1、曲线运动运动的合成与分解 教学设计教学目标知识与技能1、 结合具体情境，知道合运动与分运动的意义；2、 知道运动的合成与分解，就是对位移、速度、加速度进行合成与分解，知道要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、 经历蜡块运动位置、轨迹、速度的研究过程，体会建立平面直角坐标系的数学方法2、 通过实际问题的解决，掌握利用平行四边形定则处理运动的合成与分解问题。情感、态度与价值观1、通过观察和思考视频，培养观察能力、逻辑思维能力。2、通过解决问题，体会合运动与分运动具有等时性、独立性。学情分析：学生已经在必修一学过位移、速度、加速度、力这些矢量
2、，并能够运用平行四边形定则进行力的合成与分解，解决实际问题。这些为本节课的学习打下了一定基础。但是，力的合成与分解容易对速度的合成与分解造成一些负面影响，学生在对物体拉绳或绳拉物体的运动进行分解时会有一定困难。这需要教师充分引导学生理解物体的实际运动效果。教学重点1、 明确一个复杂的运动可以等效为两个简单的运动的合成或等效分解为两个简单运动；2、 理解运动合成、分解的意义和方法；3、分运动与合运动的等时性和独立性。教学难点1、 应用运动的合成和分解方法分析解决实际问题。2、 分清合运动与分运动，按实际效果分解。课堂引入：我们生活在运动的世界中，一个看似简单的运动，其实往往包含着许多的物理概念和
3、物理规律。比如抛出的物体，下落的雨滴，飞行的飞机，过河的小船，他们的运动就包含着运动的合成与分解的基本知识。下面就让我们结合实例，从了解运动的分解与合成的相关概念开始本节课的学习。新课教学：一、 概念形成 举例1：小船在静水中，可以直接抵达对岸；如果小船关闭发动机，在江水中放任自流，则小船将被冲向下游；而在流动的江水中小船过河，小船就会同时参与顺水漂流和自主航行两个运动。 举例2：飞机起飞过程中，水平方向和竖直方向都发生了位置变化，即飞机也同时参与了水平和竖直两个方向上的运动。像这样，如果物体同时参与了几个运动，那么这个物体实际的运动就叫做那几个运动的合运动，而那几个运动就叫做这个实际运动的分
4、运动。我们看到的物体的实际运动就是物体的合运动，如飞行的飞机的运动，过河的小船的运动。分运动是我们根据物体的实际运动情况分析出来的。如果已知分运动求合运动，叫做运动的合成；已知合运动求分运动，叫做运动的分解。那么，我们怎么根据合运动与分运动相互求解呢？也就是说，运动的合成与分解遵从什么规律呢？我们分析运动，就离不开位移、速度、加速度、时间这些描述运动的物理量，除了时间，其他物理量均为矢量，对运动的合成与分解，其实就是对描述运动的位移、速度、加速度这些矢量进行合成与分解。回想我们之前学过的力的合成与分解，同学们知道凡是矢量的合成与分解都应该遵从平行四边形法则，运动的合成与分解同样遵守平行四边形法
5、则。【例1】无风时，雨滴竖直下落到地面的速度大约为10m/s，现由于水平风力的影响，雨滴落地速度方向偏斜了30度角，试求风速及雨滴的实际落地速度的大小。解析：重点讲述分运动的构成二、实验与理论探究解决问题的一个重要思想就是化难为简。有时候，在做深入分析之前，我们对物体的运动形式并不清楚，甚至难能以判断物体运动轨迹是直线还是曲线。这时，运动的合成与分解的方法就是我们解决复杂运动问题的法宝，能帮助我们深入浅出地认识物体的运动特征。下面，我们以蜡块为例，来看一看运动的合成与分解方法是如何帮助我们认识物体的运动规律的？！分段观看视频：问题1：蜡块实际在做什么运动？播放第1段视频播放第2段视频问题2：从
6、轨迹可以看出，蜡块做的是匀速直线运动。如何理解这个结果呢？播放第3段视频问题3：两个匀速直线运动的合运动仍是匀速直线运动，能否进一步理论证明？教师讲解证明问题4：如果我们在水平方向匀加速移动玻璃管结果会怎么样呢？学生猜想，看视频结果问题5：两个匀变速直线运动的合运动是什么性质的呢？学生讨论，汇报，教师巡视、引导画图，教师总结【总结提升】判断合运动性质的方法是什么？（学生讨论，发言，教师引导总结）（1） 加速度（合力）：变化非匀变速运动； 不变为匀变速运动（2） 速度与加速度（合力）的方向：共线直线运动 不共线曲线运动【例2】一艘小船在河中xOy平面内运动的轨迹如图5所示，下列判断正确的是（ ）
