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知识目标
1、知道曲线运动是一种变速运动,它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上.
2、理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上.
能力目标
培养学生观察实验和分析推理的能力.
情感目标
激发学生学习兴趣,培养学生探究物理问题的习惯.
教学建议
教材分析
本节教材主要有两个知识点:曲线运动的速度方向和物体做曲线运动的条件.教材一开始提出曲线运动与直线运动的明显区别,引出曲线运动的速度方向问题,紧接着通过观察一些常见的现象,得到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.再结合矢量的特点,给出曲线运动是变速运动.关于物体做曲线运动的条件,教材从实验入手得到: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.再通过实例加以说明,最后从牛顿第二定律角度从理论上加以分析.教材的编排自然顺畅,适合学生由特殊到一般再到特殊的认知规律,感性知识和理性知识相互渗透,适合对学生进行探求物理知识的训练:创造情境,提出问题,探求规律,验证规律,解释规律,理解规律,自然顺畅,严密合理.本节教材的知识内容和能力因素,是对前面所学知识的重要补充,是对运动和力的关系的进一步理解和完善,是进一步学习的基础.
教法建议
“关于曲线运动的速度方向”的教学建议是:首先让学生明确曲线运动是普遍存在的,通过图片、动画,或让学生举例,接着提出问题,怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢?可让学生先提出自己的看法,然后展示录像资料,让学生总结出结论.接着通过分析速度的矢量性及加速度的定义,得到曲线运动是变速运动.
“关于物体做曲线运动的条件”的教学建议是:可以按照教材的编排先做演示实验,引导学生提问题:物体做曲线运动的条件是什么?得到结论,再从力和运动的关系角度加以解释.如果学生基础较好,也可以运用逻辑推理的方法,先从理论上分析,然后做实验加以验证.
教学设计方案
教学重点:曲线运动的速度方向;物体做曲线运动的条件
教学难点:物体做曲线运动的条件
主要教学过程设计:
一、曲线运动的速度方向:
(一)让学生举例:物体做曲线运动的一些实例
(二)展示图片资料1、上海南浦大桥2、导弹做曲线运动3、汽车做曲线运动
(三)展示录像资料:l、弯道上行驶的自行车
通过以上内容增强学生对曲线运动的感性认识,紧接着提出曲线运动的速度方向问题:
(四)让学生讨论或猜测,曲线运动的速度方向应该怎样?
(五)展示录像资料2:火星儿沿砂轮切线飞出3:沾有水珠的自行车后轮原地运转
(六)让学生总结出曲线运动的方向
(七)引导学生分析推理:速度是矢量速度方向变化,速度矢量就发生了变化具有加速度曲线运动是变速运动.
二、物体做曲线运动的条件:
[方案一]
(一)提出问题,引起思考:沿水平直线滚动的小球,若在它前进的方向或相反方向施加外力,小球的运动情况将如何?若在其侧向施加外力,运动情况将如何?
(二)演示实验;钢珠在磁铁作用下做曲线运动的情况,或钢珠沿水平直线运动之后飞离桌面的情况.
(三)请同学分析得出结论,并通过其它实例加以巩固.
(四)引导同学从力和运动的关系角度从理论上加以分析.
[方案二]
(一)由物体受到合外力方向与初速度共线时,物体做直线运动引入课题,教师提出问题请同学思考:如果合外力垂直于速度方向,速度的大小会发生改变吗?进而将问题展开,运用力的分解知识,引导学生认识力改变运动状态的两种特殊情况:
1、当力与速度共线时,力会改变速度的大小;
2、力与速度方向垂直时,力只会改变速度方向.
最后归结到:当力与初速度成角度时,物体只能做曲线运动,确定物体做哪一种运动的依据是合外力与初速度的关系.
(二)通过演示实验加以验证,通过举生活实例加以巩固:
(1)知道什么是热运动,知道分子热运动剧烈程度与温度有关.
(2)知道布朗运动和扩散现象,并能简单解释其原因
教学建议
教材分析
分析一:本节教材内容特点是先实验(扩散现象和布朗运动两个实验现象),后得出结论(分子的无规则运动),并根据现象说明热运动与温度有关,因此做好演示实验是关键.
分析二:由于液体或空气分子在热运动过程中对悬浮于其中的颗粒的碰撞的不平衡性,使这些颗粒受力不平衡而开始运动,这就是布朗运动.由于分子运动的无规则性,造成布朗运动的不规则性.另外,温度越高,分子热运动越快,对颗粒的撞击更强,布朗运动更显著.
分析三:温度越高,分子无规则运动平均速度越快,这是一个宏观统计结果,而对于具体某个分子,温度与其运动速度并不一定存在这一关系,也许温度升高,这个分子的运动速度相反可能在降低.
