必修二教案-全套

曲线运动东方德才学校高玮教学设计思路：本节为本章的起始内容，是以后学习抛体运动、圆周运动的基础，是学好以后知识的基本保证．本节课学生首先通过举例、观察图片，分析物体运动特点，猜想曲线运动的方向，然后通过实验验证猜想，教师根据学生的实际情况，渗透物理思想的教育，从理论上分析出曲线运动的方向．关于物体做直线运动和曲线运动的条件，首先让学生猜想，然后通过实验进行验证，依据牛顿运动定律中力和运动的关系，得出物体做曲线运动的条件．教师引导学生深入探讨物体做曲线运动的一般规律，为以后的教学做好铺垫．学习任务分析：《北京市普通高中新课程物理学科教学指导意见和模块学习要求》对“曲线运动”一节的要求是：知道曲线运动速度的方向，知道物体做曲线运动的条件，能够举例说明生活中遇到的曲线运动．1．教学重点：曲线运动的速度方向、物体做曲线运动的条件．2．教学难点：物体做曲线运动的条件，曲线运动的普遍规律．学习者分析：学生初次接触曲线运动的知识，对未知领域充满好奇．教学目标：一、知识与技能1．知道什么是曲线运动，知道物体做曲线运动时的瞬时速度方向；知道曲线运动是变速运动．2．理解物体做曲线运动的条件，并能分析一些曲线运动的简单实例．3．知道物体做曲线运动的一般规律．二、过程与方法1．通过大量实例，使学生体会并归纳曲线运动的共同点：物体运动的轨迹是曲线．2．在实验探究过程中组织学生总结出曲线运动的速度方向．3．通过实验探究，分析并总结归纳物体做曲线运动的条件．三、情感、态度与价值观1．体会当所取变量范围足够小时，变和不变的统一性、曲和直的统一性，渗透辩证唯物主义世界观教育．2．通过探究的过程，让学生体会得出结论的科学方法：归纳法．3．在探究过程中，注意渗透科学态度教育．教学准备：1．视频资料（1）常见的曲线运动（飞机飞行表演；F1赛车转弯；赛摩托车转弯；速滑转弯；香蕉球等）.（2）曲线运动中速度的方向（砂轮与金属接触时火星的方向；雨滴从伞边飞出）.2．实验（1）研究曲线运动的速度方向：教材中的实验（小铁球，挡板，白纸，印泥）.（2）研究曲线运动的条件：课本实验（磁铁、钢珠，白纸、印泥）.教学过程过程教师活动学生活动[引入]（出示照片）喷泉射出的水柱在空中画出一道道美丽的弧线，令人赏心悦目，这种美丽的曲线运动你还见过哪些？请举例．问：这些曲线运动的共同特征是什么？可见曲线运动也是一种常见的运动，从今天开始我们来研究曲线运动的规律．列举实例．答：运动的轨迹是曲线．曲线运动的速度方向曲线运动的条件速度是描述物体运动重要的物理量．问：你知道物体做曲线运动时在不同位置的速度方向吗？我们设计了一个实验，研究曲线运动的速度方向．简介实验装置和实验过程．指导学生进行实验探究（教材第2页）．问：通过实验探究，你得出了什么结论？问：生活中还有哪些现象也能证明这一点？问：以上种种现象都证明了这一结论．同学们想过为什么会是这样吗？问：从运动轨迹看，直线与曲线有何区别和联系？问：直线运动与曲线运动的速度方向有何联系？问：从曲线运动的速度方向的特点来看，曲线运动的性质是什么？问：据牛顿运动定律，物体的速度发生变化，意味着什么？问：这又意味着什么？猜想：做曲线运动的物体所受合外力有什么特点？演示实验：磁铁小球实验．还能举出哪些实例？教师在黑板上画出抛体运动的受力方向和速度方向，便于学生分析得出结论．以上实例均说明物体做曲线运动的条件是：物体所受合外力与它的速度方向不在同一直线上．问：合力的指向与轨迹、速度之间还有哪些关系？分析一些实例，要求学生找到使物体做曲线运动的合力．可能会有学生回答：是轨迹在这一点的切线方向．学生动手做实验，并展示实验成果．结论：物体做曲线运动时，在某一位置的速度方向就是曲线在这一点的切线方向．可引导学生举例说明：雨伞转动过程中甩出的水滴，雨天自行车甩泥点，赛车转弯时冲出跑道，火车转弯时脱轨，运动员掷铁饼、扔铅球等．答：当曲线足够短时，曲线变成直线．答：曲线运动的瞬时速度与直线运动的瞬时速度的意义在本质上是相同的．答：一定是一种变速运动．因为速度的方向会发生变化．答：运动状态发生变化．答：产生加速度，物体所受合外力不为零．答：速度方向与物体的运动方向不在同一直线上．引导学生说出曲线运动的一般规律：合力一定指向轨迹的凹侧．若能分析出：当合力与速度夹角小于90°时，物体做加速曲线运动；当合力与速度夹角大于90°时，物体做减速曲线运动，则更佳．小结本节知识小结：1．曲线运动的速度方向．2．物体曲线运动的条件．3．曲线运动的普遍规律．物理思想小结：体会变与不变、曲线与直线的统一思想，极限思想．课后反思教学流程图：曲线运动设计者冀雅娜指导者梁志鹏教学设计思路：本节课的教学设计努力遵循教育部颁发的《普通高中物理课程标准》倡导的“促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考”的教学理念．在课堂教学中以解决生活中的实际问题为主线，倡导情景设置、生生交流，在自主、合作、探究的氛围中，引导学生自主学习，努力促使学生成为一个探究者．对于曲线运动，学生有着自己的认识，但认识较肤浅．本课遵循循序渐进的教学原则，即：大量实例──温故知新——生活现象分析——归纳总结──实践探究──运用知识解决实际问题──拓展延伸这一条探究之路，使学生真正理解什么是曲线运动、物体做曲线运动的瞬时速度方向以及物体做曲线运动的条件等相关知识．本课一开始列举了大量学生身边物体做曲线运动的实例，引出什么是曲线运动．然后通过生动的视频资料，探究曲线运动中速度方向是时刻改变的，质点在某一点（或某一时刻）的速度方向是曲线的这一点（或这一时刻）的切线方向．再结合计算机绘图工具辅助探究，对曲线轨迹进行放大，得出曲线运动瞬时速度和直线运动瞬时速度的意义在本质上是相同的．关于物体做曲线运动的条件，本课从一个非常简单的怎样让苹果做直线运动或曲线运动的实例探究入手：当运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体就做曲线运动．再通过对例题的回顾和对嫦娥卫星等实例的讨论交流，进一步验证这一条件．最后通过对例题的讨论和习题的练习让学生体验运用所学知识解决实际问题的成就感．本课的设计力求符合学生由特殊到一般再到特殊的认知规律，感性认识和理性认识相互渗透，利用大量的视频和图片创造情境，提出问题，探求规律，分析和解释规律，验证规律．力求做到从学生的实际出发，让学生参与实验，发展学生对科学的好奇心和求知欲，引导学生用身边的器材研究物理学问题，运用物理学原理和研究方法解决实际问题．把学习效果评价渗透在学习过程中，帮助学生认识自我，建立自信，促进学生在自己原有认知水平上发展和提高．学习任务分析：通过本节课的学习，要让学生理解“什么是曲线运动、物体做曲线运动的速度方向和物体做曲线运动的条件”等相关知识，从而为进一步学习运动的合成与分解和抛体运动、圆周运动等典型曲线运动奠定坚实的基础，进而提高学生运用所学知识分析和解决生活中实际问题的能力．本节课学生通过对大量生活实例的讨论和探究以及亲身实践，小组合作，讨论和交流，练习与评价，拓展与探究来逐步加深对所学知识的理解，体验运用所学知识解决实际问题，获得成功的喜悦．这样，使让学生增强对科学的好奇心与求知欲，从而激发学生学习的兴趣，培养学生勤于思考、自主探究物理问题的好习惯．学习者分析：通过对前面物理学课程的学习，学生已经具备了一定的运用运动学和动力学知识分析、解决生活中直线运动问题的能力，并且根据自身生活经验学生已经知道一些简单的曲线运动现象，但是对曲线运动，学生仅仅有一些比较肤浅的感性认识而没有任何深刻的理性认识．通过本节课的学习，启发引导学生思考和探究生活中的大量实例，使学生逐渐明确“什么是曲线运动、物体做曲线运动的速度方向和物体做曲线运动的条件”等相关知识，通过本节课的学习力求使学生获得探究学习的一般方法，体会从感性知识上升到理性知识的过程，从而奠定终身学习的基础．教学目标：一、知识与技能1．