2019-2020年高中物理 《運(yùn)動(dòng)的合成與分解》教案3 魯科版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 《運(yùn)動(dòng)的合成與分解》教案3 魯科版必修2 一、學(xué)習(xí)任務(wù)分析 本節(jié)課內(nèi)容是學(xué)生學(xué)習(xí)曲線運(yùn)動(dòng)的起始篇，是學(xué)生在學(xué)習(xí)研究了勻速直線運(yùn)動(dòng)，勻變速直線運(yùn)動(dòng)，自由落體運(yùn)動(dòng)等較簡單的直線運(yùn)動(dòng)后從定量研究直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)入定量研究曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)研究，使學(xué)生學(xué)會(huì)如何用平面坐標(biāo)系和圖解法描述曲線運(yùn)動(dòng)，如何通過運(yùn)動(dòng)的合成與分解，把運(yùn)動(dòng)物體實(shí)際表現(xiàn)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)分解成兒個(gè)簡單的分運(yùn)動(dòng)，從而利用研究分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡來確定物體實(shí)際表現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡。同時(shí)通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，鞏固矢量合成的一般法則即平行四邊形定則，進(jìn)一步強(qiáng)化矢量運(yùn)算的可逆性和等效性原理。 二、學(xué)情分析 1、知識(shí)結(jié)構(gòu)上，學(xué)生在物理方面已經(jīng)學(xué)習(xí)了物體的勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及力的合成與分解的平行四邊形定則，在數(shù)學(xué)方面，已經(jīng)學(xué)習(xí)了直角坐標(biāo)系等基礎(chǔ)知識(shí)，具備解決物體在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)問題的知識(shí)基礎(chǔ)，在能力結(jié)構(gòu)上，對(duì)于如渡河問題也有一定的感性體驗(yàn)和理性認(rèn)識(shí)，所有這些構(gòu)成學(xué)生本節(jié)課的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。 2、學(xué)生對(duì)一個(gè)物體實(shí)際的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)可以看作是兩個(gè)簡單運(yùn)動(dòng)的組成的認(rèn)識(shí)在理解上還很抽象，對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度的矢量性，并能利用平行四邊形定則合成與分解沒有感性認(rèn)識(shí)，不能很好區(qū)分實(shí)際例子中物體合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還對(duì)物體在兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)是相互獨(dú)立的還存在疑問，這就要求教學(xué)中必須提供來源于生活中的大量事例和能進(jìn)行探究的實(shí)驗(yàn)素材，幫助學(xué)生提升感性認(rèn)識(shí)，內(nèi)化解決問題方法，提高解決問題能力。 三、教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能： l、在一個(gè)具體問題中知道什么是合運(yùn)動(dòng)，什么是分運(yùn)動(dòng)；知道合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，獨(dú)立性。 2、知道什么是運(yùn)動(dòng)的合成，什么是運(yùn)動(dòng)的分解，理解運(yùn)動(dòng)合成和分解遵循平行四邊形定則。 3、會(huì)用作圖法和直角三角形知識(shí)解決有關(guān)位移和速度的合成、分解問題，理解合運(yùn)動(dòng)是由分運(yùn)動(dòng)組成的，分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)決定合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡。 （二）過程與方法： 1、利用船渡河提供的物理情景，引導(dǎo)學(xué)生建立直角坐標(biāo)系描述小船的運(yùn)動(dòng)。培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決問題能力；假設(shè)水不流動(dòng)，想象船的分運(yùn)動(dòng);假設(shè)船的發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作，想像出船隨水而動(dòng)的另一個(gè)分運(yùn)動(dòng)。培養(yǎng)學(xué)生的想象能力和抽象思維能力。 