2019-2020年高中物理 《運(yùn)動的合成與分解》教案7 魯科版必修3.doc
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2019-2020年高中物理 運(yùn)動的合成與分解教案7 魯科版必修3【教學(xué)目的】:知識與技能: 1在具體情景中,知道合運(yùn)動、分運(yùn)動分別是什么,知道其同時(shí)性和獨(dú)立性 2知道運(yùn)動的合成與分解,理解運(yùn)動的合成與分解遵循平行四邊形定則 3會用作圖和計(jì)算的方法,求解位移和速度的合成與分解問題過程與方法: 1通過對拋體運(yùn)動的觀察和思考,了解一個(gè)運(yùn)動可以與幾個(gè)不同的運(yùn)動效果相同,體會等效替代的方法 2通過觀察和思考演示實(shí)驗(yàn),知道運(yùn)動獨(dú)立性學(xué)習(xí)化繁為筒的研究方法 3掌握用平行四邊形定則處理簡單的矢量運(yùn)算問題情感、態(tài)度與價(jià)值觀: 1通過觀察,培養(yǎng)觀察能力 2通過討論與交流,培養(yǎng)勇于表達(dá)的習(xí)慣和用科學(xué)語言嚴(yán)謹(jǐn)表達(dá)的能力【教學(xué)重點(diǎn)】:1明確一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動可以等效為兩個(gè)簡單的運(yùn)動的合成或等效分解為兩個(gè)簡單的運(yùn)動 2理解運(yùn)動合成、分解的意義和方法【教學(xué)難點(diǎn)】:1分運(yùn)動和合運(yùn)動的等時(shí)性和獨(dú)立性 2應(yīng)用運(yùn)動的合成和分解方法分析解決實(shí)際問題【教學(xué)器材】:小錘、彈性金屬片、金屬球、多媒體課件【主要教學(xué)過程】:新課導(dǎo)入師:上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動的定義,性質(zhì)及物體做曲線運(yùn)動的條件,先來回顧一下這幾個(gè)問題:什么是曲線運(yùn)動? 生:運(yùn)動軌跡是曲線的運(yùn)動是曲線運(yùn)動 師:怎樣確定做曲線運(yùn)動的物體在某一時(shí)刻的速度方向? 生:質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向 師:物體在什么情況下做曲線運(yùn)動?生:當(dāng)物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時(shí),物體做曲線運(yùn)動師:通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)我們對曲線運(yùn)動有了一個(gè)大致的認(rèn)識,但我們還投有對曲線運(yùn)動進(jìn)行深入的研究要研究曲線運(yùn)動需要什么樣的方法呢?這節(jié)課我們就來研究這個(gè)問題。新課教學(xué)一、分運(yùn)動與合運(yùn)動師:我們先來回想一下我們是怎樣研究直線運(yùn)動的,同學(xué)們可以從如何確定質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的位移來考慮生:可以沿著物體或質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的軌跡建立直線坐標(biāo)系,通過物體或質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)的變化可以確定其位移,從而達(dá)到研究物體運(yùn)動過程的目的師:現(xiàn)在我們先看一個(gè)勻加速直線運(yùn)動的例子。生:物體運(yùn)動軌跡是直線,位移增大的越來越快,初逮度為零,速度均勻增大,加速度保持不變,所以這種運(yùn)動為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動師:現(xiàn)在我們可以看到,我們已經(jīng)把這個(gè)物體的運(yùn)動分解成了兩個(gè)運(yùn)動:其一是速度為vO的勻速直線運(yùn)動:其二是同方向的初速度為0、加速度為a。的勻加速直線運(yùn)動可以說這種方法可以將比較復(fù)雜的一個(gè)運(yùn)動運(yùn)動轉(zhuǎn)化成兩個(gè)或幾個(gè)比較簡單的運(yùn)動這種方法我們稱為運(yùn)動的分解實(shí)際上運(yùn)動的分解不僅能夠應(yīng)用在直線運(yùn)動中,對于曲線運(yùn)動它同樣適用下面我們就來探究一下怎樣應(yīng)用運(yùn)動的合成與分解來研究曲線運(yùn)動。