知道曲线运动中速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动．2．知道物体做曲线运动的条件是所受合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上．3．培养学生观察实验和分析推理能力．二、过程与方法1．体验曲线运动与直线运动的区别．2．体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化．3．学会应用物体做曲线运动的条件解决简单的实际问题．三、情感态度与价值观l．激发学生学习物理的兴趣，培养学生探究物理问题的习惯．2．能领略曲线运动的奇妙与和谐，增强对科学的好奇心与求知欲．3．通过观看“嫦娥奔月”视频培养学生的爱国主义情怀．4．激发参与科技活动的热情，使学生善于将物理知识应用于生活和生产实践中．教学准备：1．学生实验器材：滑轨、小钢球、条形磁铁．2．演示器材：两个苹果．3．多媒体视频资料：生活中直线运动和曲线运动实例、砂轮磨刀具迸火星、转动雨伞雨滴飞出、旋转陀螺边缘红色墨水滴飞出、荡秋千、“嫦娥一号”奔月等视频资料．4．多媒体设备一套：可供播放ppt课件和视频资料等．教学过程：教师活动学生活动设计点评引入1．什么是曲线运动？展示图片：人造地球卫星、上海南埔环形立交桥、摩天轮、翻滚过山车、空中飞行的炮弹等．提问：请同学归纳以上运动有什么特点？从今天起我们开始研究物体做曲线运动的问题．观看图片并思考．学生讨论后回答问题．运动轨迹是曲线．是曲线运动．联系生活中的实际问题，体会曲线运动在生活中更为常见，激发学生对学习物理的兴趣．温故而知新下面我们来回顾前面学过的知识：完成填空题①速度是矢量，既有（大小）又有（方向）．②速度变化的三种情况（大小变化、方向变化、大小方向同时变化）③加速度是描述速度变化快慢的物理量，只要（速度变化就有加速度）．④力是（改变）物体（运动状态）的原因（力是产生加速度的原因）．复习前面学过的直线运动速度和加速度的相关知识，为进一步对曲线运动进行研究奠定基础．新知探究2.曲线运动的速度方向展示视频资料1：提问，做曲线运动的物体在任意时刻的瞬时速度方向是怎样的呢？展示视频资料2、3：砂轮打磨刀具时边缘的火星飞出、旋转的雨伞边缘雨滴飞出．展示视频4：旋转的小陀螺边缘红色墨水滴沿切线方向飞出．提问：曲线运动的速度方向时时刻刻在变化，那么曲线运动是否一定是变速运动呢？或者说有没有匀速曲线运动？展示视频资料5：荡秋千．提问：曲线运动的瞬时速度和直线运动的瞬时速度的意义是否相同呢？请同学们阅读教材第3页“理性探究”．请一位同学走上讲台用计算机任意画一条曲线．然后教师用“画图”软件的“放大镜”工具把学生画的曲线放大．解决实际问题请同学们完成例1．学生认真观看视频，思考．观察思考、小组讨论、总结归纳，曲线运动某点或某一时刻的速度方向沿这一点的切线方向．观察、分析验证．学生讨论回答：曲线运动的速度方向时刻变化，所以一定是变速运动．观察阅读教材，讨论，思考教师提出的问题．其他同学观察．发现任意一段曲线进行充分放大后都会变成直线．例1下图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）．通过身边常见的曲线运动来引发学生积极主动思考．让学生进行小组讨论，培养学生分析问题的能力．让学生充分体会曲线运动的和谐美，体会验证所学知识的成就感．对曲线运动的认识一步一步深入，问题环环相扣，最终引导学生透过现象认清曲线运动的本质．让学生进一步体会曲线运动的瞬时速度方向．让学生亲自动手参与实践，运用现代教育技术辅助物理学习．应用所学知识解决问题．3.物体做曲线运动的条件趣味问题过渡教师手持两个小苹果提问：想让苹果做直线运动，有几种办法？如果想让苹果做曲线运动呢？（把一个苹果抛给坐在后面的某位同学，用手拨动另一个沿水平桌面滚动的苹果，使苹果拐弯转向坐在第一排的同学．引导大家思考，物体怎样才能做曲线运动呢？受到什么样的力呢？比如刚才的苹果做直线运动是也受重力、支持力和摩擦力呀？总结条件：合力方向与速度方向不在一条直线上．根据牛顿第二定律，合力不为零即一定存在加速度,那么大家能否从动力学角度证明曲线运动一定是变速运动呢？自主实验探究验证曲线运动的条件．请大家用桌上的小钢球和磁铁研究小钢球什么时候做直线运动，什么时候做曲线运动．请大家回顾刚才完成的例题1，铅球为什么做曲线运动？那么铅球从A－B、C－D速度的大小怎样变化？为什么？以后我们将会从力和运动的关系角度来分析这个问题，现留给大家课下进行思考讨论．实践应用展示视频中的图片资料：“嫦娥一号”环绕月球飞行，短道速滑运动员弯道和直道滑行时的身体姿态，他们各自是靠什么力来改变运动方向而做曲线运动的？请同学们完成例2．请同学们完成练习题．讨论回答．自由下落、竖直上抛、沿直线在桌面上滚动等．讨论回答．水平或斜向抛出、对在桌面上滚动的苹果施加一个侧向力的作用．接苹果讨论回答．必须受力．必须受到一个与初速度方向不在同一条直线上的力．整理笔记．合力是产生加速度的原因，而加速度又是描述速度变化快慢的物理量，所以加速度不为零速度就一定会发生变化．所以曲线运动一定是变速运动．用磁铁和小钢球验证刚才的结论．铅球受到重力的作用，重力与初速度不在同一条直线上．讨论交流，得出结论．A－B减速，C－D加速．因为从A－B，铅球位置越来越高，而从C－D，铅球位置越来越低．记录问题讨论回答：月球引力、地面支持力和摩擦力．例2物体在两个力F1、F2（不共线）的共同作用下做匀变速直线运动，若突然撤去外力F1，则物体的运动情况是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．学生：讨论交流，必须知道F1和初速度方向的关系．练习某质点在恒力F作用下，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．三条线均有可能激起学生兴趣，引发课堂教学氛围的一个小高潮．苹果尽量选择较小而圆的，即方便滚动又要考虑安全性．设计提问步步深入，引发学生深入思考曲线运动的条件．由感性认识上升到理性认识．深入理解曲线运动一定是变速运动的本质．自主实验探究活动．“一题二用”，充分利用例题，提高课堂效率．为以后把力沿运动方向和垂直运动方向进行分解埋下伏笔．应用所学知识解决实际问题．增强对科学的好奇心与求知欲．理性思考．解决物理问题．课外延伸播放“香蕉球”视频资料，讨论怎样能踢出“香蕉球”．讨论交流．引起高潮，激发学生对物理学习的兴趣，体验应用所学知识解决实际问题的成就感．布置作业1．上网查阅场地自行车赛的图片和相关资料，讨论说明为什么场地自行车赛的轨道是倾斜的？2．汽车在盘山公路上行驶为什么要控制车速不能过快？3.完成课后习题．4．以研究性学习小组为单位，学生协作制作一只飞镖，体会飞镖在空中及落地的瞬间的瞬时速度方向（一定请要注意安全）．记录作业．充分利用网络资源，设计探究性作业，激发学生进一步思考的兴趣，并通过制作飞镖提高学生的动手能力和协作能力．教学流程图：运动的合成与分解日坛中学物理组刘伟教学设计思路：本节是继“力的合成与分解”后第二次讲解矢量的合成与分解．在此之前，学生已有利用平行四边形定则或三角形法则进行矢量合成与分解的概念．但是学生的理解仅仅限于对力的合成与分解，并没有形成对所有矢量的合成与分解都运用平行四边形定则的意识．本节教学试图利用学生已有的基本概念去解释现实生活中的实例，再将生活经验总结为理论．这种方式，一方面可以激活学生已有的知识，让他们体会学以致用；另一方面，可以通过讨论、分析锻炼学生的理性思维能力．学习任务分析：1.激活旧知识，例如平行四边形定则和三角形定则以及相应的几何知识．2.引导学生注意观察生活中的实例，启发他们利用已有知识解决具体问题．3.对学生们的讨论和分析加以点拨，使之升华为新的模型和理论．4.有意识地培养学生的观察能力、图形表达能力、文字表达能力、语言表达能力和理性思维分析能力．