2、通過運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性的實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的理念和能力，讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)、作圖、討論、交流的過程，在知識(shí)的發(fā)現(xiàn)和能力的形成過程中體驗(yàn)成功的樂趣。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀： 1、充分發(fā)揮學(xué)生的自主性，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，合作交流問題，構(gòu)建良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。激發(fā)對(duì)科學(xué)的求知欲，增強(qiáng)將自己的見解公開并與他人交流的欲望，認(rèn)識(shí)交流與合作的重要性，有主動(dòng)與他人合作的精神。 2、使學(xué)生受到科學(xué)方法的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，學(xué)會(huì)自主學(xué)具有敢于堅(jiān)持真理、勇于創(chuàng)新和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。 四、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)分析 重點(diǎn)：明確一個(gè)復(fù)雜的實(shí)際物體運(yùn)動(dòng)可以等效為兩個(gè)簡單的運(yùn)動(dòng)，理解運(yùn)動(dòng)合成、分解的意義和方法。 難點(diǎn)：1、具體實(shí)際問題中合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的判定。 2、分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)的矢量性和獨(dú)立性。 五、教學(xué)媒體運(yùn)用 1、演示合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)關(guān)系實(shí)驗(yàn)裝置 2、研究運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性的實(shí)驗(yàn)裝置 3、PPT教學(xué)演示課件、視頻錄像剪接、計(jì)算機(jī)、投影儀。 六、教學(xué)流程 復(fù)習(xí) 歸納 什么是合運(yùn)動(dòng)，什么是分運(yùn)動(dòng) 處理曲線運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)方法 合運(yùn)動(dòng)與分 運(yùn)動(dòng)關(guān)系 實(shí)驗(yàn)探究1實(shí)驗(yàn)探究2 理論分析 推理探究 實(shí)踐應(yīng)用 知能落實(shí)實(shí)際應(yīng)用思考討論 情境 播放視頻 錄像剪接 引入新課 提出 問題2 提出問題3 提出 問題1 七、教學(xué)程序設(shè)計(jì) 教學(xué) 程序 教 師 活 動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 教學(xué) 資源 設(shè)疑激趣 新 課引 入 【播放視頻錄像剪接】體育運(yùn)動(dòng)中的投擲，足球等運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。 【設(shè)疑激趣】體育運(yùn)動(dòng)中的投擲項(xiàng)目，你知道怎樣才能投擲更遠(yuǎn)嗎？如果你是足球運(yùn)動(dòng)員，你知道怎樣才能準(zhǔn)確射中球門？ 學(xué)生觀看視頻錄像剪接 學(xué)生思考教師設(shè)問 視頻錄 像剪接 【播放視頻錄像剪接】小船渡河 【設(shè)疑激趣】你知道怎樣才能使小船在最短時(shí)間過河嗎？你知道怎樣才能使小船渡河的距離最短嗎？ 由以上視頻錄像剪接引出課題“第三章：拋體運(yùn)動(dòng)” 【板書】第三章：拋體運(yùn)動(dòng) 第一節(jié)：運(yùn)動(dòng)的合成與分解 新 課 教 學(xué) 新 課 教 學(xué) 新 課 教 學(xué) 新 課 教 學(xué) 新 課 教 學(xué) 新 課 教 學(xué) 新 課 教 學(xué) 新 課 教 學(xué) 問題提出 引導(dǎo)學(xué)生提出問題。 1．研究曲線運(yùn)動(dòng)問題為什么不能用一維坐標(biāo)軸？為此建立什么坐標(biāo)系才能研究曲線運(yùn)動(dòng)？ 2．什么是合運(yùn)動(dòng)，什么是分運(yùn)動(dòng)？ 3．合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)有什么關(guān)系？ 學(xué)生討論并提出問題。 解決問題1：處理曲線運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)方法 t 1、引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)：物體在一條直線上運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以沿這條直線建立一個(gè)坐標(biāo)系，分析歸納描述一維運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)方法。 