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《运动的合成与分解》说课稿金陵中学物理组夏广平一、教材分析与三维目标1、从直线运动到曲线运动，从简单运动到复杂运动，这样的转变过程是符合学生认知规律的，但这种转变需要一种方法，一种思维，一个过程。这种方法就是运动的合成与分解的方法，这种思维就是化曲为直的思维，而这个过程，在新课程理念下，应当是一个以学生探究为主的师生互动的过程。在前面学习了曲线运动的基本知识以后，学生就遇到了用以前所学的运动学知识不能解决的问题。因此从本章内容来说，第二节安排的内容《运动的合成与分解》起了非常关键的作用，它为后面研究平抛运动等曲线运动提供了一种研究的方法，是后面知识的预备和基础。2、关于本节的一个中心内容——矢量的运算，必修（1）第一章《运动的描述》初步介绍了位移的合成，第三章《相互作用》中介绍了力的合成的平行四边形定则，而本节则研究运动的合成与分解，这是平行四边形定则在中学物理中又一次应用，是对矢量运算的进一步学习。虽然本节问题的提出和探究以位移、速度核心，但应注重前后知识的类比与联系。通过教学，不仅要加深对平行四边形定则的理解，更应拓展该定则在矢量分析中的普遍意义，使学生掌握矢量合成与分解的一般原理，学会运用作图这一最直观和最简洁的分析矢量问题的方法。在后面向心加速度的学习中，学生将对矢量运算进一步运用。运动合成与分解的方法，对于今后处理各种曲线运动，如电磁场中的类平抛运动等都有重要意义。因此，从整个高中物理教材的编排看，本节知识的学习是非常重要的。3、三维目标（1）知识与技能目标1）理解运动是可以进行合成与分解的，明确合运动与分运动的概念，能在具体的问题中分析和判断哪个是合运动，哪个是分运动。2）知道合运动和分运动是同时发生的，并且互不影响，运动的合成与分解遵循平行四边形定则。3）理解两个匀速直线运动的合运动是直线运动。4）学会如何处理运动的合成与分解的问题，进一步理解矢量的运算法则。（2）过程与方法目标1）让学生结合实验观察生活中的运动现象，在这个过程中建构运动合成与分解的物理情景。2）培养学生应用数学知识解决物理问题的能力。3）通过对运动合成与分解的练习和理解，发挥学生空间想象能力，提高对相关知识的综合应用能力。（3）情感、态度、价值观目标1）在探究活动中培养合作精神。2）通过设问、反问、反馈等教学方法调动学生的思维，培养他们的钻研精神，激发学生探索知识的热情，体会研究的乐趣。二、学情分析与教学设计（一）创设情境让学生获得直观感受1、过渡引入：前面学习了曲线运动。曲线运动比直线运动的规律要复杂一些，现在我们掌握的主要是直线运动的知识。为了研究曲线运动，我们可以采用什么方法？（把曲线运动转化为直线运动）今天我们学习把曲线运动转化为直线运动的基本方法：运动的合成与分解2、通过实验探索让学生建立概念学生活动一：请同学们拿出铅笔、直尺、三角板、白纸。由两个同学合作，共同做这样的实验：一个同学将直尺固定，并将三角板沿直尺平移，另一个同学用铅笔沿三角板的一边画线。请同学们试一试画出来的图形是什么样子？（学生实验。）在这一个环节中，同学们看到铅笔同时参与了两个方向的运动，一是三角板的平移，一是铅笔相对于三角板的运动，铅笔实际的运动是合运动。这样他们可以非常清楚的体会到，运动是可以合成与分解的，同时也明确了合运动、分运动的概念。在此基础上可以让学生进一步讨论：理论上说，怎样画可以是直线？也就是说合运动是直线运动的条件是什么。由于实验中学生一般做不到匀速，所以很难画出直线，但是经过讨论，不同程度的学生可能会给出下列几种答案：1、水平方向与竖直方向的位移始终是相等的。2、物体在水平方向的位移与竖直方向的位移均随时间作均匀变化。（即都做匀速直线运动）3、物体在水平方向的位移与竖直方向的位移成比例的增加。……当然可能的答案还有更多。然而，在这个环节，结论并不是最重要的，实际上，我们关注的就是让学生获得一种感受：物体同时可能参与两种运动，这两种运动合成了物体的实际运动。至于学生的结论，作为引导者与参与者的教师，应处理好预设与生成的关系，及时进行调整，然后继续以自己的调整之后的预设与学生共同参与到教学活动中。对于第一种答案，可以让学生进一步通过小实验体验到。学生活动二：准备一些支架、单摆，让学生分成小组，在教室的墙壁、黑板上做下列实验。还可以让学生自已设计类似的方案，如：让学生甲穿一双溜冰鞋或站在一辆平板车上，靠近黑板，手拿一支粉笔，在黑板上从下而上匀速移动画出一条线段，让另一学生乙沿黑板方向推学生甲，学生甲仍象刚才那样用粉笔在黑板上由下而上匀速移动。