2022年运动的合成与分解教学设计 .pdf

学习好资料欢迎下载运动的合成与分解厦门双十中学傅建农一、概述本节课选自山东科技版高中物理必修2 （ 2011 年 7 月第 4 版）第 3 章第 1 节。(P47-P50) 所需课时： 1 课时。学习内容：必修一主要研究运动学中的直线运动，即匀速直线运动，匀变速直线运动，自由落体运动等较简单的直线运动，本节开始学习较为复杂的曲线运动，并能够通过分析讨论得出定量研究曲线运动规律的方法。通过本节的学习研究，使同学们学会用平面直角坐标系和图解法描述曲线运动，通过运动的合成与分解，把运动物体实际表现的复杂运动分解成几个简单的分运动， 从而利用研究分运动的性质和轨迹来确定物体实际表现的合运动的性质和轨迹。 通过本节的学习，巩固矢量合成法则平行四边形定则及三角形法则的应用，知道运动的合成与分解就是位移的合成与分解或速度的合成与分解。本节课的价值及学习内容的重要性：首先运动的合成与分解是学习曲线运动的基础；其次掌握物理学中最重要的思维方式化曲为直、化繁为简、等效替代。二、教学目标分析（一）知识与技能：l 、能在具体问题中分析合运动和分运动，并知道合运动和分运动同时发生即具有等时性，以及分运动互不影响即独立性。2、知道分运动常采用从合运动的效果来分解，理解运动的合成与分解遵循平行四边形定则。3、会用作图法和直角三角形知识解决有关位移和速度的合成与分解问题，理解合运动是由分运动组成的，分运动的性质决定合运动的性质和轨迹。（二）过程与方法：1、通过 课本迷你实验 的分组探究，让学生经历探究、实践、思考、运用、解决的过程，在知识的发现和能力的形成过程中体验成功的乐趣。2、利用 船行人走 提供的物理情景，引导学生建立直角坐标系描述人的运动，培养学生应用数学工具解决问题能力。先让人、船运动共线，分析合运动；再让人、船运动互相垂直分析合运动。从一维到二维、由浅入深、激发学生探索新知识的欲望和慎密的思维方式。（三）情感态度与价值观：1、充分发挥学生的自主性，引导学生主动发现问题，合作交流解决问题，构建良好的认知结构。 激发对科学的求知欲，增强将自己的见解公开并与他人交流的欲望，认识交流与合作的重要性，有主动与他人合作的精神。2、通过对运动的合成与分解的理解和练习，发挥学生的空间想象能力以及复杂问题化为简单问题的思想的培养。三、学习者特征分析1、知识结构上，学生在物理方面已经学习了物体的匀速直线运动和匀变速直线运动规律，以及力的合成与分解的平行四边形定则；通过了解， 在数学方面， 已经学习了直角坐标系、三角函数等基础知识，具备解决物体在二维平面内运动问题的知识基础；在能力结构上，对于如 吊车起吊重物、 小船渡河等也有一定的感性体验和理性认识，所有这些构成学生本节课的学习基础。2、任教班级的同学，大都具有极强的探索新知识的欲望、积极向上的学习态度；学习过程中能主动探究、积极思考，思维特别活跃。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页学习好资料欢迎下载3、学生对一个物体实际的复杂运动可以看作是两个简单运动的组成的认识在理解上还很抽象，对物体运动的位移、速度、加速度的矢量性，并能利用平行四边形定则合成与分解没有感性认识， 不能很好区分实际例子中物体的合运动和分运动，同时还对物体在两个方向的运动是相互独立的还存在疑问，这就要求教学中必须提供来源于生活中的大量事例和能进行探究的实验素材，帮助学生提升感性认识，内化解决问题方法，提高解决问题能力。四、教学策略选择与设计本节课利用“任务驱动”教学模式，以任务为主线、教师为主导、学生为主体。通过创设情境、预设问题为开始；教师提供线索，学生自主学习、合作探究为过程；最后解决和提出新问题为结束的三阶段循环。通过学生的“自我导向、自我激励、自我监控” ，使学生主动建构探究、实践、思考、运用、解决的高智慧学习体系。教学的开始，通过播放视频预设抛体运动、渡河问题两个教学目标，设疑激趣，目标明确，能充分调动学生学习积极性和主动性。在探究 船行人走 的教学中，通过学生的讨论了解简单的直线运动中可以用一维系去描述，而较复杂的运动要建立平面直角坐标系。