【板書】物體在一條直線上運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以沿這條直線建立一個(gè)坐標(biāo)系， 2、利用小船過河圖片，引導(dǎo)學(xué)生研究：物體 在一個(gè)平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以建立一個(gè)平面直角坐標(biāo)系，分析歸納描述二維運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)方法。 1、學(xué)生分別寫出： 如果取t=0時(shí)刻物體位置坐標(biāo)為x=0, 且規(guī)定物體運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，則物體在做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 物體位移表達(dá)式為x=vt 物體做勻加加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 物體位移表達(dá)式為 物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí) 經(jīng)過任意時(shí)刻t后位移為， 2、學(xué)生小組交流：描述小船過河的運(yùn)動(dòng)，可以這樣建立坐標(biāo)系，以運(yùn)動(dòng)開始時(shí)小船的位置為原點(diǎn)，以沿河岸和垂直河岸方向?yàn)閤軸和y軸的正方向。 解決問題2：區(qū)分什么是合運(yùn)動(dòng)。什么是分運(yùn)動(dòng) 多媒體 課件 1、引導(dǎo)學(xué)生分析小船渡河問題： （1）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)間將從A運(yùn)動(dòng)到B。 （2）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)過相同一段時(shí)間將從A運(yùn)動(dòng)到A′。 （3）船在流動(dòng)河水中開動(dòng)，同時(shí)參與上述兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，船經(jīng)相同時(shí)間從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B′點(diǎn)， 【板書】物體合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)意義 如果一個(gè)物體同時(shí)參與兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，則這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)稱為分運(yùn)動(dòng)，物體實(shí)際的運(yùn)動(dòng)稱為合運(yùn)動(dòng) 學(xué)生小組討論，畫圖： （1）畫出假如河水不流動(dòng)而船在靜水中運(yùn)動(dòng)軌跡圖 （2）假如船的發(fā)動(dòng)機(jī)沒有開動(dòng)，而河水流動(dòng)時(shí)船的運(yùn)動(dòng)軌跡圖 （3）如果船在流動(dòng)河水中開動(dòng)，船的運(yùn)動(dòng)軌跡圖 學(xué)生小組討論小結(jié)得出合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的含義： 如果一個(gè)物體同時(shí)參與兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，則這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)稱為分運(yùn)動(dòng)，物體實(shí)際的運(yùn)動(dòng)稱為合運(yùn)動(dòng)。 解決問題3：合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)關(guān)系 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置 （學(xué)生課前小制作） 1、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的矢量性 （1）提供合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)裝置 （2）引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)： 運(yùn)動(dòng)軌跡3是蠟塊的合運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡1和運(yùn)動(dòng)軌跡2是分運(yùn)動(dòng)。 以軌跡1的位移x和軌2的位移y為鄰邊作平行四邊形，其所夾的對(duì)角線的大小與方向與軌跡3的位移重合，表明分位移、合位移的關(guān)系遵循平行四邊形定則。 根據(jù) 將合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)位移平行四邊形等比例縮小t倍，其平行四邊形關(guān)系仍然成立。