让其他学生观察粉笔的移动，将会看出它是斜向右上方运动的。粉笔的运动可以看成同时参与了两个运动：在黑板上竖直向上运动（由A到B）和水平向右运动（由A到D），粉笔实际发生的运动（由A到C）是这两个运动合成的结果。（二）实验讨论让学生明确概念内涵学生通过这样的一个探究过程，对合运动与分运动有了一定的认识，下面通过演示实验进一步进行讨论。1、教材P35页演示实验（可用来进一步说明第二种答案）（1）、在长约80—100cm一端封闭的管中注满清水，水中放一个由红蜡做成的小圆柱体R（要求它能在水中大致匀速上浮），将管的开口端用胶塞塞紧。（2）、将此管紧贴黑板竖直倒置，在蜡块就沿玻璃管上升，如果旁边放一个米尺，可以看到蜡块上升的速度大致不变，即做匀速直线运动，记下它由A移动到B所用的时间。（3）、然后，将玻璃管重新倒置，在蜡块上升的同时，将玻璃管水平向右匀速移动，观察到乙C甲ABDDBA它是斜向右上方移动的，经过相同的时间，它由A运动到C。2、观看教学录像由于课堂实验不太便于较为精确的分析，利用教学录像进行辅助分析效果更好。通过视频资料可以清楚的看到，红蜡块同时参与了两个运动，在玻璃管中竖直向上的运动和随玻璃管水平向右的运动，红蜡块实际发生的运动是这两个运动合成的结果，蜡块的合运动和分运动是同时进行的，并且两个分运动之间是不相干的，而运动的合成与分解满足平行四边形定则。（三）数学分析让学生总结规律结论应当说教材上这一段内容是与旧教材不同的地方，新教材采用物理学中规范的方法，强调坐标、轨迹的概念，并以此为基础解决位移、速度问题。教材的目的在于让学生在本节内容中学会如何用数学方法去表达、去计算，培养学生运用数学知识解决物理问题的能力，也为学生提供了一个研究物体运动情况的一般方法。如蜡块的位置用坐标x＝vxt,y＝vyt表示出来后，采用数学方法处理后，得出xvvyxy，由表达示可见蜡块的运动轨迹是一条直线。同样，得出蜡块的位移和蜡块的速度分别为22yxvvts，22yxvvv。具体教学中，这是一个重要的环节，它让学生使用数学方法将前面的感受表达出来，通过解析法找到更一般的规律。另外，在这段教材中没有明确的概括运动的合成与分解遵循平行四边形定则，我认为还是应当非常明确的总结运动的合成与分解遵循的这一规律，并对我们对矢量的学习作一小结。（四）问题研究让学生学会思考应用1、除了教材上用的关于飞机的例子，一般传统的教法就是用轮船渡河的几个经典问题来讨论。轮船渡河的问题确实是一个非常好的、与生活紧密接触的例子，但我认为这种情境对于初学者来说还是有一定困难的。如我们熟悉的一个问题：在流水中丢失草帽，半小时后发现，回去寻找，问多长时间能找到。这种情景很多同学并不理解，也不容易得到同样是半个小时的答案。但是如果换成是在火车中甚至地面上，小学生都可以答出是半小时。火车、地面同样是运动的，为什么学生不会被困扰呢？因为这样的研究情景他们很熟悉。因此，在处理这个问题的时候，我采用另一种情景：蚂蚁过纸面的问题。设蚂蚁运动速度为v1,纸在桌上相对桌面以v2向右平移。在第一节课，设计这样的三个问题：1、如果蚂蚁自己运动的速度方向垂直于桌边，则它相对于桌面的速度大小、方向如何？2、蚂蚁想要到达对面位移最小，则速度的大小、方向应满足什么条件？3、蚂蚁爬到纸的对面的各种情况中，最短时间是多少？这三个问题还是属于较简单的问题，对于类似于“船速最小”等相对复杂的问题留待后面学习中再去练习。2、另外，本节的思考与讨论（如果物体在一个方向上的运动是匀速直线运动，在与它垂直的方向上的分运动是匀加速直线运动，合运动的轨迹是什么样的？）可以让学生在课堂上展开讨论，对于接受能力强的学生，可以要求他们用前面所学的方法，用数学解析式分析：tvxx02021attvyy整理可得220002xvaxvvyxxy可见物体的轨迹是抛物线，物体做曲线运动。3、根据学生掌握情况，也可以设计具体的问题情境：水平方向上作匀速直线运动，竖直方向上作匀加速直线运动呢？水平方向上每经过单位时间的位移相等，而竖直方向上每经过单位时间的位移都增大，物体运动过程中的位置如图中的A、B、C…点，用一条平滑的线连接A、B、C…点，得到的是一条向下弯曲的曲线，所以合运动的轨迹为一条曲线。实际上，这一问题的讨论为学习下一节的平抛运动埋下了“伏笔”。小结：本节课的设计思路：活动、体验提出问题实验讨论理论分析、数学讨论应用思考、延伸OXABCY