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1、2022年高一物理第一章 第2節(jié)運(yùn)動的合成與分解教案 粵教版 必修2
一、教學(xué)目標(biāo)
1.在物理知識方面的要求:
(1)理解什么是合運(yùn)動,什么是分運(yùn)動,能在具體實例中找出分運(yùn)動的合運(yùn)動和合運(yùn)動的分運(yùn)動。
(2)知道什么是運(yùn)動的合成,什么是運(yùn)動的分解。
(3)理解合運(yùn)動和分運(yùn)動的等時性。
(4)理解合運(yùn)動是按平行四邊形定則由分運(yùn)動合成的。
(5)由分運(yùn)動的性質(zhì)及特點綜合判斷合運(yùn)動的性質(zhì)及軌跡。
2.通過觀察演示實驗,有關(guān)教學(xué)軟件,并聯(lián)系學(xué)生生活實際總結(jié)概括出曲線運(yùn)動的速度方向,曲線運(yùn)動的條件,以及用運(yùn)動的合成與分解處理復(fù)雜運(yùn)動的基本方法。培養(yǎng)學(xué)生觀察能力,分析概括推理
2、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,假設(shè)水不流動,可以想象出船的分運(yùn)動;又假設(shè)船發(fā)動機(jī)停止工作,可想象出船只隨水流而動的另一分運(yùn)動。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。
二、重點、難點分析
1.已知兩個分運(yùn)動的性質(zhì)特點,判斷合運(yùn)動的性質(zhì)及軌跡,學(xué)生不容易很快掌握,是教學(xué)的難點,解決難點的關(guān)鍵是引導(dǎo)學(xué)生把每個分運(yùn)動的初始值(包括初速度、加速度以及每個分運(yùn)動所受的外力)進(jìn)行合成,最終還是用合運(yùn)動的初速度與合外力的方向關(guān)系來判斷。
三、教學(xué)過程
(一)引入課題
上一節(jié)我們學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動,它比直線運(yùn)動復(fù)雜,為研究復(fù)雜的運(yùn)動,就需
3、要把復(fù)雜的運(yùn)動分為簡單的運(yùn)動,本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)一種常用的一種方法——運(yùn)動的合成和分解。
(二)教學(xué)過程設(shè)計
1、合運(yùn)動和分運(yùn)動
(1)做課本演示實驗:
從觀察到的現(xiàn)象出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生從運(yùn)動效果進(jìn)行分析,知道一個物體實際運(yùn)動產(chǎn)生的效果與幾個不同的運(yùn)動共同產(chǎn)生的效果相同。
(2)分析:
球可看成是同時參與了下面兩個運(yùn)動,水平向右的運(yùn)動(由A到B)和豎直向下的運(yùn)動(由A到C),實際發(fā)生的運(yùn)動(由A到D)是這兩個運(yùn)動合成的結(jié)果。
(3)總結(jié)得到什么是分運(yùn)動和合運(yùn)動。
2、合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系
做課本演示實驗
①等時性:合運(yùn)動與分運(yùn)動是同時進(jìn)行,同
4、時結(jié)束。
②獨(dú)立性:一個物體同時參與幾個分運(yùn)動,各分運(yùn)動獨(dú)立進(jìn)行各自產(chǎn)生的效果互不干擾。
3.運(yùn)動的合成和分解
(1)通過聯(lián)系船渡河實際,給出合運(yùn)動、分運(yùn)動等概念。
船渡河問題:可以看做由兩個運(yùn)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(yùn)動到B(如圖6),假如船的發(fā)動機(jī)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(yùn)動到Aˊ,如果船在流動的河水中開動同時參與上述兩個分運(yùn)動的合運(yùn)動。
注意:船頭指向為發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的船速方向,指分速度;船的合運(yùn)動的速度方向不一定是船頭的指向。這里的分運(yùn)動、合運(yùn)動都是相對地球而言,不必引入相對速度概念,
5、避免使問題復(fù)雜化。
(2)引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)運(yùn)動的合成分解法則:平行四邊形法則。
①用分運(yùn)動的位移、速度、加速度求合運(yùn)動的位移、速度、加速度等叫運(yùn)動的合成。反之由合運(yùn)動求分運(yùn)動的位移速度、加速度等叫運(yùn)動的分解。
②運(yùn)動的合成與分解遵守矢量運(yùn)算法則,即平行四邊形法則:
1.課本例題分析
2.船的合位移s 是兩個分位移s1s2的矢量和;又例如飛機(jī)斜向上起飛時,在水平方向及豎直方向的分速度分別為u1=ucosθ,u2=usinθ,其中,u是飛機(jī)的起飛速度。如圖7所示。
(3)用分運(yùn)動的性質(zhì)判斷合運(yùn)動的性質(zhì)及軌跡。
①兩個勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是勻速直線運(yùn)動。提問學(xué)
6、生為什么?(u合為恒量)
②提出問題:船渡河時如果在AB方向的分運(yùn)動是勻加速運(yùn)動,水仍然勻速流動,船的合運(yùn)動軌跡還是直線嗎?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:首先將兩個分運(yùn)動的初始運(yùn)動量及外力進(jìn)行合成,然后用合運(yùn)動的初速度及合運(yùn)動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u合與合外力F不在同一直線上,船一定做曲線運(yùn)動。如鞏固知識讓學(xué)生再思考加答:兩個不在同一直線上初速度都為零的勻加速直線運(yùn)動的合運(yùn)動是什么運(yùn)動?
(勻加速直線運(yùn)動)
4.引申內(nèi)容:關(guān)于船的渡河問題的討論
(1)通過此例讓學(xué)生明確運(yùn)動的獨(dú)立性及等時
7、性的問題,即每一個分運(yùn)動彼此獨(dú)立,互不干擾;合運(yùn)動與每一個分運(yùn)動所用時間相同。
(2)關(guān)于速度的說明,在應(yīng)用船速這個概念時,應(yīng)注意區(qū)別船速u船及船的合運(yùn)動速度u合。前者是發(fā)動機(jī)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u船,水流速度為u水,船速u船與河岸的夾角為θ,如圖9所示。
①求渡河所用的時間,并討論θ=?時渡河時間最短。
②怎樣渡河,船的合位移最???
分析① 用船在靜水中的分運(yùn)動討論渡河時間比較方便,根據(jù)運(yùn)動的獨(dú)立性,渡河時間t= s船/ u船將s船=H/sinθ(如圖10所示)代入得t=H/ sinθu船分析可知θ=90°時,即船頭垂直對岸行駛時渡河時間最短。
分析② 當(dāng)u船> u水時,u合垂直河岸,合位移最短等于河寬H,根據(jù)速度三角形可知船速方向應(yīng)滿足cosθ= u船/u水,θ為u船與河岸的夾角。當(dāng)u船> u水時,分析可知船速u船方向應(yīng)滿足cosθ= u船/u水,θ為船速方向與河岸的夾角。
(三)課堂小結(jié)
1.復(fù)雜運(yùn)動可以分解成簡單的運(yùn)動分別來研究,由分運(yùn)動求合運(yùn)動叫運(yùn)動的合成,反之叫運(yùn)動的分解,運(yùn)動的合成與分解,遵守平行四邊形法則。
2.用曲線運(yùn)動的條件及運(yùn)動的合成與分解知識可以判斷合運(yùn)動的性質(zhì)及合運(yùn)動軌跡。
(四)作業(yè)與思考