即物體運(yùn)動(dòng)的合速度與分速度關(guān)系也遵循平行四邊形定則 回顧合力和分力運(yùn)算法則，得出推論，一切矢量關(guān)系運(yùn)算都遵循平行四邊形定則。 【板書】合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度關(guān)系遵循平行四邊形定則。 2、分運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性 （1）提供實(shí)驗(yàn)裝置 （2）引導(dǎo)學(xué)生分析： 改變小球P的高度，兩小球仍然發(fā)生碰撞，說明兩個(gè)小球在豎直方向距離的變化，雖然改變兩球相遇時(shí)小球P在豎直方向速度分量的大小，但并不改變小球P在水平方向的速度分量的大小，也就是說小球在豎直方向的運(yùn)動(dòng)并不影響它在水平方向的運(yùn)動(dòng)，即物體的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的。 【板書】組成物體運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)之間的位移、速度、加速度關(guān)系是獨(dú)立的。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)： （1）在一端封閉、長約lm的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一個(gè)紅蠟做的小圓柱體，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊，并用大頭針將蠟塊與膠塞固定 （2）以蠟塊開始運(yùn)動(dòng)位置為原點(diǎn)。建立平面直角坐標(biāo)系， （3）保持蠟塊與玻璃管相對(duì)位置不變，將玻璃管沿x軸正向勻速移動(dòng)，描繪出蠟塊運(yùn)動(dòng)軌跡x。 （4）保持玻璃管不動(dòng)，拔出大頭針，使蠟塊沿玻璃管勻速沿y軸正方向移動(dòng)相同時(shí)間，描繪出蠟塊運(yùn)動(dòng)軌y （5）使蠟塊和玻璃管保持原有速度同時(shí)沿xy坐標(biāo)軸勻速運(yùn)動(dòng)相同時(shí)間，描繪蠟塊運(yùn)動(dòng)軌跡s。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)： （1）兩個(gè)相同的弧形軌道M、N ，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D，調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度，使AC=BD，從而保證小鐵球PQ在軌道出口處的水平初速度UO相等。 （2）將小鐵球P.Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小鐵球能以相同的初速度同時(shí)分別從軌道M、N的下端射出。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是兩小鐵球同時(shí)到達(dá)E處，發(fā)生碰撞。增加或者減小軌道M的高度，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果兩小鐵球總是發(fā)生碰撞。 實(shí)踐應(yīng)用 1、 知能落實(shí) 例1、 降落傘下落一定時(shí)間后的運(yùn)動(dòng)是勻速的。沒有風(fēng)的時(shí)候，跳傘員著地的速度是5m/s,現(xiàn)在有風(fēng)，風(fēng)使他以4m/s的速度沿水平方向向東移動(dòng)，問跳傘員將以多大的速度著地?這個(gè)速度的方向怎樣? 2、 實(shí)際應(yīng)用 例2一只小船橫渡小河,小河寬為d， 若船對(duì)靜水的恒定速度為v1 河水的流速為v2，且v1> v2。 （1）若使小船渡河時(shí)間最短，船頭應(yīng)對(duì)什么方向，最短時(shí)間是多少？ （2）若使小船渡河距離最短，船頭應(yīng)對(duì)什么方向，所需時(shí)間是多少？ 3、 思考討論 例3：在玻璃板生產(chǎn)線上, 需要將毛坯玻璃切割成統(tǒng)一尺寸的玻璃成品. 玻璃在流水線上不停滯地被切割, 切刀要在運(yùn)動(dòng)中將玻璃橫向切斷. 如果毛坯玻璃以4m/s的速度在生產(chǎn)線上不斷地向前移動(dòng), 金剛石切刀的移動(dòng)速度為8 m/s, 為了將玻璃切割成矩形, 金剛石切刀的移動(dòng)方向如何控制? 切割一次寬為9 m的玻璃需要多長時(shí)間? 作出切刀合速度與分速度示意圖： 學(xué)生小組討論分析： （1） 跳傘員在有風(fēng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)，是為降落傘無風(fēng)時(shí)勻速下降的和參與風(fēng)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)是速度為合速度。 （2） 建立水平向東和豎直方向的坐標(biāo)系，作出兩個(gè)分速度矢量的示意圖 （3） 利用平行四邊形法則和勾股定理求得 設(shè)著地速度砂地與豎直方向的夾角為，則 查三角函數(shù)表 讓學(xué)生充分討論，猜想，發(fā)表看法。由于小船渡河速度全部取 自本身發(fā)動(dòng)機(jī)提供的速度v1，當(dāng)v1即船頭與垂直河岸時(shí)，渡河所用時(shí)間最短。 最短時(shí)間 ； 若使小船渡河距離最短，則小船實(shí)際的運(yùn)動(dòng)軌道必須與河岸垂直，也就是小船合運(yùn)動(dòng)方向與河岸垂直時(shí)，小船渡河的距離最短。 