学习者分析：受教育者是高中一年级的学生．他们第一次学习运动的合成和分解，已经有了一些矢量合成与分解的理论基础，但是对这些理论的理解并不深刻，只是局限于对力的合成与分解．他们并没有意识到利用这些理论去解释生活中的具体现象．本节抓住生活中的一个实例——小船过河，重点展开分析和讨论．不断激活学生已有的物理知识和数学知识，通过鼓励、点拨使他们体会到学以致用的乐趣，同时加深他们对平行四边形定则和三角形定则的理解，为以后的课程如电场强度E的合成与分解、磁感应强度B的合成与分解等等打下良好的基础．教学目标：1．知识与技能（1）了解运动的合成与分解．（2）理解平行四边形定则和三角形定则在运动的合成与分解中的运用．（3）理解运用运动的合成与分解理论对实际问题——小船过河模型的分析．2．过程与方法（1）学生在针对小船过河问题的讨论中加深对平行四边形定则和三角形定则的理解．（2）学生分析实验现象并从中得出规律．3．情感态度与价值观（1）通过学生对身边事物的深入讨论、辨析，激发他们对生活的热爱．（2）学生体验自主探索物理规律的艰辛和喜悦．（3）学生通过交流，提高协作意识．教学过程：教师活动学生活动点评引入新课物体的运动往往是比较复杂的，这些复杂的运动，常常可以看成由几个简单的运动组成，通过研究简单的运动达到研究复杂运动的目的．通过演示实验和联系船渡河实际，给出合运动、分运动的概念．把注满水的乒乓球用细绳系住，另一端固定在B钉上，乒乓球静止在A点，画出线段BB′且使AB≈BB′(方向任意)，用光滑棒在B点附近的一点从左向右沿BB′方向匀速推动吊绳AB，提示学生观察乒乓球实际运动的轨迹沿AB′方向，帮助学生分析这是乒乓球同时参与了AB方向和BB′方向的匀速直线运动的结果，而这两个分运动的速度都等于棒的推动速度．小球沿竖直方向及沿BB′方向的运动都是分运动；沿AB′方向的运动是合运动．分析表明合运动的位移与分运动的位移遵守平行四边形定则．观看演示实验并思考．学生讨论后回答问题．通过这个演示实验，首先培养学生的观察能力，其次培养学生将观察到的现象在纸上用图形表达出来的能力，再次，启发学生运用已有的数学和物理知识进行讨论和表达．在讨论中，学生会有各自的直觉、假设、观点．有些正确有些错误．让学生在讨论、辩论中澄清事实．讲授新课一、运动的合成与分解质点运动中最简单的运动为匀速直线运动和初速度为零的匀变速直线运动．一切复杂的运动可视为几个简单运动的合运动．一个物体同时参与两个（或更多的）运动，这些运动如果都具有独立性，即其中一个运动并不因为有另一个运动的存在而有所改变，合运动就是这些互相独立的运动的叠加，这就是运动的独立性原理或运动的叠加原理．因此,各分运动与合运动具有等时性．运动的合成和分解是运动学的重要研究方法，根据独立性原理，在研究一个复杂运动的规律时，我们可以将它先分解为几个基本运动——即几个分运动来讨论，然后再叠加成原来的运动．1.第一次接受独立性和等时性原理．从理论高度看待复杂的运动．2.接受理论的同时，反思自己刚才陈述的观点的正误．船渡河问题：可以看做由两个运动组成．假如河水不流动而船在静水中沿AB方向行驶，经一段时间从A运动到B，假如船的发动机没有开动，而河水流动，那么船经过相同的一段时间将从A运动到A′，如果船在流动的河水中开动，同时参与上述两个运动，经相同时间将从A点运动到B′点．从A到B′的运动就是上述两个分运动的合运动．用铅笔和刻度尺在笔记本上作图．注意：船头指向为发动机产生的船速方向，指分速度；船的合运动的速度方向不一定是船头的指向．这里的分运动、合运动都是相对地球而言，不必引入相对速度概念，避免使问题复杂化．二、引导学生概括、总结运动的合成、分解法则——平行四边形定则．①用分运动的位移、速度、加速度求合运动的位移、速度、加速度等叫运动的合成．反之由合运动求分运动的位移、速度、加速度等叫运动的分解．②运动的合成与分解遵守矢量运算法则，即平行四边形定则．例如：船的合位移s合是两个分位移s1和s2的矢量和；又例如飞机斜向上起飞时，在水平方向及竖直方向的分速度分别为v1＝vcosθ，v2＝vsinθ，其中，v是飞机的起飞速度．如图所示．用分运动的性质判断合运动的性质及轨迹．①两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动．提问学生为什么？(v合为恒量)②提出问题：船渡河时如果在AB方向的分运动是匀加速运动，水仍然匀速流动，船的合运动轨迹还是直线吗？学生思考后回答并提示学生用曲线运动的条件来判断，然后引导学生综合概括出判断方法：首先将两个分运动的初始运动量及外力进行合成，然后可用合运动的初速度及合运动所受的合外力的方向关系进行判断．由合成结果可知，船的合速度v合与合外力F不在同一直线上，船一定做曲线运动．巩固知识，让学生思考回答：两个不在同一直线上初速度都为零的匀加速直线运动的合运动是什么运动？关于船渡河问题的讨论问题的提出：河宽H，船速为v船，水流速度为v水，船速v船与河岸的夹角为θ，如图所示．①求渡河所用的时间，并讨论θ等于多少时渡河时间最短．②怎样渡河，船的合位移最小？分析：用船在静水中的分运动讨论渡河时间比较方便，根据运动的独立性，渡河时间所用时间最短．关于速度的说明：在应用船速这个概念时，应注意区别船速v船及船的合运动速度v合．前者是发动机产生的分速度，后者是合速度，由于不引入相对速度概念，上述两种速度容易相混．课堂小结1．曲线运动的条件是F合与v不在同一直线上，曲线运动的速度方向为曲线的切线方向．2．复杂运动可以分解成简单的运动分别来研究，由分运动求合运动叫运动的合成，反之叫运动的分解，运动的合成与分解，遵守平行四边形定则．3．引用曲线运动的条件及运动的合成与分解的知识可以判断合运动的性质及合运动的轨迹．作业（1）完成课后习题．（2）思考：欲使小船以速度v0匀速靠岸，则拉绳的速度v＝?教学流程图：说明：“运动的独立性”在教科书中已不强调，本教学设计中把它纳入教学内容，须慎重处理。图片资源：（制作PPT）运动的合成与分解朝阳区和平街一中（北苑校区）毕芸侯玉姝史红姝教学设计思路：本节计划利用小船过河这一生活中的实例作为进行探究的素材，通过对水流匀速流动时，小船加速离岸、匀速过河、减速靠岸等过程的分析，使学生领会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．通过讨论分析使学生明确合运动和分运动的速度关系、位移关系遵从矢量运算法则，并通过使用这一方法分析生活中的具体实例（如雨滴下落、飞机上释放物体等）使学生体会这一解决问题方法的实用性．学习任务分析：本节课是在学生学习研究了匀速直线运动，匀变速直线运动，自由落体运动等较简单的直线运动后从定量研究直线运动规律进入定量研究曲线运动规律的转折点．通过本节的学习研究，使学生学会如何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简单的分运动，从而利用研究分运动的性质确定物体实际表现的运动的性质和轨迹．同时通过本节的学习，巩固矢量合成的一般法则即平行四边形定则，进一步强化矢量运算的可逆性和等效性原理．学习者分析：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，在数学方面，已经学习了直角坐标系等基础知识，具备解决物体在平面内运动问题的知识基础，在能力结构上，对于渡河问题有一定的感性体验，所有这些构成学生本节课的学习基础．2．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、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实例作为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．教学目标：一、知识与技能l．在一个具体问题中知道什么是合运动，什么是分运动；知道合运动和分运动具有等时性，独立性．