格地從西到東。如果飛機的速度是80km/h,風從南面吹來,風的速度為40km/h,飛機所測地區(qū)長為80km,需要的時間為多少?
解析 兩個分運動的速度分別為
飛機的合速度為
所用時間為
答案 需要的時間為1.15h
說明 (1)飛機同時參與了兩個分運動,一個是飛行運動. 速度為80km/h;另一個是隨風一起的運動,速度為40km/h。飛機相對地的運動為這兩個運動的合運動。
。2)合運動的速度方向必須沿所測地區(qū)的長度方向。
。3)飛機相對地的運動為合運動,合運動為勻速直線運動。
例3 小船在d=200m寬的河中橫渡,水流速度v1=2m/s,船在靜水中的航速v2=4m/s,求:
。1)小船怎樣過河時間最短,最短時間tl是多少?
(2)小船怎樣過河位移最小,所需時間t2是多少?
即小船垂直于河岸行駛時,過河時間最短,需50s。
。2)位移最小應等于河寬 高三,合位移與合速度應垂直河岸,如圖所示,則
,即船向與岸成 角
渡河時間
說明 解決這類問題時,首先要明確哪是合運動,哪是分運動,根據(jù)合運動和分運動的等時性及平行四邊形定則求解,解題時要注意畫好示意圖。
【模擬
1. 關于運動的性質(zhì),以下說法正確的是 ( )
A. 曲線運動一定是變速運動
B. 變速運動一定是曲線運動
C. 曲線運動一定是變加速運動
D. 運動物體的加速度數(shù)值、速度數(shù)值都不變的運動一定是直線運動
2. 下列關于力和運動的說法中正確的是 ( )
A. 物體在恒力作用下不可能做曲線運動
B. 物體在變力作用下不可能做直線運動
C. 物體在變力作用下有可能做直線運動
D. 物體的受力方向與它的速度方向不在一條直線上時,有可能做直線運動
3. 物體在幾個共點的恒力作用下處于平衡狀態(tài)。若突然撤去其中的一個恒力,該物體的運動 ( )
A. 一定是勻加速直線運動
B. 一定是勻減速直線運動
C. 一定是曲線運動
D. 上述幾種運動形式都有可能
4. 下列關于運動狀態(tài)與受力關系的說法中,正確的是 ( )
A. 物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化,物體的受力情況一定變化
B. 物體在恒力作用下,一定做勻變速直線運動
C. 物體的運動狀態(tài)保持不變,說明物體所受的合外力為零
D. 物體做曲線運動時,受到的合外力可以是恒力
5. 一質(zhì)點做曲線運動,它的軌跡由上到下(如圖示曲線),關于質(zhì)點通過軌跡中點時的速度的方向和加速度的方向可能正確的是下圖中的哪一個? ( )
B.
C. D. B. 0
C. D.
11. 一架飛機沿仰角13. 一艘小船從河岸A處出發(fā)渡河,小船保持與河岸垂直方向行駛,經(jīng)過10分鐘到達正對岸下游120m的C處,如圖所示。如果小船保持原來的速度逆水斜向上游與河岸成
【試題答案】
1. A 2. C 3. D 4. CD 5. B 6. B 7. BCD 8. BCD 9. D 10. C
11. 480 240 12. 速度與豎直方向的夾角
13. d=200m
運動的合成與分解教案3
一、合運動與分運動
1.合運動與分運動定義:如果物體同時參與了兩種運動,那么物體實際發(fā)生的運動叫做那兩種運動的合運動,那兩種運動叫做這個實際運動的分運動。
2.在一個具體問題中判斷哪個是合運動,哪個是分運動的關鍵是弄清物體實際發(fā)生的運動是哪個,則這個運動就是合運動。物體實際發(fā)生的運動就是物體相對地面發(fā)生的運動,或者說是相對于地面上的觀察者所發(fā)生的運動。
3.相互關系
①運動的獨立性:分運動之間是互不相干的,即各個分運動均按各自規(guī)律運動,彼此互不影響。因此在研究某個分運動的時候,就可以不考慮其他的分運動,就像其他分運動不存在一樣。
②運動的等時性:各個分運動及其合運動總是同時發(fā)生,同時結(jié)束,經(jīng)歷的時間相等;因此,若知道了某一分運動的時間,也就知道了其他分運動及合運動經(jīng)歷的時間;反之亦然。
