資源簡(jiǎn)介

2.1運(yùn)動(dòng)的合成與分解（教學(xué)設(shè)計(jì)）
本節(jié)是整章教學(xué)的知識(shí)基礎(chǔ)。曲線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)對(duì)于高中學(xué)生是比較新的內(nèi)客，學(xué)生掌握這部分知識(shí)具有一定的難度。運(yùn)動(dòng)的合成與分解是處理復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的基本方法。教材通過(guò)生活中的實(shí)例引入了合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的概念，以及等效替代的物理思想。
【物理觀念】知道合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的概念。
【科學(xué)思維】從生活中的實(shí)際例子出發(fā)，讓學(xué)生建立起運(yùn)動(dòng)的合成與分解的思維方法。
【科學(xué)探究】經(jīng)歷筆尖運(yùn)動(dòng)的探究過(guò)程，體會(huì)合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)。
【科學(xué)態(tài)度與責(zé)任】通過(guò)投彈練習(xí)，體驗(yàn)學(xué)習(xí)物理的興趣。通過(guò)合作實(shí)驗(yàn)，感受合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)以及團(tuán)結(jié)合作的重要性；通過(guò)探究小船過(guò)河的運(yùn)動(dòng)，找到合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的研究方法，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
【教學(xué)重點(diǎn)】
本節(jié)重點(diǎn)是理解實(shí)際運(yùn)動(dòng)為合運(yùn)動(dòng)，掌握運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法。此部分內(nèi)容是研究曲線運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)，為以后的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
【教學(xué)難點(diǎn)】
本節(jié)難點(diǎn)是理解合運(yùn)動(dòng)和它的分運(yùn)動(dòng)是等效替代的關(guān)系。學(xué)生在學(xué)習(xí)中較難理解一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)可以等效分解為幾個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)。
PPT
【新課導(dǎo)入】
首先展示飛機(jī)轟炸的影片，讓學(xué)生當(dāng)飛行員體驗(yàn)飛機(jī)投彈，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)課的興趣和欲望。
【新課講授】
一、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)
通過(guò)讓學(xué)生觀察視頻實(shí)驗(yàn)，明確合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的概念：如果物體同時(shí)參與了幾個(gè)運(yùn)動(dòng),那么物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)就叫做那幾個(gè)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),那幾個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做這個(gè)運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng).
通過(guò)同桌三人合作，體驗(yàn)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)。
通過(guò)體驗(yàn)，探究合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系，學(xué)生分組討論，得出結(jié)論：各分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)同時(shí)發(fā)生和結(jié)束，時(shí)間相同，具有等時(shí)性；各分運(yùn)動(dòng)的共同效果與合運(yùn)動(dòng)的效果相同，具有等效性；各分運(yùn)動(dòng)之間互不相干，彼此獨(dú)立，互不影響，具有獨(dú)立性。
合運(yùn)動(dòng)的位移叫做合位移，分運(yùn)動(dòng)的位移叫做分位移，運(yùn)算法則是平行四邊形定則。合速度和分速度等于對(duì)應(yīng)的合位移與分位移除以時(shí)間，運(yùn)算法則也是平行四邊形定則。
[例1]我們經(jīng)常看到建筑工地上的塔吊將重物運(yùn)送到高處，你能分析這個(gè)運(yùn)動(dòng)中的合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)分別是什么嗎？
[例2]導(dǎo)彈以100m/s的速度斜向上飛行，方向與水平方向成30度角，求水平方向的分速度vx和豎直方向的分速度vy的大小。
拓展：如果物體在一個(gè)方向上的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，在與它垂直方向上的分運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)的軌跡是什么樣的？
學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)視頻，得出：合運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，軌跡是拋物線。為下一步學(xué)習(xí)平拋運(yùn)動(dòng)做鋪墊和打基礎(chǔ)。
[例3]
(多選)關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成，下列說(shuō)法中正確的是(
)
A、合運(yùn)動(dòng)的速度一定比每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度大。
B、兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)也一定的勻速直線運(yùn)動(dòng)。
C、只要兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)，那么合運(yùn)動(dòng)也一定是直線運(yùn)動(dòng)。
D、兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定與它們合運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等。
二、實(shí)例分析
實(shí)例分析一：通過(guò)flashd動(dòng)畫(huà)演示，形象的讓學(xué)生理解船速和水速兩個(gè)分速度。結(jié)合前面所掌握的理論基礎(chǔ)，學(xué)生思考如下問(wèn)題：
問(wèn)題1：船頭垂直河岸航行，能否達(dá)到河正對(duì)岸？
小船同時(shí)參與了沿河岸方向順?biāo)h流的運(yùn)動(dòng)和垂直河岸發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)船的運(yùn)動(dòng)，故實(shí)際的運(yùn)動(dòng)應(yīng)為斜著合運(yùn)動(dòng)，沒(méi)法到達(dá)正對(duì)岸。
問(wèn)題2：小船如何過(guò)河，所用時(shí)間最短？
根據(jù)獨(dú)立性原則，水速不影響船速，根據(jù)等時(shí)性原則，過(guò)河時(shí)間等于船速分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，故只要讓v船所走位移最短，所用時(shí)間就會(huì)最短，故應(yīng)船頭垂直于河岸。
問(wèn)題3：小船如何過(guò)河，所走位移最短？
小船位移最短，就是合位移最短，即為河的寬度d，故合速度要垂直于河岸。
此時(shí)船頭與河岸上游夾角可用余弦函數(shù)求出來(lái)。過(guò)河時(shí)間用河寬除以合速度求解。
思考：若是小船能垂直河岸過(guò)河？船速和水速有什么要求?