2．理解运动合成和分解遵循平行四边形定则．3．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．能确定各种不同性质的分运动合成的实际运动的运动性质．4、会处理关有关位移和速度的合成、分解问题的运算类问题．二、过程与方法1．利用船渡河提供的物理情景，引导学生建立直角坐标系描述小船的运动．培养学生应用数学工具解决问题能力；假设水不流动，想象船的分运动；假设船的发动机停止工作，想像出船随水而动的另一个分运动．培养学生的想象能力和抽象思维能力．2．通过运动独立性的实验探究，培养学生理论与实践相结合的理念和能力，让学生经历想象实际情景、作图、讨论、交流的过程，在知识的发现和能力的形成过程中体验成功的乐趣．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．使学生受到科学方法的训练，培养学生的观察能力和实验能力，学会自主学习、具有敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神．重点和难点：重点：明确一个复杂的实际物体运动可以等效为两个简单的运动，理解运动合成、分解的意义和方法．难点：1．具体实际问题中合运动和分运动的判定．2．分运动和合运动的矢量性和独立性．教材分析：一、创设情境建立概念1．用多媒体课件模拟演示：小船渡河．教师设置三个顺次递进的情境，引导学生观察：（1）在静水中，船头垂直河岸运动；（2）无动力的船在流动的河水中运动；（3）在流动的河水中，船头垂直河岸运动．引导学生分析船本身在运动，船又随水流运动，船实际上参与了两种运动，从而引入合运动、分运动的概念，进而启发学生举出生活中可以看成参与两种运动的例子（伞兵在风中下降，雨滴在风中落下等）．其目的是激发学生学习兴趣，培养学生观察、分析能力．2．建立概念（1）合运动与分运动合运动就是物体的实际运动．一个运动又可以看做物体同时参与了几个运动，这几个运动就是物体实际运动的分运动，物体的实际运动（合运动）的位移、速度、加速度就是它的合位移、合速度、合加速度，而分运动的位移、速度、加速度就是它的分位移、分速度、分加速度．（2）运动的合成与分解包括位移、速度、加速度的合成与分解，它们与力的合成与分解一样都遵守平行四边形定则：由已知的分运动求跟它们等效的合运动叫做运动的合成，则已知合运动求跟它等效的分运动叫做运动的分解.这既可能是一个实际问题，即确有一个物体同时参与几个分运动而存在合运动；又可能是一种思维方法，即可以把一个较为复杂的实际运动看成是几个基本的运动合成的．通过对简单分运动的处理，达到研究复杂运动的目的．研究运动的合成和分解，目的在于把一些复杂的运动简化为比较简单的直线运动，这样就可应用已经掌握的有关直线运动的规律，来确定一些复杂的曲线运动．例如水平扔出的铅球做曲线运动，比较复杂，根据运动的合成与分解知识，可以把它分解为简单的运动以便于研究．二、如何确定一个具体运动的合运动及分运动？1．合运动：在一个具体的问题中，判断哪个是合运动，哪个是分运动的依据是物体的实际运动是哪个，实际运动就叫做合运动．2．通过小船过河、有风天气雨滴下落的具体实例讨论，加深同学们对合运动，就是研究对象实际发生运动的理解．（结合课件）引导分析：注意区别船头方向为分速度方向，而船实际航行方向为合速度方向；雨点斜落向落到地面，此实际运动方向为合速度方向．三、合运动和分运动的关系在物理学中，我们通常采用运动的合成与分解的方法来研究曲线运动．即可以把一个较为复杂的实际运动看成是几个基本的运动合成的．通过对简单分运动的处理，达到研究复杂运动的目的．1．合运动和分运动的等时性：各个分运动经历的时间与合运动经历的时间相等．各个分运动总是同时开始、同时结束的，把一个物体的各个分运动联系在一起的物理量是时间，合运动的时间和分运动的时间是相等的.在实际问题中，需要求时间时，既可以用分运动，也可以用合运动，主要看哪一个运动给出的条件充足．例如，小船过河时，一方面小船随水流向下游运动；另一方面，小船相对水向对岸划行.当小船在下游某处到达对岸时，这两个分运动也同时结束．2．合运动和分运动的独立性：一个物体同时参加两个或更多的运动，这些运动都具有独立性，其中的任一运动并不因为有另一个运动的存在而有所改变，合运动就是这些互相独立的运动的叠加，这就是运动的独立性原理．例如，小船过河时，如果水流速度变大，只影响小船向下游的分运动，不影响小船的过河时间，即不影响向对岸划行的速度．3．合运动和分运动的等效性：各分运动的叠加与合运动有完全相同的效果．4．合运动和分运动的矢量性：合运动和分运动满足矢量叠加的平行四边形定则．运动的合成与分解是指描述运动的各物理量，即位移、速度、加速度的合成与分解，由于它们都是矢量，所以都遵循平行四边形定则．（1）两分运动在同一直线上时，同向相加，反向相减．例如，竖直抛体运动看成是水平方向的匀速运动（）和自由落体运动（）的合成，下抛时，．上抛时，．（2）不在同一直线上时，按照平行四边形定则进行合成，如所示：（3）两分运动垂直或正交分解后的合成，5．合运动和分运动的同一性：合运动中的两个分运动必须是同一质点在同一时间内相对于同一参考系的运动．6．运动的分解是运动合成的逆过程分解原则：根据运动的实际效果分解或正交分解．（四）两个直线运动的合运动轨迹的确定（1）两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动．（2）不在同一直线上的一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动．（3）两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动一定是匀加速直线运动.合运动的方向，即两个加速度合成的方向．（4）两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动可能是匀变速直线运动，也可能是匀变速曲线运动．当两个分运动的初速度的合速度方向，与两分运动的合加速度方向在同一直线上时，合运动为匀变速直线运动，否则，是匀变速曲线运动．上面所列例子，可根据两个分运动的合初速度和合加速度关系，判定合运动是一种什么形式的运动．提醒：两个直线运动的合运动可以是曲线运动．反过来，一个曲线运动也可以分解为两个方向上的直线运动.在具体处理问题时，分别研究这两个方向上的受力情况和运动情况，弄清作为分运动的直线运动的规律，就可以知道作为合运动的曲线运动的规律．几个思考的问题：1．运动的合成与分解的具体内容是什么？思路：从描写机械运动的物理量入手思考：因为分运动、合运动都要运用描写机械运动的物理量来描写它们的运动规律．所谓合成与分解的内容就是将与合运动或分运动对应的物理量进行合成或分解，从而明确每一种运动的规律和原因．2．为什么要对运动合成或分解？合运动与分运动的关系是什么？思路：（1）从人们研究机械运动的目的出发，从认识和解决实际问题的方法着眼思考：人们研究机械运动的目的就是为了揭示或发现物体运动的规律，从中找出认识事物本质的方法和解决实际问题的方法．再结合一些具体事例便可体会到关于对运动合成或分解的具体意义．（2）理解合运动和分运动的关系，要从合运动与分运动在时间上的关系、合运动与分运动在效果上的关系以及分运动与分运动之间的关系上思考．3．怎样理解两个分运动各自独立互不影响？思路：从物体运动的原因，即力的独立作用原理出发，认识分运动的独立性.哪个方向的合外力和这个方向上的初始条件共同决定物体在该方向上的运动．如果在该方向上受力情况和初速度有确定的规律和确定的关系，那么物体在这一方向上的运动也随之确定．4．运动的合成和分解方法（1）描述运动的物理量有速度v、加速度a、位移s都是矢量．故运动的合成和分解也是这些矢量的合成和分解．（2）运动的合成和分解的方法①运动的合成a．