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物理運(yùn)動(dòng)的合成與分解的教案
作為一位杰出的老師,通常會(huì)被要求編寫教案,借助教案可以恰當(dāng)?shù)剡x擇和運(yùn)用教學(xué)方法,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。優(yōu)秀的教案都具備一些什么特點(diǎn)呢?下面是小編整理的物理運(yùn)動(dòng)的合成與分解的教案,歡迎閱讀與收藏。
物理運(yùn)動(dòng)的合成與分解的教案1
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、通過對(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)解決物理問題的能力。
情感目標(biāo)
通過對(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(duì)運(yùn)動(dòng)合成和分解問題的進(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)例來說明如何確定合運(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,問題馬上得到解決。
關(guān)于例題:例1:將演示實(shí)驗(yàn)過程定量討論。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,來求另外兩個(gè)分速度。其思路先由平行四邊形法則畫出幾何關(guān)系,再利用數(shù)學(xué)計(jì)算解決分速度問題。
兩道例題很簡(jiǎn)單,但合、分運(yùn)動(dòng)關(guān)系及解決問題的方法、思路充分體現(xiàn)出來。通過練習(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。
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;注意區(qū)別船頭方向?yàn)榉炙俣确较,而船?shí)際航行方向?yàn)楹纤俣确较颉?/p>
進(jìn)一步研究合、分運(yùn)動(dòng)關(guān)系,(由演示實(shí)驗(yàn)說明)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v、s矢量圖)
方法一:
方法二:
例2思路:先畫矢量圖,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3演示
基礎(chǔ)好的學(xué)生探究活動(dòng)(活動(dòng)方案見下面)
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?
物理運(yùn)動(dòng)的合成與分解的教案2
一、教學(xué)目標(biāo)
1、知道分運(yùn)動(dòng)、合運(yùn)動(dòng),理解運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性,能夠?qū)?fù)雜運(yùn)動(dòng)進(jìn)行合成或分解。
2、通過對(duì)合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的分析,認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì),提高模型建構(gòu)能力。
3、經(jīng)歷知識(shí)構(gòu)建的過程,逐漸形成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是和持之以恒的科學(xué)態(tài)度。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn):運(yùn)動(dòng)的合成與分解;
難點(diǎn):運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性。
三、教學(xué)過程
。ㄒ唬┬抡n導(dǎo)入
提問學(xué)生之前所學(xué)習(xí)的內(nèi)容,請(qǐng)學(xué)生思考后回答。物體只受一個(gè)力的時(shí)候分析起來很簡(jiǎn)單,如果物體受多個(gè)力的復(fù)雜情況如何處理?(將多個(gè)力進(jìn)行合成或分解。)
教師提出,通過合成或分解把復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)是物理學(xué)常用的方法。拋體運(yùn)動(dòng)也是比較復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng),如何把拋體運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)?引出本節(jié)新課《運(yùn)動(dòng)的合成與分解》。
。ǘ┬抡n講授
1、分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)
教師在多媒體中演示實(shí)驗(yàn):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(xué)生能發(fā)現(xiàn),小球沿曲線路徑從拋出點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到落地點(diǎn)。
此時(shí)在多媒體呈現(xiàn)小球的運(yùn)動(dòng)軌跡,學(xué)生能發(fā)現(xiàn)小球?qū)嶋H發(fā)生的運(yùn)動(dòng)可以看成水平方向和豎直方向兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成的結(jié)果。繼續(xù)講解合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的概念。
請(qǐng)學(xué)生思考,從運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的效果來看,合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)是一種什么關(guān)系?(合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的效果相同。)