師:請同學(xué)們閱讀課本P6的“觀察與思考”并觀看實(shí)驗(yàn),然后討論歸納通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了什么?生:觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:球經(jīng)過一段時(shí)間,沿曲線路徑從拋出點(diǎn)A運(yùn)動到落地點(diǎn)D。生:分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所得:在球從A到D的過程中,水平方向上相當(dāng)于從A到B,豎直方向上從A到C,球同時(shí)參與了AB方向和AC方向上的兩個(gè)運(yùn)動。師:AD可以看成兩個(gè)運(yùn)動合成的結(jié)果,AD為合運(yùn)動,AB、AC為這一合運(yùn)動的兩個(gè)分運(yùn)動。在物理學(xué)上,如果一個(gè)物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動產(chǎn)生的效果跟另外兩個(gè)運(yùn)動共同產(chǎn)生的效果相同,我們就把這一物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動叫做這兩個(gè)運(yùn)動的合運(yùn)動,這兩個(gè)運(yùn)動叫做這一實(shí)際運(yùn)動的分運(yùn)動。二、運(yùn)動的等效性、等時(shí)性、獨(dú)立性師:請同學(xué)們閱讀課本P7“討論與交流”生:等效性,即分運(yùn)動的共同效果與合運(yùn)動的效果相同師:那么合運(yùn)動與分運(yùn)功還有什么其它的性質(zhì)呢?請同學(xué)們閱讀課本P7的“觀察與思考”并觀看實(shí)驗(yàn),然后討論歸納通過實(shí)驗(yàn)可得出什么結(jié)論?生:分運(yùn)動與合運(yùn)動的運(yùn)動時(shí)間相等,具有等時(shí)性。生:分運(yùn)動和合運(yùn)功互不干擾,互不影響,具有獨(dú)立性。生:一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動可以看成是幾個(gè)獨(dú)立進(jìn)行的分運(yùn)動的合運(yùn)動。三、運(yùn)動的合成與分解師:在前面我們學(xué)了已知分力的情況下,可以通過平行四邊行定則求合力;既然一個(gè)運(yùn)動可以看作是由分運(yùn)動合成的,那么已知分運(yùn)動的情況下,就可以知道合運(yùn)動的情況,由于運(yùn)動涉及到的物理量位移、速度、加速度都是矢量,所以由分運(yùn)動求合運(yùn)動的情況需要用平行四邊行定則,如圖: A S1 B v1 a1 S2 C D v2 v a2 a 結(jié)論:運(yùn)動的合成和分解的運(yùn)算法則:運(yùn)動的合成與分解是指描述物體運(yùn)動的各物理量即位移、速度、加速度的合成與分解由于它們都是矢量,所以它們都遵循矢量的合成和分解法則(1)兩分運(yùn)動在同一直線上時(shí),同向相加,反向相減(2)不在同一直線上,按照平行四邊形定則進(jìn)行合成或分解師:同學(xué)們都知道,已知合力可以求出分力,那么在已知合運(yùn)動的情況下能否求出分運(yùn)動呢?生:能,也用平行四邊行定則,是合成的一種逆運(yùn)算。結(jié)論:運(yùn)動的合成和分解:已知分運(yùn)動求合運(yùn)動叫運(yùn)動的合成,已知合運(yùn)動求分運(yùn)動叫運(yùn)動的分解(1) 運(yùn)動的合成和分解是建立在“等效”基礎(chǔ)之上的;(2) 運(yùn)動的合成是惟一的,而運(yùn)動的分解是不惟一 我們通常是按運(yùn)動所產(chǎn)生的實(shí)際效果來分解;師:下面結(jié)合例題領(lǐng)會如何用作圖法和直角三角形知識求解有關(guān)位移、速度、加速度的合成與分解問題。例題:見課本解:(1)方法一:作圖法 (2)方法二:解直角三角形師:一個(gè)合運(yùn)動可以分解為兩個(gè)方向的分運(yùn)動,兩個(gè)分運(yùn)動可以合成一個(gè)合運(yùn)動,下面同學(xué)們討論一下兩個(gè)直線運(yùn)動的合運(yùn)動是什么樣的運(yùn)動,有幾種情況?生:(1)兩個(gè)分運(yùn)動都是勻速直線運(yùn)動,則合運(yùn)動也是勻速直線運(yùn)動。