2019-2020年高中物理運(yùn)動的合成與分解教案粵教版必修2.doc

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2019-2020年高中物理運(yùn)動的合成與分解教案粵教版必修2 一、學(xué)習(xí)任務(wù)分析 本節(jié)課內(nèi)容是學(xué)生學(xué)習(xí)曲線運(yùn)動的起始篇，是學(xué)生在學(xué)習(xí)研究了勻速直線運(yùn)動，勻變速直線運(yùn)動，自由落體運(yùn)動等較簡單的直線運(yùn)動后從定量研究直線運(yùn)動規(guī)律進(jìn)入定量研究曲線運(yùn)動規(guī)律的轉(zhuǎn)折點。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)研究，使學(xué)生學(xué)會如何用平面坐標(biāo)系和圖解法描述曲線運(yùn)動，如何通過運(yùn)動的合成與分解，把運(yùn)動物體實際表現(xiàn)的復(fù)雜運(yùn)動分解成兒個簡單的分運(yùn)動，從而利用研究分運(yùn)動的性質(zhì)和軌跡來確定物體實際表現(xiàn)的運(yùn)動的性質(zhì)和軌跡。同時通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，鞏固矢量合成的一般法則即平行四邊形定則，進(jìn)一步強(qiáng)化矢量運(yùn)算的可逆性和等效性原理。 二、學(xué)情分析 1、知識結(jié)構(gòu)上，學(xué)生在物理方面已經(jīng)學(xué)習(xí)了物體的勻速直線運(yùn)動和勻變速直線運(yùn)動規(guī)律，以及力的合成與分解的平行四邊形定則，在數(shù)學(xué)方面，已經(jīng)學(xué)習(xí)了直角坐標(biāo)系等基礎(chǔ)知識，具備解決物體在平面內(nèi)運(yùn)動問題的知識基礎(chǔ)，在能力結(jié)構(gòu)上，對于如渡河問題也有一定的感性體驗和理性認(rèn)識，所有這些構(gòu)成學(xué)生本節(jié)課的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。 2、學(xué)生對一個物體實際的復(fù)雜運(yùn)動可以看作是兩個簡單運(yùn)動的組成的認(rèn)識在理解上還很抽象，對物體運(yùn)動的位移、速度、加速度的矢量性，并能利用平行四邊形定則合成與分解沒有感性認(rèn)識，不能很好區(qū)分實際例子中物體合運(yùn)動和分運(yùn)動，同時還對物體在兩個方向的運(yùn)動是相互獨立的還存在疑問，這就要求教學(xué)中必須提供來源于生活中的大量事例和能進(jìn)行探究的實驗素材，幫助學(xué)生提升感性認(rèn)識，內(nèi)化解決問題方法，提高解決問題能力。 三、教學(xué)目標(biāo) （一）知識與技能： l、在一個具體問題中知道什么是合運(yùn)動，什么是分運(yùn)動；知道合運(yùn)動和分運(yùn)動具有等時性，獨立性。 2、知道什么是運(yùn)動的合成，什么是運(yùn)動的分解，理解運(yùn)動合成和分解遵循平行四邊形定則。 3、會用作圖法和直角三角形知識解決有關(guān)位移和速度的合成、分解問題，理解合運(yùn)動是由分運(yùn)動組成的，分運(yùn)動的性質(zhì)決定合運(yùn)動的性質(zhì)和軌跡。 （二）過程與方法： 1、利用船渡河提供的物理情景，引導(dǎo)學(xué)生建立直角坐標(biāo)系描述小船的運(yùn)動。培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決問題能力；假設(shè)水不流動，想象船的分運(yùn)動;假設(shè)船的發(fā)動機(jī)停止工作，想像出船隨水而動的另一個分運(yùn)動。