教科版必修二 1.2運(yùn)動(dòng)的合成與分解 教案2.doc

第二節(jié) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解教學(xué)過(guò)程： 一、運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性在共同必修1中，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了分析一維運(yùn)動(dòng)的方法.對(duì)于一個(gè)以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)的小球（如圖所示），如果取t0=0時(shí)刻的位置坐標(biāo)x0=0，小球的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樽鴺?biāo)的正方向，則在經(jīng)過(guò)任意時(shí)間t后，小球的位移為：x0=v0t.對(duì)于一個(gè)以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的汽車（如圖所示），如果在t0=0時(shí)刻的位置坐標(biāo)x0=0,初速度v0=0,取汽車的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樽鴺?biāo)的正方向，在經(jīng)過(guò)任意時(shí)間t后，汽車的位移為：.如果小球做自由落體運(yùn)動(dòng)（如圖所示），在t0=0時(shí)刻的位置坐標(biāo)y0=0，初速度v0=0，取小球的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樽鴺?biāo)的正方向，則在經(jīng)過(guò)任意時(shí)間t后，小球的位移為：.如果小球的運(yùn)動(dòng)不是一維運(yùn)動(dòng)，比如我們將足球以某一個(gè)角度拋出，其運(yùn)動(dòng)的軌跡不是直線，而是曲線.如何研究、描述這樣的曲線運(yùn)動(dòng)呢？在物理學(xué)中，我們通常采用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法來(lái)研究曲線運(yùn)動(dòng).即一個(gè)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)可以視為若干個(gè)互不影響的、獨(dú)立的分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).例如，以某一個(gè)角度飛出的足球的曲線運(yùn)動(dòng)，在軍事演習(xí)中空中飛行的炮彈等，可以視為一個(gè)沿水平方向的分運(yùn)動(dòng)與另一個(gè)沿豎直方向的分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，并且兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)不相互影響，具有獨(dú)立性.如何理解運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性呢？讓我們來(lái)做個(gè)實(shí)驗(yàn).【合作探究】運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性在如圖所示的裝置中，兩個(gè)相同的弧形軌道m(xù)、n，分別用于發(fā)射小鐵球p、q；兩軌道上端分別裝有電磁鐵c、d；調(diào)節(jié)電磁鐵c、d的高度，使ac=bd，從而保證小鐵球p、q在軌道出口處的水平初速度v0相同.將小鐵球p、q分別吸在電磁鐵c、d上，然后切斷電源，使兩個(gè)小鐵球能以相同的初速度v0同時(shí)分別從軌道m(xù)、n的下端射出.實(shí)驗(yàn)結(jié)果是兩個(gè)小鐵球同時(shí)到達(dá)e處，發(fā)生碰撞.增加或者減小軌道m(xù)的高度，只改變小鐵球p到達(dá)桌面時(shí)的速度的豎直方向分量的大小，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果兩個(gè)小鐵球總是發(fā)生碰撞.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改變小鐵球p的高度，兩個(gè)小球仍然會(huì)發(fā)生碰撞.說(shuō)明沿豎直方向距離的變化，雖然改變了兩個(gè)球相遇時(shí)小球p沿豎直方向速度分量的大小，但并不改變小球p沿水平方向的速度分量的大小.因此，兩個(gè)小球一旦處于同一水平面，就會(huì)發(fā)生碰撞.這說(shuō)明小球在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)并不影響它在水平方向上的運(yùn)動(dòng).另外，我們還可以用實(shí)驗(yàn)證明，小球在水平方向上的運(yùn)動(dòng)也不影響它在豎直方向上的運(yùn)動(dòng).也就是說(shuō)，豎直方向上的運(yùn)動(dòng)與水平方向的運(yùn)動(dòng)互不影響，是獨(dú)立的運(yùn)動(dòng).這就是運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性.運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理又叫運(yùn)動(dòng)的疊加性原理，與功的原理、力的獨(dú)立性原理合稱中學(xué)物理三大原理，它是“運(yùn)動(dòng)的合成、分解”形成的前提，是解決復(fù)雜運(yùn)動(dòng)方法形成的關(guān)鍵點(diǎn).二、運(yùn)動(dòng)的合成和分解我們對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)有了基本認(rèn)識(shí)，它比直線運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，為研究復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，就需要把復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分為簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng).下面我們來(lái)學(xué)習(xí)一種常用方法運(yùn)動(dòng)的合成和分解.1.合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)（1）做下列演示實(shí)驗(yàn)：a.在長(zhǎng)80100 cm、一端封閉的管中注滿清水，水中放一個(gè)由紅蠟做成的小圓柱體r（要求它能在水中大致勻速上?。瑢⒐艿拈_(kāi)口端用膠塞塞緊.b.將此管緊貼黑板豎直倒置，蠟塊就沿玻璃管勻速上升，做直線運(yùn)動(dòng)，記下它由a移動(dòng)到b所用的時(shí)間.c.然后，將玻璃管重新倒置，在蠟塊上升的同時(shí)，將玻璃管水平向右勻速移動(dòng)，觀察到它是向斜向右上方移動(dòng)的，經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間，它由a運(yùn)動(dòng)到c.（2）分析：紅蠟塊可看成是同時(shí)參與了下面兩個(gè)運(yùn)動(dòng)：在玻璃管中豎直向上的運(yùn)動(dòng)（由a到b）和隨玻璃管水平向右的運(yùn)動(dòng)（由a到d）.紅蠟塊實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)（由a到c）是這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成的結(jié)果.（3）用cai課件重新對(duì)比模擬上述運(yùn)動(dòng).