两个分运动必须是同一质点在同一时间内相对于同一参考系的运动．b．两个分运动在一条直线上例如：竖直上抛运动可以看成是竖直方向的匀速运动和自由落体的合运动.即先取向上为正，则有：c．不在同一直线上：类比力的合成进行学习.按照平行四边形定则合成②运动的分解因运动分解有多解性，故在分解时要把握一个基本原则：视问题的需要和实际效果进行分解.一般的分析思路为：a．从位移角度考虑：先虚拟合运动的位移，分析该合位移产生的实际效果，从中找到运动分解的办法；b．从速度角度考虑：先确定合运动的速度方向（即物体的实际运动方向），再分析该合速度产生的实际效果，从而确定两个分速度的方向．参考资料：（一）运动的叠加性原理，是指一个物体同时参与几种运动，各分运动都可看成独立进行的，互不影响，物体的合运动则视为几个相互独立分运动叠加的结果．分运动和合运动之间具有：独立性、等时性、矢量性、同体性．它的下位概念是振动的叠加原理、波的叠加原理、电场强度的叠加原理．叠加分矢量叠加和标量叠加两种，前者遵循矢量的合成→平行四边形法则，后者遵循代数运算，因此在阐述矢量时不仅强调既有大小，又有方向，同时指出严格遵循平行四边形法则的物理量才为矢量．（二）运动合成与分解的方法与原则1．将一个合运动分解为两个分运动的原则(1)等效性原则：这是检验对合运动分解是否正确的基本原则；(2)解题方便的原则：一个具体的运动，往往有多种分解方式，到底如何分解，应从所要解决的问题入手，解决问题最方便的方式就是最佳分解方式；关于运动的分解，有正交分解和任意分解等不同的分解方式，无论哪一种分解方式，只要分运动被确定，然后作出加速度、速度、位移的平行四边形，剩下的问题就是利用数学知识解三角形，获得问题的解．2．确立合运动轨迹的方法是建立轨迹方程只要建立起两个分运动的运动学方程，如x＝x(t),y＝y(t)，消去参数t便得到在直角坐标系下的轨迹方程.如：两个匀速直线运动x＝vxt,y＝vyt,消去时间t，得到,显然是一条直线的方程．3．对“同时性”“分运动的独立性”和合运动的轨迹的理解(1)分运动和合运动在同一过程中发生，并不是物体参入了一个分运动后又参入另一个分运动，因此合运动与分运动具有同时性．(2)关于运动的独立性，目前这样的说法说得不多了，其确切的含义应该是：每个分运动由在分运动方向上的合外力和初始条件决定.在将合运动分解时，物体受的合外力应作相应的分解.力的作用效果不能重叠使用.例如，将斜向上抛出的物体所做的匀变速曲线运动进行分解，若认为物体在竖直方向做自由落体运动，那么，在其他方向只能认为是匀速直线运动，否则，重力产生的效果就不只是产生重力加速度了，不符合事实．（3）两个直线运动的合运动，不一定是直线运动.如两个匀速直线运动的合运动一定是直线运动；两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动，一定是匀加速直线运动；两个初速度不为零的匀加速直线运动的合运动，可能是匀加速直线运动，也可能是匀加速曲线运动．（三）渡河模型在运动的合成与分解中，如何判断物体的合运动和分运动是首要问题，判断合运动的有效方法是看见的运动就是合运动．合运动的分解从理论上说可以是任意的，但一般按运动的实际效果进行分解．小船渡河问题是常见的运动的合成与分解的典型问题．两种情况：①船速大于水速；②船速小于水速．两种极值：①渡河最小位移；②渡河最短时间．例题.一条宽度为L的河，水流速度为，已知船在静水中速度为，那么：（1）怎样渡河时间最短？（2）若，怎样渡河位移最小？（3）若，怎样渡河船漂下的距离最短？解析：（1）小船过河问题，可以把小船的渡河运动分解为它同时参与的两个运动，一是小船运动，一是水流的运动，船的实际运动为合运动．如图所示．设船头斜向上游与河岸成任意角θ．这时船速在垂直于河岸方向的速度分量为，渡河所需要的时间为，可以看出：L、一定时，t随sinθ增大而减小；当时，（最大）．所以，船头与河岸垂直．（2）如上图所示，渡河的最小位移即河的宽度．为了使渡河位移等于L，必须使船的合速度v的方向与河岸垂直，即使沿河岸方向的速度分量等于0．这时船头应指向河的上游，并与河岸成一定的角度θ，所以有，即．因为，所以只有在时，船才有可能垂直河岸渡河．（3）若，则不论船的航向如何，总是被水冲向下游，怎样才能使漂下的距离最短呢？如上图所示，设船头与河岸成θ角．合速度v与河岸成α角．可以看出：α角越大，船漂下的距离x越短，那么，在什么条件下α角最大呢？以的矢尖为圆心，为半径画圆，当v与圆相切时，α角最大，根据，船头与河岸的夹角应为，船沿河漂下的最短距离为：此时渡河的最短位移：误区：不分条件，认为船位移最小一定是垂直到达对岸；将渡河时间最短与渡河位移最小对应．（处理“速度关联类问题”时，必须要明白“分运动”与“合运动”的关系）教学准备：1．红蜡块合运动演示仪．2．PPT教学演示课件、视频录像、计算机、投影仪．教学过程：【导入新课】［视频录像］小船渡河［提出问题］你知道怎样才能使小船在最短时间内过河吗？你知道怎样才能使小船渡河的距离最短吗？［学生活动］学生观看视频录像，并思考教师提出的问题．上一节我们学习了曲线运动，它比直线运动复杂，为了研究复杂的运动，需要把复杂的运动分解为简单的运动，本节课我们就来学习一种常用的方法——运动的合成与分解．【新课教学】（一）探究实验［演示实验］分三次进行第一次：玻璃管不动，红蜡块在注满水的长直玻璃管中匀速上浮时间t．第二次：红蜡块随玻璃管匀速右移时间t．第三次：上述两步同时进行时间t．［学生活动］1．注意观察红蜡块的运动情况．2．注意实验时强调的问题．3．在观察完成以后讨论、思考下面思考题．上述三个运动中，哪一个运动的效果和另外两个依次进行的合效果相同？［点拨归纳］用PPT课件模拟蜡块的运动，重点突出等效性、等时性．（二）基本概念通过PPT课件和实验探究，给出合运动、分运动及运动的合成与分解的概念．1．合运动与分运动合运动就是物体的实际运动．一个运动又可以看做物体同时参与的几个运动，这几个运动就是物体实际运动的分运动．物体的实际运动（合运动）的位移、速度、加速度就是分运动的合位移、合速度、合加速度，而分运动的位移、速度、加速度就是分运动的分位移、分速度、分加速度．2．运动的合成与分解包括位移、速度、加速度的合成与分解．它们与力的合成与分解一样，都遵守平行四边形定则：由已知的分运动求跟它们等效的合运动叫做运动的合成，由已知的合运动求跟它等效的分运动叫做运动的分解.这既可能是一个实际问题，即确有一个物体同时参与几个分运动而存在合运动；又可能是一种思维方法，即可以把一个较为复杂的实际运动看成是由几个基本运动合成的．通过对简单分运动的处理，达到研究复杂运动的目的．（三）合运动与分运动的关系1．情境分析——小船过河（1）课件展示（2）讨论问题［讨论问题1］小船的实际运动是怎样的？哪一个是合运动？哪一个是分运动？［讨论问题2］分运动彼此独立吗？合运动、分运动之间有无相互联系？［讨论问题3］小船的分运动和合运动所用时间有什么关系？［学生活动］根据课件内容，结合讨论问题进行思考与讨论．［教师归纳］经过大家的思考和讨论，归纳出合运动与分运动的关系．2．合运动与分运动的关系在物理学中，我们通常采用运动的合成与分解的方法来研究曲线运动．即可以把一个较为复杂的实际运动看成是由几个基本运动合成的，通过对简单分运动的处理，达到研究复杂运动的目的．（1）合运动与分运动的等时性：各个分运动经历的时间与合运动经历的时间相等．各个分运动总是同时开始、同时结束的，把一个物体的各个分运动联系在一起的物理量是时间，合运动的时间和分运动的时间也是相等的．在实际问题中需要求时间时，既可以用分运动，也可以用合运动，主要看哪一个运动给出的条件充足．例如，小船过河时，一方面小船随水流向下游运动；另一方面，小船相对河水向对岸划行．当小船在下游某处到达对岸时，这两个分运动也同时结束．