5.2 运动的合成与分解 教学设计 高一下学期物理人教版(2019)必修第二册

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名称 5.2 运动的合成与分解 教学设计 高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
格式 docx
文件大小 454.7KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2023-02-26 18:27:28

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文档简介

第五章 抛体运动 第2节 运动的合成与分解 教学设计
课题 5-2运动的合成和分解
课型 新课 课时 2 主备人
教学目标 1、通过对红蜡块平面内运动的研究,学会根据研究问题的需要建立合适的平面直角坐标系,并用函数描述直线运动。 2、理解合运动与分运动的概念,能对简单平面运动进行合成与分解。 3、通过运动的合成与分解,初步体会把复杂运动分解为简单运动的物理思想,并用这个思想解决类似的简单问题。 4、核心素养: ①物理观念:体验运动的合成和分解是研究复杂运动的一种基本方法的物理观念 ②科学思维:培养学生应用数学知识解决物理问题的科学思维方法,培养学生的观察、分析和概括能力。 ③科学探究:通过对一个平面运动的实例-蜡块的运动的探究让学生能够运用平行四边形法则解决有关位移、速度合成和分解的问题 ④科学态度与责任:通过学生对蜡块的运动的探究和分析,深刻体会“化复杂为简单”、“从特殊到一般”的科学思维,引导学生学会对复杂事务的处理也可以遵循“化复杂为简单”的处事态度。
学习重点 1、通过对蜡块运动实验的探究,构建合运动、分运动的概念。通过坐标系的建立、对蜡块轨迹、运动速度的探究,理解运动合成、分解的意义和方法。 2、通过运动合成与分解知识的构建,理解合运动和分运动的等效思想。
学习难点 1、通过对蜡块运动实验的探究,构建合运动、分运动的概念。通过坐标系的建立、对蜡块轨迹、运动速度的探究,理解运动合成、分解的意义和方法。 2、通过运动合成与分解知识的构建,理解合运动和分运动的等效思想。
学情分析 本节对学生的能力要求较高,着重要解决的问题是让学生建立起运动的合成与分解的思想,并用来处理简单的平面运动,为平抛与斜抛运动的研究打好基础。本节内容是学生在学习较简单的直线运动后,从定量研究直线运动规律进入定量研究曲线运动规律的转折点。虽然学生已经知道曲线运动的运动特征和受力特征,但他们不知道如何去描述曲线运动的位移、速度、加速度等运动参量。在此之前,学生已经有合力与分力的概念,力的合成与分解的知识与思想,这些对运动的合成与分解有一定的启发作用。通过本节的学习研究,学生将学会用平面坐标系描述曲线运动,并通过运动的合成与分解,把复杂运动分解成几个简单的分运动,再通过研究分运动的性质来确定物体实际运动的性质和轨迹,进一步研究复杂的曲线运动。
核心知识 运动的合成和分解的方法及运用
教学内容及教师活动设计 学生活动设计 归纳总结
环节一:引入新课  教师活动:复习引入 通过复习力的合成与分解来直接导入。   提问1:在必修一中,我们已学习了“合成与分解”的思想,请问我们学习了什么的合成与分解呢? 提问2:在进行力的合成和分解时遵循什么定则? 提问3:力的合成与分解有什么应用、有何意义?   教师活动:导入   一个物体往往会受到多个力的作用,在处理复杂的力学问题时,我们需要采用力的合成或力的分解的思想方法。合成与分解的思想是解决复杂力学问题的一大利器。 那么对于复杂的运动问题,我们能不能采用“合成与分解”的思想来处理呢? 学生活动:复习回顾力的合成与分解的知识,重点回顾合力与分力的概念及合力与分力之间的等效替代思想。 学生活动:通过对力的合成与分解思想的回顾,再次体会利用合成与分解的思想解决复杂力学问题的基本思路,并初步思考运动的合成与分解的意义。 教师总结:对于复杂的运动问题,我们也可以采用“合成与分解”的思想来处理。