培養(yǎng)學(xué)生的想象能力和抽象思維能力。 2、通過運(yùn)動獨立性的實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生理論與與實踐相結(jié)合的理念和能力，讓學(xué)生經(jīng)歷實驗、作圖、討論、交流的過程，在知識的發(fā)現(xiàn)和能力的形成過程中體驗成功的樂趣。 （三）情感態(tài)度與價值觀： 1、充分發(fā)揮學(xué)生的自主性，引導(dǎo)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題，合作交流問題，構(gòu)建良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。激發(fā)對科學(xué)的求知欲，增強(qiáng)將自己的見解公開并與他人交流的欲望，認(rèn)識交流與合作的重要性，有主動與他人合作的精神。 2、使學(xué)生受到科學(xué)方法的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實驗?zāi)芰?，學(xué)會自主學(xué)具有敢于堅持真理、勇于創(chuàng)新和實事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。 四、教學(xué)重點難點分析 重點：明確一個復(fù)雜的實際物體運(yùn)動可以等效為兩個簡單的運(yùn)動，理解運(yùn)動合成、分解的意義和方法。 難點：1、具體實際問題中合運(yùn)動和分運(yùn)動的判定。 2、分運(yùn)動和合運(yùn)動的矢量性和獨立性。 五、教學(xué)媒體運(yùn)用 1、演示合運(yùn)動與分運(yùn)動關(guān)系實驗裝置 2、研究運(yùn)動獨立性的實驗裝置 3、PPT教學(xué)演示課件、視頻錄像剪接、計算機(jī)、投影儀。 六、教學(xué)流程 復(fù)習(xí) 歸納 什么是合運(yùn)動，什么是分運(yùn)動 處理曲線運(yùn)動的數(shù)學(xué)方法 合運(yùn)動與分 運(yùn)動關(guān)系 實驗探究1實驗探究2 理論分析 推理探究 實踐應(yīng)用 知能落實實際應(yīng)用思考討論 情境 播放視頻 錄像剪接 引入新課 提出 問題2 提出問題3 提出 問題1 七、教學(xué)程序設(shè)計 教學(xué) 程序 教 師 活 動 學(xué)生活動 教學(xué) 資源 設(shè)疑激趣 新 課引 入 【播放視頻錄像剪接】體育運(yùn)動中的投擲，足球等運(yùn)動項目。 【設(shè)疑激趣】體育運(yùn)動中的投擲項目，你知道怎樣才能投擲更遠(yuǎn)嗎？如果你是足球運(yùn)動員，你知道怎樣才能準(zhǔn)確射中球門？ 學(xué)生觀看視頻錄像剪接 學(xué)生思考教師設(shè)問 視頻錄 像剪接 【播放視頻錄像剪接】小船渡河 【設(shè)疑激趣】你知道怎樣才能使小船在最短時間過河嗎？你知道怎樣才能使小船渡河的距離最短嗎？ 由以上視頻錄像剪接引出課題“第三章：拋體運(yùn)動” 【板書】第三章：拋體運(yùn)動 第一節(jié)：運(yùn)動的合成與分解 新 課 教 學(xué) 新 課 教 學(xué) 新 課 教 學(xué) 新 課 教 學(xué) 新 課 教 學(xué) 新 課 教 學(xué) 新 課 教 學(xué) 新 課 教 學(xué) 問題提出 引導(dǎo)學(xué)生提出問題。 1．研究曲線運(yùn)動問題為什么不能用一維坐標(biāo)軸？為此建立什么坐標(biāo)系才能研究曲線運(yùn)動？ 2．什么是合運(yùn)動，什么是分運(yùn)動？ 3．合運(yùn)動與分運(yùn)動有什么關(guān)系？ 學(xué)生討論并提出問題。 