《质点在平面内运动》教学设计

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  • 更新时间: 2011/4/11 20:02:03
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资源简介:

约4020字。

  《创设问题情境提高课堂教学有效性》教学案例
  学科 教师 课型 时间
  物理 许涛 新授课 
  课题 质点在平面内的运动
  学习目标 1、知道物体的运动是复杂曲线运动时,通常通过建立平面直角坐标系进行简化。
  2、经历蜡块位置、轨迹的研究理解什么叫合运动和分运动,并体会其中所用到的数学方法。
  3、理解合运动、分运动的特性:独立性、等时性、等效性。
  4、通过蜡块速度的研究过程、位移的研究过程,体会并理解运动合成的定义和本质——指a、v、s的合成。
  5、理解运动的合成与分解的概念和本质——指a、v、s的合成与分解,并知道运动的合成与分解遵循平行四边形定则。
  能力培养 使学生明确物理中研究问题的一种方法,将复杂曲线运动分解为简单直线运动进行研究。
  教学重点 1合运动与分运动的三点特性:独立性、等时性、等效性的理解;
  2运动的合成与分解遵循平行四边形定则的理解
  教学难点 具体问题中的合运动和分运动的确定
  教学方法 教师通过创设物理情境,采用层层深入的设疑方式引导学生;学生通过自主、合作、探究及师生交流的学习方法,获得知识。
  教学手段 引导法、讨论法
  教学思想设计
  本节课特意在沿水平方向匀速移动玻璃管之后又添加了匀加速移动玻璃管。因为问题情景的创设是思维的启动点和切入口,所以采用以“层层深入式问题”为主线,来提高课堂教学效果的。
  教学意图
  使学生通过前后两种情况的对比,能自己总结出并能深刻理解下面主要几个知识点:
  1、 合运动与分运动的三种特性:独立性、等时性、等效性。
  2、 运动合成,即合速度、合位移(或合加速度)的求解由平行四边形
  定则来求是绝对放心可靠的。
  :同理运动的分解遵循平行四边形定则,也就深刻理解了
  3、 为下一个知识点“已知两分运动判断合运动轨迹和性质”理解做铺
  垫。
  4、观念上使学生先了解分运动的确定不是绝对的,是由问题决定的。
  教学过程设计
  (一) 课前发下预习提纲,要求学生按照预习提纲上的问题提示,
  通过课本、课外辅导书、网络等先进行自主预习,把疑点留存下来。
  (二) 课上前10分钟小组成员间就留存的疑点进行讨论、交流、
  总结,以备小组展示。
  (三) 各小组依次展示教师分派给本小组的问题,对其不完整或
  不对的观点,其余学生可补充和纠正;对其不能解决的疑点,其余学生来完成;课堂上学生可生成新问题出来。
  (四)最后教师征对集体疑点进行释疑。
  教    学    过    程
  教师活动 学生活动 教学意图
  【引入】
  在实际运动中有些物体的运动是特别复杂的,为了研究问题的方便往往需要我们把实际运动沿两个垂直方向上分解成两个简单的直线运动进行研究,从而简化问题。
  本节先研究平面内的复杂运动。
  【进行新课】
  (一) 简单情景(课本),简单思考!
  ———当沿水平方向向右匀速移动玻璃管。
  问题1:蜡块在竖直、水平方向都运动吗?且是什么性质的运动?这是分运动还是合运动?
  问题2:蜡块任一时刻的位置?
  在竖直平面内内留下的轨迹是直线还是曲线?运用了什么数学方法?这是分运动还是合运动?如是合运动那么其运动性质是什么?
  师导析:蜡块的轨迹是什么样的?在数学上,取决于关于x、y两个变量的关系表达式。如y=2x+1这个关系式描述的是一条直线;y=x2+1关系式描述的是一条曲线。那蜡块运动过程中任一时刻的位置坐标x、y之间存在怎样关系呢?如果能找到它们的关系式,就能了解关系式所描述的曲线的特点,该曲线就是蜡块的运动轨迹。
  问题3:在t秒末,蜡块在竖直和水平方向上速度分别是多少?速度又是多少呢?
  问题4:在运动了t秒的时间内,蜡块在竖直和水平两方向上的位移y、x各是多少?位移S又是多少呢,有几种可求解的方法?
  (二) 变化情景,拓宽思考!
  ———当沿水平方向从静止开始向右匀加速移动玻璃管。
  问题5:蜡块在竖直、水平方向都运动吗?且是什么性质的运动?这是分运动还是合运动?
  问题6:蜡块任一时刻的位置?
  蜡块在竖直平面内内留下的轨迹是直线
  还是曲线?运用了什么数学方法?这是分运动还是合运动?
  师导析:同上(略)
  问题7:在t秒末,蜡块在竖直和水平方向上速度Vy、Vx分别是多少?速度V又是多少呢?比较两种情况总结分析分速度、合速度遵循什么定则?
  问题8:在运动了t秒的时间内,蜡块在竖直和水平两方向上的位移y、x各是多少?位移S又是多少呢,有几种可求解的方法?比较两种情况总结分析分位移、合位移遵循什么定则?
  (三)总结思考
  问题9:通过预习回答什么叫合运动、什么叫分运动?
  问题10:当玻璃管由水平向右移动改成向右匀加速移动时,蜡块在竖直方向的运动性质是否受到了影响?说明两个分运动的运动性质互相影响、制约吗?说明了什么?
  问题11:合运动、分运动同时开始同时结束吗?说明了什么?
  问题12:什么是运动的合成?其本质指哪些物理量的合成?它们遵循什么定则?
  【过度引言】
  在以上蜡块运动的两种情况中都是先已知分运动运动情况求解合运动有关情况,如果调转情况,就是已知合运动求解分运动了,同样回答下列问题。