环节二:进行新课 1、一个平面运动的实例 教师活动: 对于直线运动中,建立一维坐标,据运动规律,就可以确定任意时刻的位置,进而知道它的运动轨迹。 出示图片:小车做直线运动,可用一维坐标分析它的运动。 出示图片:小球的抛体运动。 设问:如果研究复杂的运动,我们怎么办呢? 导入:本节所学的运动的合成与分解是解决这一问题的基本方法。 学生活动:思考直线运动和平面运动的异同,领悟从一维直线坐标到二维平面坐标的变化。 教师总结:对于直线运动中,建立一维坐标,据运动规律,就可以确定任意时刻的位置,进而知道它的运动轨迹。 如果研究的是复杂运动,如曲线运动,我们可以考虑建立平面直角坐标系来解决。
教师活动:演示“蜡块的运动” ①演示红蜡块在玻璃管中匀速上升。 说明:蜡的密度略小于水的密度。在蜡块上升的初期,它做加速运动,随后由于受力平衡而做匀速运动。 ②演示红蜡块上升的同时使玻璃管向有运动。 引导学生思考:红蜡块如何运动? ③再次演示②,引导学生注意观察红蜡块相对于黑板的运动。 设问:若仅以黑板作为参考系,如何描述红蜡块的运动? 教师活动:出示蜡块运动的视频,让学生观察更精确的控制实验条件时,红蜡块的运动情况。 引导学生思考:在这个实验中,蜡块既向上做匀速运动,又由于玻璃管的移动向右做匀速直线运动,而以黑板为背景我们看到的则是蜡块向右上方运动。 设问:那么我们该如何从合成与分解的角度来分析红蜡块的运动呢? 教师活动:引导学生从实验探究的角度,利用“描点连线法”初步判定红蜡块的运动。 2、理论分析红蜡块的运动 教师活动:提出问题: 引导学生思考:通过描迹法我们基本确定红蜡块的实际运动是一个直线运动,那么,蜡块向右上方的这个运动真的是直线运动吗?如何加以证明?如果是直线运动,那它会是匀速直线运动吗? 教师活动: ①引导学生在平面直角坐标系中分析蜡块的位置。 ②引导学生分析蜡块的运动轨迹。 注意:学生对参数方程还不熟悉,但已有直线方程的初步知识,在利用数学知识解决物理问题方面有一定基础,但需老师加强引导。 ③引导学生分析蜡块的位移。 引导学生从分解到合成的思路求解红蜡块的实际位移。 ④引导学生分析蜡块的速度。 让学生明确红蜡块随玻璃管运动的速度就是水平分速度,红蜡块沿玻璃管上升的速度就是竖直分速度。 3、运动的合成与分解 教师活动: 和学生一起归纳分运动合运动概念;讲解合运动和分运动之间的关系;引导学生完成运动的合成、运动的分解知识的构建。 学生活动:观察演示实验,思考回答问题。尝试从分解运动的角度认识红蜡块的运动。 学生活动:观察演示实验,思考回答问题。尝试从实际运动(合运动)的角度认识红蜡块的运动。 学生活动:观察实验视频,思考回答问题。尝试从合成与分解的双重角度认识红蜡块的运动。 学生活动:通过描点连线法初步明确红蜡块的实际运动是直线运动。 学生活动:思考老师提出的问题。期待问题的进一步解决。 学生活动:根据老师的提示,建立平面直角坐标系,写出蜡块的位置坐标方程。 学生活动:根据老师的提示,利用数学方法将坐标公式中的t消去,得到y和x的关系函数。 学生活动:求解红蜡块从O到P的位移。 学生活动:明确红蜡块的水平分速度和竖直分速度,并利用平行四边形定则求解红蜡块的和合速度。 学生活动:归纳总结,完成分运动、合运动、运动的分解、运动的合成等知识的构建。 一、红蜡块的分运动与合运动 1.分运动:红蜡块参与的随玻璃管向右的运动,以及红蜡块在玻璃管中上升的运动可视为两个“分运动”。 (1)水平分运动:蜡块随管向右做的匀速直线运动。 (2)竖直分运动:蜡块相对管向上做的匀速直线运动。 2.合运动:在黑板的背景前我们看到蜡块相对黑板是向右上方运动的,这是红蜡块的实际运动,我们可称之为“合运动” 合运动:红蜡块相对黑板斜向右上方的实际运动。 教师总结:要想定量地研究蜡块的运动,就要建立平面直角坐标系,具体分析。 二、理论分析红蜡块的运动 1.红蜡块的位置坐标 任意时刻t,红蜡块的坐标: x = vx t y = vy t 2.