第一章运动的合成与分解

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第一章抛体运动第一节什么是抛体运动三维目标1.知识与技能:(1)知道什么是抛体运动;了解抛体运动的特征。(2)知道曲线运动中某点的瞬时速度的方向是在曲线的该点的切线方向上,能正确画出各种曲线运动中的某点的运动方向。(3)了解曲线运动是一种变速运动。(4)了解质点做直线或曲线运动的条件。(5)会用牛顿第二定律分析曲线运动的条件。2.过程与方法:(1)日常生活中的各种抛体运动,通过比较、分析,归纳概括抛体运动的特征以及物体做直线运动和曲线运动的条件。认识从简单到复杂、从特殊到一般的研究方法。(2)研究物体做曲线运动的条件,经历探究的主要环节,通过实验设计、观察实验现象、记录实验结果,分析比较、理论分析与论证,得到并理解直线运动和曲线运动的条件。(3)通过交流与讨论,展现学生思维过程,认识比较、分析,归纳等逻辑思维方法。3.情感、态度与价值观:(1)经历观察、实验及探究等学习活动,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度,培养科学探究精神,形成科学探究习惯,感受到身边处处有物理。(2)经历交流与讨论,培养学生团结协作的学习态度。(3)通过实验探究、归纳总结,得出直线运动和曲线运动的条件,使学生获得成功的体验,激发学生学习物理的兴趣,提高学习的自信心。教学重点:曲线运动的特征及物体做曲线运动的条件。教学难点:探究物体做曲线运动的条件过程。教学方法:实验、讲解、归纳、推理法教具:小球、小铁球、细绳。斜槽、条形磁铁、铁球、投影仪、计算机课时安排:1课时教学过程(一)引入新课(1)指出我们研究物理问题的方法:观察——假设——实验验证,引出牛顿在思考万有引力定律时的设想(附动画),并指出牛顿的设想已经变成现实(人造卫星的利用),激发学生的学习兴趣。(2)将真实问题引入课堂利用课件和实物演示一些实际的抛体运动过程,如运动员推铅球,被打击出去的羽毛球,飞机定点投弹,小球上抛、下抛、斜抛、平抛等,观察这些物体的运动,从而提出本节课的课题:什么是抛体运动(二)教学过程设计1.抛体运动的定义(让学生归纳得到抛体运动的定义,老师注意强调条件一:仅受重力;条件二:具有初速度)抛体运动分类:A、轨迹是直线(让学生指出直线运动速度的方向);B、轨迹是曲线(提出疑问:曲线运动中速度的方向如何确定呢?)2.研究曲线运动中速度的方向因为曲线运动中速度方向连续发生变化,我们很难直观物体在某时刻的速度方向。可以设想如果某时刻的速方向不再发生变化,物体将沿该时刻的速度方向做匀速直线运动。然后联系实际引导学生想象几种现象。(1)让学生回答,绳拉小球在光滑的水平面上做圆周运动,当绳断后小球将沿什么方向运动?(沿切线方向飞出)然后引导学生分析原因:绳断后小球速度方向不再发生变化,由于惯性,从即刻起小球做匀速直线运动,沿切线飞出。(2)教材内容:砂轮磨刀使火星沿切线飞出,引导学生分析原因:被磨掉的炽热微粒速度方向不再改变,由于惯性以分离时的速度方向做匀速直线运动。举例,让撑开的带有雨滴的雨伞旋转,雨滴沿伞边切线方向飞出,泥浆沿车轮边缘的切线方向飞出(与上例同理)。(3)在想象与分析的基础上,引导学生概括总结得出:曲线运动中,速度方向是时刻改变的,在某时刻的即时速度方向在曲线的这一点的切线方向上。并引导学生注意到:曲线运动中速度的大小和方向可能同时变化,但变化的方向是一定改变的,速度是矢量,方向一定变,速度就一定变,所以曲线运动一定是变速运动。3.曲线运动的条件曲线运动是变速运动,由牛顿第二定律分析可知,速度的变化一定产生加速度,而加速度必然由外力引起,加速度与合外力成正比并且方向相同。随后提出问题,引导学生思考。(1)如果合外力与速度在同一直线上,物体将做什么样的运动?(物体将变速直线运动)举例分析小球上抛、下抛,注意引导学生分析速度和力的方向(合外力与速度在同一直线上)(2)绳拉小球在光滑水平面上做速度大小不变的圆周运动,绳子的拉力T方向与速度方向的关系?