05 2 運動的合成與分解

2022-11-20 18:33:05 字數 2507 閱讀 9196

一、教學目標

1.在物理知識方面的要求:

(1)了解曲線運動的特點,速度方向時刻在變,因此曲線運動一定是變速運動;

(2)了解曲線運動的條件:合外力與速度不在同一條直線上;

(3)根據學生理解能力,可將曲線運動的條件深化,即平行速度的力只改變速度大小;垂直速度的力只改變速度方向,可根據力的效果將合外力沿速度方向和垂直速度方向分解;

(4)了解合運動、分運動,掌握運動的合成與分解法則——平行四邊形法則;

(5)由分運動的性質及特點綜合判斷合運動的性質及軌跡。

2.通過觀察演示實驗,有關教學軟體,並聯絡學生生活實際總結概括出曲線運動的速度方向,曲線運動的條件,以及用運動的合成與分解處理複雜運動的基本方法。培養學生觀察能力,分析概括推理能力,並激發學生興趣。

3.滲透物理學方法的教育。研究船渡河運動,假設水不流動,可以想象出船的分運動;又假設船發動機停止工作,可想象出船隻隨水流而動的另一分運動。培養學生的想象能力和運用物理學抽象思維的基本方法。

二、重點、難點分析

1.重點是讓學生掌握曲線運動為什麼是變速運動,理解曲線運動的條件及運動的合成與分解法則;

2.已知兩個分運動的性質特點,判斷合運動的性質及軌跡,學生不容易很快掌握,是教學的難點,解決難點的關鍵是引導學生把每個分運動的初始值(包括初速度、加速度以及每個分運動所受的外力)進行合成,最終還是用合運動的初速度與合外力的方向關係來判斷。

三、教具

1.桌球、小鐵球、細繩。

2.斜槽、條形磁鐵、鐵球、投影儀、計算機軟盤、彩電。

四、主要教學過程

(一)引入新課

課本p5觀察思考:駕船時始終保持船頭垂直河岸,而船的行駛路線不與河岸垂直。

引導學生假想河水靜止,或者小船靜止,小船的兩個運動狀態:順流而下或垂直過河

(二)教學過程設計

物體的運動往往是複雜的,對於複雜的運動,常常可以把它們看成幾個簡單的運動組成的,通過研究簡單的運動達到研究複雜運動的目的。

(1)通過演示實驗和聯絡船渡河實際,給出合運動、分運動的概念。

①把注滿水的桌球用細繩繫住另一端固定在b釘上,桌球靜止在a點,畫出線段bb′且使ab≈bb′(方向任意),用光滑棒在b點附近從左向右沿bb′方向勻速推動吊繩,提示學生觀察桌球實際運動的軌跡是沿ab′方向,幫助學生分析這是因為桌球同時參與了ab方向和bb′方向的勻速直線運動的結果,而這兩個分運動的速度都等於棒的推動速度。小球沿豎直方向及沿bb′方向的運動都是分運動;沿ab′方向的是合運動。分析表明合運動的位移與分運動位移遵守平行四邊形法則。

②船渡河問題:可以看做由兩個運動組成。假如河水不流動而船在靜水中沿ab方向行駛,經一段時間從a運動到b(如圖6),假如船的發動機沒有開動,而河水流動,那麼船經過相同的一段時間將從a運動到a′,如果船在流動的河水中開動同時參與上述兩個運動,經相同時間從a點運動到b′點,從a到b′的運動就是上述兩個分運動的合運動。

注意:船頭指向為發動機產生的船速方向,指分速度;船的合運動的速度方向不一定是船頭的指向。這裡的分運動、合運動都是相對地球而言,不必引入相對速度概念,避免使問題複雜化。

小結:合運動為物體實際發生的運動

分運動為假想的同時參與的運動

(2)引導學生概括總結運動的合成分解法則——平行四邊形法則。

①由桌球的軌跡是直線嗎?提出和位移、分位移的概念。

先求橫座標x = vx t

再求縱座標,y = vy t

最後得出y與x的關係,知道影象為直線,並且和位移、分位移滿足平行四邊形法則。

②推理合速度、分速度也滿足平行四邊形法則

用分運動的位移、速度、加速度求合運動的位移、速度、加速度等叫運動的合成。反之由合運動求分運動的位移速度、加速度等叫運動的分解。

(3)例題分析

例1:船的合位移s合是兩個分位移s1s2的向量和;又例如飛機斜向上起飛時,在水平方向及豎直方向的分速度分別為v1=vcosθ,v2=vsinθ,其中,v是飛機的起飛速度。如圖7所示。

例2:求水流速度v1,小船從o到p的時間t?

4.引申內容:關於船的渡河問題的討論

(1)通過此例讓學生明確運動的獨立性及等時性的問題,即每乙個分運動彼此獨立,互不干擾;合運動與每乙個分運動所用時間相同。

(2)關於速度的說明,在應用船速這個概念時,應注意區別船速v船及船的合運動速度v合。前者是發動機產生的分速度,後者是合速度,由於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v船,水流速度為v水,船速v船與河岸的夾角為θ,如圖9所示。

①求渡河所用的時間,並討論θ=?時渡河時間最短。

②怎樣渡河,船的合位移最小?

分析①用船在靜水中的分運動討論渡河時間比較方便,根據運動的獨立性,渡河時間

間最短。

分析②當v船>v水時,v合垂直河岸,合位移最短等於河寬h,根

五、課堂小結

1.曲線運動的條件是f合與v不在同一直線上,曲線運動的速度方向為曲線的切線方向。

2.複雜運動可以分解成簡單的運動分別來研究,由分運動求合運動叫運動的合成,反之叫運動的分解,運動的合成與分解,遵守平行四邊形法則。

3.用曲線運動的條件及運動的合成與分解知識可以判斷合運動的性質及合運動軌跡。

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