解決問題1：處理曲線運(yùn)動的數(shù)學(xué)方法 t 1、引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)：物體在一條直線上運(yùn)動時，可以沿這條直線建立一個坐標(biāo)系，分析歸納描述一維運(yùn)動的數(shù)學(xué)方法。 【板書】物體在一條直線上運(yùn)動時，可以沿這條直線建立一個坐標(biāo)系， 2、利用小船過河圖片，引導(dǎo)學(xué)生研究：物體 在一個平面上運(yùn)動時，可以建立一個平面直角坐標(biāo)系，分析歸納描述二維運(yùn)動的數(shù)學(xué)方法。 1、學(xué)生分別寫出： 如果取t=0時刻物體位置坐標(biāo)為x=0, 且規(guī)定物體運(yùn)動方向為正方向，則物體在做勻速直線運(yùn)動時 物體位移表達(dá)式為x=vt 物體做勻加加速直線運(yùn)動時 物體位移表達(dá)式為 物體做自由落體運(yùn)動時 經(jīng)過任意時刻t后位移為， 2、學(xué)生小組交流：描述小船過河的運(yùn)動，可以這樣建立坐標(biāo)系，以運(yùn)動開始時小船的位置為原點，以沿河岸和垂直河岸方向為x軸和y軸的正方向。 解決問題2：區(qū)分什么是合運(yùn)動。什么是分運(yùn)動 多媒體 課件 1、引導(dǎo)學(xué)生分析小船渡河問題： （1）假如河水不流動而船在靜水中沿AB方向行駛，經(jīng)一段時間將從A運(yùn)動到B。 （2）假如船的發(fā)動機(jī)沒有開動，而河水流動，那么船經(jīng)過相同一段時間將從A運(yùn)動到A′。 （3）船在流動河水中開動，同時參與上述兩個運(yùn)動，船經(jīng)相同時間從A點運(yùn)動到B′點， 【板書】物體合運(yùn)動與分運(yùn)動意義 如果一個物體同時參與兩個運(yùn)動，則這兩個運(yùn)動稱為分運(yùn)動，物體實際的運(yùn)動稱為合運(yùn)動 學(xué)生小組討論，畫圖： （1）畫出假如河水不流動而船在靜水中運(yùn)動軌跡圖 （2）假如船的發(fā)動機(jī)沒有開動，而河水流動時船的運(yùn)動軌跡圖 （3）如果船在流動河水中開動，船的運(yùn)動軌跡圖 學(xué)生小組討論小結(jié)得出合運(yùn)動和分運(yùn)動的含義： 如果一個物體同時參與兩個運(yùn)動，則這兩個運(yùn)動稱為分運(yùn)動，物體實際的運(yùn)動稱為合運(yùn)動。 解決問題3：合運(yùn)動與分運(yùn)動關(guān)系 合運(yùn)動與分運(yùn)動實驗裝置 （學(xué)生課前小制作） 1、合運(yùn)動與分運(yùn)動的矢量性 （1）提供合運(yùn)動與分運(yùn)動裝置 （2）引導(dǎo)學(xué)生分析實驗： 運(yùn)動軌跡3是蠟塊的合運(yùn)動，運(yùn)動軌跡1和運(yùn)動軌跡2是分運(yùn)動。 以軌跡1的位移x和軌2的位移y為鄰邊作平行四邊形，其所夾的對角線的大小與方向與軌跡3的位移重合，表明分位移、合位移的關(guān)系遵循平行四邊形定則。 根據(jù) 將合運(yùn)動與分運(yùn)動位移平行四邊形等比例縮小t倍，其平行四邊形關(guān)系仍然成立。即物體運(yùn)動的合速度與分速度關(guān)系也遵循平行四邊形定則 回顧合力和分力運(yùn)算法則，得出推論，一切矢量關(guān)系運(yùn)算都遵循平行四邊形定則。 【板書】合運(yùn)動和分運(yùn)動的位移、速度、加速度關(guān)系遵循平行四邊形定則。 2、分運(yùn)動的獨立性 （1）提供實驗裝置 （2）引導(dǎo)學(xué)生分析： 改變小球P的高度，兩小球仍然發(fā)生碰撞，說明兩個小球在豎直方向距離的變化，雖然改變兩球相遇時小球P在豎直方向速度分量的大小，但并不改變小球P在水平方向的速度分量的大小，也就是說小球在豎直方向的運(yùn)動并不影響它在水平方向的運(yùn)動，即物體的兩個分運(yùn)動是獨立的。 