高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 运动的合成与分解教学设计

运动的合成和分解

　　一、素质教育目标

　　（一）知识教学点

　　1．知道合运动、分运动、知道合运动和分运动是同时发生的，并且互不影响，能在具体的问题中分析和判断．

　　2．理解运动的合成、运动的分解的具体意义．理解运动的合成和分解遵循平行四边形定则．

　　3．会用图示方法和教学方法求解位移，速度合成、分解的问题．

　　（二）能力训练点

　　培养观察和推理的能力、分析和综合的能力．

　　（三）教育渗透点

　　辩证地看待问题

　　（四）美育渗透点

　　学生在学习过程运用概念进行推理、判断，能体会到物理学科中所渗透出的逻辑美．

　　二、学法引导

　　1．充分利用直观教学，让学生体会到等效的含义．

　　2．师生共同讨论运动的合成与分解的原则．

　　三、重点·难点·疑点及解决办法

　　1．重点

　　明确一个复杂的运动可以等效为两个简单的运动的合成或等效分解为两个简单的运动，理解运动合成、分解的意义和方法．

　　2．难点

　　认识分运动和分运动相互独立、互不相干；分运动和合运动的同时性．理解两个直线运动的合运动可以是直线运动，也可以是曲线运动．

　　3．疑点

　　运动的合成和分解与力的合成和分解有什么联系和区别．

　　4．解决办法

　　要充分利用实验，在观察分析的基础上展开讨论，注意多角度、多侧面进行分析．

　　四、课时安排

　　1课时

　　五、教具学具准备

　　教材实验装置

　　课件：运动的合成和分解

　　多媒体设备

　　六、师生互动活动设计

　　1．教师利用演示实验和多媒体手段来展示运动的合成与分解的等效性和基本规律．

　　2．学生通过观察、分析和归纳，得出合成的平行四边形法则及解的思想，通过例题的分析，提高对知识的掌握．

　　七、教学步骤

　　（一）明确目标

　　（略）

　　（二）整体感知

　　本节的地位比较特殊．为知识的学习，涉及到许多基本概念和基本规律；作为方法的介绍，体会把较复杂的运动看作是几个简单运动的合成；作为能力的培养，提高观察和推理能力，分析和综合的能力．

　　（三）重点、难点的学习与目标完成过程

　　1．什么是分运动、合运动?

　　演示实验（具体操作见课本）

　　学生观察蜡块的运动：由A到B沿玻璃管竖直向上匀速直线运动；由A到D随玻璃管向右匀速直线运动；蜡块实际的运动是上述两个运动的合成．即由A到C的匀速直线运动，如图5－2所示．

图5－2

　　演示课件，指出蜡块的实际运动可以看成同时参与上述两个运动，是这两个运动合成的结果．

　　结合实验指出分运动、合运动，说明分位移、分速度；合位移、合速度，强调两点：

　　（1）合运动是实际发生的运动，是分运动的合成；

　　（2）合运动和分运动是同时发生的，所用的时间相同．

　　2．怎样求解运动的合成、分解?

　　（1）运动的合成和分解遵循平行四边形定则．

　　描述运动的物理量如位移、速度、加速度等是矢量，运算时矢量运算，要按照平行四边形定则合成或分解．

　　（2）已知分运动求合这运动叫运动的合成；已知合运动求分运动叫分运动的分解．

　　注意说明分力、合力和分运动、合运动的异同．从实际存在和等效替代的角度分析讨论．

　　例题分析：教材［例1］

　　求蜡块合速度有两种方法：求出合位移，再求合速度；求出分速度；再求合速度；提醒学生注意，后一种解法是基本解法，适合于不是匀速运动的一般情况．

　　例题分析：教材［例2］

　　分解时要根据实际情况来分析，说明两个分速度的实际作用：水平分速度使飞机前进；竖直分速度使飞机上升．

　　3．两个互相垂直的直线运动的合运动是怎样的运动?