2、運(yùn)動(dòng)的`獨(dú)立性
教師繼續(xù)在多媒體演示實(shí)驗(yàn):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(huì)同時(shí)被釋放。學(xué)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(yùn)動(dòng),并且多次試驗(yàn)中兩小球都同時(shí)落地。
教師組織學(xué)生同桌之間相互討論兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系與區(qū)別。經(jīng)過討論,學(xué)生能得到結(jié)論:1、2兩球在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)完全相同;小球1同時(shí)還有水平方向的運(yùn)動(dòng),并且對(duì)豎直方向的運(yùn)動(dòng)沒有影響。
教師總結(jié)學(xué)生的結(jié)論,并提出,一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)可以看成是幾個(gè)獨(dú)立進(jìn)行的分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。
3、運(yùn)動(dòng)的合成與分解
教師提出,如果已知分運(yùn)動(dòng),就可以知道合運(yùn)動(dòng),請(qǐng)學(xué)生參考力的合成和分解思考,求合運(yùn)動(dòng)的位移可以是用什么方法?學(xué)生能想到位移是矢量,可以采用平行四邊形定。則根據(jù)實(shí)驗(yàn)中小球1的運(yùn)動(dòng)軌跡,教師提出合位移和分位移,并解釋兩者的關(guān)系;總結(jié)得出結(jié)論:合位移是兩個(gè)分位移的矢量和。接著請(qǐng)學(xué)生根據(jù)剛才對(duì)位移的學(xué)習(xí),動(dòng)腦思考,分析一下合速度和分速度之間的關(guān)系。緊接著教師講解運(yùn)動(dòng)的合成與運(yùn)動(dòng)的分解兩個(gè)概念。
多媒體出示書中例題,請(qǐng)學(xué)生思考并解答。(籃球的運(yùn)動(dòng)可以看成是水平方向和豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),使用平行四邊形定則就可以求得分速度。)
教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考:如果兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)是什么運(yùn)動(dòng)?(勻速直線運(yùn)動(dòng)。)教師補(bǔ)充,如果分運(yùn)動(dòng)中有一個(gè)做變速直線運(yùn)動(dòng),那么合運(yùn)動(dòng)就是曲線運(yùn)動(dòng);并介紹研究曲線運(yùn)動(dòng)的基本方法。
。ㄈ╈柟烫嵘
思考初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng),可不可以分解為兩個(gè)運(yùn)動(dòng)?如何分解?
(四)小結(jié)作業(yè)
1、小結(jié):請(qǐng)學(xué)生總結(jié)本節(jié)收獲。
2、布置作業(yè):查找資料,了解最簡(jiǎn)單的曲線運(yùn)動(dòng)——拋體運(yùn)動(dòng)。
四、板書設(shè)計(jì)
物理運(yùn)動(dòng)的合成與分解的教案3
一、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)
1.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)定義:如果物體同時(shí)參與了兩種運(yùn)動(dòng),那么物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)叫做那兩種運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),那兩種運(yùn)動(dòng)叫做這個(gè)實(shí)際運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)。
2.在一個(gè)具體問題中判斷哪個(gè)是合運(yùn)動(dòng),哪個(gè)是分運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵是弄清物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)是哪個(gè),則這個(gè)運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng)。物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)就是物體相對(duì)地面發(fā)生的運(yùn)動(dòng),或者說是相對(duì)于地面上的觀察者所發(fā)生的運(yùn)動(dòng)。
3.相互關(guān)系
、龠\(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性:分運(yùn)動(dòng)之間是互不相干的,即各個(gè)分運(yùn)動(dòng)均按各自規(guī)律運(yùn)動(dòng),彼此互不影響。因此在研究某個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,就可以不考慮其他的分運(yùn)動(dòng),就像其他分運(yùn)動(dòng)不存在一樣。
、谶\(yùn)動(dòng)的等時(shí)性:各個(gè)分運(yùn)動(dòng)及其合運(yùn)動(dòng)總是同時(shí)發(fā)生,同時(shí)結(jié)束,經(jīng)歷的時(shí)間相等;因此,若知道了某一分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,也就知道了其他分運(yùn)動(dòng)及合運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間;反之亦然。
、圻\(yùn)動(dòng)的等效性:各分運(yùn)動(dòng)疊加起來的.效果與合運(yùn)動(dòng)相同。