建立沿河岸方向和垂直河岸方向直角坐標(biāo)系，設(shè)v1與y軸夾角為，由平行四邊形和勾股定理求得 引導(dǎo)討論： 金剛石切刀的移動(dòng)速度v=8 m/s 指的是金剛石切刀的移動(dòng)的實(shí)際速度也就是合速度， 為了使切刀將玻璃切割成矩形，金剛石切刀必須參與的第一個(gè)分運(yùn)動(dòng)保證在流水線方向與玻璃相對(duì)靜止，即 第二個(gè)分運(yùn)動(dòng)v2必須保證與玻璃板邊沿垂直。 學(xué)生課下獨(dú)立完成計(jì)算。 小 結(jié) 與 作 業(yè) 學(xué)生小結(jié)： 1、處理一個(gè)平面內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)可以建立平面直角坐標(biāo)系 2、物體實(shí)際的運(yùn)動(dòng)為合運(yùn)動(dòng)，組成合運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)稱為分運(yùn)動(dòng)。 3、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)之間具有等時(shí)性，矢量性，獨(dú)立性 作業(yè)：1、課本P48頁作業(yè)； 八、教學(xué)設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng) 本節(jié)課利用 “任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)模式，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，使在學(xué)生原有知識(shí)和技能的基礎(chǔ)上，通過以預(yù)設(shè)問題為開始，實(shí)驗(yàn)，分析、探究、歸納、總結(jié)為過程，最后解決和提出新問題為結(jié)束的三階段循環(huán)，師生共究，交換信息，最終達(dá)成構(gòu)建學(xué)生新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目的。 本節(jié)課在教學(xué)的開始，通過播放視頻錄像剪接預(yù)設(shè)了解決拋體運(yùn)動(dòng)和渡河問題兩個(gè)教學(xué)目標(biāo)，設(shè)疑激趣，目標(biāo)明確，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，表現(xiàn)了物理學(xué)科理論價(jià)值和技術(shù)價(jià)值。滲透了高中物理課程的教育功能在于提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為學(xué)生的終身發(fā)展、使其今后能應(yīng)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)和未來發(fā)展的挑戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)的核心理念。 在探究渡河問題的合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的教學(xué)中，本節(jié)課首先利用控制變量的方法，使學(xué)生理解合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，突破學(xué)生概念模糊、空間想象力缺乏的學(xué)習(xí)困難，在探究合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的矢量性實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生課前利用小制作的方法制作器材，變演示實(shí)驗(yàn)和小組實(shí)驗(yàn)，解決了實(shí)驗(yàn)的可視性較差的問題，在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析中借助于學(xué)生已具備的驗(yàn)證力的平行四邊形定則的方法，突顯了運(yùn)動(dòng)位移，速度，加速度的矢量性， 為了使學(xué)生體驗(yàn)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性，教學(xué)中使用了弧形軌道球碰撞實(shí)驗(yàn)，通過使兩個(gè)小球在豎直方向距離的變化，改變兩球相遇時(shí)小球P在豎直方向速度分量的大小，但并不改變小球P在水平方向的速度分量的大小，也就是說小球在豎直方向的運(yùn)動(dòng)并不影響它在水平方向的運(yùn)動(dòng)，說明了物體的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的結(jié)論，由于小球運(yùn)動(dòng)較快，學(xué)生不容易觀察到小球是否有碰撞，實(shí)驗(yàn)中可以設(shè)計(jì)利用頻閃光源現(xiàn)場拍攝的辦法獲得照片，再進(jìn)行處理。 本節(jié)課在實(shí)踐應(yīng)用中，關(guān)注學(xué)生知能落實(shí)，強(qiáng)調(diào)知識(shí)實(shí)際應(yīng)用，將課堂教學(xué)延伸到課外，體現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力以及解決問題的能力新課程目標(biāo)。