2019-2020年高中物理《质点在平面内的运动》教案7 新人教版必修2.doc

2019-2020年高中物理质点在平面内的运动教案7 新人教版必修2整体设计本节提供了一种解决复杂运动的基本方法，即运动的合成与分解通过运动的合成与分解，我们可以把复杂运动看成是几个简单运动的合运动，通过研究分运动的性质和轨迹来确定合运动的性质和轨迹，通过研究简单的直线运动的规律，来进一步研究曲线运动的规律例如：平抛运动、机械振动这一方法，不仅在力学中广泛应用，而且在电磁学中也有广泛应用例如，带电粒子在电场、磁场中的运动，带电粒子以一定角度射入匀强磁场中的螺旋运动，就需要运用运动的合成与分解方法来分析解决通过本节的学习，进一步巩固了矢量合成的一般法则平行四边形定则，进一步强化了矢量运算的可逆性原理和等效思想教学重点1理解运动的合成与分解的概念2掌握运动的合成与分解的方法教学难点1在具体问题中，判断合运动和分运动2理解两个直线运动的合运动可以是直线运动，也可以是曲线运动课时安排2课时三维目标知识与技能1在具体情景中，知道合运动、分运动分别是什么，知道其同时性和独立性2知道运动的合成与分解，理解运动的合成与分解遵循平行四边形定则3会用作图和计算的方法，求解位移和速度的合成与分解问题过程与方法1通过对抛体运动的观察和思考，了解一个运动可以与几个不同的运动效果相同，体会等效替代的方法2通过观察和思考演示实验，知道运动的独立性，学习化繁为简的研究方法3掌握用平行四边形定则处理简单的矢量运算问题的方法情感态度与价值观通过讨论与交流，培养勇于表达的习惯和用科学语言严谨表达的能力课前准备教具准备：多媒体课件、小球、演示红蜡烛运动的装置知识准备：力的合成与分解知识教学过程导入新课演示导入教师演示：对于演示中的直线运动，不管是匀速直线运动还是匀加速直线运动，都可以建立一维坐标，根据它们各自的运动规律，可以确定任意时刻质点的位置，进而知道它的运动轨迹如果研究上面的抛体等较复杂的运动，该怎么办呢?本节课我们就来学习质点在平面内的运动教学过程 导入新课 情景导入 通过前面的学习我们知道在现实生活中，物体都要在一定的外力作用下才能做曲线运动，如下列两图(课件展示)地球绕太阳做(近似的)匀速圆周运动 小球绕桌面上的图钉做匀速圆周运动 对于图中的地球和小球，它们受到了什么样的外力作用?它们的加速度大小和方向如何确定? 复习导入 前面我们已经学习了曲线运动的有关知识，请完成以下几个问题：问题l加速度是表示的物理量，它等于的比值在直线运动中，表示初速度，表示末速度，则速度变化量，加速度公式=，其方向与速度变化量方向 2在直线运动中，取初速度方方向为正方向，如果速度增大，末速度大于初速度，则(填“”或“u。，船的最短航程就等于河宽d，此时船头指向应与上游河岸成臼角，且若则最短航程此时船头指向应与上游河岸成臼7角，且思考与讨论如果物体在一个方向上的分运动是匀速直线运动，在与它垂直方向的分运动是匀加速直线运动，合运动的轨迹是什么样的?提示：匀速运动的速度讪和匀速运动的初速度的合速度应如图所示，而加速度与u：同向，则n与u。必有夹角，因此轨迹为曲线知识拓展1合运动和分运动总是同时开始同时结束，没有合运动也就没有分运动，反之也成立，即没有分运动也就没有合运动对于运动的合成与分解过程的这个特点，我们把它称为运动的合成与分解的等时性原理也就是说，在物体的运动过程中，合运动持续的时间和各分运动所持续的时间是相等的2在蜡块运动的过程中，虽然体现出来的是合运动的运动效果，但各个分运动仍然保持各自的独立性，并不会因为参与了运动合成而改变自己的状态，在运动的合成的过程中，各个分运动是互不影响的我们把这个特点称为运动的合成与分解的独立性原理课堂训练1关于运动的合成，下列说法中正确的是( )A合运动的速度一定比每一个分运动的速度大B两个匀速直线运动的合运动，一定是匀速直线运动C两个分运动是直线运动的合运动，一定是直线运动D两个分运动的时间，一定与它们的合运动的时间相等2如果两个分运动的速度大小相等，且为定值，则以下说法中正确的是( )A两个分运动夹角为零，合速度最大B两个分运动夹角为90。