③運動的等效性:各分運動疊加起來的效果與合運動相同。
、苓\動的相關性:分運動的性質(zhì)決定合運動的性質(zhì)和軌跡。
二、運動的合成和分解
這是處理復雜運動的一種重要方法。
1.定義:已知分運動的情況求合運動的情況,叫做運動的合成。
已知合運動的情況求分運動的情況,叫做運動的分解。
2.實質(zhì)(研究內(nèi)容):運動是位置隨時問的變化,通常用位移、速度、加速度等物理量描述。所以,運動的合成與分解實質(zhì)就是對描述運動的上述物理量的合成與分解。
3.定則:由于描述運動的位移、速度、加速度等物理量均是矢量,而矢量的合成與分解遵從平行四邊形定則,所以運動的合成與分解也遵從平行四邊形定則。
4.具體方法
、僮鲌D法:選好標度,用一定長度的有向線段表示分運動或合運動的有關物理量,嚴格按照平行四邊形定則畫出平行四邊形求解。
、谟嬎惴:先畫出運動合成或分解的示意圖,然后應用直角三角形等物理知識求解。
三、兩個直線運動的合運動的性質(zhì)和軌跡的判斷方法
1.根據(jù)平行四邊形定則,求出合運動的初速度v0和加速度a后進行判斷:
、偃鬭=0(分運動的加速度都為零),物體沿合初速度v0的方向做勻速直線運動。
、谌鬭0且a與v0的方向在同一直線上,物體就做直線運動;a與v0同向時做加速直線運動;a與v0反向時先做減速運動,當速度減為零后將沿a的方向做加速運動;a恒定時,物體做勻變速直線運動。
③若a與v0的方向不在同一直線上,則合運動是曲線運動,a恒定時,是勻變速曲線運動。
2.合運動的性質(zhì)和軌跡由分運動的性質(zhì)決定。分別研究下列幾種情況下的.合運動的性質(zhì)和軌跡
、賰蓚勻速直線運動的合運動的軌跡必是直線,如小船過河問題;
、谙嗷ゴ怪钡膭蛩僦本運動和勻變速直線運動的合運動的軌跡一定是曲線,如平拋運動;
、蹆蓚勻變速直線運動的合運動的軌跡可能是直線(合運動的初速度v0和加速度a在一直線上),也可能是曲線(合運動的初速度v0和加速度a不在一直線上):
四、運動的合成與分解在小船過河問題、繩端速度分解問題中的應用
運動的合成與分解教案4
教學重點:
對于一個具體運動確定哪個是合運動以及合、分運動的關系(矢量圖),并能用矢量合成規(guī)律解決實際問題.
教學難點:對合運動的理解.
主要教學設計:
由演示實驗引出課題.首先介紹實驗裝置及研究對象,然后演示兩個過程:紅蠟塊勻速上升;紅錯塊勻速上升的同時將玻璃管向右水平勻速移動.觀察蠟塊軌跡——傾斜直線,從而引出課題.我們研究較復雜的運動,可以用到運動的合成和分解知識.實際運動參與兩個運動,本例中豎直方向和水平方向,而實際運動沿傾斜直線運動.
一、如何確定一個具體運動的合運動及分運動?
1、合運動----研究對象實際發(fā)生的運動
2、合運動在中央,分運動在兩邊
討論:有風天氣雨滴下落、小船過河,加深同學們對合運動,就是研究對象實際發(fā)生運動的理解.(結(jié)合課件1、2).
引導分析:雨點斜落向落到地面,此實際運動方向為合速度方向;注意區(qū)別船頭方向為分速度方向,而船實際航行方向為合速度方向.
進一步研究合、分運動關系,(由演示實驗說明)重新演示紅蠟塊運動的兩個分運動:管不動,蠟塊勻速上升管長度所用時間,管水平勻速移動蠟塊勻速上升,觀察并記錄直到蠟塊到達管頂所用時間t.由和t的關系再結(jié)合課件l、2得出:
二、合、分運動關系
1、合、分運動的等時性
2、合、分運動關系符合平行四邊形定則
三、利用矢量合成與分解規(guī)律解決實際問題
例1學生自己分析:已知兩分運動位移、及合運動時間(先畫v、s矢量圖)
方法一:
方法二:
例2思路:先畫矢量圖,并標已知、未知,然后由幾何關系求兩分速度
四、兩個直線運動的合運動軌跡的確定
演示實驗中蠟塊同時參與豎直向上和水平向右兩個運動,其合運動軌跡是直線.任何兩個直線運動的合運動軌跡一定是直線嗎?
