2019-2020年高一物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 二、運(yùn)動(dòng)的合成和分解(第一課時(shí)) 人教大綱版第一冊(cè).doc

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2019-2020年高一物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 二、運(yùn)動(dòng)的合成和分解(第一課時(shí)) 人教大綱版第一冊(cè) ●本節(jié)教材分析 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)看做是幾個(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). ●教學(xué)目標(biāo) 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.知道什么是運(yùn)動(dòng)的合成和分解. 3.會(huì)用圖解法和三角形的知識(shí)分析、解決兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合成問題和分解問題. 4.理解兩個(gè)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) 培養(yǎng)學(xué)生的觀察推理能力、分析綜合能力. 三、德育目標(biāo) 1.介紹類比法和歸納推理法，初步了解這兩種科學(xué)方法在探究物理問題方面的應(yīng)用. 2.進(jìn)一步加深理解數(shù)學(xué)模型中的圖象法在探究物理矢量運(yùn)算問題中的有效作用，并學(xué)會(huì)運(yùn)用其分析和解決問題. ●教學(xué)重點(diǎn) 1.明確一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)可以等效為兩個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)的合成或等效分解為兩個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng). 2.理解運(yùn)動(dòng)合成、分解的意義和方法. ●教學(xué)難點(diǎn) 1.分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性和獨(dú)立性. 2.理解兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)可以是直線運(yùn)動(dòng)，也可以是曲線運(yùn)動(dòng). ●教學(xué)方法 講練法、觀察實(shí)驗(yàn)法、分層教學(xué)法. ●教學(xué)用具 投影儀、CAI課件. ●課時(shí)安排 1課時(shí) ●教學(xué)過程 ［投影］本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.知道合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)，知道合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)是同時(shí)發(fā)生的，且互不影響，能在具體的問題中分析和判斷. 2.理解運(yùn)動(dòng)的合成和分解的意義及方法. 3.會(huì)用圖示方法和數(shù)學(xué)方法求解位移、速度的合成和分解的問題. 學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程 一、導(dǎo)入新課 ［教學(xué)設(shè)計(jì)］ 通過復(fù)習(xí)力的合成與分解來直接導(dǎo)入. ［設(shè)疑］ 關(guān)于合成和分解的問題我們已經(jīng)學(xué)過，是什么的合成與分解呢？ ［提問C層次同學(xué)］ ［結(jié)論］力的合成與分解. ［繼續(xù)設(shè)疑］ 在進(jìn)行力的合成和分解時(shí)遵循什么定則？ ［鼓勵(lì)大家主動(dòng)回答］ ［結(jié)論］平行四邊形定則 ［教師導(dǎo)入］ 那么，今天我們學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)的合成與分解是如何進(jìn)行的呢？又為什么要學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)的合成與分解呢？ 二、新課教學(xué) (一)運(yùn)動(dòng)的合成與分解的目的. ［提出問題］ 曲線運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)哪個(gè)較復(fù)雜？哪個(gè)我們更熟悉？ ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ 先各自獨(dú)立思考， 后討論交換意見 ［師生互動(dòng)歸納］ 曲線運(yùn)動(dòng)較復(fù)雜，直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律更為熟悉一些. ［方法滲透］ 由于上述原因，我們想找到一種方法來把復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為比較簡(jiǎn)單的我們熟悉的直線運(yùn)動(dòng)而應(yīng)用已經(jīng)掌握的有關(guān)直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng).這也就是研究運(yùn)動(dòng)的合成與分解的目的所在. (二)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng) ［演示］兩次 1.管不動(dòng)，紅蠟小圓柱體在注滿水的長(zhǎng)直玻璃管中勻速上浮時(shí)間t. 2.紅蠟小圓柱體隨管子勻速右移時(shí)間t. 3.上述兩步同時(shí)進(jìn)行時(shí)間t. ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ 1.注意觀察小蠟塊的運(yùn)動(dòng)情況. 2.注意實(shí)驗(yàn)時(shí)強(qiáng)調(diào)的問題. 3.在觀察完成以后討論思考下面思考題. 上述三個(gè)運(yùn)動(dòng)哪一個(gè)的效果和另外兩個(gè)依次進(jìn)行的效果相同？ ［點(diǎn)撥歸納］ 1.［CAI課件］模擬蠟塊的運(yùn)動(dòng)，重點(diǎn)突出等效性、等時(shí)性. 2.［結(jié)論］演示三的運(yùn)動(dòng)與一、二的運(yùn)動(dòng)依次進(jìn)行的效果相同.這也說明演示三的運(yùn)動(dòng)可看做是相同時(shí)間內(nèi)演示一、二運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng). ［概念介紹］ 1.合運(yùn)動(dòng)是實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)，其余具有某一方面效果的運(yùn)動(dòng)則為分運(yùn)動(dòng). 2.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，即同時(shí)開始，同時(shí)結(jié)束. 3.各個(gè)分運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性.即各個(gè)分運(yùn)動(dòng)互不影響. ［強(qiáng)化訓(xùn)練］ ［CAI課件］模擬小船渡河情況如下圖，試分析其合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的效果. ［參考答案］ ①小船實(shí)際向左的運(yùn)動(dòng)是合運(yùn)動(dòng) ②隨繩的運(yùn)動(dòng)是分運(yùn)動(dòng)一. ③垂直繩的擺動(dòng)是分運(yùn)動(dòng)二. ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ 互相討論、分析實(shí)例. 典例分析、激勵(lì)評(píng)價(jià). (三)運(yùn)動(dòng)的合成和分解. 1.［類比力的合成和分解得出］概念 ①已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)叫運(yùn)動(dòng)的合成. ②已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)叫運(yùn)動(dòng)的分解. ［過渡設(shè)疑］ 如何進(jìn)行呢？ 2.運(yùn)動(dòng)的合成和分解方法 ①［復(fù)習(xí)描述運(yùn)動(dòng)的物理量］ ［教學(xué)設(shè)計(jì)］ a.借此復(fù)習(xí)前面知識(shí)點(diǎn) b.提問C層次同學(xué)作答，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)的積極性. ［強(qiáng)調(diào)］描述運(yùn)動(dòng)的物理量有速度v、加速度a、位移s都是矢量.故運(yùn)動(dòng)的合成和分解也是這些矢量的合成和分解. ②運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法 a.運(yùn)動(dòng)的合成 a1.兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)必須是同一質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)間內(nèi)相對(duì)于同一參考系的運(yùn)動(dòng). a2.兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)在一條直線上 ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ A層次：獨(dú)立思考. B、C層次：討論歸納、類比同一直線上力的合成得出. ［師生互動(dòng)歸納］ 矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算，注意要先選定一個(gè)正方向.