（2）合运动与分运动的独立性：一个物体同时参与两个或更多的运动时，这些运动都具有独立性，其中的任一运动并不因为有另一个运动的存在而有所改变，合运动就是这些互相独立的运动的叠加，这就是运动的独立性原理．例如，小船过河时，如果水流速度变大，只影响小船向下游的分运动，不影响小船的过河时间，即不影响向对岸划行的速度．（3）合运动与分运动的等效性：各分运动的叠加与合运动有完全相同的效果．（4）合运动与分运动的矢量性：合运动和分运动遵循矢量叠加的平行四边形定则．运动的合成与分解是指描述运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解．由于它们都是矢量，所以都遵循平行四边形定则．①两个分运动在同一直线上时，同向相加，反向相减．例如，竖直抛体运动看成是水平方向的匀速运动（）和自由落体运动（）的合成，下落时，．上升时，．②两个分运动不在同一直线上时，按照平行四边形定则进行合成，如图所示：③两个垂直或正交分解后的分运动合成为，④合运动与分运动的同一性：合运动中的两个分运动必须是同一质点在同一时间内相对于同一参考系的运动．⑤运动的分解是运动的合成的逆过程．（四）运动的合成和分解方法1．描述运动的物理量有速度v、加速度a、位移x，它们都是矢量，.故运动的合成和分解也是这些矢量的合成和分解．2．运动的合成和分解的方法（1）运动的合成①两个分运动必须是同一质点在同一时间内相对于同一参考系的运动．②两个分运动在一条直线上．例如：竖直上抛运动可以看成是竖直向上的匀速运动和自由落体运动的合运动．即取向上为正，则有：③两个分运动不在同一直线上：类比力的合成按照平行四边形定则合成．（2）运动的分解因运动分解有多解性，故在分解时要把握一个基本原则：视问题的需要和实际效果进行分解．一般的分析思路为：①从位移角度考虑：先虚拟合运动的位移，分析该合位移产生的实际效果，从中找到运动分解的办法；②从速度角度考虑：先确定合运动的速度方向（即物体的实际运动方向），再分析该合速度产生的实际效果，从而确定两个分速度的方向．（五）两个直线运动的合运动轨迹的确定［PPT投影思考题］两个互相垂直的直线运动的合运动的类型有哪些？［学生活动］互相讨论、归纳．［学生展示可能的情形］1．两个匀速直线运动合成仍为匀速直线运动．2．一个匀速直线运动，一个匀变速直线运动，合成为匀变速曲线运动．［教师点评、投影图解］补充：3．两个匀变速直线运动，可能为匀变速直线运动也可能为匀变速曲线运动．［归纳总结］1．两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动．2．一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动．3．两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动一定是匀加速直线运动．合运动的方向，即两个加速度合成的方向．4．两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动可能是匀变速直线运动，也可能是匀变速曲线运动．当两个分运动的合初速度方向，与两个分运动的合加速度方向在同一直线上时，合运动为匀变速直线运动，否则，为匀变速曲线运动．综上，可根据两个分运动的合初速度和合加速度关系，判定合运动是一种什么形式的运动．提醒：两个直线运动的合运动可以是曲线运动．反过来，一个曲线运动也可以分解为两个方向上的直线运动．在处理具体问题时，分别研究这两个方向上的受力情况和运动情况，弄清作为分运动的直线运动的规律，就可以知道作为合运动的曲线运动的规律．（六）例题解析［例题］一条宽度为L的河，水流速度为，已知船在静水中速度为，那么：（1）怎样渡河时间最短？（2）若，怎样渡河位移最小？解析：（1）船过河问题，可以把船的渡河运动分解为它同时参与的两个运动，一是船的运动，一是水流的运动，船的实际运动为合运动．如图2所示．设船头斜向上游与河岸成任意角θ，这时船在垂直于河岸方向的速度分量为，渡河所需要的时间为，可以看出：L、一定时，t随sinθ的增大而减小；当时，（最大）．所以，船头沿与河岸垂直的方向前进，渡河时间最短，．（2）如图所示，渡河的最小位移即河的宽度．为了使渡河位移等于L，必须使合速度v的方向与河岸垂直，这时船的速度方向应指向河的上游，并与河岸成一定的角度θ，所以有，即．因为，所以只有在时，船才有可能垂直河岸渡河．（七）本节小结提纲1．运动的合成和分解的目的是什么？2．运动的合成和分解的基本方法有哪些？3．分解的是什么运动？能否随意分解？4．合运动和分运动有哪些联系和区别？5．直线运动垂直合成一定是直线运动吗？［思考题］北风速度4m/s，河水正以3m/s的速度向东流动，船上的乘客看见轮船烟囱冒出的烟柱是竖直的，求轮船相对于水的航行速度是多大？什么方向？参考答案：v＝5m/s；向南偏西37°．（八）板书设计教学流程图：教学设计后记：本节课充分贯彻新课程理念，以学生为主体、教师为主导，在学生原有知识和技能的基础上，通过以预设问题为开始，实验、分析、探究、归纳、总结为过程，最后解决问题并提出新问题为结束的三阶段循环，师生共同研究，交换信息，最终达到构建学生新的认知结构和培养学生创新能力的目的．本节课在开始部分，通过播放视频录像预设了船渡河的两个问题，设疑激趣，目标明确，能充分调动学生学习的积极性和主动性，表现了物理学科的理论价值和技术价值．同时渗透了高中物理课程的教育功能在于提高全体学生的科学素养，为学生的终身发展、使其今后能应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础的核心理念．在探究渡河问题合运动和分运动的关系的教学中，应用PPT课件并设计讨论问题使学生理解合运动和分运动的关系，PPT课件的应用突破了学生概念模糊、空间想象力缺乏的学习困难．本节课在实践应用中，关注学生知能落实，强调知识的实际应用，体现了培养学生的科学探究能力、自主学习能力、实践能力以及解决问题的能力目标．平抛运动北京市新源里中学刘小强教学设计思路：1．依据学生已有知识和经验，建立平抛运动的情景，以情景激发学生兴趣，引导学生探究．2．通过复习匀速直线运动和初速度为零的匀加速直线运动的规律，结合运动的合成与分解的知识，使学生主动探究，认识并理解平抛运动的规律．3．通过多手段教学如实验、媒体等，呈现多信息，吸引学生投入课堂．4．对学生的学习过程进行正面、积极的评价，让学生体会到成功感，激发学生潜能．学习任务分析：1．建立平抛运动的概念，理解对平抛运动进行分解的研究思想．2．在分解平抛运动之后，学生依据实验，再结合直线运动的规律，探究平抛运动的规律．在自己探究而得到的结果的过程中，必然要加深对平抛运动的理解．3．在探究的过程中，学生要体验合作、学习合作．4．在学习完平抛运动之后，学生设计验证平抛运动规律的小实验．学习者分析：1．生活经验：全体学生对平抛运动有一定的认识，较多的学生能自己举出生活中的例子．2．知识基础：矢量的合成——平行四边形定则；运动的合成与分解；直线运动的规律．利用这些基础，多数学生在教师的指导下能理解平抛运动的规律．3．探究能力：学生具有初步的探究的意识和能力，有分析自由落体运动频闪照片的基础．教学目标：一、知识与技能1．通过实际例子，学生能得出平抛运动的概念，理解其条件和运动性质，理解平抛运动是匀变速曲线运动，其加速度为g．2．通过演示实验和探究分析，学生理解平抛运动可以看做水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动．3．通过规律的应用，学生掌握平抛运动的分解方法，并能用平抛运动规律解答相关问题．二、过程与方法1．通过学生小实验，激发学生的学习兴趣．2．通过观察演示实验，培养学生的观察、分析能力．学生归纳出平抛运动的特点．3．通过分析“平抛物体的闪光照片”和“平抛运动录像片”，学生体验科学探究的过程和成功．4．通过分解平抛运动，学生体验物理学中“化曲为直、化繁为简”的思想．