討論方法:圖像方法
寫出關于兩個方向運動性質(zhì)位移方程,取不同時刻描點.
分兩層次:基礎差的`學生利用課件3演示
基礎好的學生探究活動(活動方案見下面)
探究活動
研究方法:
要求學生自己閱讀本章節(jié)最后兩段及習題中最后一道題,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結(jié)論——怎樣得出這個結(jié)論.
總結(jié):
對學生的研究過程給予評價,最后提出若兩個分運動都是勻加速運動,其運動軌跡如何?兩個分運動都是初速度為零的勻加速運動,其運動軌跡又是如何?
運動的合成與分解教案5
教學目標
知識目標
1、通過對多個具體運動的演示及分析,使學生明確什么是合運動,什么是分運動;合、分運動是同時發(fā)生的,并且不互相影響.
2、利用矢量合成的原理,解決運動合成和分解的具體情況,會用作圖法、直角三角形的知識解決有關位移、速度合成和分解的問題.
能力目標
培養(yǎng)學生應用數(shù)學知識解決物理問題的能力.
情感目標
通過對運動合成與分解的練習和理解,發(fā)揮學生空間想象能力,提高對相關知識的綜合應用能力.
教學建議
教材分析
本節(jié)內(nèi)容可分為四部分:演示實驗、例題、對運動合成和分解軌跡的分析、思考與討論,但都是圍繞演示實驗而展開的,層層深入,由提出問題到找出解決問題的方法,以至最后對運動合成和分解問題的進一步討論.
教法建議
關于演示實驗所用的器材、材料都比較容易得到,實驗也容易成功.此實驗是本節(jié)的重點.一些重要的結(jié)論規(guī)律都是由演示實驗分析得出的.觀察紅蠟塊的實際運動引出合運動,并分析紅蠟塊的運動可看成沿玻璃管豎直方向的運動,和隨管一起沿水平方向的運動,從而得出分運動的概念.著重分析蠟塊的合運動和分運動是同時進行的,并且兩個分運動之間是不相干的.合運動和分運動的位移關系,在演示中比較直觀.而明確了它們的同時性,就容易得出合運動和分運動的速度關系.因此,課本在這里同時講述了合運動和分運動的位移及速度的關系.即找到了解決運動合成和分解的方法——平行四邊形定則.它是解決運動合成和分解的工具,所以在處理一個復雜的運動時,首先明確哪個是合運動,哪個是分運動,才能用平行四邊形法則求某一時刻的合速度、分速度、加速度,某一過程的合位移、分位移.課本中合運動的.定義是:紅蠟塊實際發(fā)生的運動,(由)通常叫合運動,即實際發(fā)生的運動,也理解為研究對象以地面為參照物的運動,再給學生舉幾個實例來說明如何確定合運動.如:
1、風中雨點下落表示風速,表示沒風時雨滴下落速度,v表示雨滴合速度.
2、關于小船渡河(如圖):表示船在靜水中的運動速度,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動時,解決問題的關鍵是先確定雨滴、小船實際運動(合運動).
注意應用平行四邊形定則時,合矢量在對角線上,問題馬上得到解決.
關于例題:例1:將演示實驗過程定量討論.給出兩個分運動、及合、分運動的時間,求合速度.
法一;先求出兩個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:飛機飛行給出及與某一分速度角度,來求另外兩個分速度.其思路先由平行四邊形法則畫出幾何關系,再利用數(shù)學計算解決分速度問題.
兩道例題很簡單,但合、分運動關系及解決問題的方法、思路充分體現(xiàn)出來.通過練習使學生們加深了對合、分運動的理解.
關于分運動的性質(zhì)決定合運動的性質(zhì)和軌跡:課本以蠟塊的運動說明兩個直線運動的合運動不一定都是直線運動.為了搞清楚蠟塊哪種情況下做直線運動,哪種情況下做曲線運動.這里可以讓學生自己探究,得出結(jié)論:兩個直線的合運動也可以是曲線運動.研究復雜的運動,可以根據(jù)不同方向分運動來研究復雜運動情況.
關于思考與討論:本節(jié)只研究了互成角度的運動,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動,可以看作同一直線上哪兩個分運動的合運動?引導學生對同一直線上的運動合成和分解問題進行討論,得出該運動也滿足矢量合成規(guī)律(注意正方向),使我們對矢量合成與分解的規(guī)律有了更深的理解.