  问题13:什么叫运动的分解?及其本质指哪些物理量的分解?它们遵循什么定则?
  问题14:对实际运动进行分解时,分运动的确定唯一吗?有几种分解方法?
  (提参考力的分解方法)。
  【学生展示】
  答问题1:蜡块在这两个方向上都运动且都是做匀速直线运动;这两个运动是分运动。
  答问题2:
  确定位置:
  蜡块任一时刻的坐标 、坐标 所以位置P如下图
  所示:
  确定轨迹:由
  ;
  消去t得
  , 其中 是常量,可见描述的是一条过原点的直线。也就是说蜡块相对于黑板的运动轨迹是直线,如上图所示。
  这是合运动,其运动性质仍是匀速直线运动。
  答问题3:由问题1知道蜡块在这两个方向上都做匀速直线运动,设蜡块在竖直方向以V1上升、水平方向以V2移动,所以t秒末
  Vy= V1、 Vx= V2,经分析不难得出V= 
  答问题4:
  t秒内,蜡块在竖直和水平两方向上的位移y、x各是:
  、
  t秒的时间内,蜡块位移S有两种求解方法:
  方法①:由于合运动是匀速直线运动,所以S=Vt= t
  方法②:由于矢量合成遵循平行四边形定则,所以S=        ,又由于此平行四边形是矩形,因此
  答问题5:蜡块在这两个方向上都运动;竖直方向仍是做匀速直线运动,水平方向和玻璃管运动性质一样,即一起做初速度为0的匀加速直线运动。
  这两个运动是分运动。
  答问题6:
  确定位置:蜡块任一时刻的坐标 、坐标x= at2所以位置P如下图
  所示:
  确定轨迹:由
  ;
  消去t得
  ,其中      是常量,可见描述的是一条过原点的抛物线线,如上图所示。也就是说蜡块相对于黑板的运动轨迹是曲线。      
  这也是合运动。
  答问题7:由问题1知道蜡块竖直方向仍是做匀速直线运动,水平方向和玻璃管一起做初速度为0的匀加速直线运动。所以t秒末
  Vy= V1、 Vx=at,由于矢量合成遵循平行四边形定则,所以
  V=  ;
  由两种情况总结分析得:分速度、合速度遵循平行四边形定则。    
  答问题8:t秒内,蜡块在竖直和水平两方向上的位移y、x各是:
  、
  t秒的时间内,蜡块位移S这次只有一种求解方法:由矢量合成遵循平行四边形定则,得
  S=      ,由于此平行四边形也是矩形,因此S=
  由两种情况总结分析得:分位移、合位移遵循平行四边形定则。    
  答问题9:————同时教师板书
  合运动:指实际观察到的运动。
  分运动:合运动往往又可看作是由某几个分运动同时产生的总效果,那么这几个运动叫做合运动的分运动。
  答问题10、11:——同时教师板书
  分运动、合运动具有如下特性:
  1、独立性(指分运动之间)
  2、同时性(指合运动、分运动间)
  3、等效性
  答问题12、13:
  运动的合成:指已知分运动求合
  运动。其本质指已知分位移、分
  速度、分加速度求合位移、合速
  度、合加速度。它们的合成遵循
  平行四边形定则。           
  运动的分解:指已知合运动求分运动。其本质指已知合位移、合度、合加速度求分位移、分速度、加速度。它们的分解也遵循平行边形定则。                    
  ————同时教师板书
  运动的合成与分解:
  已知分运动的情况求合运动的情况,叫做运动的合成。已知合运动的情况求分运动的情况,叫做运动的分解。
  本质:指s、v、a  的合成与分解。
  遵循定则:平行四边形定则。
  学生答问题14、教师总结:
  力的分解一般有两种分解
  方 法:1、按效果分解;2、根
  据问题需要有其它分解方法
  -------如正交分解法。                     
  对实际运动进行分解时通
  常也有这么两种分解方法:           
  1、 按引起的实际效果分解;    
  2、 根据问题需要有也其它分解
  方法。
  如:后面学习到的小船渡河、 
  绳联问题、平抛运动,常按照效果分解;但是其中平抛运动,根据问题需要也出现过其它的分解方法-------这一点在平抛中有意提及到下面这个题,会加深学生的理解。
  题:在一高为h、倾角为ѳ的斜面顶端上以V0平抛出去一个物体,求物体距斜面的最远距离是多少?                         
  【问题1的设计意图】会辨别合运动与分运动。
  【问题2的设计意图】掌握确定物体位置和判断运动轨迹的数学方法。
  【问题3的设计意图】合运动为匀速直线运动时,其不变的合速度是可简单分析出的。
  【问题4的设计意图】通过合位移有两种求解方法,设下陷阱先误使学生认为所有合位移的求解可能都有两种方法——公式法、平行四边形定则法。
  【问题5的设计意图】同问题1.
  【问题6的设计意图】①同问题2. ②由两种情况下的轨迹对比,为知识点“已知两分运动判断合运动轨迹和性质“做下铺垫。
  【问题7的设计意图】①使学生认识到,这次合速度的大小和方向是在不断变化的。
  ②与问题3比较后,认识到运用平行四边形定则是求解合速度的唯一可靠方法。
  分速度、合速度遵循平行四边形定则。    
  【问题8的设计意图】通过与4的对比,使学生认识到这次合位移求解只能运用平行四边形定则,而不能用公式法计算。
  分位移、合位移遵循平行四边形定则。
  【问题14的设计意图】为后面学习到的小船渡河、                 
  绳联问题、平抛运动的讲解埋下理论伏笔。

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