，合速度大小与分速度大小相等C合速度大小随分运动的夹角的增大而减小D两个分运动夹角等于l20。，合速度的大小等于分速度一20一参考答案：1解析：运动的合成与分解和力的合成与分解遵循同样的规律平行四边形定则，因此两个互成一定角度的速度合成之后的范围为：所以A是错误的两个匀速直线运动的合运动的轨迹方程是说明它是直线运动，速度为V=-说明它是匀速运动，所以两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动，即是正确的两个分运动是直线运动的合运动，其运动轨迹取决于两个分运动的速度是否发生变化，C选项中没有明确这个问题，所以不能断定合运动一定是直线，故C是错误的根据运动的合成与分解的等时性，我们知道两个分运动的时间一定与它们的合运动的时间相等，D是正确的答案：BD2解析：根据平行四边形定则我们知道两个速度合成之后的范围为由此可以判断当两个分速度夹角为零时合速度最大，夹角为l80。时合速度最小，且合速度的大小随着分速度夹角的增大而减小当两个分速度相等，夹角为90。时，合速度并不与分速度相等，所以B是错误的当夹角为120。时，合速度与分速度相等所以D是正确的答案：ACD课堂小结 这节课我们学习的主要内容是探究曲线运动的基本方法运动的合成与分解，这种方法在应用过程中遵循平行四边形定则在实际的解题过程中，通常选择实际看到的运动为合运动，其他的运动为分运动运动的合成与分解包括以下几方面的内容：1速度的合成与分解2位移的合成与分解3加速度的合成与分解合运动与分运动之间还存在如下的特点：1独立性原理：各个分运动之间相互独立，互不影响2等时性原理，合运动与分运动总是同时开始，同时结束，它们所经历的时是相等的布置作业 教材“问题与练习”1、2、3题活动与探究课题：观察橡皮的运动轨迹，回答问题过程：在你的铅笔盒里取一块橡皮，用一根细线拴住，把线的另一端用图钉固定在竖直放置的图板上按上图所示的方法，用铅笔靠着线的左侧，沿直尺向右匀速移动再向左移动，来回做几次结合实验现象，讨论以下问题1橡皮的运动是由哪两个运动合成的?2合运动的位移与分运动的位移之间有什么关系?3合运动的速度口与分运动的速度口，、u。有什么关系?习题详解1解答：炮弹在水平方向的分速度是炮弹在竖直方向的分速度是炮弹速度的分解如图所示2解答：根据题意，无风时跳伞员着地速度为口。，风的作用使他获得向东的速度口。，有风时跳伞员着地时的速度u是剧。和饥的合速度，如图所示3解答：射击方向应偏西一些，如图所示，因为炮弹有与船相同的由西向东的速度聊。，击中目标时的速度可为口。和炮弹射出的速度uz的合速度，所以炮弹射出的方向(即u。的方向)应偏西一些4解答：蜡块的运动轨迹如图所示，图中A、B、c、D各点分别表示t等于l s、2 s、3 s、4 s时蜡块的位置本节首先介绍实验装置及研究对象，然后演示两个过程：红蜡块匀速上升；红蜡块匀速上升的同时将玻璃管向右水平匀速移动观察蜡块轨迹倾斜直线，从而引出课题研究较复杂的运动，可以用到运动的合成与分解知识通过事例分析，知道实际运动参与两个运动，竖直方向和水平方向，而实际运动沿倾斜直线运动多媒体教学设计一、实验探究打开“52质点在平面内的运动ppt”并切换到第二屏，如图：分别点击其中的甲、乙、丙三个按钮，展示试管的三种不同状态甲可倒转，乙为蜡块匀速上升，丙为试管匀速向右的同时蜡块匀速上升(在动画上右击，然后选择“放大”可以做更细微的观察)让学生根据动画思考回答所给问题，然后切换到第三屏给出总结如图：二、理论探究1屏幕切换到第四屏，如图：根据图中提出的问题，让学生自己完成，然后和书中的结论进行对照2两直线运动的合运动一定是直线运动吗?把屏幕切换到第五屏，如图： 改变动画中两个分运动的初速度和加速度的值，模拟各种情况下的直线运动的合成，然后总结得出如下结论：三、知识应用屏幕切换到第七屏，如图：根据动画，专题讨论小船过河这一典型问题彭Ulltillf练屏幕切换到第八屏，给出小船渡河类的相应训练题，如图：课堂小结屏幕切换到最后一屏，给出本节的内容小结，如图：要让学生边填空边回忆说明：本课所用PPT课件及相关资料全部来自志鸿优化网”(http：zhyho。