運動的合成與分解教案6
1、在物理知識方面的要求:
。1)了解曲線運動的特點,速度方向在該點切線方向上且時刻在變,因此曲線運動一定是變速運動;
。2)了解曲線運動的條件:合外力與速度不在同一條直線上;
。3)根據(jù)學生理解能力,可將曲線運動的條件深化,即平行速度的力只改變速度大小;垂直速度的力只改變速度方向,可根據(jù)力的效果將合外力沿速度方向和垂直速度方向分解;
。4)了解合運動、分運動,掌握運動的合成與分解法則——平行四邊形定則;
。5)由分運動的性質(zhì)及特點綜合判斷合運動的性質(zhì)及軌跡。
2、通過觀察演示實驗,有關教學軟件,并聯(lián)系學生生活實際總結(jié)概括出曲線運動的速度方向,曲線運動的條件,以及用運動的合成與分解處理復雜運動的基本方法。培養(yǎng)學生觀察能力,分析概括推理能力,并激發(fā)學生興趣。
3、滲透物理學方法的教育。研究船渡河運動,假設水不流動,可以想象出船的分運動;又假設船發(fā)動機停止工作,可想象出船只隨水流而動的另一分運動。培養(yǎng)學生的想象能力和運用物理學抽象思維的基本方法。
1、重點是讓學生掌握曲線運動為什么是變速運動,理解做曲線運動的條件及運動的合成與分解定則;
2、已知兩個分運動的性質(zhì)特點,判斷合運動的性質(zhì)及軌跡,學生不容易很快掌握,是教學的難點,解決難點的關鍵是引導學生把每個分運動的初始值(包括初速度、加速度以及每個分運動所受的外力)進行合成,最終還是用合運動的初速度與合外力的方向關系來判斷。
1、乒乓球、小鐵球、細繩。
2、斜槽、條形磁鐵、鐵球、投影儀、計算機軟盤、彩電。
機械運動可以劃分為平動和轉(zhuǎn)動,而平動又可以劃分為直線運動和曲線運動,所以曲線運動屬于平動形式,做曲線運動的物體仍然可以看成一個質(zhì)點,曲線運動比直線運動更為普遍。例如,車輛拐彎;月球繞地球約27天轉(zhuǎn)一圈;地球繞太陽約一年轉(zhuǎn)一周;太陽繞銀河系中心約2.2億年轉(zhuǎn)一周。
因為曲線運動中速度方向連續(xù)發(fā)生變化,我們很難直觀物體在某時刻的速度方向?梢栽O想如果某時刻的速度方向不再發(fā)生變化,物體將沿該時刻的速度方向做勻速直線運動。然后聯(lián)系實際引導學生想象幾種現(xiàn)象。
(1)讓學生回答,繩拉小球在光滑的水平面上做圓周運動,當繩斷后小球?qū)⒀厥裁捶较蜻\動?(沿切線方向飛出)然后引導學生分析原因:繩斷后小球速度方向不再發(fā)生變化,由于慣性,從即刻起小球做勻速直線運動,沿切線飛出。
。2)教材內(nèi)容:砂輪磨刀使火星沿切線飛出,引導學生分析原因:被磨掉的熾熱微粒速度方向不再改變,由于慣性以分離時的速度方向做勻速直線運動。又如,讓撐開的帶有雨滴的雨傘旋轉(zhuǎn),雨滴沿傘邊切線方向飛出(與上例同理)。
。3)在想象與分析的基礎上,引導學生概括總結(jié)得出:曲線運動中,速度方向是時刻改變的,在某時刻的瞬時速度方向在曲線的這一點的切線方向上。并引導學生注意到:曲線運動中速度的大小和方向可能同時變化,但速度的方向是一定改變的,速度是矢量,方向一定變,速度就一定變,所以曲線運動一定是變速運動。
曲線運動是變速運動,由牛頓第二定律分析可知,速度的變化一定產(chǎn)生加速度,而加速度必然由外力引起,加速度與合外力成正比并且方向相同。隨后提出問題,引導學生思考。
。1)如果合外力與速度在同一直線上,物體將做什么樣的運動?(變速直線運動)
。2)繩拉小球在光滑水平面上做速度大小不變的圓周運動,繩子的拉力T起什么作用?(改變速度方向)