三、情感态度与价值观1．通过平抛运动的实例分析和学生实验，学生体验物理与生活的紧密联系，增强学习物理的动力．2．通过对实验的分析和探究，学生体验科学研究的过程的喜悦．3．在分析研究的过程中，师生互动、生生交流，体验合作的成功．重点、难点分析：1．重点：平抛运动的概念和规律以及规律的应用．2．难点：对平抛运动的两个分运动的理解．教学准备：1．教材第10页图1-3-5“比较平抛运动和自由落体运动”的实验装置，及其Flash课件．2．教材第10页图1-3-3“平抛运动和自由落体运动的频闪照片”．3．教材第13页图1-3-12“研究平抛物体的运动示意图”所示的实验装置．4．小实验视频：打靶时子弹的轨迹．5．玩具水枪．教学过程：教师活动学生活动设计目的引入新课介绍小实验：在桌面上放置一水平轨道，放置一目标物体（轨道正前、正下方），要求从轨道推出的物体能击中桌面目标．要求学生观察小球离开轨道后的运动轨迹．提出问题：怎么才能准确地击中目标？引出课题：研究平抛物体的运动．学生代表到讲台动手实验；其他同学观察、分析．估计学生回答：需要不断调整才能击中目标．学生讨论后回答问题．可能回答：改变推出速度，改变轨道高度．激发兴趣，吸引学生投入课堂，鼓励学生参与．为处理实际问题埋下伏笔．讲授新课（一）平抛物体的概念【第一步】教师利用“玩具水枪”水平射击．提问：初速度的方向有什么特点？离开轨道后物体的受力情况怎么样？物体为什么做曲线运动？【第二步】教师介绍：像这样的运动就叫做平抛运动．请同学们思考其运动的条件和特点是什么？【第三步】教师协助学生总结出平抛运动的概念．教师板书：平抛运动的概念．提问：能否举出生活中的实例？【第四步】教师提问：平抛运动的性质是什么？教师板书：平抛运动是匀加速曲线运动．过渡语：明确了平抛的概念和运动性质之后，请同学们思考：做平抛运动的物体在落地时的方向是斜向下的，既有水平方向的趋势又有竖直向下的趋势．根据前面学过的知识：一个运动可以分解为两个独立的运动．那么，你准备将平抛运动分解为哪两个方向上的独立的运动呢？肯定学生的回答．追问：水平方向是什么运动呢？竖直方向又是什么运动呢？（二）理论分析与实验探究平抛运动的分解【第五步】演示实验教师介绍：A、C球从静止开始同时释放，轨道高度相同，它们同时离开下滑轨道，C球在光滑水平轨道运动，可看做是匀速直线运动．A球做平抛运动．【第六步】提问：根据实验现象，你能得出什么结论？教师继续引导．教师板书：平抛运动的水平分运动是匀速直线运动．教师继续追问：从动力学角度分析，为什么水平方向是匀速直线运动？教师板书：水平方向不受力，保持匀速直线运动．【第七步】演示实验教师介绍：用平抛竖落仪演示做平抛运动的小球A和做自由落体运动的小球B同时落地．操作：在高度一定的条件下，先后使平抛小球以大小不同的水平速度抛出（小锤打击的力度不同）．教师同时用课件演示以上实验．【第八步】提问：根据实验现象，你能得出什么结论？教师继续引导．教师板书：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动．教师继续追问：从动力学角度分析，为什么竖直分运动是自由落体运动？教师板书：竖直方向只受重力，初速为零，做自由落体运动．教师演示实验（或者播放实验视频）：子弹打靶轨迹．【第八步】分析“平抛运动和自由落体运动的频闪照片”．教师引导：分析学生可能提取出的数据．引导学生建立直角坐标系．过渡语：通过以上的分析和实验，我们可以把平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动．那我们就分别从两个方向来分析平抛运动的规律．（三）平抛运动的规律【第九步】实验探究教师介绍教材第12页图1-3-12“研究平抛物体的运动示意图”所示的实验装置，并演示实验．教师出示课前做好的实验记录．（学生利用实验课做实验）【第十步】：画好坐标系以及矢量的平行四边形．教师引导学生再次使用“频闪照片”：教师明确：以抛出点为坐标原点，沿初速度方向为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向．【第十一步】引导学生从两个方向分析运动的规律．（图略）教师依据学生回答情况，适当及时引导．【第十二步】引导学生分析平抛运动的合速度规律．【第十三步】练习与反馈例题讲解例题1：一轰炸机沿水平方向做匀速直线运动，从飞机上每隔一秒钟释放一颗炸弹，则下列说法正确的是：（）1．炸弹在空中排成竖直的直线2．两炸弹间的距离随时间的增加而增大3．各炸弹落地的时间间隔相等4．炸弹落地（地面水平）时形成的弹坑是等间距的例题2：教材第12页第1题．Flash游戏：请你来当飞行员，打击在海面上空飞行的敌机．【第十四步】小结教师点评学生的小结．【第十五步】布置作业作业：教材第12页“练习与评价”第2、3题．思考题：根据Flash游戏编一道题．学生认真观看实验，思考并回答问题．学生讨论后回答：初速度水平，只受重力作用．学生用自己的话对平抛运动下定义．学生举例．相互评价．学生从受力分析入手分析加速度情况，从而得出运动性质．边听边回忆相关知识．学生回答：水平方向和竖直方向．学生猜测．学生观察实验并说出实验现象：A球总是撞在C球上．学生回答：说明A、C两球在水平方向的运动是同步的．学生回答：平抛运动的水平分运动是匀速直线运动．学生讨论，找出原因：物体只受重力作用，水平方向不受力．学生观察实验，说出实验现象：无论以多大的力打击金属片，A、B两个小球总是同时落地．学生回答：说明A、B两球在竖直方向的运动是同步的．学生回答：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动．学生回答：竖直方向只受重力，初速为零，做自由落体运动．学生先猜测、后观察、再分析．学生观察照片，并利用刻度采集相关数据．学生分析提取出的数据．学生在频闪照片上建立直角坐标系．学生观察实验装置，观察实验．学生描点、连线、画出小球通过某位置的速度方向、位移方向．学生分解速度和位移．学生回答：在水平方向，物体的位移（又叫射程）和速度分别为在竖直方向，考虑到匀变速直线运动公式及重力加速度g，物体的位移和速度分别为学生合成：由（2）、（4）两式可以求得任一时刻物体的分速度，则任一时刻物体实际速度vt的大小为vt的方向可以用vt与x轴正方向的夹角θ表示为学生讨论，说明理由，得出结论．观看Flash动画演示．学生代表来做．小结由学生进行．激发兴趣．复习牛顿第二定律以及做曲线运动的条件．注意物理与生活的联系．给出思考方向，学生自主提出分解办法．发挥演示实验的作用．问题设计步步深入，环环相扣，最终透过现象认清其本质．利用多媒体课件把实验过程演示一遍，通过慢镜头让学生把实验现象观察清楚．既能增强学习兴趣，又能巩固、强化重点知识．不限定学生的思路，使学生思维充分发散．为学生实验做铺垫．规范学生的学习行为和分析行为．充分相信学生有这种能力，教师只需稍加引导，不要过多讲解，要充分调动学生学习的积极性，让学生获得解决问题的乐趣．再次强化时重点知识的理解．增强学习兴趣，为深入理解平抛运动做铺垫．教学流程图：平抛运动孙艳希教学设计思路：本节是本章的重点内容，也是核心问题，同时本节内容与学生的生活联系得比较密切，学生对此有一定的感性认识，但很难从理性的角度加以解释，基于这种考虑，引课从学生身边的实例开始，通过演示实验再现情景，加深学生对运动的合成和分解的理解和应用，教师对平抛运动进行合理分析，进而让学生动手实验探究平抛运动的基本规律．在探究平抛运动规律的问题上，注重创设问题情境，激发学生探究的热情，根据学生认知发展的特点，有步骤地提出几个问题，使学生在独立思考和与他人的交流过程中，不断发展自己的观点，经历学习过程．学生不仅学到了研究物理问题的方法，而且还学会了怎样思考问题．在实验验证平抛运动规律这个问题上，教师留给学生独立观察思考和设计实验的空间，使学生在学习过程中加强问题意识和创新意识，培养学生自主学习和探究的能力．