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物理運動的合成與分解的教案

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教學目標

物理運動的合成與分解的教案

知識目標

1、通過對多個具體運動的演示及分析,使學生明確什麼是合運動,什麼是分運動;合、分運動是同時發生的,並且不互相影響.

2、利用向量合成的原理,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

培養學生應用數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

本節內容可分為四部分: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,以至最後對運動合成和分解問題的進一步討論.

教法建議

關於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.此實驗是本節的重點.一些重要的結論規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,並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.着重分析蠟塊的合運動和分運動是同時進行的,並且兩個分運動之間是不相干的.合運動和分運動的位移關係,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係.因此,課本在這裏同時講述了合運動和分運動的位移及速度的關係.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,所以在處理一個複雜的運動時,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:紅蠟塊實際發生的運動,(由  )通常叫合運動,即實際發生的運動,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説明如何確定合運動.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、關於小船渡河(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,合向量在對角線上,問題馬上得到解決.

關於例題: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 再利用向量合成求v.

法二:先利用向量合成求出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係,再利用數學計算解決分速度問題.

兩道例題很簡單,但合、分運動關係及解決問題的方法、思路充分體現出來.通過練習使學生們加深了對合、分運動的`理解.

關於分運動的性質決定合運動的性質和軌跡:課本以蠟塊的運動説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.這裏可以讓學生自己探究,得出結論:兩個直線的合運動也可以是曲線運動.研究複雜的運動,可以根據不同方向分運動來研究複雜運動情況.

關於思考與討論:本節只研究了互成角度的運動,其合成和分解遵從向量合成規律——平行四邊形定則.那麼初速度為  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,得出該運動也滿足向量合成規律(注意正方向),使我們對向量合成與分解的規律有了更深的理解.

運動的合成和分解

教學重點

對於一個具體運動確定哪個是合運動以及合、分運動的關係(向量圖),並能用向量合成規律解決實際問題.

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,然後演示兩個過程: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.我們研究較複雜的運動,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生運動的理解.(結合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、分運動關係,(由演示實驗説明)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,觀察並記錄直到蠟塊到達管頂所用時間t.由  和t的關係再結合l、2得出:

二、合、分運動關係

1、合、分運動的等時性

2、合、分運動關係符合平行四邊形定則

三、利用向量合成與分解規律解決實際問題

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向量圖)

方法一:

方法二:

例2 思路:先畫向量圖,並標已知、未知,然後由幾何關係求兩分速度

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

寫出關於兩個方向運動性質位移方程,取不同時刻描點.

分兩層次:基礎差的學生利用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:

要求學生自己閲讀本章節最後兩段及習題中最後一道題,然後找出研究方法.(圖像方法)

互相交流:

滿足什麼條件可以得出這個結論——怎樣得出這個結論.

總結:

對學生的研究過程給予評價,最後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?