鲁科版必修二 运动的合成与分解 第1课时 教案.doc

3.1运动的合成与分解一、教学目标：(一)知识与技能：l、在一个具体问题中知道什么是合运动，什么是分运动；知道合运动和分运动具有等时性，独立性。2、知道什么是运动的合成，什么是运动的分解，理解运动合成和分解遵循平行四边形定则。3、会用作图法和直角三角形知识解决有关位移和速度的合成、分解问题，理解合运动是由分运动组成的，分运动的性质决定合运动的性质和轨迹。(二)过程与方法：1、利用船渡河提供的物理情景，引导学生建立直角坐标系描述小船的运动。培养学生应用数学工具解决问题能力；假设水不流动，想象船的分运动;假设船的发动机停止工作，想像出船随水而动的另一个分运动。培养学生的想象能力和抽象思维能力。2、通过运动独立性的实验探究，培养学生理论与与实践相结合的理念和能力，让学生经历实验、作图、讨论、交流的过程，在知识的发现和能力的形成过程中体验成功的乐趣。(三)情感态度与价值观：1、充分发挥学生的自主性，引导学生主动发现问题，合作交流问题，构建良好的认知结构。激发对科学的求知欲，增强将自己的见解公开并与他人交流的欲望，认识交流与合作的重要性，有主动与他人合作的精神。2、使学生受到科学方法的训练，培养学生的观察能力和实验能力，学会自主学具有敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神。二、教学重点明确一个复杂的实际物体运动可以等效为两个简单的运动，理解运动合成、分解的意义和方法。三、教学难点1、具体实际问题中合运动和分运动的判定。2、分运动和合运动的矢量性和独立性。四、教学方法实验探究、引导分析五、案例设计(一)导入新课视频剪辑1：体育运动中的投掷，足球等运动项目。问题1：体育运动中的投掷项目，你知道怎样才能投掷更远吗？如果你是足球运动员，你知道怎样才能准确射中球门？视频剪辑2：小船渡河问题2：你知道怎样才能使小船在最短时间过河吗？你知道怎样才能使小船渡河的距离最短吗？学生观看视频剪辑，思考教师设问(二)新课教学引导学生提出问题：1研究曲线运动问题为什么不能用一维坐标轴？为此建立什么坐标系才能研究曲线运动？2什么是合运动，什么是分运动？3合运动与分运动有什么关系？解决问题1：处理曲线运动的数学方法1、引导学生复习：物体在一条直线上运动时，可以沿这条直线建立一个坐标系，分析归纳描述一维运动的数学方法。物体在一条直线上运动时，可以沿这条直线建立一个坐标系，学生分别写出：如果取t=0时刻物体位置坐标为x=0, 且规定物体运动方向为正方向，则物体在做匀速直线运动时，物体位移表达式为x=vt；物体做匀加加速直线运动时，物体位移表达式为：；物体做自由落体运动时，经过任意时刻t后位移为： 2、利用小船过河图片，引导学生研究：物体在一个平面上运动时，可以建立一个平面直角坐标系，分析归纳描述二维运动的数学方法。学生小组交流：描述小船过河的运动，可以这样建立坐标系，以运动开始时小船的位置为原点，以沿河岸和垂直河岸方向为x轴和y轴的正方向。解决问题2：区分什么是合运动。什么是分运动1、引导学生分析小船渡河问题：(1)假如河水不流动而船在静水中沿ab方向行驶，经一段时间将从a运动到b。(2)假如船的发动机没有开动，而河水流动，那么船经过相同一段时间将从a运动到a。(3)船在流动河水中开动，同时参与上述两个运动，船经相同时间从a点运动到b点。学生小组讨论，画图：(1)画出假如河水不流动而船在静水中运动轨迹图(2)假如船的发动机没有开动，而河水流动时船的运动轨迹图(3)如果船在流动河水中开动，船的运动轨迹图学生小组讨论小结得出合运动和分运动的含义：如果一个物体同时参与两个运动，则这两个运动称为分运动，物体实际的运动称为合运动。物体合运动与分运动意义如果一个物体同时参与两个运动，则这两个运动称为分运动，物体实际的运动称为合运动解决问题3：合运动与分运动关系1、合运动与分运动的矢量性(1)提供合运动与分运动装置(2)引导学生分析实验：运动轨迹3是蜡块的合运动，运动轨迹1和运动轨迹2是分运动。学生实验：(1)在一端封闭、长约l m的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，并用大头针将蜡块与胶塞固定(2)以蜡块开始运动位置为原点。建立平面直角坐标系，(3)保持蜡块与玻璃管相对位置不变，将玻璃管沿x轴正向匀速移动，描绘出蜡块运动轨迹x。(4)保持玻璃管不动，拔出大头针，使蜡块沿玻璃管匀速沿y轴正方向移动相同时间，描绘出蜡块运动轨y(5)使蜡块和玻璃管保持原有速度同时沿x、y坐标轴匀速运动相同时间，描绘蜡块运动轨迹s。以轨迹1的位移x和轨2的位移y为邻边作平行四边形，其所夹的对角线的大小与方向与轨迹3的位移重合，表明分位移、合位移的关系遵循平行四边形定则。根据 将合运动与分运动位移平行四边形等比例缩小t倍，其平行四边形关系仍然成立。即物体运动的合速度与分速度关系也遵循平行四边形定则回顾合力和分力运算法则，得出推论，一切矢量关系运算都遵循平行四边形定则。合运动和分运动的位移、速度、加速度关系遵循平行四边形定则。2、分运动的独立性(1)提供实验装置(2)引导学生分析：改变小球p的高度，两小球仍然发生碰撞，说明两个小球在竖直方向距离的变化，虽然改变两球相遇时小球p在竖直方向速度分量的大小，但并不改变小球p在水平方向的速度分量的大小，也就是说小球在竖直方向的运动并不影响它在水平方向的运动，即物体的两个分运动是独立的。学生实验：(1)两个相同的弧形轨道m、n ，分别用于发射小铁球p、q，两轨道上端分别装有电磁铁c、d，调节电磁铁c、d的高度，使ac=bd，从而保证小铁球pq在轨道出口处的水平初速度v0相等。(2)将小铁球p、q分别吸在电磁铁c、d上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度同时分别从轨道m、n的下端射出。实验结果是两小铁球同时到达e处，发生碰撞。增加或者减小轨道m的高度，再进行实验，结果两小铁球总是发生碰撞。组成物体运动的分运动之间的位移、速度、加速度关系是独立的。【例】一只小船横渡小河,小河宽为d， 若船对静水的恒定速度为v1 河水的流速为v2，且v1 v2。(1)若使小船渡河时间最短，船头应对什么方向，最短时间是多少？(2)若使小船渡河距离最短，船头应对什么方向，所需时间是多少？ 让学生充分讨论，猜想，发表看法。由于小船渡河速度全部取自本身发动机提供的速度v1，当v1即船头与垂直河岸时，渡河所用时间最短。最短时间：若使小船渡河距离最短，则小船实际的运动轨道必须与河岸垂直，也就是小船合运动方向与河岸垂直时，小船渡河的