g)，文件解压后就可使用，具体链接地址为：http：zhyh。r9?action=copyrigh!showid=955一、运动的合成与分解1运动的独立性：一个物体同时参与几个分运动，各分运动独立进行，互不影响2运动的合成：加速度、速度、位移都是矢量，遵守矢量的合成法则(1)两分运动在同一直线上时，同向矢量大小相加，反向矢量大小相减(2)两分运动不在同一直线上时，按照平行四边形定则进行合成，如图所示(3)两分运动垂直时或正交分解后的合成3运动的分解：是运动合成的逆过程分解原则：根据运动的实际效果分解或正交分解二、对运动的合成与分解的讨论1合运动的性质和轨迹两直线运动合成，合运动的性质和轨迹由分运动的性质及合初速度与合加速度的方向关系决定：两个匀速直线运动的合运动仍是匀速直线运动；一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动仍是匀变速运动二者共线时为匀变速直线运动；二者不共线时为匀变速曲线运动两个匀变速直线运动的合运动仍为匀变速运动：当合初速度与合加速度共线时为匀变速直线运动；当合初速度与合加速度不共线时为匀变速曲线运动2轮船渡河问题的分解 方法l：将轮船渡河的运动看作水流的运动(水冲船的运动)和轮船相对水的运动(即设水不流动时船的运动)的合运动方法2：将船对水的速度沿平行于河岸和垂直于河岸方向正交分解如图所示，则轮船实际上沿水流方向的运动速度，铆。sin0为轮船垂直于河岸方向的运动速度要使船垂直横渡，则应使 此时渡河位移最小为d要使船渡河时间最短，则应使最大，当=90度时，渡河时间最短为t=三、物体拉绳或绳拉物体运动的分解按运动的际果分解下图中，人用绳通过定滑轮拉物体A，-3人以速度可。匀速前进时，求物体的速度首先要分析物体A的运动与人拉绳的运动之间有什么样的关系物体A的运动(即绳 的末端的运动)可看作两个分运动的合成：一是沿绳的方向被牵引，绳长缩短，绳长缩短的速度即等于73。；二是垂直于绳以定滑轮为圆心的摆动，它不改变绳长，只改变角度目的值这样就可以将VA按图示方向进行分解，很容易求得物体A的速度UA一t04-3物体A向左移动，将逐渐变大，逐渐变大虽然人做匀速运动，但物体A却在做变速运动在进行速度分解时，要分清合速度与分速度合速度就是物体实际运动的速度，是平行四边形的对角线虽然分速度的方向具有任意性，但只有按图示分解时，口。才等于口。，才能找与u。的关系，因此，分速度方向的确定要视题目而具体分析在上述问题中，若不对物体A的运动认真分析，就很容易得出OA一Oocos0的错误结果四、典型例题精讲一艘小船从河岸的A处出发渡河，小船保持与河岸垂直方向行驶，经过l min到达正对岸下游120 m的C处，如图所示如果小船保持原来的速度逆水斜向上游与河岸成a角方向行驶，则经过125 min恰好到达正对岸的8处，求河的宽度解析：解决这类问题的关键是画好速度合成的示意图，画图时首先要明确哪是合运动哪是分运动对本题来讲，AC和AB是两个不同运动过程中船相对于岸的实际运动方向，那么AB和AC就是速度合成平行四边形的对角线设河宽为d，河水流速为v水，船速为船，船两次运动速度合成如图甲和乙所示第一次渡河与第二次渡河在垂直岸的方向上位移相等，则第一次渡河沿水流方向上位移为BC，则由图乙可得船的合速度：口一可水tana，所以河的宽度为：由式得由式得代入式可得河宽答案：200 m思考：(1)若渡河过程中水流的速度突然变大了，是否影响渡河时间?是否影响到达对岸的地点?(2)如果到船口水，小船还能不能到达对岸的8点?这时的最小位移该如何求?提示：(1)水流的速度增大，不影响过河的时间，但影响到达对岸的地点(2)当口船训水时，小船不能到达对岸8点当口船跟船的合速度垂直时，船过河的位移最小有一小船正在渡河，如图所示，在离对岸30 ITl时，其下游40 m处有一危险水域假若水流速度为5 ms，为了使小船在危险水域之前到达对岸，那么，从现在起，小船相对于静水的最小速度是多少？解析：如下图所示，当小船到达危险水域前，恰好到达对岸，其合速度方向沿AC方向为使船速最小，应使，则答案：3 ms