　　（1）两个互相垂直的直线运动的合运动可以是直线运动，也可以是曲线运动．

　　演示课件：两个匀速直线运动的合运动是匀速直线运动，用直角坐标系，采用描点法说明．

　　结合课件分析：

　　①定性分析：由于分速度的矢量是恒定的，故合速度的矢量也是恒定的，所以合运动是匀速直线运动．

②定量分析，在x方向运动方程是x＝t，在y方向运动方程是y＝t，相比约去时间t得

　　由于，是定值，故二者比值为定值，即有y＝tx，此值为直线型方程，表明合运动是匀速直线运动．

　　演示课件：竖直方向的匀速运动和水平方向的初速为零的匀加速运动是曲线运动，用直角坐标系，采用描点法说明．

　　结合课件说明：

①定性分析，由于水平分速度矢量不再是恒定的，故合速度的矢量也不是恒定的，大小、方向都在改变，所以不再是直线运动，而是曲线运动．

②定量分析，在x方向有x＝a，在y方向有y＝t，约去时间t得

　　故＝kx．此为抛物线型方程，表明合运动是曲线运动．（定量分析可结合学生情况留给学生课后思考）

　　（2）一个曲线运动可以分解为两个方向上的直线运动

　　既然两个直线运动的合运动可以是曲线运动，反过来，一个曲线运动可以用两个方向上的直线运动来等效替代．也就是说，分别研究这两个方向上的受力情况和运动情况，弄清楚分运动是直线运动的规律，就可以知道作为合运动的曲线运动的规律．

　　（四）总结、扩展

　　1．在进行运动的合成和分解时，一定要明确合运动是物体实际的运动．分运动是假想的，这与力的合成和分解是有区别的，如图5－3所示．通过一定滑轮拉一物体，使物体在水平面上运动，如果是讨论运动的合成和分解，物体实际运动即合运动的速度方向是水平的，沿绳方向的速度是分运动的速度；如果是讨论力的合成和分解，沿绳方向的拉力是物体实际受到的力，沿水平方向的力是拉力的分力．

图5－3

　　2．合成和分解的精髓是“等效”的思想．学习时要深刻体会，可以结合课本“思考和讨论”进一步说明．

　　八、布置作业

　　练习二  （1）（2）（3）（4）

　　九、板书设计

运动的合成和分解

　　1．什么是合运动?分运动?

　　（1）分运动：A→B、A→D的运动

　　（2）合运动：A→C的运动

　　（3）合运动是实际发生的运动，是分运动的合成；合运动和分运动是同时发生的，所用的时间相同．

　　2．怎样求解运动的合成和分解

　　（1）运动的合成和分解遵循平行四边形定则．

　　（2）运动的合成：已知分运动求合运动（例题）

　　（3）运动的分解：已知合运动求分运动（例题）

　　3．两个互相垂直的直线运动的合运动是怎样的运动

　　（1）可以是直线运动，也可以是曲线运动．

　　（2）曲线运动可以用两个直线运动等效替代．

　　十、背景知识与课外阅读

古诗中的热学问题

　　题1唐朝岑参在《出关经华岳寺访法华云公》中写道“五月山雨热，三烽火云蒸，侧闻樵人语，深谷犹积冰”．火云指的是夏天的热空气，为什么高山的峰上那么热，而深深的山谷里却积着冰呢?

　　解释：产生对流的条件是下层空气温度高，上层空气温度低，热空气上升，冷空气下降形成对流，但诗句反应的情况却相反，对流不能产生，冰不会受热熔解．

　　题2古诗“山光物态弄春晖，莫为轻阴便拟归．纵使晴明无雨色，入云深处亦沾衣”．大意是劝游人不要因为天气稍阴就怕雨淋湿了衣服，而失去游览的机会，就是在阳光明媚的日子里，登上云雾笼罩着的山顶，也会把衣服沾湿的，这是为什么?

　　解释：高山上的气温比山下低得多，地表的水蒸气升到高空，便液化成小水球或凝华成小冰晶．这些小水珠或小冰晶附着在空气中的尘埃上便形成了云，大片的云形成了美丽的云海，游客上山时，遇到温度较高的衣服，云中的小水滴便沾在衣服上，小冰晶也在衣服上熔化，弄湿衣服也就正常了．

　　十一、随堂练习

　　1．如图所示，如果在定滑轮端拉绳的速度为v，绳与水平面的夹角为θ时，物体运动的速度是多大?如果是匀速拉绳，物体在做什么运动?

　　2．一只沿垂直于河岸的方向，以恒定的速度渡河，当船运动到河中央时，河水的流速突然增大，则船渡河的时间将    （    ）

　　A．增大    B．不变    C．减小     D．无法确定

　　3．关于运动的合成，以下说法正确的是    （    ）

　　A．合运动的速度一定大于分运动的速度

　　B．合运动的速度方向就是物体实际运动的方向

　　C．合运动的时间一定跟分运动的时间相等

　　D．合运动的加速度方向一定跟合运动的速度方向相同

　　4．关于两个互成角度的初速不为零的匀变速直线运动的合成，下列说法正确的是（    ）

　　A．一定是直线运动

　　B．一定是曲线运动

　　C．可能是直线运动，也可能是曲线运动

　　D．一定是匀变速运动

　　答案：1．物体是速度是v／cosθ，物体做变加速运动  2．B  3．BC  4．CD