（4）總結(jié)得到什么是分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)a.紅蠟塊沿玻璃管在豎直方向的運(yùn)動(dòng)和隨管做的水平方向的運(yùn)動(dòng)，叫做分運(yùn)動(dòng).紅蠟塊實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)叫做合運(yùn)動(dòng).b.合運(yùn)動(dòng)的位移（速度）叫做合位移（速度）；分運(yùn)動(dòng)的位移（速度）叫做分位移（速度）.2.運(yùn)動(dòng)的合成和分解：（1）分運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng).（2）運(yùn)動(dòng)的合成和分解遵循平行四邊形定則.【例題剖析】如果在前面所做的實(shí)驗(yàn)中玻璃管長(zhǎng)90 cm，紅蠟塊由玻璃管的一端沿管勻速地豎直向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)勻速地水平移動(dòng)玻璃管，當(dāng)玻璃管水平移動(dòng)了80 cm時(shí)，紅蠟塊到達(dá)玻璃管的另一端.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程所用的時(shí)間為20 s，求紅蠟塊運(yùn)動(dòng)的合速度.（1）說(shuō)明紅蠟塊參與了哪兩個(gè)分運(yùn)動(dòng).（2）據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察知道，分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間有什么關(guān)系？（3）紅蠟塊的兩個(gè)分速度應(yīng)如何求解？（4）如何分解合速度？【方法引導(dǎo)】紅蠟塊沿玻璃管勻速豎直向上的運(yùn)動(dòng)和玻璃管水平的移動(dòng)是兩個(gè)分運(yùn)動(dòng).這是一個(gè)已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題.分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間是相同的，可以先分別求出分運(yùn)動(dòng)的速度，再求合速度；也可以先求出合位移的大小，再算出合速度.這里我們用第二種方法.【教師精講】根據(jù)平行四邊形定則求合位移，如上圖所示ac2=ab2+ad2，所以合位移=1.2 m合速度的大小為：合速度與合位移的方向相同.解法二：【教師精講】豎直方向的分速度水平方向的分速度合速度:合速度與合位移的方向相同.同學(xué)們可以比較一下上面的兩種方法求合速度，所得的結(jié)果完全相同.【例題剖析】飛機(jī)以300 km/h的速度斜向上飛行，方向與水平方向成30角求水平方向的分速度vx和豎直方向的分速度vy【方法引導(dǎo)】飛機(jī)斜向上飛行的運(yùn)動(dòng)可以看作是它在水平方向和豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)把v=300km/h分解，就可以求得分速度【教師精講】vx=vcos30=260 km/hvy=vsin30=150km/h如果兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng)，由于分速度矢量是恒定的，合速度矢量也是恒定的，所以合運(yùn)動(dòng)也應(yīng)該是勻速直線運(yùn)動(dòng)如前面我們看到的蠟塊的合運(yùn)動(dòng)，就是勻速直線運(yùn)動(dòng)但是，如果水平加速移動(dòng)玻璃管，由于水平分速度矢量不再是恒定的，合速度矢量也不再是恒定的，蠟塊就不能做直線運(yùn)動(dòng)了如下圖畫(huà)出了蠟塊運(yùn)動(dòng)時(shí)每隔一秒所到達(dá)的位置，可以看出蠟塊是沿著曲線運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的這里我們看到，兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)可以是曲線運(yùn)動(dòng)反過(guò)來(lái)，一個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)也可以分解為兩個(gè)方向上的直線運(yùn)動(dòng)分別研究這兩個(gè)方向上的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，弄清作為分運(yùn)動(dòng)的直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，就可以知道作為合運(yùn)動(dòng)的曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律以后，我們將用這種辦法研究平拋運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng)【鞏固訓(xùn)練】1.關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）a.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)b.曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向不斷地變化，但速度的大小可以不變c.曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向可能不變d.曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向一定同時(shí)改變答案：ab2.物體在力f1、f2、f3的共同作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若突然撤去外力f1，則物體的運(yùn)動(dòng)情況是（）a.必沿著f1的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)b.必沿著f1的方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)c.不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)d.可能做直線運(yùn)動(dòng)，也可能做曲線運(yùn)動(dòng)答案：d課堂小結(jié)本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了：1.運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)叫曲線運(yùn)動(dòng).2.曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向是時(shí)刻改變的，質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方向在曲線的這一點(diǎn)的切線上.3.當(dāng)合外力f的方向與它的速度方向有一夾角時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng).4.什么是合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng).5.什么是運(yùn)動(dòng)的合成和分解.6.運(yùn)動(dòng)的合成和分解遵循平行四邊形定則.7.分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性.布置作業(yè)課本p48作業(yè)14題.板書(shū)設(shè)計(jì)一、運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性1.一個(gè)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)可以視為若干個(gè)互不影響、