④運(yùn)動(dòng)的相關(guān)性:分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)決定合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡。
二、運(yùn)動(dòng)的合成和分解
這是處理復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的一種重要方法。
1.定義:已知分運(yùn)動(dòng)的情況求合運(yùn)動(dòng)的情況,叫做運(yùn)動(dòng)的合成。
已知合運(yùn)動(dòng)的情況求分運(yùn)動(dòng)的情況,叫做運(yùn)動(dòng)的分解。
2.實(shí)質(zhì)(研究?jī)?nèi)容):運(yùn)動(dòng)是位置隨時(shí)問的變化,通常用位移、速度、加速度等物理量描述。所以,運(yùn)動(dòng)的合成與分解實(shí)質(zhì)就是對(duì)描述運(yùn)動(dòng)的上述物理量的合成與分解。
3.定則:由于描述運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(biāo)度,用一定長(zhǎng)度的有向線段表示分運(yùn)動(dòng)或合運(yùn)動(dòng)的有關(guān)物理量,嚴(yán)格按照平行四邊形定則畫出平行四邊形求解。
、谟(jì)算法:先畫出運(yùn)動(dòng)合成或分解的示意圖,然后應(yīng)用直角三角形等物理知識(shí)求解。
三、兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的初速度v0和加速度a后進(jìn)行判斷:
①若a=0(分運(yùn)動(dòng)的加速度都為零),物體沿合初速度v0的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
、谌鬭0且a與v0的方向在同一直線上,物體就做直線運(yùn)動(dòng);a與v0同向時(shí)做加速直線運(yùn)動(dòng);a與v0反向時(shí)先做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度減為零后將沿a的方向做加速運(yùn)動(dòng);a恒定時(shí),物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
、廴鬭與v0的方向不在同一直線上,則合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng),a恒定時(shí),是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。
2.合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡由分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)決定。分別研究下列幾種情況下的合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡
①兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的軌跡必是直線,如小船過河問題;
、谙嗷ゴ怪钡膭蛩僦本運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的軌跡一定是曲線,如平拋運(yùn)動(dòng);
、蹆蓚(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是直線(合運(yùn)動(dòng)的初速度v0和加速度a在一直線上),也可能是曲線(合運(yùn)動(dòng)的初速度v0和加速度a不在一直線上):
四、運(yùn)動(dòng)的合成與分解在小船過河問題、繩端速度分解問題中的應(yīng)用
物理運(yùn)動(dòng)的合成與分解的教案4
1、在物理知識(shí)方面的要求:
。1)了解曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),速度方向在該點(diǎn)切線方向上且時(shí)刻在變,因此曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng);
。2)了解曲線運(yùn)動(dòng)的條件:合外力與速度不在同一條直線上;
(3)根據(jù)學(xué)生理解能力,可將曲線運(yùn)動(dòng)的條件深化,即平行速度的力只改變速度大。淮怪彼俣鹊牧χ桓淖兯俣确较,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(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng),掌握運(yùn)動(dòng)的合成與分解法則——平行四邊形定則;
。5)由分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及特點(diǎn)綜合判斷合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及軌跡。
2、通過觀察演示實(shí)驗(yàn),有關(guān)教學(xué)軟件,并聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際總結(jié)概括出曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向,曲線運(yùn)動(dòng)的條件,以及用運(yùn)動(dòng)的合成與分解處理復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的基本方法。培養(yǎng)學(xué)生觀察能力,分析概括推理能力,并激發(fā)學(xué)生興趣。
3、滲透物理學(xué)方法的教育。研究船渡河運(yùn)動(dòng),假設(shè)水不流動(dòng),可以想象出船的分運(yùn)動(dòng);又假設(shè)船發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作,可想象出船只隨水流而動(dòng)的另一分運(yùn)動(dòng)。培養(yǎng)學(xué)生的想象能力和運(yùn)用物理學(xué)抽象思維的基本方法。
1、重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握曲線運(yùn)動(dòng)為什么是變速運(yùn)動(dòng),理解做曲線運(yùn)動(dòng)的條件及運(yùn)動(dòng)的合成與分解定則;