在吊车起吊重物的 flash演示中， 通过直观具体的模拟，对合运动与分运动从感性体验进入理性认识。通过完成 课本迷你实验，让学生在具体的体验活动中来学习新的内容，降低学习内容的难度，让学生感觉到物理就在我们身边。同时借助学生已具备的验证力的平行四边形定则的方法，突显了位移、速度的矢量性。为了使学生体验运动的独立性，教学中使用了弧形轨道球碰撞实验。通过使两个小球在竖直方向距离的变化，改变两球相遇时小球P在竖直方向速度分量的大小，但并不改变小球P在水平方向的速度分量的大小，说明了物体的两个分运动是独立的结论。本节主要是通过对运动的合成与分解的实例观察和对其过程的简单实验分析研究，让学生构建研究复杂运动的有效方法，体会把复杂的运动看作是几个简单运动的合成的物理思想。五、教学资源与工具设计（一）软件：项目要素任务视频 1：足球、三铁运动、小船渡河等。视频格式： WMV ，视频播放器：Media Player 此视频为引入课题，设疑激趣。flash1 ：船行人走 。flash播放器： Adobe Flash Player 引导学生建立直角坐标系描述人的运动， 培养学生应用数学工具解决问题的能力。视频 2：工地塔吊。视频格式： WMV ，视频播放器：Media Player 。感性体验合运动与分运动的关系。flash2 ：吊车起吊重物。flash播放器： Adobe Flash Player 理性认识合运动与分运动中速度的合成与分解。PPT教学演示课件运动的合成与分解Office2003 实施学生为主体、 教师为主导的教学导向。（二）硬件：1、计算机、实物展示台、投影仪2、课本迷你实验：课本 P48图 3-6 。器材：纸、笔、直尺。2 人一组。通过分组实验探究合运动与分运动的关系，特别是位移的合成与分解。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 9 页学习好资料欢迎下载3、研究运动独立性原理的实验装置，课本P48 图 3-7 。探究运动的独立性原理。六、教学过程教学程序教 师 活 动学生活动教学资源设疑激趣新课引入播放视频铅球、标枪、足球等运动项目。设疑激趣 体育运动中的投掷项目，怎样才能投掷更远？足球道怎样才能准确射中球门？学生观看视频：1、 足球2、 三铁运动3、 小船渡河学生思考教师设问：1、 怎样渡河时间最短？2、 怎样渡河距离最短？3、 如何研究曲线运动呢？视频 1：足球、三铁运动、小船渡河等播放视频 小船渡河设疑激趣怎样才能使小船在最短时间过河吗？又怎样才能使小船渡河的距离最短吗？由以上录像引出课题“第三章：抛体运动”板书 第三章：抛体运动第一节：运动的合成与分解新课教学问题提出实 物展 示台试着引导同学提出问题1研究曲线运动问题能不能用一维坐标轴？如果不能，那建立什么坐标系才能研究曲线运动？2什么是合运动，什么是分运动？3合运动与分运动有什么关系？学生讨论：提出问题，明确任务。学生将讨论结果写在纸上，用实物展示台投影到屏幕上。处理曲线运动的数学方法flash1 ：船行人走1、 人、船运动共线，分析合运动1、人、船运动同向：船在平静水面上航行速度为vt 船，人相对船的速度为vt 人。引导学生讨论：人相对水的运动轨迹、速度。2、人、船运动反向：引导学生讨论：人相对水的运动轨迹、速度。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页学习好资料欢迎下载新课教学新课教学 板书 物体在一条直线上运动时，可以沿这条直线建立一个坐标系，2、人、船运动互相垂直，分析合运动3、人、船运动互相垂直：引导学生讨论：人相对水的运动轨迹。flash1 ：船行人走什么是合运动。什么是分运动视频 2：工地塔吊flash2 ：吊车起吊重物 。flash2 ：吊车起吊重物 。播放视频工地塔吊工作视频1、引导学生分析吊车起吊重物问题：（1）假如行走小车不动而吊钩在竖直方向运动，经一段时间将从A运动到 B 。（2）假如吊钩在竖直方向不动，而行走小车水平方向运动，那么吊钩经过相同一段时间将从 A运动到 A。通过观看视频了解塔吊的工作过程。