同时借助多媒体课件模拟平抛运动，展示分运动与合运动，以帮助学生理解．在整个教学过程中，教师对学生的评价应能够激发学生学习的热情，关注不同学生的观点，促进每个学生的发展．学习任务分析：1．通过对“运动的合成与分解”的学习，学生已经具备了把复杂问题分解为简单问题的能力，平抛运动虽然是曲线运动，但可以分解为简单的匀速直线运动和自由落体运动．对平抛运动的学习，也可以使学生加深对这两种直线运动的认识，进而提高学生对已有知识的理解能力和分析解决问题的能力．2．通过几个趣味探究实验，让学生体会平抛物体的水平运动是匀速直线运动，竖直运动是自由落体运动，进一步加深对平抛运动的理解．学生通过亲自实践探究和实验探究，共同协作，学会描绘平抛运动的轨迹，并利用所描绘的轨迹求出平抛物体的初速度．这可以使学生体验运用知识解决问题获得成功的喜悦，激发学生学习的兴趣．学习者分析：1．学生学完本章前两节的理论知识，尚缺乏对曲线运动与运动的合成和分解知识的实际应用，理解比较粗浅，本节课帮助学生建立一个生动活泼的场景，利于学生对这部分知识的理解、消化．2．本节课来源于生活中的大量实例，但学生对相关新事物、新情况了解得较为片面，不能很好地由感性认识提升为理性认识，尤其是分解成的水平运动和竖直运动相互独立，具有等时性，两个分运动与合运动具有等效性，学生对此尚不清楚．本节使学生掌握探究学习的一般方法，使其成为终身学习的基础．教学目标：一、知识与技能1．研究并认识平抛运动的条件和特点．2．理解平抛运动可以看做水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动，并进一步理解运动合成和分解的等时性和独立性．3．掌握平抛运动的分解方法，分析平抛运动规律并运用平抛运动规律解答相关问题．二、过程与方法1．通过观察演示实验，概括出平抛运动的特点．培养学生的观察、分析能力．2．利用已知的直线运动规律来研究复杂的曲线运动，渗透物理学中“化繁为简”的思想．3．通过对教材中“平抛运动和自由落体运动的频闪照片”的分析，或对平抛运动录像片的分析，启发学生认识到处理物理问题可以利用各种技术手段来弥补我们感官功能上的不足，从而开拓出新的研究方向和制造新的测量仪器．三、情感态度与价值观1．培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神．2．培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风．重点难点分析：1．重点是平抛运动的规律：物体（质点）的位置、速度如何随时间变化，轨迹是如何形成的．2．平抛运动怎样分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，这是教学的难点，也是教学的重点．教学准备：1．用平抛竖落仪（包括两个不同颜色、同样大小的小球、小锤、支架等）演示物体做平抛运动与做自由落体运动同时落地．2．自制演示仪器演示演示平抛运动和它的两个分运动：3．分析实验数据（1）平抛运动和自由落体运动的频闪照片（教材彩图）、刻度尺、铅笔；（2）演示实验2的录像片（有慢放镜头）．4．分析平抛分运动flash课件（能分析、演示水平匀速直线运动和竖直自由落体运动）．教学过程：教师活动学生活动教学说明引入新课：组织学生结合教材观察图1-3-1．【提问1】沿水平方向滑翔的飞机放下的物体为什么不落在它投放点的正下方？运用“飞机投弹”的课件模拟滑翔机投放礼物时的运动情景．（课件）实施空中救援的飞机也是在到达空投地点上方之前就把物资投下去了．究竟距空投地点多远投放物资才能正好到达预定地点呢？这个距离究竟跟什么因素有关系呢？要解决这个问题，就必须研究平抛运动，今天我们就来研究这个问题．观看图片并思考．学生讨论后回答问题．观看课件．用生活实例引课，激发学生兴趣，引起思考．通过课件展示，让学生看到真实情景与学生讨论后得出的答案吻合，增强学生学习的信心．讲授新课（一）平抛运动【演示实验1】让小球在课桌上运动然后离开桌面曲线运动．（课件）【提问2】观察小球离开桌面后的运动，这种运动就是我们所讲的平抛运动，为什么会是曲线运动呢？（复习物体做曲线运动的条件）给出平抛运动定义：将物体以一定的初速度沿水平方向抛出，物体只在重力作用下的运动叫做平抛运动．【提问3】请同学们想一想，平时生活中你见过平抛运动吗？举例说明．教师和学生共同对举出的例子进行点评．【提问4】物体做平抛运动的条件是什么？教师做适当指导．做平抛运动的物体只受重力（恒力）作用，所以是匀变速运动，同时所受的作用力（重力）的方向与速度的方向不在同一直线上，所以做曲线运动．【提问5】总的来说平抛运动是什么运动？【提问6】平抛运动是一种曲线运动，其速度大小和方向时时刻刻都发生改变．对于这种比较陌生、复杂的运动，能否利用运动的分解，将转化为我们所熟悉的简单运动呢？1．假设法——利用假设归纳出平抛运动是两个分运动的合运动．【提问7】假设物体不受重力作用，物体将沿水平方向做什么运动？【提问8】假设物体没有水平速度，物体将做什么运动？事实上，做平抛运动的物体既有水平初速度，又受重力作用，这种运动与两个假设运动有什么关系，我们可以通过实验来进一步检验．2．实验探究（1）平抛运动的竖直分运动是自由落体运动【演示实验2】用平抛竖落仪演示做平抛运动的小球A和自由落体小球B同时落地．（课件）操作：在高度一定的条件下，先后小球以大小不同的水平速度抛出．（小锤敲击的力度不同）【提问9】观察到什么现象？【提问10】通过这一现象能得出什么结论？推理：平抛运动的时间与初速度大小无关，说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动．【分析验证】②利用教材中的彩图“平抛运动和自由落体运动的频闪照片”，更精细地研究平抛运动，其照片如图所示．【提问11】照片为我们提供了哪些信息？【提问12】：根据这些信息，你认为做平抛运动的小球在水平方向做什么运动？在竖直方向做什么运动？【提问13】：在水平方向是否确实做匀速直线运动呢？下面我们通过一个演示实验来验证一下：（2）平抛运动的水平分运动是匀速直线运动自主设计实验【演示实验3】A、C球静止开始同时释放，下落高度相同，C球在光滑水平轨道运动，可看做是匀速直线运动．【提问14】：如何来观察平抛运动和水平匀速直线运动的关系？由于h相同，A、C球具有相同的水平速度，同时释放在水平方向的运动是相同的，会在某处相遇．【提问15】：得到什么结论？总结：我们把平抛运动的两个分运动——水平方向匀速直线运动与竖直方向自由落体运动，虽然是同时进行，但它们却互不影响，看做是独立进行，这也是运动具有的独立性．学生认真观看实验和课件．学生回答：物体在平抛运动中受到与运动方向不在一条直线上的重力作用，符合做曲线运动的条件．学生举例．学生互相讨论并回答．物体作平抛运动的条件：1．具有水平的初速度．2．只有重力作用．引导学生回答：平抛运动是匀变速曲线运动．学生回答：物体沿水平方向做匀速直线运动．物体做自由落体运动．观察小球的运动轨迹和时间．学生回答：越用力敲击金属片，A球的水平速度越大；无论A球的初速度多大，它总是与B球同时落地．引导学生回答：在高度一定的条件下，平抛运动的初速度大小不同，但运动时间相同．观察图片．引导学生回答：可以看出，同时开始做自由落体运动和做平抛运动的小球在同一时间下落高度相同．做平抛运动的小球在同一时间内水平方向的位移相等．结论：平抛运动在竖直方向上的运动可看做自由落体运动，在水平方向上的运动可看做匀速直线运动．教师引导学生观察平抛运动与水平匀速直线运动等时性演示仪．（自制）平抛运动在水平方向上的运动可看做匀速直线运动．实际操作后再利用多媒体课件把实验过程演示一遍，通过慢镜头使学生把实验现象观察清楚．事先给学生布置预习作业，查阅有关平抛运动的资料，包括实例．物理来源于生活，在实际教学中，一定要注重物理知识与实际生活的联系．说明：在