魯科版必修二 運動的合成與分解 第1課時 教案.doc

3.1運動的合成與分解一、教學目標：(一)知識與技能：l、在一個具體問題中知道什么是合運動，什么是分運動；知道合運動和分運動具有等時性，獨立性。2、知道什么是運動的合成，什么是運動的分解，理解運動合成和分解遵循平行四邊形定則。3、會用作圖法和直角三角形知識解決有關位移和速度的合成、分解問題，理解合運動是由分運動組成的，分運動的性質決定合運動的性質和軌跡。(二)過程與方法：1、利用船渡河提供的物理情景，引導學生建立直角坐標系描述小船的運動。培養(yǎng)學生應用數(shù)學工具解決問題能力；假設水不流動，想象船的分運動;假設船的發(fā)動機停止工作，想像出船隨水而動的另一個分運動。培養(yǎng)學生的想象能力和抽象思維能力。2、通過運動獨立性的實驗探究，培養(yǎng)學生理論與與實踐相結合的理念和能力，讓學生經歷實驗、作圖、討論、交流的過程，在知識的發(fā)現(xiàn)和能力的形成過程中體驗成功的樂趣。(三)情感態(tài)度與價值觀：1、充分發(fā)揮學生的自主性，引導學生主動發(fā)現(xiàn)問題，合作交流問題，構建良好的認知結構。激發(fā)對科學的求知欲，增強將自己的見解公開并與他人交流的欲望，認識交流與合作的重要性，有主動與他人合作的精神。2、使學生受到科學方法的訓練，培養(yǎng)學生的觀察能力和實驗能力，學會自主學具有敢于堅持真理、勇于創(chuàng)新和實事求是的科學態(tài)度和科學精神。二、教學重點明確一個復雜的實際物體運動可以等效為兩個簡單的運動，理解運動合成、分解的意義和方法。三、教學難點1、具體實際問題中合運動和分運動的判定。2、分運動和合運動的矢量性和獨立性。四、教學方法實驗探究、引導分析五、案例設計(一)導入新課視頻剪輯1：體育運動中的投擲，足球等運動項目。問題1：體育運動中的投擲項目，你知道怎樣才能投擲更遠嗎？如果你是足球運動員，你知道怎樣才能準確射中球門？視頻剪輯2：小船渡河問題2：你知道怎樣才能使小船在最短時間過河嗎？你知道怎樣才能使小船渡河的距離最短嗎？學生觀看視頻剪輯，思考教師設問(二)新課教學引導學生提出問題：1研究曲線運動問題為什么不能用一維坐標軸？為此建立什么坐標系才能研究曲線運動？2什么是合運動，什么是分運動？3合運動與分運動有什么關系？解決問題1：處理曲線運動的數(shù)學方法1、引導學生復習：物體在一條直線上運動時，可以沿這條直線建立一個坐標系，分析歸納描述一維運動的數(shù)學方法。物體在一條直線上運動時，可以沿這條直線建立一個坐標系，學生分別寫出：如果取t=0時刻物體位置坐標為x=0, 且規(guī)定物體運動方向為正方向，則物體在做勻速直線運動時，物體位移表達式為x=vt；物體做勻加加速直線運動時，物體位移表達式為：；物體做自由落體運動時，經過任意時刻t后位移為： 2、利用小船過河圖片，引導學生研究：物體在一個平面上運動時，可以建立一個平面直角坐標系，分析歸納描述二維運動的數(shù)學方法。學生小組交流：描述小船過河的運動，可以這樣建立坐標系，以運動開始時小船的位置為原點，以沿河岸和垂直河岸方向為x軸和y軸的正方向。解決問題2：區(qū)分什么是合運動。什么是分運動1、引導學生分析小船渡河問題：(1)假如河水不流動而船在靜水中沿ab方向行駛，經一段時間將從a運動到b。(2)假如船的發(fā)動機沒有開動，而河水流動，那么船經過相同一段時間將從a運動到a。(3)船在流動河水中開動，同時參與上述兩個運動，船經相同時間從a點運動到b點。學生小組討論，畫圖：(1)畫出假如河水不流動而船在靜水中運動軌跡圖(2)假如船的發(fā)動機沒有開動，而河水流動時船的運動軌跡圖(3)如果船在流動河水中開動，船的運動軌跡圖學生小組討論小結得出合運動和分運動的含義：如果一個物體同時參與兩個運動，則這兩個運動稱為分運動，物體實際的運動稱為合運動。物體合運動與分運動意義如果一個物體同時參與兩個運動，則這兩個運動稱為分運動，物體實際的運動稱為合運動解決問題3：合運動與分運動關系1、合運動與分運動的矢量性(1)提供合運動與分運動裝置(2)引導學生分析實驗：運動軌跡3是蠟塊的合運動，運動軌跡1和運動軌跡2是分運動。學生實驗：(1)在一端封閉、長約l m的玻璃管內注滿清水，水中放一個紅蠟做的小圓柱體，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)以蠟塊開始運動位置為原點。建立平面直角坐標系，(3)保持蠟塊與玻璃管相對位置不變，將玻璃管沿x軸正向勻速移動，描繪出蠟塊運動軌跡x。(4)保持玻璃管不動，拔出大頭針，使蠟塊沿玻璃管勻速沿y軸正方向移動相同時間，描繪出蠟塊運動軌y(5)使蠟塊和玻璃管保持原有速度同時沿x、y坐標軸勻速運動相同時間，描繪蠟塊運動軌跡s。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、合位移的關系遵循平行四邊形定則。根據(jù) 將合運動與分運動位移平行四邊形等比例縮小t倍，其平行四邊形關系仍然成立。即物體運動的合速度與分速度關系也遵循平行四邊形定則回顧合力和分力運算法則，得出推論，一切矢量關系運算都遵循平行四邊形定則。合運動和分運動的位移、速度、加速度關系遵循平行四邊形定則。2、分運動的獨立性(1)提供實驗裝置(2)引導學生分析：改變小球p的高度，兩小球仍然發(fā)生碰撞，說明兩個小球在豎直方向距離的變化，雖然改變兩球相遇時小球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動并不影響它在水平方向的運動，即物體的兩個分運動是獨立的。學生實驗：(1)兩個相同的弧形軌道m(xù)、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v0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分別從軌道m(xù)、n的下端射出。實驗結果是兩小鐵球同時到達e處，發(fā)生碰撞。增加或者減小軌道m(xù)的高度，再進行實驗，結果兩小鐵球總是發(fā)生碰撞。組成物體運動的分運動之間的位移、速度、加速度關系是獨立的?！纠恳恢恍〈瑱M渡小河,小河寬為d， 若船對靜水的恒定速度為v1 河水的流速為v2，且v1 v2。(1)若使小船渡河時間最短，船頭應對什么方向，最短時間是多少？(2)若使小船渡河距離最短，船頭應對什么方向，所需時間是多少？ 讓學生充分討論，猜想，發(fā)表看法。由于小船渡河速度全部取自本身發(fā)動機提供的速度v1，當v1即船頭與垂直河岸時，渡河所用時間最短。最短時間：若使小船渡河距離最短，則小船實際的運動軌道必須與河岸垂直，也就是小船合運動方向與河岸垂直時，小船渡河的