实验探究在运动的合成与分解教学中的实施

1、实验探究在“运动的合成与分解”教学中的实施徐州一中 叶弘媚朱卫姐 221004一、提出问题“运动的合成与分解”是物理学小研究复朵运动的重要方法，在人教版物理必 修2教材中(标题为：“质点在平面内的运动")，本节内容丰富且多数知识较为 抽象，学生理解起来有难度，属于难教难学的内容。教学过程中如何化抽象为形 象，如何化难为易，如何从老师的教转变成学生口主地学都是值得思考和研究的 问题。二、分析问题1、本节需完成的教学目标(1) 了解合运动与分运动的概念(2)理解合运动与分运动的关系(3)知道什 么是运动的合成与分解(4)理解运动的合成与分解遵循平行四边形定则(5)会 运用所学知识解决互成

2、角度的两个匀速直线运动的合成与分解问题。2、完成教学口标的主要方法(1) 分运动与合运动的概念和关系较为抽象。变抽象为形象的最好方法就是通 过实验或生活实例。教材从实验蜡块在试管中的运动入手，但是存在一个问题， 用手匀速水平移动试管似乎较难操作，笔者在教学过程中尝试了气垫导轨。该实 验较简单，可重复性较强，有利于学生观察和分析实验进而得岀规律。(2) 化难为易，降低学生理解的难度可行的办法是让学生参与探究知识的过程。 学生已掌握了矢量运算法则，完全有能力动手探究运动的合成与分解满足的规 律。(3) 实验与理论的完美结合可激发学生学习物理的兴趣，让学生体会到物理理 论的博大精深。在本节中体现在可

3、用“物体做曲线运动的条件”解释为什么蜡块 的合运动是直线运动。并可进一步讨论若分运动是匀加速直线运动，则合运动的 轨迹会怎样。三、分组实验，实施探究，培养能力1. 分组实验1什么是合运动与分运动1.1器材lm长的试管（内有约lcm长的蜡块，盛满水，用橡皮塞塞紧）1.2步骤蜡块在管中竖直上升的同时，手持试管水平匀速右移，观察蜡块的运动。师：相对于静止的观察者，蜡块是如何运动的？生：蜡块斜向上运动师：蜡块斜上方的运动是其实际发生的运动，是相对于静止的观察者或相对于地 面的运动，把该运动叫做合运动。该合运动的产生是市于蜡块一边上升一边随手 向右运动的结果，即同时参与这两个运动的效果就是倾斜向上运动。

4、把同时参与 的这两个运动叫做分运动。2. 分组实验2合运动与分运动的等时性和独立性2.1器材lm长的试管（内有约1cm长的蜡块，盛满水，用橡皮塞塞紧），秒表，气垫导 轨2.2步骤（1）手持试管不动，观察蜡块在试管小竖直上升的运动，记录蜡块上升时间：（2）蜡块在管中竖宜上升的同时，让试管在气垫导轨上做匀速运动，观察蜡块 的运动，记录蜡块上升时间。（3）蜡块在管中竖直上升的同时，以丕回王步骤2虫一的速度让试管水平匀速右移， 观察蜡块的运动，记录蜡块上升时间。2.3学生汇报交流实验数据及结论生1：通过三次测量发现蜡块在试管中上升的时间不变。生2：不管试管在水平方向是静止还是运动，蜡块在试管中竖直上升

5、的时间都不 受影响，即在竖直方向的运动不受水平运动的影响。教师总结：运动物体在某个方向上的运动与其他方向上的运动彼此互不影响，是 相互独立的运动，这就是运动的独立性。师：合运动和分运动所用时间有什么关系？生：根据前面实验可以得出，合运动和分运动是同吋开始，同吋结束，所用吋间 相等。师：合运动和分运动有等时性。3. 分组实验3合位移与分位移的关系；运动合成与分解的方法3.1步骤重复实验1中步骤2,画出蜡块的实际位移和两个分运动的位移，找一找它们间 的关系。3.2教师指导找位移只需找蜡块的初末位置即可。两同学相互合作，一个同学将口纸竖宜放置 在试管的后方，另一同学描岀蜡块合运动和分运动的初末位置。

6、3.3展示学生画图结果并请学生总结：生：实际位移和两个分运动的位移遵循矢量的运算规律，即平行四边形定则和三 角形法则。3.4教师总结已知物体的几个分运动求其合运动的过程叫运动的合成；已知合运动求分运动的 过程叫做运动的分解。4. 分组实验4研究两个互成角度的匀速直线运动的合运动轨迹4猜想生1：曲线，可能向上弯曲可能向下弯曲生2：也可能是直线4.2教师指导实验两同学相互合作,一个同学将白纸竖直放置在试管的 后方，另一同学在蜡块经过的地方描点画图。4.3步骤(1) 重复实验1中步骤2,在白纸上描点作出蜡块 合运动的轨迹(2) 学生交流展示描岀的轨迹如图1,可以得岀： 蜡块的运动轨迹是一条倾斜直线4

7、.3演示探究播放拍摄的视频，视频中的蜡块经软件处理后在所经过的路径上留下的痕迹显示 出它的运动轨迹确实是直线。4.4理论分析（1）用“曲线运动的条件”解释水平方向和竖直方向的速度都是恒定的，任意时刻合成之后，大小和方向相同, 轨迹定是直线。（2）数学方法 玻璃管向右移动的速度设为匕，蜡块沿玻璃管匀速上升的速率设为乙，匕，匕.都 不随时间变化，是常量。从蜡块开始运动时开始计时，在时刻t,蜡块的位置用坐标兀表示尢= 丿，从两式中消去t,可得）匸比x,乙，匕都是常量, 可见y =比兀代表的是一条过原点的直线。蜡块的速度v = jv>v?,方向师：从实验结果和理论分析，你能得到什么结论？生：若两

8、个分运动是匀速直线运动，则合运动一定是匀速直线运动%1. 课堂小结1. 复杂运动可以分解成简单的运动分别來研究，由分运动求合运动叫运动的合 成，反之叫运动的分解，运动的合成与分解，遵守平行四边形法则。2. 用曲线运动的条件及运动的合成与分解知识可以判断合运动的性质及合运动 轨迹。五、教学效果反馈:练习1、关于运动的合成和分解，下列说法中止确的是：（）a. 合运动的时间等于两个分运动经历的时间之和b. 合运动的速度大小一定等于分运动的速度大小z和c. 两个互成直角的匀速直线运动的合运动一定也是匀速直线运动d. 合运动的吋间和分运动的吋间相同练习2、如图2所示，在河岸上用细绳拉船，为了使船匀速靠

9、岸，人应以怎样的速度拉绳：（）a.匀速拉 b.加速拉 c.减速拉 d.先加速后减速练习3、如图3,汽车以速度v匀速行驶，当汽车到达p点时, 绳子与水平方向的夹角为8 ,此时物体m的速度大小为六、学生课外活动 分组设计实验演示以下两种现象，画出蜡块的运动轨迹，并用所学知识分析实验 结果。（1）两分运动，其一是匀速直线运动，其二是匀加速运动，则合运动的轨迹会怎样？（2）两分运动，两个均是匀加速运动，则合运动的轨迹会怎样？七、教后反思本节课充分运用了设计分组实验，调控分组实验的教学策略和组织学生实验 积极参与探究分析的策略。通过分组实验指导学生分析和观察物理现象，获得生 动的感知知识，从而更好地理解和掌握物理规律。通过学生参与实验结果的分析,