以形成感性认识。学生小组讨论，画图：（ 1）画出行走小车不动而吊钩在竖直方向运动的轨迹图（ 2）画出假如吊钩在竖直方向不动，而行走小车水平方向运动的运动轨迹图A B AB精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页学习好资料欢迎下载新课教学新课教学（3）吊钩竖直运动、行走小车水平运动同时进行，吊钩经相同时间从A点运动到B点，板书 物体合运动与分运动意义如果一个物体同时参与两个运动，则这两个运动称为分运动，物体实际的运动称为合运动（ 3）吊钩同时参与竖直运动和随行车的水平运动的运动轨迹图小组讨论合运动和分运动的含义：如果一个物体同时参与两个运动，则这两个运动称为分运动，物体实际的运动称为合运动。flash2 ：吊车起吊重物 。合运动与分运动关系实 验器 材纸 、笔 、直尺2 人一组协作完成设 计这 个体 验活 动是 为了 创设 一个 具体的情景 ，让 学生 在具 体的 体验 活动 中来 学习 新的 内容 ，降 低学 习内 容的 难度 ，让 学生 感觉 到物 理就 在我 们身边。PPT 教 学演示课件1、合运动与分运动的矢量性（1）每组同学准备课本迷你实验 器材：纸、笔、直尺。（2）引导学生分析实验：运动 轨迹 3 是笔尖的合运动，运动轨迹1和运动轨迹2 是分运动。以轨迹 1 的位移 x 和轨 2 的位移 y 为邻边作平行四边形，其所夹的对角线的大小与方向与轨迹3 的位移重合，表明分位移、合位移的关系遵循平行四边形定则。根据xxvtyyvtsvt将合运动与分运动位移平行四边形等比例缩小 t倍，其平行四边形关系仍然成立。即物体运动的合速度与分速度关系也遵循平行四边形定则引导：合运动的位移矢量与各分运动的位移矢量关系？是否满足矢量合成遵循的平行四边形定则？ 板书 合运动和分运动的位移、速度、加速度关系遵循平行四边形定则。学生分组实验：（1）在相对光滑的桌面上放一白纸；（2）A 同学独立地用笔沿直尺沿起点O尽量匀速的画一条直线，得轨迹1；（3）A 同学保持笔和直尺不动，且轻按直尺，B 同学尽量匀速地沿垂直直尺方向拉动白纸，得轨迹2；（4）A 同学让笔沿直尺运动，同时 B同学沿垂直直尺的方向拉动白纸，得轨迹3（要求做这个步骤时大家闭上眼睛）；（5）观察三次实验得到的轨迹，重点分析轨迹 3 中笔尖的运动。（6）轨迹 3 即实际运动方向上的轨迹，思考合运动和分运动的位移特点。ABVx Vy V精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页学习好资料欢迎下载新课教学新课教学2、分运动的独立性（1）提供实验装置（2）引导学生分析：改变小球P 的高度，两小球仍然发生碰撞，说明两个小球在竖直方向距离的变化，虽然改变两球相遇时小球P 在竖直方向速度分量的大小，但并不改变小球P 在水平方向的速度分量的大小，也就是说小球在竖直方向的运动并不影响它在水平方向的运动，即物体的两个分运动是独立的。 板书 组成物体运动的分运动之间的位移、速度、加速度关系是独立的。观察：（1）两个相同的弧形轨道M 、N ，分别用于发射小铁球P、Q ，两轨道上端分别装有电磁铁C、D，调节电磁铁 C、D的高度，使 AC=BD ，从而保证小铁球PQ 在轨道出口处的水平初速度 UO 相等。（2） 将小铁球 P.Q分别吸在电磁铁C、D 上，然后切断电源， 使两小铁球能以相同的初速度0v同时分别从轨道 M 、N的下端射出。 实验结果是两小铁球同时到达E处，发生碰撞。增加或者减小轨道M 的高度，再进行实验， 结果两小铁球总是发生碰撞。小组讨论：分析水平方向两个小球的运动，研 究运 动独 立性 原理 的实 验装置实践应用PPT 教 学演示课件1、 知能落实例1、降落伞下落一定时间后的运动是匀速的。没有风的时候，跳伞员着地的速度是 5m/s, 现在有风，风使他以4m/s的速度沿水平方向向东移动，问跳伞员将以多大的速度着地?这个速度的方向怎样 ? 学生小组讨论分析：（1） 跳伞员在有风时的运动，是为降落伞无风时匀速下降的和参与风运动的合运动，对应是速度为合速度。