2、已知兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)特點(diǎn),判斷合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及軌跡,學(xué)生不容易很快掌握,是教學(xué)的難點(diǎn),解決難點(diǎn)的關(guān)鍵是引導(dǎo)學(xué)生把每個(gè)分運(yùn)動(dòng)的初始值(包括初速度、加速度以及每個(gè)分運(yùn)動(dòng)所受的外力)進(jìn)行合成,最終還是用合運(yùn)動(dòng)的初速度與合外力的方向關(guān)系來判斷。
1、乒乓球、小鐵球、細(xì)繩。
2、斜槽、條形磁鐵、鐵球、投影儀、計(jì)算機(jī)軟盤、彩電。
機(jī)械運(yùn)動(dòng)可以劃分為平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng),而平動(dòng)又可以劃分為直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng),所以曲線運(yùn)動(dòng)屬于平動(dòng)形式,做曲線運(yùn)動(dòng)的物體仍然可以看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn),曲線運(yùn)動(dòng)比直線運(yùn)動(dòng)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?yàn)榍運(yùn)動(dòng)中速度方向連續(xù)發(fā)生變化,我們很難直觀物體在某時(shí)刻的`速度方向?梢栽O(shè)想如果某時(shí)刻的速度方向不再發(fā)生變化,物體將沿該時(shí)刻的速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。然后聯(lián)系實(shí)際引導(dǎo)學(xué)生想象幾種現(xiàn)象。
。1)讓學(xué)生回答,繩拉小球在光滑的水平面上做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)繩斷后小球?qū)⒀厥裁捶较蜻\(yùn)動(dòng)?(沿切線方向飛出)然后引導(dǎo)學(xué)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(yùn)動(dòng),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(dǎo)學(xué)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(shí)的速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。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(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)得出:曲線運(yùn)動(dòng)中,速度方向是時(shí)刻改變的,在某時(shí)刻的瞬時(shí)速度方向在曲線的這一點(diǎn)的切線方向上。并引導(dǎo)學(xué)生注意到:曲線運(yùn)動(dòng)中速度的大小和方向可能同時(shí)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(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。
曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),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(dǎo)學(xué)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(yùn)動(dòng)?(變速直線運(yùn)動(dòng))
。2)繩拉小球在光滑水平面上做速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng),繩子的拉力T起什么作用?(改變速度方向)
(3)演示實(shí)驗(yàn)(用投影儀或計(jì)算機(jī)軟件):讓小鐵球從斜槽上滾下,小球?qū)⒀刂本OO′運(yùn)動(dòng)。然后在垂直O(jiān)O′的方向上放條形磁鐵,使小球再?gòu)男辈凵蠞L下,小球?qū)⑵x原方向做曲線運(yùn)動(dòng)。又例如讓小球從桌面上滾下,離開桌面后做曲線運(yùn)動(dòng)。
(4)觀察實(shí)驗(yàn)后引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)如下:
、倨叫兴俣鹊牧Ω淖兯俣却笮;
、诖怪彼俣鹊牧Ω淖兯俣鹊姆较;
、鄄黄叫幸膊淮怪彼俣鹊耐饬,同時(shí)改變速度的大小和方向;
、芤龑(dǎo)學(xué)生得出曲線運(yùn)動(dòng)的條件:合外力與速度不在同一直線上時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng)。
物體的運(yùn)動(dòng)往往是復(fù)雜的,對(duì)于復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),常?梢园阉鼈兛闯蓭讉(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)組成的,通過研究簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)達(dá)到研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的目的。
、侔炎M水的乒乓球用細(xì)繩系住另一端固定在B釘上,乒乓球靜止在A點(diǎn),畫出線段BB′且使AB≈BB′(如圖5),用光滑棒在B點(diǎn)附近從左向右沿BB′方向勻速推動(dòng)吊繩,提示學(xué)生觀察乒乓球?qū)嶋H運(yùn)動(dòng)的軌跡是沿AB′方向,幫助學(xué)生分析這是因?yàn)槠古仪蛲瑫r(shí)參與了AB方向和BB′方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,而這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度都等于棒的推動(dòng)速度。小球沿豎直方向及沿BB′方向的運(yùn)動(dòng)都是分運(yùn)動(dòng);沿AB′方向的是合運(yùn)動(dòng)。分析表明合運(yùn)動(dòng)的位移與分運(yùn)動(dòng)位移遵守平行四邊形定則。