。3)演示實驗(用投影儀或計算機軟件):讓小鐵球從斜槽上滾下,小球?qū)⒀刂本OO′運動。然后在垂直O(jiān)O′的方向上放條形磁鐵,使小球再從斜槽上滾下,小球?qū)⑵x原方向做曲線運動。又例如讓小球從桌面上滾下,離開桌面后做曲線運動。
。4)觀察實驗后引導學生概括總結(jié)如下:
①平行速度的力改變速度大;
、诖怪彼俣鹊牧Ω淖兯俣鹊姆较;
③不平行也不垂直速度的外力,同時改變速度的大小和方向;
、芤龑W生得出曲線運動的條件:合外力與速度不在同一直線上時,物體做曲線運動。
物體的運動往往是復雜的,對于復雜的運動,常常可以把它們看成幾個簡單的運動組成的,通過研究簡單的運動達到研究復雜運動的目的。
、侔炎M水的乒乓球用細繩系住另一端固定在B釘上,乒乓球靜止在A點,畫出線段BB′且使AB≈BB′(如圖5),用光滑棒在B點附近從左向右沿BB′方向勻速推動吊繩,提示學生觀察乒乓球?qū)嶋H運動的軌跡是沿AB′方向,幫助學生分析這是因為乒乓球同時參與了AB方向和BB′方向的勻速直線運動的結(jié)果,而這兩個分運動的速度都等于棒的推動速度。小球沿豎直方向及沿BB′方向的運動都是分運動;沿AB′方向的是合運動。分析表明合運動的位移與分運動位移遵守平行四邊形定則。
、诖珊訂栴}:可以看做由兩個運動組成。假如河水不流動而船在靜水中沿AB方向行駛,經(jīng)一段時間從A運動到B(如圖6),假如船的發(fā)動機沒有開動,而河水流動,那么船經(jīng)過相同的一段時間將從A運動到A′,如果船在流動的河水中開動同時參與上述兩個運動,經(jīng)相同時間從A點運動到B′點,從A到B′的運動就是上述兩個分運動的合運動。
注意:船頭指向為發(fā)動機產(chǎn)生的船速方向,指分速度;船的合運動的速度方向不一定是船頭的指向。這里的分運動、合運動都是相對地球而言,不必引入相對速度概念,避免使問題復雜化。
、儆梅诌\動的位移、速度、加速度求合運動的位移、速度、加速度等叫運動的合成。反之由合運動求分運動的位移速度、加速度等叫運動的`分解。
、谶\動的合成與分解遵守矢量運算法則,即平行四邊形法則。例如:船的合位移s合是兩個分位移s 1 s 2的矢量和;又例如飛機斜向上起飛時,在水平方向及豎直方向的分速度分別為v 1 =vcosθ,v 2 =vsinθ,其中,v是飛機的起飛速度。如圖7所示。
、賰蓚勻速直線運動的合運動一定是勻速直線運動。提問學生為什么?(v合為恒量)
、谔岢鰡栴}:船渡河時如果在AB方向的分運動是勻加速運動,水仍然勻速流動,船的合運動軌跡還是直線嗎?學生思考后回答并提示學生用曲線運動的條件來判斷,然后引導學生綜合概括出判斷方法:首先將兩個分運動的初始運動量及外力進行合成,然后用合運動的初速度及合運動所受的合外力的方向關系進行判斷。合成結(jié)果可知,船的合速度v合與合外力F不在同一直線上,船一定做曲線運動。如鞏固知識讓學生再思考回答:兩個不在同直線上初速度都為零的勻加速直線運動的合運動是什么運動?
(勻加速直線運動)
。1)通過此例讓學生明確運動的獨立性及等時性的問題,即每一個分運動彼此獨立,互不干擾;合運動與每一個分運動所用時間相同。
。2)關于速度的說明,在應用船速這個概念時,應注意區(qū)別船速v船及船的合運動速度v合。前者是發(fā)動機產(chǎn)生的分速度,后者是合速度,由于不引入相對速度概念,使上述兩種速度容易相混。
。3)問題的提出:河寬H,船速為v船,水流速度為v水,船速v船與河岸的夾角為θ,如圖9所示。
、偾蠖珊铀玫臅r間,并討論θ=?時渡河時間最短。
②怎樣渡河,船的合位移最小?