要想抵消掉水速，船速必須大于水速。若是水速大于船速，無(wú)法垂直于河岸過(guò)河，但是仍然有過(guò)河的最短位移。
通過(guò)矢量三角形和分部演示，讓學(xué)生直觀得出，什么情況過(guò)河位移最短。
[例4]小船在200
m寬的河中橫渡，水流速度為3
m/s，船在靜水中的航速是5
m/s，求：
(1)當(dāng)小船的船頭始終正對(duì)對(duì)岸行駛時(shí)，它將在何時(shí)到達(dá)對(duì)岸？
(2)要使小船到達(dá)河的正對(duì)岸，應(yīng)如何行駛？多長(zhǎng)時(shí)間能到達(dá)對(duì)岸？(sin
37°＝0.6)
希沃助手展示學(xué)生解答情況，進(jìn)行評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生規(guī)范解題步驟。
實(shí)例分析二：通過(guò)flash演示動(dòng)畫(huà)，勾引起同學(xué)們的生活常識(shí)，思考如下問(wèn)題：
問(wèn)題1：無(wú)風(fēng)時(shí)雨滴在豎直方向上做什么運(yùn)動(dòng)？
無(wú)風(fēng)時(shí)，豎直方向上雨滴在重力作用下下落，故豎直方向做加速運(yùn)動(dòng)
問(wèn)題2：有風(fēng)時(shí)雨滴的運(yùn)動(dòng)軌跡是什么？
雨滴水平方向參與了風(fēng)的勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向上參與了勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故合運(yùn)動(dòng)的軌跡為曲線。
三、課堂小結(jié)
1.分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)。
關(guān)系：①等時(shí)性：②獨(dú)立性：③等效性：
實(shí)質(zhì)與方法：平行四邊形定則
2.
小船過(guò)河問(wèn)題。
3.
雨滴下落問(wèn)題。
4.
作業(yè)
在教學(xué)過(guò)程中可以用互動(dòng)的方式進(jìn)行問(wèn)題的設(shè)問(wèn)，讓學(xué)生更多的參與到教學(xué)中來(lái)。同時(shí)，要提問(wèn)更多地學(xué)生，讓更多地學(xué)生參與到課堂的教學(xué)中來(lái)。
等效替代是物理學(xué)中常用的方法，因此在教學(xué)過(guò)程中要讓學(xué)生體會(huì)這個(gè)方法，同時(shí)讓學(xué)生領(lǐng)悟物理方法在建立概念、解決問(wèn)題中的作用。
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必修第二冊(cè)
第1節(jié)
運(yùn)動(dòng)的合成與分解
第二章
拋體運(yùn)動(dòng)
小試身手：
一、分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)
1、概念：如果物體同時(shí)參與了幾個(gè)運(yùn)動(dòng),那么物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)就叫做那幾個(gè)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),那幾個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做這個(gè)運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng).