（2） 建立水平向东和竖直方向的坐标系， 作出两个分速度矢量的示意图（3） 利用平行四边形法则和勾股定理求得2222456.4/xyvvvm s设着地速度方向与竖直方向的夹角为，则4tan0.85xyvv精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 9 页学习好资料欢迎下载2、 实际应用例 2、一只小船横渡小河, 小河宽为d， 若船对静水的恒定速度为v1河水的流速为v2，且 v1 v2。（1）若使小船渡河时间最短，船头应对什么方向，最短时间是多少？（2）若使小船渡河距离最短，船头应对什么方向，所需时间是多少？小组讨论，猜想，发表看法。学生充分思考，讨论总结得出：由于过河的时间完全取决于河宽和小船垂直于河岸方向的速度 v1，故船头冲着正对岸行驶时，过河时间最短最短时间；1mdtv若使小船渡河距离最短，则小船实际的运动轨道必须与河岸垂直，也就是小船合运动方向与河岸垂直时，小船渡河的距离最短。建立沿河岸方向和垂直河岸方向直角坐标系，设v1与 y轴夹角为， 由平行四边形和勾股定理求得21sinvv2212vvv2212ddtvvvPPT 教 学演示课件小结与作业学生小结：1、处理一个平面内物体的运动可以建立平面直角坐标系2、物体实际的运动为合运动，组成合运动的几个运动称为分运动。3、合运动与分运动之间具有等时性，矢量性，独立性作业：1、课本 P50页作业；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 9 页学习好资料欢迎下载教学过程流程图七、教学评价设计本节课从以下几个方面进行评价：1. 评价内容：课堂表现评价、学习效果评价（课堂学习效果评价+作业）、小组合作评价。2. 评价方式：自评、小组评、教师评相结合；定量评价与定性评价和反思相结合。注重 形成性评价 。注：教学过程中注意收集不同教学活动中的评价方式，如学生发言，回答问题，合作学习等。 相互交流与探讨，从而找到更好的评价方法，使教学质量更优化。定期评价学生的进步，抽查，自评和互评，仔细检查他们自定的改进目标，给学生提出反馈意见，及时鼓励学生。在评价中应尽量采用描述性的方式，不应按分数给学生排队。附：自我评价表我是这样评价自己A（优秀）B（良好）C（合格）选答直线运动的掌握情况很好较好一般实验是否独立完成能独立完成同学帮助下完成不能完成曲线运动性质及轨迹的描述自己能描述与同学合作才能不能描述对运动独立性的理解完全理解基本了解一知半解在小组中工作表现最出色较出色应付式情境视频 1 引入新课flash1 ：船行人走分析讨论分析探究讨论分析演示实验直角坐标系处理曲线运动什么是合运动，什么是分运动运动的独立性原理归纳总结实践应用分组实验讨论分析位移关系速度关系flash2：起吊重物精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 9 页学习好资料欢迎下载小船渡河的两类问题能独立解决他人帮助下解决不能解决思维的条理性能有条理表达自己的意见，解决问题的过程清楚，做事有计划能表达自己的意见，有解决问题的能力，但条理性较差不 能 准 确 表 达自己的意思， 做事缺乏计划性思维的创造性具有创造性思维，能用不同方法解决问题能用老师提供的方法解决问题，有一定的思考能力思 考 能 力 差 不能 独 立 解 决 问题我这样评价自己：八、帮助和总结提供的帮助：1、参与学生的小组讨论；2、实验前对实验器材的原理及使用中的注意事项做说明；3、展示 PPT课件时向学生阐明课件设计的意图，帮助学生进入相应的物理情境；4、指导学生用较为准确的科学语言描述观察到的现象，帮助学生简练地总结小组讨论结果；5、提醒同学们课前准备好笔、直尺、白纸，以便做课本迷你小实验。总结：1、评价学生在本节课的学习表现情况，表扬优秀小组和个人；2、作业：课本P50页作业；3、试了解生活中的曲线运动，找找它们的运动规律，并思考是否可以用运动的分解来处理分析该运动。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页