7、A若小船在x方向上始终匀速，则在y方向上先加速后减速B若小船在x方向上始终匀速，则在y方向上先减速后加速C若小船在y方向上始终匀速，则在x方向上先减速后加速D若小船在y方向上始终匀速，则在x方向上先加速后减速答案：BD学生讨论，画图分析，展示讲解三、应用探究运动的合成与分解是曲线运动中分析问题解决问题的基本方法，是解决曲线运动的法宝。通过前面的分析，我们看到，有的时候合运动也会表现为直线运动，所以运动的合成与分解的方法在一些直线运动分析中也很重要。观看第四段视频【例3】一小船渡河，河宽d180 m，水流速度v12.5 m/s.若船在静水中的速度为v25 m/s，则：(1)欲使船在最短时间内渡河
8、，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？(2)欲使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？解析(1)欲使船在最短时间内渡河，船头应朝垂直河岸方向当船头垂直河岸时，如图所示(2)欲使船渡河的航程最短，应垂直河岸渡河，船头应朝上游与垂直河岸方向成某一夹角，如图所示教师画图讲解分析，由学生完成运算，展示。【总结提升】分运动具有等时性、独立性！渡河时间只与船垂直于河岸方向的速度有关，与水流速无关。【例4】如图所示，湖中一条小船，岸边人用缆绳跨过一定滑轮拉船靠岸，若绳子被以恒定速度拉动，当绳与水平方向成角，此时小船前进的速度为_。 答案 四、课堂总结请同学们回顾这节课，我们学习了
9、哪些知识？解决了哪些问题？最重要的，你经历了学习探究的过程，收获了什么方法？【课外延伸做一做】如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则A橡皮只水平向右做匀速运动B橡皮只竖直向上做匀速运动C橡皮斜向上做匀速直线运动D橡皮斜向上做曲线运动【针对训练】1、某人骑自行车以10 m/s的速度在大风中向东行驶，他感到风正以相当于车的速度从北方吹来，实际上风的速度是（ ）A.10 m/s，方向为正北 B.10 m/s，方向为正南C.14 m/s，方向为南偏西45D.14 m/s，方向为东偏南45温馨提示：通常我们以大地为参考系，此题亦可选择骑车人为参
10、考系。答案 D2、 某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡块做成的小圆柱体R。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。同学们测出某时刻R的坐标为（4，6），此时R速度大小为_cm/s答案：23、下列图中实线为河岸，河水的流动方向如图v的箭头所示，虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线。则其中可能正确的是()答案：AB4、如图，塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A，小车下装有吊着物体B的吊钩在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，吊钩将物体B向上匀加速吊起，则B做（ ）A速度大小不变的曲线运动B速度大小增加的直线运动C加速度大小方向均不变的曲线运动D加速度大小方向均变化的曲线运动答案 C5、在岛上生活带渔民，曾用如图装置的将渔船拉到岸边，若通过人工方式跨过定滑轮拉船，使之匀速靠岸，已知船在此运动过程中所受阻力保持不变：A绳对船的拉力逐渐增大 B船所受水的浮力保持不变C岸上人拉绳的速度保持不变 D岸上人拉绳的速度逐渐增大答案 A