【板書】組成物體運(yùn)動的分運(yùn)動之間的位移、速度、加速度關(guān)系是獨立的。 學(xué)生實驗： （1）在一端封閉、長約lm的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一個紅蠟做的小圓柱體，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊，并用大頭針將蠟塊與膠塞固定 （2）以蠟塊開始運(yùn)動位置為原點。建立平面直角坐標(biāo)系， （3）保持蠟塊與玻璃管相對位置不變，將玻璃管沿x軸正向勻速移動，描繪出蠟塊運(yùn)動軌跡x。 （4）保持玻璃管不動，拔出大頭針，使蠟塊沿玻璃管勻速沿y軸正方向移動相同時間，描繪出蠟塊運(yùn)動軌y （5）使蠟塊和玻璃管保持原有速度同時沿xy坐標(biāo)軸勻速運(yùn)動相同時間，描繪蠟塊運(yùn)動軌跡s。 學(xué)生實驗： （1）兩個相同的弧形軌道M、N ，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D，調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度，使AC=BD，從而保證小鐵球PQ在軌道出口處的水平初速度UO相等。 （2）將小鐵球P.Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小鐵球能以相同的初速度同時分別從軌道M、N的下端射出。實驗結(jié)果是兩小鐵球同時到達(dá)E處，發(fā)生碰撞。增加或者減小軌道M的高度，再進(jìn)行實驗，結(jié)果兩小鐵球總是發(fā)生碰撞。 實踐應(yīng)用 知能落實 降落傘下落一定時間后的運(yùn)動是勻速的。沒有風(fēng)的時候，跳傘員著地的速度是5m/s,現(xiàn)在有風(fēng)，風(fēng)使他以4m/s的速度沿水平方向向東移動，問跳傘員將以多大的速度著地?這個速度的方向怎樣? 實際應(yīng)用 例2一只小船橫渡小河,小河寬為d， 若船對靜水的恒定速度為v1 河水的流速為v2，且v1> v2。 （1）若使小船渡河時間最短，船頭應(yīng)對什么方向，最短時間是多少？ （2）若使小船渡河距離最短，船頭應(yīng)對什么方向，所需時間是多少？ 思考討論 例3：在玻璃板生產(chǎn)線上, 需要將毛坯玻璃切割成統(tǒng)一尺寸的玻璃成品. 玻璃在流水線上不停滯地被切割, 切刀要在運(yùn)動中將玻璃橫向切斷. 如果毛坯玻璃以4m/s的速度在生產(chǎn)線上不斷地向前移動, 金剛石切刀的移動速度為8 m/s, 為了將玻璃切割成矩形, 金剛石切刀的移動方向如何控制? 切割一次寬為9 m的玻璃需要多長時間? 作出切刀合速度與分速度示意圖： 學(xué)生小組討論分析： 跳傘員在有風(fēng)時的運(yùn)動，是為降落傘無風(fēng)時勻速下降的和參與風(fēng)運(yùn)動的合運(yùn)動，對應(yīng)是速度為合速度。 建立水平向東和豎直方向的坐標(biāo)系，作出兩個分速度矢量的示意圖 利用平行四邊形法則和勾股定理求得 設(shè)著地速度砂地與豎直方向的夾角為，則 查三角函數(shù)表 讓學(xué)生充分討論，猜想，發(fā)表看法。由于小船渡河速度全部取 自本身發(fā)動機(jī)提供的速度v1，當(dāng)v1即船頭與垂直河岸時，渡河所用時間最短。 最短時間 ； 若使小船渡河距離最短，則小船實際的運(yùn)動軌道必須與河岸垂直，也就是小船合運(yùn)動方向與河岸垂直時，小船渡河的距離最短。 建立沿河岸方向和垂直河岸方向直角坐標(biāo)系，設(shè)v1與y軸夾角為，由平行四邊形和勾股定理求得 引導(dǎo)討論： 金剛石切刀的移動速度v=8 m/s 指的是金剛石切刀的移動的實際速度也就是合速度， 為了使切刀將玻璃切割成矩形，金剛石切刀必須參與的第一個分運(yùn)動保證在流水線方向與玻璃相對靜止，即 第二個分運(yùn)動v2必須保證與玻璃板邊沿垂直。 