2019-2020年高一物理 第五章 曲線運動 二、運動的合成和分解(第一課時) 人教大綱版第一冊.doc

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2019-2020年高一物理 第五章 曲線運動 二、運動的合成和分解(第一課時) 人教大綱版第一冊 ●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.作為研究復雜運動的一種有效方法，我們常把復雜的運動看做是幾個簡單運動的合成.分運動的性質(zhì)決定了合運動的性質(zhì)與合運動的軌跡，通過運動的合成和分解，我們可把一個曲線運動分解為兩個方向上的直線運動，從而通過研究簡單的直線運動的規(guī)律，進一步研究復雜的曲線運動. ●教學目標 一、知識目標 1.理解合運動和分運動的概念. 2.知道什么是運動的合成和分解. 3.會用圖解法和三角形的知識分析、解決兩個勻速直線運動的合成問題和分解問題. 4.理解兩個互成角度的直線運動的合運動可能是直線運動，也可能是曲線運動. 二、能力目標 培養(yǎng)學生的觀察推理能力、分析綜合能力. 三、德育目標 1.介紹類比法和歸納推理法，初步了解這兩種科學方法在探究物理問題方面的應用. 2.進一步加深理解數(shù)學模型中的圖象法在探究物理矢量運算問題中的有效作用，并學會運用其分析和解決問題. ●教學重點 1.明確一個復雜的運動可以等效為兩個簡單的運動的合成或等效分解為兩個簡單的運動. 2.理解運動合成、分解的意義和方法. ●教學難點 1.分運動和合運動的等時性和獨立性. 2.理解兩個直線運動的合運動可以是直線運動，也可以是曲線運動. ●教學方法 講練法、觀察實驗法、分層教學法. ●教學用具 投影儀、CAI課件. ●課時安排 1課時 ●教學過程 ［投影］本節(jié)課的學習目標 1.知道合運動、分運動，知道合運動和分運動是同時發(fā)生的，且互不影響，能在具體的問題中分析和判斷. 2.理解運動的合成和分解的意義及方法. 3.會用圖示方法和數(shù)學方法求解位移、速度的合成和分解的問題. 學習目標完成過程 一、導入新課 ［教學設計］ 通過復習力的合成與分解來直接導入. ［設疑］ 關于合成和分解的問題我們已經(jīng)學過，是什么的合成與分解呢？ ［提問C層次同學］ ［結(jié)論］力的合成與分解. ［繼續(xù)設疑］ 在進行力的合成和分解時遵循什么定則？ ［鼓勵大家主動回答］ ［結(jié)論］平行四邊形定則 ［教師導入］ 那么，今天我們學習運動的合成與分解是如何進行的呢？又為什么要學習運動的合成與分解呢？ 二、新課教學 (一)運動的合成與分解的目的. ［提出問題］ 曲線運動和直線運動哪個較復雜？哪個我們更熟悉？ ［學生活動設計］ 先各自獨立思考， 后討論交換意見 ［師生互動歸納］ 曲線運動較復雜，直線運動的規(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雜的運動簡化為比較簡單的我們熟悉的直線運動而應用已經(jīng)掌握的有關直線運動的規(guī)律來研究復雜運動.這也就是研究運動的合成與分解的目的所在. (二)分運動與合運動 ［演示］兩次 1.管不動，紅蠟小圓柱體在注滿水的長直玻璃管中勻速上浮時間t. 2.紅蠟小圓柱體隨管子勻速右移時間t. 3.上述兩步同時進行時間t. ［學生活動設計］ 1.注意觀察小蠟塊的運動情況. 2.注意實驗時強調(diào)的問題. 3.在觀察完成以后討論思考下面思考題. 上述三個運動哪一個的效果和另外兩個依次進行的效果相同？ ［點撥歸納］ 1.［CAI課件］模擬蠟塊的運動，重點突出等效性、等時性. 2.［結(jié)論］演示三的運動與一、二的運動依次進行的效果相同.這也說明演示三的運動可看做是相同時間內(nèi)演示一、二運動的合運動. ［概念介紹］ 1.合運動是實際發(fā)生的運動，其余具有某一方面效果的運動則為分運動. 2.合運動與分運動具有等時性，即同時開始，同時結(jié)束. 3.各個分運動具有獨立性.即各個分運動互不影響. ［強化訓練］ ［CAI課件］模擬小船渡河情況如下圖，試分析其合運動與分運動的效果. ［參考答案］ ①小船實際向左的運動是合運動 ②隨繩的運動是分運動一. ③垂直繩的擺動是分運動二. ［學生活動設計］ 互相討論、分析實例. 典例分析、激勵評價. (三)運動的合成和分解. 1.［類比力的合成和分解得出］概念 ①已知分運動求合運動叫運動的合成. ②已知合運動求分運動叫運動的分解. ［過渡設疑］ 如何進行呢？ 2.運動的合成和分解方法 ①［復習描述運動的物理量］ ［教學設計］ a.借此復習前面知識點 b.提問C層次同學作答，增強其學習的積極性. ［強調(diào)］描述運動的物理量有速度v、加速度a、位移s都是矢量.故運動的合成和分解也是這些矢量的合成和分解. ②運動的合成和分解的方法 a.運動的合成 a1.兩個分運動必須是同一質(zhì)點在同一時間內(nèi)相對于同一參考系的運動. a2.兩個分運動在一條直線上 ［學生活動設計］ A層次：獨立思考. B、C層次：討論歸納、類比同一直線上力的合成得出. ［師生互動歸納］ 矢量運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算，注意要先選定一個正方向.合運動的各量為各分運動各量的矢量和. ［舉例分析］ 例如：豎直上拋運動可以看成是豎直方向的勻速運動和自由落體的合運動.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 ［教學設計］ 類比力的合成學習. ［師生互動歸納］ 按照平行四邊形定則合成 ［舉例應用］圖象法 b.