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2019-2020年高中物理 《運(yùn)動的合成與分解》教案2 魯科版必修2 一、教學(xué)目標(biāo) 1．在物理知識方面的要求： （1）理解什么是合運(yùn)動，什么是分運(yùn)動，能在具體實(shí)例中找出分運(yùn)動的合運(yùn)動和合運(yùn)動的分運(yùn)動。 （2）知道什么是運(yùn)動的合成，什么是運(yùn)動的分解。 （3）理解合運(yùn)動和分運(yùn)動的等時(shí)性。 （4）理解合運(yùn)動是按平行四邊形定則由分運(yùn)動合成的。 （5）由分運(yùn)動的性質(zhì)及特點(diǎn)綜合判斷合運(yùn)動的性質(zhì)及軌跡。 2．通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，有關(guān)教學(xué)軟件，并聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際總結(jié)概括出曲線運(yùn)動的速度方向，曲線運(yùn)動的條件，以及用運(yùn)動的合成與分解處理復(fù)雜運(yùn)動的基本方法。培養(yǎng)學(xué)生觀察能力，分析概括推理能力，并激發(fā)學(xué)生興趣。 3．滲透物理學(xué)方法的教育。研究船渡河運(yùn)動，假設(shè)水不流動，可以想象出船的分運(yùn)動；又假設(shè)船發(fā)動機(jī)停止工作，可想象出船只隨水流而動的另一分運(yùn)動。培養(yǎng)學(xué)生的想象能力和運(yùn)用物理學(xué)抽象思維的基本方法。 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1．已知兩個(gè)分運(yùn)動的性質(zhì)特點(diǎn)，判斷合運(yùn)動的性質(zhì)及軌跡，學(xué)生不容易很快掌握，是教學(xué)的難點(diǎn)，解決難點(diǎn)的關(guān)鍵是引導(dǎo)學(xué)生把每個(gè)分運(yùn)動的初始值（包括初速度、加速度以及每個(gè)分運(yùn)動所受的外力）進(jìn)行合成，最終還是用合運(yùn)動的初速度與合外力的方向關(guān)系來判斷。 三、教學(xué)過程 （一）引入課題 上一節(jié)我們學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動，它比直線運(yùn)動復(fù)雜，為研究復(fù)雜的運(yùn)動，就需要把復(fù)雜的運(yùn)動分為簡單的運(yùn)動，本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)一種常用的一種方法——運(yùn)動的合成和分解。 （二）教學(xué)過程設(shè)計(jì) 1、合運(yùn)動和分運(yùn)動 （1）做課本演示實(shí)驗(yàn)： 從觀察到的現(xiàn)象出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生從運(yùn)動效果進(jìn)行分析，知道一個(gè)物體實(shí)際運(yùn)動產(chǎn)生的效果與幾個(gè)不同的運(yùn)動共同產(chǎn)生的效果相同。 （2）分析： 球可看成是同時(shí)參與了下面兩個(gè)運(yùn)動，水平向右的運(yùn)動（由A到B）和豎直向下的運(yùn)動（由A到C），實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動（由A到D）是這兩個(gè)運(yùn)動合成的結(jié)果。 （3）總結(jié)得到什么是分運(yùn)動和合運(yùn)動。 2、合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系 做課本演示實(shí)驗(yàn) ①等時(shí)性：合運(yùn)動與分運(yùn)動是同時(shí)進(jìn)行，同時(shí)結(jié)束。 ②獨(dú)立性：一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動，各分運(yùn)動獨(dú)立進(jìn)行各自產(chǎn)生的效果互不干擾。 3．運(yùn)動的合成和分解 （1）通過聯(lián)系船渡河實(shí)際，給出合運(yùn)動、分運(yùn)動等概念。 船渡河問題：可以看做由兩個(gè)運(yùn)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(shí)間從A運(yùn)動到B（如圖6），假如船的發(fā)動機(jī)沒有開動，而河水流動，那么船經(jīng)過相同的一段時(shí)間將從A運(yùn)動到Aˊ，如果船在流動的河水中開動同時(shí)參與上述兩個(gè)分運(yùn)動的合運(yùn)動。 注意：船頭指向?yàn)榘l(fā)動機(jī)產(chǎn)生的船速方向，指分速度；船的合運(yùn)動的速度方向不一定是船頭的指向。這里的分運(yùn)動、合運(yùn)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(fù)雜化。 （2）引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)運(yùn)動的合成分解法則：平行四邊形法則。 ①用分運(yùn)動的位移、速度、加速度求合運(yùn)動的位移、速度、加速度等叫運(yùn)動的合成。反之由合運(yùn)動求分運(yùn)動的位移速度、加速度等叫運(yùn)動的分解。 ②運(yùn)動的合成與分解遵守矢量運(yùn)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(gè)分位移s1s2的矢量和；又例如飛機(jī)斜向上起飛時(shí)，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(jī)的起飛速度。如圖7所示。 （3）用分運(yùn)動的性質(zhì)判斷合運(yùn)動的性質(zhì)及軌跡。 ①兩個(gè)勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是勻速直線運(yùn)動。提問學(xué)生為什么？（u合為恒量） ②提出問題：船渡河時(shí)如果在AB方向的分運(yùn)動是勻加速運(yùn)動，水仍然勻速流動，船的合運(yùn)動軌跡還是直線嗎？學(xué)生思考后回答并提示學(xué)生用曲線運(yùn)動的條件來判斷，然后引導(dǎo)學(xué)生綜合概括出判斷方法：首先將兩個(gè)分運(yùn)動的初始運(yùn)動量及外力進(jìn)行合成，然后用合運(yùn)動的初速度及合運(yùn)動所受的合外力的方向關(guān)系進(jìn)行判斷。合成結(jié)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(yùn)動。如鞏固知識讓學(xué)生再思考加答：兩個(gè)不在同一直線上初速度都為零的勻加速直線運(yùn)動的合運(yùn)動是什么運(yùn)動？ （勻加速直線運(yùn)動） 4．引申內(nèi)容：關(guān)于船的渡河問題的討論 （1）通過此例讓學(xué)生明確運(yùn)動的獨(dú)立性及等時(shí)性的問題，即每一個(gè)分運(yùn)動彼此獨(dú)立，互不干擾；合運(yùn)動與每一個(gè)分運(yùn)動所用時(shí)間相同。 （2）關(guān)于速度的說明，在應(yīng)用船速這個(gè)概念時(shí)，應(yīng)注意區(qū)別船速u船及船的合運(yùn)動速度u合。前者是發(fā)動機(jī)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(shí)間，并討論θ=？時(shí)渡河時(shí)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(yùn)動討論渡河時(shí)間比較方便，根據(jù)運(yùn)動的獨(dú)立性，渡河時(shí)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(shí)，即船頭垂直對岸行駛時(shí)渡河時(shí)間最短。 分析② 當(dāng)u船> u水時(shí)，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(yīng)滿足cosθ= u船/u水，θ為u船與河岸的夾角。當(dāng)u船> u水時(shí)，分析可知船速u船方向應(yīng)滿足cosθ= u船/u水，θ為船速方向與河岸的夾角。 （三）課堂小結(jié) 1．復(fù)雜運(yùn)動可以分解成簡單的運(yùn)動分別來研究，由分運(yùn)動求合運(yùn)動叫運(yùn)動的合成，反之叫運(yùn)動的分解，運(yùn)動的合成與分解，遵守平行四邊形法則。 2．用曲線運(yùn)動的條件及運(yùn)動的合成與分解知識可以判斷合運(yùn)動的性質(zhì)及合運(yùn)動軌跡。 （四）作業(yè)與思考