蜡块运动的轨迹 在数学上,关于 x、y 两个变量的关系式可以描述一条曲线(包括直线)。蜡块的坐标的表达式中消去变量 t,就 得到:,其中 是一个定值,所以该关系式代表的是一条过原点的直线,也就是说,蜡块的运动轨迹是直线。 3.蜡块运动的位移 从计时开始到时刻t, 水平分位移:x = vx t 竖直分位移:y = vy t 蜡块实际位移的大小是 位移的方向 4.蜡块运动的速度 水平分速度:vx 竖直分速度:vy 合速度: 速度的方向 三、运动的合成与分解 1.合运动和分运动 (1)合运动:物体实际的运动叫合运动。 (2)分运动:物体同时参与合成运动的运动叫分运动。 2.合运动和分运动的关系 (1)合运动和分运动具有同时性; (2)各分运动之间互不干扰,彼此独立; (3)合运动与分运动必须对同一物体; (4)合运动与分运动在效果上是等效替代的关系。 3.运动的合成与分解 (1)由分运动求合运动的过程叫运动的合成。 (2)由合运动求分运动的过程叫运动的分解。 4.运动的合成与分解即为描述运动的物理量的合成与分解 都遵守平行四边形定则。
环节三:新知应用 教师活动:出示例题,引导学生分析。 【例题】某商场设有步行楼梯和自动扶梯,步行楼梯每级的高度是 0.15 m,自动扶梯与水平面的夹角为 30°,自动扶梯前进的速度是 0.76 m/s。有甲、乙两位顾客,分别从自动扶梯和步行楼梯的起点同时上楼,甲在自动扶梯上站立不动,乙在步行楼梯上以每秒上两个台阶的速度匀速上楼(如图所示)。哪位顾客先到达楼上?如果该楼层高4.56 m,甲上楼用了多少时间? 教师活动:新知拓展 向学生明确:运动的合成与分解是分析复杂运动时常用的方法。运动合成与分解的思想和方法对分运动是变速运动的情况也是适用的。 思考与讨论:在如图所示的实验中,如果将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右匀加速移动,若玻璃管内壁是光滑的,蜡块的轨迹还是一条直线吗? 展示视频:向学生展示玻璃管水平加速运动时,红蜡块的运动情况。让学生进一步明确两个直线运动的合运动可以是曲线运动。 教师活动:引导学生明确两个直线运动可以合成为曲线运动,那么对曲线运动的分析,也可以反过来分解为直线运动。 教师讲解:以后,我们分析复杂运动(曲线运动)时,都可以按照这个思路,采用合成与分解的思想,将复杂运动分解为简单的直线运动。化复杂为简单是解决物理问题应该遵循的思路,“复杂问题简单化”也可以作为我们的一个处事准则。 学生活动:思考、分析问题,尝试应用运动的合成与分解的思想方法解决实际问题。 学生活动:完成课后习题第4小题,知道两个直线运动的合运动可以是曲线运动。 学生活动:观看视频,明确两个直线运动的合运动可以是曲线运动。 拓展延伸: 以后,我们分析复杂运动(曲线运动)时,都可以按照这个思路,采用合成与分解的思想,将复杂运动分解为简单的直线运动。化复杂为简单是解决物理问题应该遵循的思路,“复杂问题简单化”也可以作为我们的一个处事准则。
板书设计 5-2运动的合成和分解 一、红蜡块的分运动与合运动 1.分运动: (1)水平分运动:蜡块随管向右做的匀速直线运动。 (2)竖直分运动:蜡块相对管向上做的匀速直线运动。 2.合运动:红蜡块相对黑板斜向右上方的实际运动。 二、运动的合成与分解 1.合运动和分运动 (1)合运动:物体实际的运动叫合运动。 (2)分运动:物体同时参与合成运动的运动叫分运动。 2.合运动和分运动的关系 (1)合运动和分运动具有同时性; (2)各分运动之间互不干扰,彼此独立; (3)合运动与分运动必须对同一物体; (4)合运动与分运动在效果上是等效替代的关系。 3.运动的合成与分解 (1)由分运动求合运动的过程叫运动的合成。 (2)由合运动求分运动的过程叫运动的分解。 4.运动的合成与分解即为描述运动的物理量的合成与分解 都遵守平行四边形定则。
作业设计 1、教材习题:第5题 2、复习与提高A组:第6题
教学反思