運動的分解 ［教師強調(diào)］ 類比力的分解，運動的分解必須將實際運動(供分解的“合運動”)按平行四邊形定則將其各個物理量分解. ［舉例］ 如圖，人用繩通過定滑輪拉物體A，當人以速度v0勻速前進時，求物體A的速度. 解析：合運動即實際運動即物體A的運動. 其一個分運動是隨繩沿繩的方向被牽引，v1=v0. 其另一個分運動是垂直于繩以定滑輪為圓心的擺動，它不改變擺長，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在做變速運動. ［學生活動設計］ A層次：結(jié)合實例，領會運動分解的關鍵所在. 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分運動？ ②蠟塊的分運動和合運動所用時間有什么關系？ ③紅蠟塊的分速度應如何求解？ ④求解合速度的方法有哪些？ ［學生活動設計］ 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：弄清各個思考題，試寫出解題步驟. ［師生互動］ ①激勵評價，實物投影展示. 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動的一般情況和勻速運動的特殊情況. 2.［投影］課本例2及其分析 ［題后總結(jié)］ 運動的分解要根據(jù)實際情況來分析.說明兩個分速度的實際作用：水平分速度使飛機前進，豎直分速度使飛機上升. (五)實踐操作 ［投影實踐題目］ 討論兩個互相垂直的直線運動的合運動的類型有哪些. ［學生活動設計］ A、C層次互相討論歸納 B層次互相討論歸納 ［學生展示可能的情形］ 1.兩勻速合成仍為勻速直線運動. 2.一勻速，一勻變速，合成為勻變速曲線運動. ［教師點評、投影圖解］ 補充：3.兩勻變速，可能為勻變速直線運動也可能為勻變速曲線運動. ［題后總結(jié)］ 1.兩個互相垂直的直線運動可能為直線運動，也可能為曲線運動. 2.反向思維：曲線運動也可以分解為兩個垂直方向的直線運動，利用直線運動規(guī)律研究以后再合成就可以知道作為合運動的曲線運動的規(guī)律. 三、小結(jié) 1.教師歸納、學生回答課前疑問 2.［學生活動設計］ A層次：獨立歸納，找出本節(jié)重點所在. B層次：討論小結(jié)，找出本節(jié)難點所在. C層次：結(jié)合小節(jié)提綱，系統(tǒng)再現(xiàn)本節(jié)知識體系. ［投影］ 本節(jié)小結(jié)提綱 1.運動的合成和分解的目的是什么？ 2.運動的合成和分解的基本方法有哪些？ 3.分解的是什么運動？能否隨意分解？ 4.合運動和分運動有哪些聯(lián)系和區(qū)別？ 5.直線運動垂直合成一定是直線運動嗎？ 四、作業(yè) 1.復習該節(jié)內(nèi)容 2.課本練習二 3.預習下一節(jié) 4.思考題： 北風速度4 m/s，大河中的水流正以3 m/s的速度向東流動，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、板書設計 六、本節(jié)優(yōu)化訓練設計 1.關于運動的合成，下列說法中正確的是( ) A.合運動的速度一定比每一個分運動的速度大 B.兩個勻速直線運動的合運動一定是勻速直線運動 C.只要兩個分運動是直線運動，那么它們的合運動也一定是直線運動 D.兩個分運動的時間一定與它們的合運動的時間相等 2.某人乘小船以一定的速率垂直河岸向?qū)Π秳澣ィ斔鲃蛩贂r，關于它過河所需要的時間、發(fā)生的位移與水速的關系正確的是( ) A.水速小、位移小、時間短 B.水速大、位移大、時間短 C.水速大、位移大、時間不變 D.位移、時間與水速無關 3.勻減速運動的速度vt=v0－at，可以看成是兩個在一條直線上的運動的速度合成，一個是________，另一個是 . 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正對岸 B.這只船對地的速度一定是5 m/s C.過河時間可能是6 s D.過河時間可能是12 s 5.如圖所示，汽車以速度v勻速行駛，當汽車到達P點時，繩子與水平方向的夾角為θ,此時物體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，渡河時小船朝對岸垂直劃行，若航行至河中心時，水流速度增大，則渡河時間將( ) A.增大 B.減小 C.不變 D.不能確定 7.某人站在自動扶梯上，經(jīng)過t1時間由一樓升到二樓，如果自動扶梯不運動，人沿著扶梯從一樓走到二樓的時間為t2，現(xiàn)使自動扶梯正常運動，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，離對岸50 m，已知在下游120 m處有一危險區(qū)，假設河水流速為5 m/s，為了使小船不通過危險區(qū)到達對岸，那么小船從現(xiàn)在起相對靜水的最小速度應是( ) A.2.08 m/s B.1.92 m/s C.1.58 m/s D.1.42 m/s 9.下雨時，如果沒有風，雨滴是豎直下落的，但我們騎車前進時，總覺得雨滴是向后傾斜的，為什么？當車速度增大時，覺得雨滴的運動將有什么變化？ 參考答案： 1.D 2.C 3.速度為v0的勻速直線運動，初速度為0的勻減速直線運動 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，所以人前進時，感覺雨滴向后傾斜，而且由圖可知，當車速增大時，雨相對人的速度增大，且傾斜得更厲害.