學(xué)生課下獨立完成計算。 小 結(jié) 與 作 業(yè) 學(xué)生小結(jié)： 1、處理一個平面內(nèi)物體的運(yùn)動可以建立平面直角坐標(biāo)系 2、物體實際的運(yùn)動為合運(yùn)動，組成合運(yùn)動的幾個運(yùn)動稱為分運(yùn)動。 3、合運(yùn)動與分運(yùn)動之間具有等時性，矢量性，獨立性 作業(yè)：1、課本P48頁作業(yè)； 八、教學(xué)設(shè)計點評 本節(jié)課利用 “任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)模式，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，使在學(xué)生原有知識和技能的基礎(chǔ)上，通過以預(yù)設(shè)問題為開始，實驗，分析、探究、歸納、總結(jié)為過程，最后解決和提出新問題為結(jié)束的三階段循環(huán)，師生共究，交換信息，最終達(dá)成構(gòu)建學(xué)生新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目的。 本節(jié)課在教學(xué)的開始，通過播放視頻錄像剪接預(yù)設(shè)了解決拋體運(yùn)動和渡河問題兩個教學(xué)目標(biāo)，設(shè)疑激趣，目標(biāo)明確，能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性，表現(xiàn)了物理學(xué)科理論價值和技術(shù)價值。滲透了高中物理課程的教育功能在于提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為學(xué)生的終身發(fā)展、使其今后能應(yīng)對現(xiàn)代社會和未來發(fā)展的挑戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)的核心理念。 在探究渡河問題的合運(yùn)動和分運(yùn)動的關(guān)系的教學(xué)中，本節(jié)課首先利用控制變量的方法，使學(xué)生理解合運(yùn)動和分運(yùn)動的關(guān)系，突破學(xué)生概念模糊、空間想象力缺乏的學(xué)習(xí)困難，在探究合運(yùn)動和分運(yùn)動的矢量性實驗中，要求學(xué)生課前利用小制作的方法制作器材，變演示實驗和小組實驗，解決了實驗的可視性較差的問題，在實驗結(jié)果的分析中借助于學(xué)生已具備的驗證力的平行四邊形定則的方法，突顯了運(yùn)動位移，速度，加速度的矢量性， 為了使學(xué)生體驗運(yùn)動的獨立性，教學(xué)中使用了弧形軌道球碰撞實驗，通過使兩個小球在豎直方向距離的變化，改變兩球相遇時小球P在豎直方向速度分量的大小，但并不改變小球P在水平方向的速度分量的大小，也就是說小球在豎直方向的運(yùn)動并不影響它在水平方向的運(yùn)動，說明了物體的兩個分運(yùn)動是獨立的結(jié)論，由于小球運(yùn)動較快，學(xué)生不容易觀察到小球是否有碰撞，實驗中可以設(shè)計利用頻閃光源現(xiàn)場拍攝的辦法獲得照片，再進(jìn)行處理。 本節(jié)課在實踐應(yīng)用中，關(guān)注學(xué)生知能落實，強(qiáng)調(diào)知識實際應(yīng)用，將課堂教學(xué)延伸到課外，體現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、自主學(xué)習(xí)能力、實踐能力以及解決問題的能力新課程目標(biāo)。