(拉力T垂直速度的方向,合外力与速度不在同一直线上时,物体做曲线运动)并举例分析小球斜抛、平抛,注意引导学生分析速度和力的方向(合外力与速度不在同一直线上时,物体做曲线运动。)(3)演示实验(用投影仪或计算机软件):让小铁球从斜槽上滚下,小球将沿直线OO′运动。然后在垂直OO′的方向上放条形磁铁,使小球再从斜槽上滚下,在小铁球运动的路线旁放一块磁铁,小铁球将偏离原来的方向而做曲线运动。(注意引导学生分析速度和力的方向,投影和点评学生的分析结果和记录)(4)观察实验后引导学生概括总结如下:①当合外力与速度在同一直线上时,合外力改变速度大小;②引导学生得出曲线运动的条件:合外力与速度不在同一直线上时,物体做曲线运动。③物体做曲线运动时合外力的方向总是指向轨迹的凹的一边(三)课堂小结1.曲线运动中某点的瞬时速度的方向是在曲线的该点的切线方向上。2.曲线运动的条件是合外力与速度不在同一直线上。3.物体做曲线运动时合外力的方向总是指向轨迹的凹的一边。五、达标练习1.关于曲线运动,下列说法正确的是(AB)。A:曲线运动一定是变速运动;B:曲线运动速度的方向不断的变化,但速度的大小可以不变;C:曲线运动的速度方向可能不变;D:曲线运动的速度大小和方向一定同时改变。2.物体在力F1、F2、F3的共同作用下做匀速直线运动,若突然撤去外力F1,则物体的运动情况是(CD)。A、必沿着F1的方向做匀加速直线运动;B、必沿着F1的方向做匀减速直线运动;C、不可能做匀速直线运动;D、可能做直线运动,也可能做曲线运动。六、作业与思考普通高中课程标准实验教科书物理必修2第六页课后练习1、2、3、题第一节曲线运动习题课三维目标1.知识与技能:(1)知道曲线运动中某点的瞬时速度的方向是在曲线的该点的切线方向上,能正确画出各种曲线运动中的某点的运动方向。(2)了解曲线运动是一种变速运动。(3)了解质点做直线或曲线运动的条件。2.过程与方法:(1)日常生活中的各种抛体运动,通过比较、分析,归纳概括抛体运动的特征以及物体做直线运动和曲线运动的条件。认识从简单到复杂、从特殊到一般的研究方法。(2)研究物体做曲线运动的条件,经历探究的主要环节,通过实验设计、观察实验现象、记录实验结果,分析比较、理论分析与论证,得到并理解直线运动和曲线运动的条件。3.情感、态度与价值观:(1)经历观察、实验及探究等学习活动,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度,培养科学探究精神,形成科学探究习惯,感受到身边处处有物理。(2)经历交流与讨论,培养学生团结协作的学习态度。(3)通过归纳总结,得出直线运动和曲线运动的条件,使学生获得成功的体验,激发学生学习物理的兴趣,提高学习的自信心。教学重点:曲线运动的特征及物体做曲线运动的条件。教学难点:探究物体做曲线运动的条件过程。教学过程:1.某质点在恒力F作用下,F从A点沿下图中曲线运动到B点,到达B点后,质点受到的力大小仍为F,但方向相反,则它从B点开始的运动轨迹可能是图中的哪条曲线()A.曲线aB.直线bC.曲线cD.三条曲线均有可能【精析与解答】物体在A点的速度方向沿A点的切线方向,物体在恒力F作用下沿曲线AB运动时,F必有垂直速度的分量,即F应指向轨迹弯曲的一侧。物体在B点时的速度沿B点的切线方向,物体在恒力F作用下沿曲线A运动到B时,若撤去此力F,则物体必沿b的方向做匀速直线运动;若使F反向,则运动轨迹应弯向F方向所指的一侧,即沿曲线a运动;若物体受力不变,则沿曲线c运动。以上分析可知,在曲线运动中,物体的运动轨迹总是弯向合力方向所指的一侧。正确答案:A2.下列说法正确的是()A.两匀速直线运动的合运动的轨迹必是直线B.两匀变速直线运动的合运动的轨迹必是直线C.一个匀变速直线运动和一个匀速直线运动的合运动的轨迹一定是曲线D.两个初速度为零的匀变速直线运动的合运动的轨迹一定是直线【精析与解答】物体做曲线运动的条件是所受的合外力方向与初速度方向不在一条直线上,而物体所受合外力方向与初速度方向在一条直线上,则做直线运动。