2、運(yùn)動(dòng)的合成與分解：
已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)，叫做運(yùn)動(dòng)的合成。
已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)，叫做運(yùn)動(dòng)的分解。
實(shí)驗(yàn)探究
1.體驗(yàn)：分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)
2.探究：分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)
（1）分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性
（2）分運(yùn)動(dòng)之間是相互獨(dú)立的
分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)之間有什么關(guān)系？
（3）分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)具有等效性
A
B
C
D
甲
s2
S1
S
v2
乙
v1
v
合運(yùn)動(dòng)的位移S＝AC叫合位移
分運(yùn)動(dòng)的位移S1＝AB和S2=AD叫分位移
合位移是兩個(gè)分位移的矢量和，遵循平行四邊形定則
合速度v＝S/t
分速度v1＝S1/t
分速度v2＝S2/t
合速度是兩個(gè)分速度的矢量和，遵循平行四邊形定則
分
析：
例題1：我們經(jīng)常看到建筑工地上的塔吊將重物運(yùn)送到高處，你能分析這個(gè)運(yùn)動(dòng)中的合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)分別是什么嗎？
例2：導(dǎo)彈以100m/s的速度斜向上飛行，方向與水平方向成30度角，求水平方向的分速度vx和豎直方向的分速度vy的大小。
v
vx
vy
解：水平分速度
vx=vcosθ=86.6m/s
豎直分速度
vy=
vsinθ=50m/s
拓展一步
思考：如果物體在一個(gè)方向
上的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，在與它垂直方向上的分運(yùn)動(dòng)
是初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)的軌跡是什么樣的？
通過(guò)學(xué)習(xí)，我們知道：
兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，其合運(yùn)動(dòng)也是勻速直線運(yùn)動(dòng)。
合運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線
運(yùn)動(dòng)，軌跡是拋物線。
例3(多選)關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成，下列說(shuō)法中正確的是(
)
A.合運(yùn)動(dòng)的速度一定比每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度大
B.兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)也一定的勻速直線運(yùn)動(dòng)
C.只要兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)，那么合運(yùn)動(dòng)也一定是直線運(yùn)動(dòng)
D.兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定與它們合運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等
B
D
思考：這支船如果船頭正對(duì)著對(duì)岸能駛向正對(duì)岸嗎？
二、實(shí)例分析—小船過(guò)河
小結(jié)：
例4:小船在200
m寬的河中橫渡，水流速度為3
m/s，船在靜水中的航速是5
m/s，求：
(1)當(dāng)小船的船頭始終正對(duì)對(duì)岸行駛時(shí)，它將在何時(shí)到達(dá)對(duì)岸？(2)要使小船到達(dá)河的正對(duì)岸，應(yīng)如何行駛？多長(zhǎng)時(shí)間能到達(dá)對(duì)岸？(sin
37°＝0.6)
解：(1)渡河時(shí)間t＝d/v船＝40
s
(2)要使小船到達(dá)河的正對(duì)岸，則v水、v船的合運(yùn)動(dòng)v合應(yīng)垂直于河岸，如圖所示，則
1.分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)。
關(guān)系：①等時(shí)性：②獨(dú)立性：③等效性：
實(shí)質(zhì)與方法：平行四邊形定則
2.
小船過(guò)河問(wèn)題。
3.
雨滴下落問(wèn)題。
作業(yè)：完成鞏固練習(xí)2.1運(yùn)動(dòng)的合成與分解（課堂案）
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.知道什么是曲線運(yùn)動(dòng)，會(huì)確定曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向，知道曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)．
2．知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件．
3.理解合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)的概念，掌握運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法.