合運(yùn)動(dòng)的各量為各分運(yùn)動(dòng)各量的矢量和. ［舉例分析］ 例如：豎直上拋運(yùn)動(dòng)可以看成是豎直方向的勻速運(yùn)動(dòng)和自由落體的合運(yùn)動(dòng).即先取向上為正，則有： vt=v0+(－gt)=v0－gt s=v0t+(－gt2)=v0t－gt2 a=0+(－g)=－g a3.不在同一直線上 ［教學(xué)設(shè)計(jì)］ 類比力的合成學(xué)習(xí). ［師生互動(dòng)歸納］ 按照平行四邊形定則合成 ［舉例應(yīng)用］圖象法 b.運(yùn)動(dòng)的分解 ［教師強(qiáng)調(diào)］ 類比力的分解，運(yùn)動(dòng)的分解必須將實(shí)際運(yùn)動(dòng)(供分解的“合運(yùn)動(dòng)”)按平行四邊形定則將其各個(gè)物理量分解. ［舉例］ 如圖，人用繩通過定滑輪拉物體A，當(dāng)人以速度v0勻速前進(jìn)時(shí)，求物體A的速度. 解析：合運(yùn)動(dòng)即實(shí)際運(yùn)動(dòng)即物體A的運(yùn)動(dòng). 其一個(gè)分運(yùn)動(dòng)是隨繩沿繩的方向被牽引，v1=v0. 其另一個(gè)分運(yùn)動(dòng)是垂直于繩以定滑輪為圓心的擺動(dòng)，它不改變擺長(zhǎng)，只改變角度θ的值. 所以，如圖分解可得 v=v0·cosθ 由于θ在變大，vA也將逐漸變大.故物體A在做變速運(yùn)動(dòng). ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ A層次：結(jié)合實(shí)例，領(lǐng)會(huì)運(yùn)動(dòng)分解的關(guān)鍵所在. B層次：互相討論，加深理解. C層次：整理思路，寫出具體解析步驟. (四)例題解析 1.［投影］課本例1 思考：①說明紅蠟塊參與了哪兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)？ ②蠟塊的分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間有什么關(guān)系？ ③紅蠟塊的分速度應(yīng)如何求解？ ④求解合速度的方法有哪些？ ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ A層次：按照自己的理解思路寫出本題的解題過程. B層次：結(jié)合思考題寫出詳解. C層次：弄清各個(gè)思考題，試寫出解題步驟. ［師生互動(dòng)］ ①激勵(lì)評(píng)價(jià)，實(shí)物投影展示. ②投影各種方法詳解. 方法一： 蠟塊的水平分位移s1=0.8 m，豎直分位移s2=0.9 m， 據(jù)平行四邊形定則得： 合位移s==1.2 m. 則v合==0.06 m/s. 方法二： 據(jù)v=分別求出兩個(gè)分速度. 水平：v1==0.04 m/s 豎直：v2==0.045 m/s 合：v==0.06 m/s ［題后總結(jié)］后一種方法是基本解法，適合于求解不是勻速運(yùn)動(dòng)的一般情況和勻速運(yùn)動(dòng)的特殊情況. 2.［投影］課本例2及其分析 ［題后總結(jié)］ 運(yùn)動(dòng)的分解要根據(jù)實(shí)際情況來分析.說明兩個(gè)分速度的實(shí)際作用：水平分速度使飛機(jī)前進(jìn)，豎直分速度使飛機(jī)上升. (五)實(shí)踐操作 ［投影實(shí)踐題目］ 討論兩個(gè)互相垂直的直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的類型有哪些. ［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ A、C層次互相討論歸納 B層次互相討論歸納 ［學(xué)生展示可能的情形］ 1.兩勻速合成仍為勻速直線運(yùn)動(dòng). 2.一勻速，一勻變速，合成為勻變速曲線運(yùn)動(dòng). ［教師點(diǎn)評(píng)、投影圖解］ 補(bǔ)充：3.兩勻變速，可能為勻變速直線運(yùn)動(dòng)也可能為勻變速曲線運(yùn)動(dòng). ［題后總結(jié)］ 1.兩個(gè)互相垂直的直線運(yùn)動(dòng)可能為直線運(yùn)動(dòng)，也可能為曲線運(yùn)動(dòng). 2.反向思維：曲線運(yùn)動(dòng)也可以分解為兩個(gè)垂直方向的直線運(yùn)動(dòng)，利用直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究以后再合成就可以知道作為合運(yùn)動(dòng)的曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律. 三、小結(jié) 1.教師歸納、學(xué)生回答課前疑問 2.［學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)］ A層次：獨(dú)立歸納，找出本節(jié)重點(diǎn)所在. B層次：討論小結(jié)，找出本節(jié)難點(diǎn)所在. C層次：結(jié)合小節(jié)提綱，系統(tǒng)再現(xiàn)本節(jié)知識(shí)體系. ［投影］ 本節(jié)小結(jié)提綱 1.