物体做匀速直线运动时,合外力为零,两个匀速直线运动合成时,合外力仍为零,物体仍做匀速直线运动,A正确。物体做匀变速直线运动时,受到的力是恒力,两个匀变速直线运动合成时合外力也是恒力,若合外力与合初速度方向不在一条直线上时,合运动的轨迹就是曲线,B错。当两个分运动在一条直线上时,即合力与合初速度在一条直线上,合运动的轨迹仍是一条直线,C错。两个初速度为零的匀变速直线运动合成时,合外力是一恒力,由于合初速度为零,所以一定沿合力方向运动,其轨迹一定是一条直线,D正确。所以选A、D。3.请思考:欲使抛出手后的石子做直线运动,应如何抛出?欲使抛出手后的石子做曲线运动,应如何抛出?【精析与解答】竖直向上或竖直向下抛出;斜抛或水平抛出。4.如图,一质点由A至B做曲线运动,试画出图中A、a、b、c、B各点的速度方向。5.如图2一质点以恒定的速率绕圆周轨道一周用30s的时间,该质点运动半周,速度方向改变多少度?该质点每运动5s,速度方向改变多少度?画出从A点开始每隔5s时速度矢量的示意图。6.如下图1是抛出的铅球运动轨迹的示意图(把铅球看成质点)。画出铅球沿这条曲线运动时在A、B、C、D、E各点的速度方向,及铅球在各点的受力方向(空气阻力不计)。图1图2【精析与解答】曲线运动中物体在某一点的速度方向是在曲线的这一点的切线方向,答案如下所示,在运动过程中,物体只受重力,方向竖直向下。第一章第二节运动的合成与分解三维目标:·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法则。(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,知道运动独立性,学习化繁为简的研究方法。(3)掌握用平行四边形法则处理简单的矢量运算问题·情感态度与价值观(1)通过观察,培养观察能力。(2)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教学重点:矢量的运算法则----平行四边形定则教学难点:通过实验观察,分析得出一个运动的分运动及它们之间的等效替代关系教学方法:实验探究式,启发式。课时安排:1课时教学过程·引入:简单复习对直线运动的描述。如何描述更为复杂的曲线运动?·新课讲授:(一)分运动与合运动实验一:介绍实验装置。实验板上画上方格、坐标。小锤释放角度不变,用木条横放在不同高度的位置,重复实验,让学生观察小球下落不同高度的情况。提出思考问题,并引导讨论:1、小球在不同时刻的位置,可以怎样描述?2、小球的水平位移、竖直位移与实际位移的关系?3、三个位移的关系与必修一中的什么内容相似?4、从位移时间关系看,水平、竖直方向各是什么运动?5、运动与力,在计算、处理上会有相似的方法吗?分析等效关系,说明合运动、分运动的概念。(二)运动的独立性实验二:简介两球可同时开始运动。木条横放在较低的位置不变,改变小锤释放角度,重复实验,让学生观察小球下落的不同情况。提出思考问题,并引导讨论:1、改变小锤打击金属片的作用力,两球的运动是否有变化?如果有,有什么变化?2、改变小锤打击金属片的作用力,实际是改变了两球运动的什么要素?3、两球的运动,相同与相异之处各是什么?4、改变小锤打击金属片的作用力时,两球运动的相同之处有变化吗?分析说明球2的运动可分解为水平、竖直方向的两个分运动,且互不影响。总结运动的独立性。(三)运动的合成与分解分析:描述运动的物理量是位移、速度、加速度和时间。实验一、二知:合运动与分运动时间相同。位移、速度和加速度均为矢量,可参照必修一中对力矢量的处理,用平行四边形法则解决合成与分解的问题。方法回顾:1、作图法;2、计算法应用一:例题。可让学生阅读,教师讲述分析方法和解题规范。应用二:(示学生情况选用)分析:两个直线运动的合成,是直线或曲线运动的条件?处理:回顾第一节直线或曲线运动的条件。考虑分运动a、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