、诖珊訂栴}:可以看做由兩個(gè)運(yùn)動(dòng)組成。假如河水不流動(dòng)而船在靜水中沿AB方向行駛,經(jīng)一段時(shí)間從A運(yùn)動(dòng)到B(如圖6),假如船的發(fā)動(dòng)機(jī)沒有開動(dòng),而河水流動(dòng),那么船經(jīng)過相同的一段時(shí)間將從A運(yùn)動(dòng)到A′,如果船在流動(dòng)的河水中開動(dòng)同時(shí)參與上述兩個(gè)運(yùn)動(dòng),經(jīng)相同時(shí)間從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B′點(diǎn),從A到B′的運(yùn)動(dòng)就是上述兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。
注意:船頭指向?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的船速方向,指分速度;船的合運(yùn)動(dòng)的速度方向不一定是船頭的指向。這里的分運(yùn)動(dòng)、合運(yùn)動(dòng)都是相對(duì)地球而言,不必引入相對(duì)速度概念,避免使問題復(fù)雜化。
、儆梅诌\(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度求合運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度等叫運(yùn)動(dòng)的合成。反之由合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)的位移速度、加速度等叫運(yùn)動(dòng)的分解。
、谶\(yùn)動(dòng)的合成與分解遵守矢量運(yùn)算法則,即平行四邊形法則。例如:船的合位移s合是兩個(gè)分位移s 1 s 2的矢量和;又例如飛機(jī)斜向上起飛時(shí),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(jī)的起飛速度。如圖7所示。
、賰蓚(gè)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)。提問學(xué)生為什么?(v合為恒量)
、谔岢鰡栴}:船渡河時(shí)如果在AB方向的分運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng),水仍然勻速流動(dòng),船的合運(yùn)動(dòng)軌跡還是直線嗎?學(xué)生思考后回答并提示學(xué)生用曲線運(yùn)動(dòng)的條件來判斷,然后引導(dǎo)學(xué)生綜合概括出判斷方法:首先將兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的初始運(yùn)動(dòng)量及外力進(jìn)行合成,然后用合運(yùn)動(dòng)的初速度及合運(yùn)動(dòng)所受的合外力的方向關(guān)系進(jìn)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(yùn)動(dòng)。如鞏固知識(shí)讓學(xué)生再思考回答:兩個(gè)不在同直線上初速度都為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是什么運(yùn)動(dòng)?
。▌蚣铀僦本運(yùn)動(dòng))
(1)通過此例讓學(xué)生明確運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性及等時(shí)性的問題,即每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立,互不干擾;合運(yùn)動(dòng)與每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間相同。
(2)關(guān)于速度的說明,在應(yīng)用船速這個(gè)概念時(shí),應(yīng)注意區(qū)別船速v船及船的合運(yùn)動(dòng)速度v合。前者是發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的分速度,后者是合速度,由于不引入相對(duì)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。
①求渡河所用的時(shí)間,并討論θ=?時(shí)渡河時(shí)間最短。
、谠鯓佣珊,船的合位移最?
分析①用船在靜水中的分運(yùn)動(dòng)討論渡河時(shí)間比較方便,根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性,渡河時(shí)間
分析②當(dāng)v船>v水時(shí),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(yùn)動(dòng)的條件是F合與v不在同一直線上,曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向?yàn)榍的切線方向。
2、復(fù)雜運(yùn)動(dòng)可以分解成簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)分別來研究,由分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)叫運(yùn)動(dòng)的合成,反之叫運(yùn)動(dòng)的分解,運(yùn)動(dòng)的合成與分解,遵守平行四邊形定
3、用曲線運(yùn)動(dòng)的條件及運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)可以判斷合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及合運(yùn)動(dòng)軌跡。
最后一例題可作為思考題先留給學(xué)生。在學(xué)生思考后講解效果更好。
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