因?yàn)閮蓚€(gè)分運(yùn)動都是勻速直線運(yùn)動,它們速度矢量是恒定的,則合運(yùn)動的速度矢量也是恒定的,所以合運(yùn)動也是勻速直線運(yùn)動。 (2)當(dāng)兩個(gè)分運(yùn)動一個(gè)是勻速直線運(yùn)動,一個(gè)是勻加速直線運(yùn)動時(shí),如果合速度方向與合加速度方向在同一直線上,則為直線運(yùn)動;若不在同一直線上,則物體做曲線運(yùn)動。 a v1 v2 v (3)如果兩個(gè)分運(yùn)動都是勻加速直線運(yùn)動,則合運(yùn)動可能是直線運(yùn)動,也可能是曲線運(yùn)動。如果合加速度與合速度在同一直線上,物體的合運(yùn)動為勻加速直線運(yùn)動。如果合加速度與合速度不在同一直線上,則物體做曲線運(yùn)動。 a2 v2 a1 a v1 v a1 v1 a2 a v2 v 結(jié)論: 判斷合運(yùn)動是直線運(yùn)動還是曲線運(yùn)動的依據(jù)是:物體所受合外力(合加速度)與合速度方向是否在同一條直線上.四、知識應(yīng)用、鞏固練習(xí)例1、船過河問題 (船的實(shí)際運(yùn)動包含兩個(gè)運(yùn)動:船在靜水中運(yùn)行和船被水下沖運(yùn)動) 一艘小船在在200m寬的河中橫渡到對岸,已知水流速度是2m/s,小船在靜水中的速度是4m/s,求: 當(dāng)船頭始終正對著對岸時(shí),小船多長時(shí)間到達(dá)對岸,小船實(shí)際運(yùn)行了多遠(yuǎn)? 如果小船的路徑要與河岸垂直,就如何行駛?消耗的時(shí)間是多少?分析(“船頭”在這里的意思是船靠自己的動力要行駛的方向,如果有水流,它不是船的實(shí)際運(yùn)行路徑。) (1)小船參與了兩個(gè)方向的運(yùn)動,垂直河岸到對岸和順?biāo)?,兩個(gè)運(yùn)動 時(shí)間相等。小船渡河時(shí)間等于垂直河岸運(yùn)動的時(shí)間 小船順?biāo)鞣较虻奈灰疲簊水v水t2m/s50s100m也就是說,小船到達(dá)對岸后,已經(jīng)沿水流方向向下游運(yùn)動了100米。(2)要小船垂直過河,即小船的合速度方向應(yīng)該垂直河岸。設(shè)船自己的運(yùn) 動方向與河岸的夾角為,如右圖,則有: 60,即小船自己運(yùn)行的方向與河岸成60度角 渡河時(shí)間為 例2、汽車通過高處滑輪問題 (物體的運(yùn)動速度等于繩子的運(yùn)動速度,繩子的運(yùn)動可以看成沿繩子方向的向下運(yùn)動和垂直繩子斜向上的運(yùn)動合成) 如右圖所示汽車以速度v勻速行駛,當(dāng)汽車到達(dá)某點(diǎn)時(shí),繩子與水平方向恰好成角,此時(shí)物體M的速度大小是多少? 分析滑輪左側(cè)汽車后面的繩子實(shí)際上同時(shí)參與了兩個(gè)運(yùn)動:沿繩子方向拉長的運(yùn)動和左上方擺動。而M的運(yùn)動速度就是沿繩子方向拉長的速度,所以 vMvcos例3、在高處拉低處小船問題 (小船的運(yùn)動可以看成為沿繩方 向運(yùn)動和垂直繩子作圓周運(yùn)動的合運(yùn)動)如右圖所示,在河岸上通過滑輪用細(xì)繩拉船,繩的速度為4m/s,當(dāng)繩拉船的部分與水平方向成60角時(shí),船的速度是多少? 分析船向岸邊運(yùn)動是合運(yùn)動,它包括兩個(gè)運(yùn)動一個(gè)是沿繩方向的運(yùn)動和垂直繩子方向的運(yùn)動,兩個(gè)運(yùn)動合在一起使船向岸邊靠攏。 根據(jù)平行四邊形法則 五、課堂小結(jié)1、運(yùn)動的合成與分解的實(shí)質(zhì):就是描述運(yùn)動的物理量(v、a、s)的合成與分解。2、運(yùn)動的合成與分解的目的:研究復(fù)雜運(yùn)動的規(guī)律。3、運(yùn)動的合成與分解所體現(xiàn)的科學(xué)方法:化繁為簡,化難為易。4、合運(yùn)動與分運(yùn)動之間還存在如下的特點(diǎn): (1)等效性原理: 將各分運(yùn)動合成之后具有與合運(yùn)動完全相同的效果;(2)獨(dú)立性原理:各個(gè)分運(yùn)動之間相互獨(dú)立,互不影響(3)等時(shí)性原理,合運(yùn)動與分運(yùn)動總是同時(shí)開始,同時(shí)結(jié)束,它們所經(jīng)歷的時(shí)間是相等的六、布置作業(yè)- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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