實(shí)驗(yàn)探究在運(yùn)動(dòng)的合成與分解教學(xué)中的實(shí)施

1、實(shí)驗(yàn)探究在“運(yùn)動(dòng)的合成與分解”教學(xué)中的實(shí)施徐州一中 葉弘媚朱衛(wèi)姐 221004一、提出問題“運(yùn)動(dòng)的合成與分解”是物理學(xué)小研究復(fù)朵運(yùn)動(dòng)的重要方法，在人教版物理必 修2教材中(標(biāo)題為：“質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)")，本節(jié)內(nèi)容豐富且多數(shù)知識(shí)較為 抽象，學(xué)生理解起來有難度，屬于難教難學(xué)的內(nèi)容。教學(xué)過程中如何化抽象為形 象，如何化難為易，如何從老師的教轉(zhuǎn)變成學(xué)生口主地學(xué)都是值得思考和研究的 問題。二、分析問題1、本節(jié)需完成的教學(xué)目標(biāo)(1) 了解合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的概念(2)理解合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系(3)知道什 么是運(yùn)動(dòng)的合成與分解(4)理解運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵循平行四邊形定則(5)會(huì) 運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決互成

2、角度的兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合成與分解問題。2、完成教學(xué)口標(biāo)的主要方法(1) 分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的概念和關(guān)系較為抽象。變抽象為形象的最好方法就是通 過實(shí)驗(yàn)或生活實(shí)例。教材從實(shí)驗(yàn)蠟塊在試管中的運(yùn)動(dòng)入手，但是存在一個(gè)問題， 用手勻速水平移動(dòng)試管似乎較難操作，筆者在教學(xué)過程中嘗試了氣墊導(dǎo)軌。該實(shí) 驗(yàn)較簡(jiǎn)單，可重復(fù)性較強(qiáng)，有利于學(xué)生觀察和分析實(shí)驗(yàn)進(jìn)而得岀規(guī)律。(2) 化難為易，降低學(xué)生理解的難度可行的辦法是讓學(xué)生參與探究知識(shí)的過程。 學(xué)生已掌握了矢量運(yùn)算法則，完全有能力動(dòng)手探究運(yùn)動(dòng)的合成與分解滿足的規(guī) 律。(3) 實(shí)驗(yàn)與理論的完美結(jié)合可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，讓學(xué)生體會(huì)到物理理 論的博大精深。在本節(jié)中體現(xiàn)在可

3、用“物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件”解釋為什么蠟塊 的合運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)。并可進(jìn)一步討論若分運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則合運(yùn)動(dòng)的 軌跡會(huì)怎樣。三、分組實(shí)驗(yàn)，實(shí)施探究，培養(yǎng)能力1. 分組實(shí)驗(yàn)1什么是合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)1.1器材lm長(zhǎng)的試管（內(nèi)有約lcm長(zhǎng)的蠟塊，盛滿水，用橡皮塞塞緊）1.2步驟蠟塊在管中豎直上升的同時(shí)，手持試管水平勻速右移，觀察蠟塊的運(yùn)動(dòng)。師：相對(duì)于靜止的觀察者，蠟塊是如何運(yùn)動(dòng)的？生：蠟塊斜向上運(yùn)動(dòng)師：蠟塊斜上方的運(yùn)動(dòng)是其實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)，是相對(duì)于靜止的觀察者或相對(duì)于地 面的運(yùn)動(dòng)，把該運(yùn)動(dòng)叫做合運(yùn)動(dòng)。該合運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生是市于蠟塊一邊上升一邊隨手 向右運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，即同時(shí)參與這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的效果就是傾斜向上運(yùn)動(dòng)。

4、把同時(shí)參與 的這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做分運(yùn)動(dòng)。2. 分組實(shí)驗(yàn)2合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性和獨(dú)立性2.1器材lm長(zhǎng)的試管（內(nèi)有約1cm長(zhǎng)的蠟塊，盛滿水，用橡皮塞塞緊），秒表，氣墊導(dǎo) 軌2.2步驟（1）手持試管不動(dòng)，觀察蠟塊在試管小豎直上升的運(yùn)動(dòng)，記錄蠟塊上升時(shí)間：（2）蠟塊在管中豎宜上升的同時(shí)，讓試管在氣墊導(dǎo)軌上做勻速運(yùn)動(dòng)，觀察蠟塊 的運(yùn)動(dòng)，記錄蠟塊上升時(shí)間。（3）蠟塊在管中豎直上升的同時(shí)，以丕回王步驟2蟲一的速度讓試管水平勻速右移， 觀察蠟塊的運(yùn)動(dòng)，記錄蠟塊上升時(shí)間。2.3學(xué)生匯報(bào)交流實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)論生1：通過三次測(cè)量發(fā)現(xiàn)蠟塊在試管中上升的時(shí)間不變。生2：不管試管在水平方向是靜止還是運(yùn)動(dòng)，蠟塊在試管中豎直上升