分析①用船在靜水中的分運動討論渡河時間比較方便,根據(jù)運動的獨立性,渡河時間
分析②當v船>v水時,v合垂直河岸,合位移最短等于河寬H,根向與河岸的夾角。
1、曲線運動的條件是F合與v不在同一直線上,曲線運動的速度方向為曲線的切線方向。
2、復雜運動可以分解成簡單的運動分別來研究,由分運動求合運動叫運動的合成,反之叫運動的分解,運動的合成與分解,遵守平行四邊形定
3、用曲線運動的條件及運動的合成與分解知識可以判斷合運動的性質(zhì)及合運動軌跡。
最后一例題可作為思考題先留給學生。在學生思考后講解效果更好。
運動的合成與分解教案7
一、教學目標
1、知道分運動、合運動,理解運動的獨立性,能夠?qū)碗s運動進行合成或分解。
2、通過對合運動與分運動的分析,認識科學本質(zhì),提高模型建構能力。
3、經(jīng)歷知識構建的過程,逐漸形成嚴謹認真、實事求是和持之以恒的科學態(tài)度。
二、教學重難點
重點:運動的合成與分解;
難點:運動具有獨立性。
三、教學過程
(一)新課導入
提問學生之前所學習的內(nèi)容,請學生思考后回答。物體只受一個力的時候分析起來很簡單,如果物體受多個力的復雜情況如何處理?(將多個力進行合成或分解。)
教師提出,通過合成或分解把復雜的運動轉(zhuǎn)化為簡單的運動是物理學常用的方法。拋體運動也是比較復雜的曲線運動,如何把拋體運動轉(zhuǎn)化為簡單的運動?引出本節(jié)新課《運動的合成與分解》。
。ǘ┬抡n講授
1、分運動與合運動
教師在多媒體中演示實驗:用小錘擊打與小球貼近的金屬片,使小球沿水平方向飛出。學生能發(fā)現(xiàn),小球沿曲線路徑從拋出點運動到落地點。
此時在多媒體呈現(xiàn)小球的運動軌跡,學生能發(fā)現(xiàn)小球?qū)嶋H發(fā)生的運動可以看成水平方向和豎直方向兩個運動合成的結(jié)果。繼續(xù)講解合運動與分運動的概念。
請學生思考,從運動產(chǎn)生的效果來看,合運動與分運動是一種什么關系?(合運動和分運動產(chǎn)生的效果相同。)
2、運動的獨立性
教師繼續(xù)在多媒體演示實驗:用小錘擊打彈簧片,被彈簧片夾住的小球2和貼近彈簧片的小球1會同時被釋放。學生能發(fā)現(xiàn)小球1沿水平方向飛出,小球2做自由落體運動,并且多次試驗中兩小球都同時落地。
教師組織學生同桌之間相互討論兩個運動的聯(lián)系與區(qū)別。經(jīng)過討論,學生能得到結(jié)論:1、2兩球在豎直方向上的運動完全相同;小球1同時還有水平方向的運動,并且對豎直方向的`運動沒有影響。
教師總結(jié)學生的結(jié)論,并提出,一個復雜的運動可以看成是幾個獨立進行的分運動的合運動。
3、運動的合成與分解
教師提出,如果已知分運動,就可以知道合運動,請學生參考力的合成和分解思考,求合運動的位移可以是用什么方法?學生能想到位移是矢量,可以采用平行四邊形定。則根據(jù)實驗中小球1的運動軌跡,教師提出合位移和分位移,并解釋兩者的關系;總結(jié)得出結(jié)論:合位移是兩個分位移的矢量和。接著請學生根據(jù)剛才對位移的學習,動腦思考,分析一下合速度和分速度之間的關系。緊接著教師講解運動的合成與運動的分解兩個概念。
多媒體出示書中例題,請學生思考并解答。(籃球的運動可以看成是水平方向和豎直方向的兩個分運動的合運動,使用平行四邊形定則就可以求得分速度。)
教師引導學生進行深入思考:如果兩個分運動都是勻速直線運動,合運動是什么運動?(勻速直線運動。)教師補充,如果分運動中有一個做變速直線運動,那么合運動就是曲線運動;并介紹研究曲線運動的基本方法。
。ㄈ╈柟烫嵘
思考初速度不為零的勻變速直線運動,可不可以分解為兩個運動?如何分解?
。ㄋ模┬〗Y(jié)作業(yè)
1、小結(jié):請學生總結(jié)本節(jié)收獲。
2、布置作業(yè):查找資料,了解最簡單的曲線運動——拋體運動。
四、板書設計
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