運(yùn)動(dòng)的合成和分解的目的是什么？ 2.運(yùn)動(dòng)的合成和分解的基本方法有哪些？ 3.分解的是什么運(yùn)動(dòng)？能否隨意分解？ 4.合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)有哪些聯(lián)系和區(qū)別？ 5.直線運(yùn)動(dòng)垂直合成一定是直線運(yùn)動(dòng)嗎？ 四、作業(yè) 1.復(fù)習(xí)該節(jié)內(nèi)容 2.課本練習(xí)二 3.預(yù)習(xí)下一節(jié) 4.思考題： 北風(fēng)速度4 m/s，大河中的水流正以3 m/s的速度向東流動(dòng)，船上的乘客看見輪船煙囪冒出的煙柱是豎直的，求輪船相對(duì)于水的船行速度多大？什么方向？ 參考答案：v=5 m/s；向南偏西37° 五、板書設(shè)計(jì) 六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計(jì) 1.關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成，下列說法中正確的是( ) A.合運(yùn)動(dòng)的速度一定比每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度大 B.兩個(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) C.只要兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)，那么它們的合運(yùn)動(dòng)也一定是直線運(yùn)動(dòng) D.兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定與它們的合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等 2.某人乘小船以一定的速率垂直河岸向?qū)Π秳澣?，?dāng)水流勻速時(shí)，關(guān)于它過河所需要的時(shí)間、發(fā)生的位移與水速的關(guān)系正確的是( ) A.水速小、位移小、時(shí)間短 B.水速大、位移大、時(shí)間短 C.水速大、位移大、時(shí)間不變 D.位移、時(shí)間與水速無(wú)關(guān) 3.勻減速運(yùn)動(dòng)的速度vt=v0－at，可以看成是兩個(gè)在一條直線上的運(yùn)動(dòng)的速度合成，一個(gè)是________，另一個(gè)是 . 4.一只船在靜水中的速度為3 m/s，它要橫渡一條30 m寬的河，水流速度為4 m/s，下列說法正確的是( ) A.這只船不可能垂直于河岸抵達(dá)正對(duì)岸 B.這只船對(duì)地的速度一定是5 m/s C.過河時(shí)間可能是6 s D.過河時(shí)間可能是12 s 5.如圖所示，汽車以速度v勻速行駛，當(dāng)汽車到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，繩子與水平方向的夾角為θ,此時(shí)物體M的速度大小為 (用v、θ表示). 6.小船在靜水中速度是v，今小船要渡過一河流，渡河時(shí)小船朝對(duì)岸垂直劃行，若航行至河中心時(shí)，水流速度增大，則渡河時(shí)間將( ) A.增大 B.減小 C.不變 D.不能確定 7.某人站在自動(dòng)扶梯上，經(jīng)過t1時(shí)間由一樓升到二樓，如果自動(dòng)扶梯不運(yùn)動(dòng)，人沿著扶梯從一樓走到二樓的時(shí)間為t2，現(xiàn)使自動(dòng)扶梯正常運(yùn)動(dòng)，人也保持原有的速度沿扶梯向上走，則人從一樓到二樓的時(shí)間是( ) A.t2－t1 B.t1·t2/(t2－t1) C.t1·t2/(t1+t2) D. 8.有一小船正在渡河，離對(duì)岸50 m，已知在下游120 m處有一危險(xiǎn)區(qū)，假設(shè)河水流速為5 m/s，為了使小船不通過危險(xiǎn)區(qū)到達(dá)對(duì)岸，那么小船從現(xiàn)在起相對(duì)靜水的最小速度應(yīng)是( ) A.2.08 m/s B.1.92 m/s C.1.58 m/s D.1.42 m/s 9.下雨時(shí)，如果沒有風(fēng)，雨滴是豎直下落的，但我們騎車前進(jìn)時(shí)，總覺得雨滴是向后傾斜的，為什么？當(dāng)車速度增大時(shí)，覺得雨滴的運(yùn)動(dòng)將有什么變化？ 參考答案： 1.D 2.C 3.速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng)，初速度為0的勻減速直線運(yùn)動(dòng) 4.AD 5.vcosθ 6.C 7.C 8.B 9.人感覺到雨滴的速度是雨滴相對(duì)于人的速度v雨人，它是v雨地和v人地的合速度，如圖所示，所以人前進(jìn)時(shí)，感覺雨滴向后傾斜，而且由圖可知，當(dāng)車速增大時(shí)，雨相對(duì)人的速度增大，且傾斜得更厲害.