5、的時(shí)間都不 受影響，即在豎直方向的運(yùn)動(dòng)不受水平運(yùn)動(dòng)的影響。教師總結(jié)：運(yùn)動(dòng)物體在某個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)與其他方向上的運(yùn)動(dòng)彼此互不影響，是 相互獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)，這就是運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性。師：合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間有什么關(guān)系？生：根據(jù)前面實(shí)驗(yàn)可以得出，合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)是同吋開始，同吋結(jié)束，所用吋間 相等。師：合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)有等時(shí)性。3. 分組實(shí)驗(yàn)3合位移與分位移的關(guān)系；運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法3.1步驟重復(fù)實(shí)驗(yàn)1中步驟2,畫出蠟塊的實(shí)際位移和兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的位移，找一找它們間 的關(guān)系。3.2教師指導(dǎo)找位移只需找蠟塊的初末位置即可。兩同學(xué)相互合作，一個(gè)同學(xué)將口紙豎宜放置 在試管的后方，另一同學(xué)描岀蠟塊合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的初末位置。

6、3.3展示學(xué)生畫圖結(jié)果并請(qǐng)學(xué)生總結(jié)：生：實(shí)際位移和兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的位移遵循矢量的運(yùn)算規(guī)律，即平行四邊形定則和三 角形法則。3.4教師總結(jié)已知物體的幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)求其合運(yùn)動(dòng)的過程叫運(yùn)動(dòng)的合成；已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)的 過程叫做運(yùn)動(dòng)的分解。4. 分組實(shí)驗(yàn)4研究?jī)蓚€(gè)互成角度的勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)軌跡4猜想生1：曲線，可能向上彎曲可能向下彎曲生2：也可能是直線4.2教師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)兩同學(xué)相互合作,一個(gè)同學(xué)將白紙豎直放置在試管的 后方，另一同學(xué)在蠟塊經(jīng)過的地方描點(diǎn)畫圖。4.3步驟(1) 重復(fù)實(shí)驗(yàn)1中步驟2,在白紙上描點(diǎn)作出蠟塊 合運(yùn)動(dòng)的軌跡(2) 學(xué)生交流展示描岀的軌跡如圖1,可以得岀： 蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條傾斜直線4

7、.3演示探究播放拍攝的視頻，視頻中的蠟塊經(jīng)軟件處理后在所經(jīng)過的路徑上留下的痕跡顯示 出它的運(yùn)動(dòng)軌跡確實(shí)是直線。4.4理論分析（1）用“曲線運(yùn)動(dòng)的條件”解釋水平方向和豎直方向的速度都是恒定的，任意時(shí)刻合成之后，大小和方向相同, 軌跡定是直線。（2）數(shù)學(xué)方法 玻璃管向右移動(dòng)的速度設(shè)為匕，蠟塊沿玻璃管勻速上升的速率設(shè)為乙，匕，匕.都 不隨時(shí)間變化，是常量。從蠟塊開始運(yùn)動(dòng)時(shí)開始計(jì)時(shí)，在時(shí)刻t,蠟塊的位置用坐標(biāo)兀表示尢= 丿，從兩式中消去t,可得）匸比x,乙，匕都是常量, 可見y =比兀代表的是一條過原點(diǎn)的直線。蠟塊的速度v = jv>v?,方向師：從實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析，你能得到什么結(jié)論？生：若兩

8、個(gè)分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，則合運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)%1. 課堂小結(jié)1. 復(fù)雜運(yùn)動(dòng)可以分解成簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)分別來研究，由分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)叫運(yùn)動(dòng)的合 成，反之叫運(yùn)動(dòng)的分解，運(yùn)動(dòng)的合成與分解，遵守平行四邊形法則。2. 用曲線運(yùn)動(dòng)的條件及運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)可以判斷合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及合運(yùn)動(dòng) 軌跡。五、教學(xué)效果反饋:練習(xí)1、關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成和分解，下列說法中止確的是：（）a. 合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間之和b. 合運(yùn)動(dòng)的速度大小一定等于分運(yùn)動(dòng)的速度大小z和c. 兩個(gè)互成直角的勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定也是勻速直線運(yùn)動(dòng)d. 合運(yùn)動(dòng)的吋間和分運(yùn)動(dòng)的吋間相同練習(xí)2、如圖2所示，在河岸上用細(xì)繩拉船，為了使船勻速靠

9、岸，人應(yīng)以怎樣的速度拉繩：（）a.勻速拉 b.加速拉 c.減速拉 d.先加速后減速練習(xí)3、如圖3,汽車以速度v勻速行駛，當(dāng)汽車到達(dá)p點(diǎn)時(shí), 繩子與水平方向的夾角為8 ,此時(shí)物體m的速度大小為六、學(xué)生課外活動(dòng) 分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示以下兩種現(xiàn)象，畫出蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡，并用所學(xué)知識(shí)分析實(shí)驗(yàn) 結(jié)果。（1）兩分運(yùn)動(dòng)，其一是勻速直線運(yùn)動(dòng)，其二是勻加速運(yùn)動(dòng)，則合運(yùn)動(dòng)的軌跡會(huì)怎樣？（2）兩分運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)均是勻加速運(yùn)動(dòng)，則合運(yùn)動(dòng)的軌跡會(huì)怎樣？七、教后反思本節(jié)課充分運(yùn)用了設(shè)計(jì)分組實(shí)驗(yàn)，調(diào)控分組實(shí)驗(yàn)的教學(xué)策略和組織學(xué)生實(shí)驗(yàn) 積極參與探究分析的策略。通過分組實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)學(xué)生分析和觀察物理現(xiàn)象，獲得生 動(dòng)的感知知識(shí)，從而更好地理解和掌握物理規(guī)律。通過學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,