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2019-2020年高中物理 《運動的合成與分解》教案2 魯科版必修2 一、教學目標 1．在物理知識方面的要求： （1）理解什么是合運動，什么是分運動，能在具體實例中找出分運動的合運動和合運動的分運動。 （2）知道什么是運動的合成，什么是運動的分解。 （3）理解合運動和分運動的等時性。 （4）理解合運動是按平行四邊形定則由分運動合成的。 （5）由分運動的性質及特點綜合判斷合運動的性質及軌跡。 2．通過觀察演示實驗，有關教學軟件，并聯(lián)系學生生活實際總結概括出曲線運動的速度方向，曲線運動的條件，以及用運動的合成與分解處理復雜運動的基本方法。培養(yǎng)學生觀察能力，分析概括推理能力，并激發(fā)學生興趣。 3．滲透物理學方法的教育。研究船渡河運動，假設水不流動，可以想象出船的分運動；又假設船發(fā)動機停止工作，可想象出船只隨水流而動的另一分運動。培養(yǎng)學生的想象能力和運用物理學抽象思維的基本方法。 二、重點、難點分析 1．已知兩個分運動的性質特點，判斷合運動的性質及軌跡，學生不容易很快掌握，是教學的難點，解決難點的關鍵是引導學生把每個分運動的初始值（包括初速度、加速度以及每個分運動所受的外力）進行合成，最終還是用合運動的初速度與合外力的方向關系來判斷。 三、教學過程 （一）引入課題 上一節(jié)我們學習了曲線運動，它比直線運動復雜，為研究復雜的運動，就需要把復雜的運動分為簡單的運動，本節(jié)課我們就來學習一種常用的一種方法——運動的合成和分解。 （二）教學過程設計 1、合運動和分運動 （1）做課本演示實驗： 從觀察到的現(xiàn)象出發(fā)，引導學生從運動效果進行分析，知道一個物體實際運動產(chǎn)生的效果與幾個不同的運動共同產(chǎn)生的效果相同。 （2）分析： 球可看成是同時參與了下面兩個運動，水平向右的運動（由A到B）和豎直向下的運動（由A到C），實際發(fā)生的運動（由A到D）是這兩個運動合成的結果。 （3）總結得到什么是分運動和合運動。 2、合運動與分運動的關系 做課本演示實驗 ①等時性：合運動與分運動是同時進行，同時結束。 ②獨立性：一個物體同時參與幾個分運動，各分運動獨立進行各自產(chǎn)生的效果互不干擾。 3．運動的合成和分解 （1）通過聯(lián)系船渡河實際，給出合運動、分運動等概念。 船渡河問題：可以看做由兩個運動組成。假如河水不流動而船在靜水中沿AB方向行駛，經(jīng)一段時間從A運動到B（如圖6），假如船的發(fā)動機沒有開動，而河水流動，那么船經(jīng)過相同的一段時間將從A運動到Aˊ，如果船在流動的河水中開動同時參與上述兩個分運動的合運動。 注意：船頭指向為發(fā)動機產(chǎn)生的船速方向，指分速度；船的合運動的速度方向不一定是船頭的指向。這里的分運動、合運動都是相對地球而言，不必引入相對速度概念，避免使問題復雜化。 （2）引導學生概括總結運動的合成分解法則：平行四邊形法則。 ①用分運動的位移、速度、加速度求合運動的位移、速度、加速度等叫運動的合成。反之由合運動求分運動的位移速度、加速度等叫運動的分解。 ②運動的合成與分解遵守矢量運算法則，即平行四邊形法則： 1.課本例題分析 2.船的合位移s 是兩個分位移s1s2的矢量和；又例如飛機斜向上起飛時，在水平方向及豎直方向的分速度分別為u1=ucosθ,u2=usinθ,其中，u是飛機的起飛速度。如圖7所示。 （3）用分運動的性質判斷合運動的性質及軌跡。 ①兩個勻速直線運動的合運動一定是勻速直線運動。提問學生為什么？（u合為恒量） ②提出問題：船渡河時如果在AB方向的分運動是勻加速運動，水仍然勻速流動，船的合運動軌跡還是直線嗎？學生思考后回答并提示學生用曲線運動的條件來判斷，然后引導學生綜合概括出判斷方法：首先將兩個分運動的初始運動量及外力進行合成，然后用合運動的初速度及合運動所受的合外力的方向關系進行判斷。合成結果可知，船的合速度u合與合外力F不在同一直線上，船一定做曲線運動。如鞏固知識讓學生再思考加答：兩個不在同一直線上初速度都為零的勻加速直線運動的合運動是什么運動？ （勻加速直線運動） 4．引申內容：關于船的渡河問題的討論 （1）通過此例讓學生明確運動的獨立性及等時性的問題，即每一個分運動彼此獨立，互不干擾；合運動與每一個分運動所用時間相同。 （2）關于速度的說明，在應用船速這個概念時，應注意區(qū)別船速u船及船的合運動速度u合。前者是發(fā)動機產(chǎn)生的分速度，后者是合速度，由于不引入相對速度概念，使上述兩種速度容易相混。 （3）問題的提出：河寬H，船速為u船，水流速度為u水，船速u船與河岸的夾角為θ，如圖9所示。 ①求渡河所用的時間，并討論θ=？時渡河時間最短。 ②怎樣渡河，船的合位移最??？ 分析① 用船在靜水中的分運動討論渡河時間比較方便，根據(jù)運動的獨立性，渡河時間t= s船/ u船將s船=H/sinθ（如圖10所示）代入得t=H/ sinθu船分析可知θ=90時，即船頭垂直對岸行駛時渡河時間最短。 分析② 當u船> u水時，u合垂直河岸，合位移最短等于河寬H，根據(jù)速度三角形可知船速方向應滿足cosθ= u船/u水，θ為u船與河岸的夾角。當u船> u水時，分析可知船速u船方向應滿足cosθ= u船/u水，θ為船速方向與河岸的夾角。 （三）課堂小結 1．復雜運動可以分解成簡單的運動分別來研究，由分運動求合運動叫運動的合成，反之叫運動的分解，運動的合成與分解，遵守平行四邊形法則。 2．用曲線運動的條件及運動的合成與分解知識可以判斷合運動的性質及合運動軌跡。 （四）作業(yè)與思考