4.經(jīng)歷蠟塊運(yùn)動(dòng)的探究過(guò)程，體會(huì)研究曲線運(yùn)動(dòng)的方法——運(yùn)動(dòng)的合成與分解．
【知識(shí)要點(diǎn)】
要點(diǎn)一、運(yùn)動(dòng)的合成與分解
1．合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)：如果物體同時(shí)參與了幾個(gè)運(yùn)動(dòng)，那么物體
就是合運(yùn)動(dòng)，
就是分運(yùn)動(dòng)．
2．運(yùn)動(dòng)的合成與分解：已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，叫運(yùn)動(dòng)的
；已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，叫運(yùn)動(dòng)的
．
3．運(yùn)動(dòng)的合成與分解實(shí)質(zhì)是對(duì)位移、速度和加速度的合成和分解，遵循
法則．
4．合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的四個(gè)特性
等時(shí)性
各分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)同時(shí)發(fā)生和結(jié)束，時(shí)間相同
等效性
各分運(yùn)動(dòng)的共同效果與合運(yùn)動(dòng)的效果相同
同體性
各分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)是同一物體的運(yùn)動(dòng)
獨(dú)立性
各分運(yùn)動(dòng)之間互不相干，彼此獨(dú)立，互不影響
要點(diǎn)二、常見(jiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解
1．小船過(guò)河問(wèn)題：船速v船為船在靜水中的速度、船的合速度指的是船實(shí)際運(yùn)動(dòng)的速度，即船對(duì)河岸的速度，方向?yàn)榇膶?shí)際航向
渡河時(shí)間最短
當(dāng)船頭方向垂直于河岸時(shí)，渡河時(shí)間最短，最短時(shí)間tmin＝
渡河位移最短
如果v船>v水，當(dāng)船頭方向與上游夾角θ滿足v船cos
θ＝v水時(shí)，合速度垂直于河岸，渡河位移最短，等于河寬d
2．雨滴下落：若風(fēng)速水平風(fēng)向，不計(jì)阻力，則雨滴下落時(shí)間與風(fēng)速
(填有關(guān)或者無(wú)關(guān))。
【典型例題】
例1：我們經(jīng)常看到建筑工地上的塔吊將重物運(yùn)送到高處，你能分析這個(gè)運(yùn)動(dòng)中的合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)分別是什么嗎？
例2：導(dǎo)彈以100m/s的速度斜向上飛行，方向與水平方向成30度角，求水平方向的分速度vx和豎直方向的分速度vy的大小。
例3：(多選)關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成，下列說(shuō)法中正確的是(
)
A、合運(yùn)動(dòng)的速度一定比每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度大。
B、兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)也一定的勻速直線運(yùn)動(dòng)。
C、只要兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)，那么合運(yùn)動(dòng)也一定是直線運(yùn)動(dòng)。
D、兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定與它們合運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等。
例4：小船在200
m寬的河中橫渡，水流速度為3
m/s，船在靜水中的航速是5
m/s，求：
(1)當(dāng)小船的船頭始終正對(duì)對(duì)岸行駛時(shí)，它將在何時(shí)到達(dá)對(duì)岸？
(2)要使小船到達(dá)河的正對(duì)岸，應(yīng)如何行駛？多長(zhǎng)時(shí)間能到達(dá)對(duì)岸？(sin
37°＝0.6)
【鞏固訓(xùn)練】
1.
下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度方向一定發(fā)生變化
B．速度方向發(fā)生變化的運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)
C．速度變化的運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)
D．加速度變化的運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)
2.如圖所示，物體沿曲線由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)，關(guān)于物體在ab段的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．物體的速度可能不變
B．物體的速度方向一定變化
C．a(chǎn)點(diǎn)的速度方向由a指向b
D．a(chǎn)b段的位移大小一定大于路程
3.豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水，內(nèi)有一個(gè)蠟塊能在水中以0.1
m/s的速度勻速上浮．在蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時(shí)，使玻璃管水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，測(cè)得蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向與水平方向成30°角，如圖所示．若玻璃管的長(zhǎng)度為1.0
m，在蠟塊從底端上升到頂端的過(guò)程中，下列關(guān)于玻璃管水平方向的移動(dòng)速度和水平運(yùn)動(dòng)的距離計(jì)算結(jié)果正確的是(　　)
A．0.1
m/s,1.73
m　　　
B．0.173
m/s,1.0
m
C．0.173
m/s,1.73
m
D．0.1
m/s,1.0
m
4．小船以一定的速率垂直河岸向?qū)Π秳澣ィ?dāng)水流勻速時(shí)，它渡河的時(shí)間、發(fā)生的位移與水速的關(guān)系是(　　)
A．水速小時(shí)，位移小，時(shí)間亦小
B．水速大時(shí)，位移大，時(shí)間亦大
C．水速大時(shí)，位移大，但時(shí)間不變
D．位移、時(shí)間大小與水速大小無(wú)關(guān)
5.一小船渡河，河寬d＝180
m，水流速度為v1＝2.5
m/s.船在靜水中的速度為v2＝5
m/s，求：(1)小船渡河的最短時(shí)間為多少？此時(shí)位移多大？(2)欲使船渡河的航程最短，船頭應(yīng)朝什么方向？用多長(zhǎng)時(shí)間？
6．質(zhì)量m＝2
kg的物體在光滑平面上運(yùn)動(dòng)，其分速度vx和vy隨時(shí)間變化的圖像如圖所示。求：
(1)物體受到的合外力和初速度；
(2)t＝8
s時(shí)物體的速度；
(3)t＝4
s時(shí)物體的位移；
4

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