教法建议
建议一:做好演示实验是关键,扩散现象实验和布朗运动实验都需要认真做.在做观察布朗运动的实验过程中,用稀释的墨汁做悬浊液,过稀时液体中的微粒太少,过浓时亮度变暗,而且微粒连在一起,不便观察,可以多试几次.墨汁也可以不放在载片玻璃的凹槽中而只简单地滴一滴在载片玻璃上,盖上盖玻璃就可以.显微镜的放大率在40倍左右最合适.
建议二:在实验的基础上,推出分子在不停地热运动后,要注意再用热运动的观点解释造成该实验现象的原因,以便巩固、加深学生的认识.
建议三:有关布朗运动和扩散运动的实验除做好演示实验外,若有条件,最好能用计算机模拟一下该运动的微观机制,这样有利于学生对该实验现象的理解.
教学设计方案
教学重点:知道分子不停地无规则热运动,知道布朗运动和扩散运动
教学难点:布朗运动和扩散运动的微观解释
一、扩散运动
1、演示实验
空气与二氧化氮气体间的扩散现象
2、概念:扩散现象
3、扩散现象的微观解释:分子的无规则热运动
4、计算机演示扩散过程
5、对比实验:红墨水在热水和冷水中的扩散快慢.
结论:温度越高,分子运动越剧烈,扩散越快
6、列举日常生活中的扩散现象:如香水味等
二、布朗运动
1、学生观察布朗运动现象
2、微观解释布朗运动:分子撞击不平衡
3、观察布朗运动与温度高低、颗粒大小关系:温度越高,布朗运动越显著;颗粒越小,布朗运动越显著.
4、计算机演示布朗运动现象以及产生原理
例:关于布朗运动,下列说法正确的是
A、布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的运动
B、布朗运动是指液体分子的运动
C、布朗运动是液体分子无规则运动的反映
D、布朗运动是指悬浮在液体中的颗粒的无规则运动
答案:CD
评析:熟知布朗运动的实质是解决本题的关键.
三、热运动
由布朗运动和扩散运动说明分子的无规则运动与温度的关系.
四、作业
探究活动
题目:研究不同物质形态间扩散速度快慢
组织:个人或分组
学
科
美术
教师姓名
授课班级
课
题
《保护珍稀野生动物》
授课时间
软硬件环境
光纤网络覆盖,视频资源和图片资源均上传到希沃白板教学平台,示范课采用录播设备进行录制。
教学前期分析
教学内容分析
本课属于“综合探索”学习领域的内容,主要是通过教学培养学生保护珍稀野生动物、爱护环境的责任意识和协作精神,指导学生根据收集的材料制作宣传画册、学习小报或珍稀野生动物分布图。同时培养学生的动手操作能力、形象思维能力以及团队合作能力,并能准确地表达出自己的思想情感。
学生特征分析
三年级的学生在绘画表现能力方面正处于一个逐渐成熟的阶段,能较准确地表达出自己的意愿,但在动手操作能力方面还比较薄弱,对于珍稀野生动物的了解也甚少,需要教师的及时指导。这个年龄阶段的学生有很高的学习热情,对用美术语言表现我国的珍稀野生动物充满了好奇。
教学目标
知识与技能:使学生认识我国的部分珍稀野生动物,了解它们的生活习性、生存状况、位置分布。
过程与方法:使学生学会绘制珍稀野生动物分布图、宣传手册和学习小报等宣传性作品的知识和技能,并利用各种材料大胆表现珍稀野生动物形象。
情感态度价值观:培养他们保护动物、爱护环境的责任感,鼓励学生树立信心,大胆表达,体验绘画的乐趣。
教学重点
学习制作保护我国珍稀野生动物的学习小报或宣传手册。
教学难点
如何让学生利用手中的材料制作出形象生动的珍稀野生动物造型。
教学策略
示范讲解、微视频播放、101教育PPT、微视频、希沃白板。
教学环境及
资源准备
授课过程一直依托希沃白板穿插教学课件,板书设计图片和101教育PPT的交替使用,以及在展评作业时用到的手机投屏功能。
教学过程
教学过程
教师活动
学生活动
资源使用
设计意图
谈话导入
同学们,你们喜欢动物吗?你们认识多少种动物?说说看,看谁说的最多。今天老师也给大家带来了几位动物朋友,大家看看你是否认识它们?
学生回答:喜欢
学生思考后回答:熊猫、大象、斑马......
生认真观察
利用人教智慧教育平台的数字教材
轻松的谈话导入很自然的引出本课的主要学习内容,让学生循序渐进的了解本课的学习重点。
初步感受
师出示一组图片,让学生观察图片的动物名称。
同学们,从你们的回答中,老师知道,有的你们认识,有的不认识,那么老师给大家介绍一下,它们有一个共同的名字,叫“珍稀野生动物”(板书课题)
生认真观看图片,并随口说出动物名称,说不出名称的小组讨论交流。
视频资源同步到人教智慧教育平台
在了解了学生对动物的掌握情况后,教师可以有针对性的介绍“珍稀野生动物”,这样对于发散学生的思维和拓展其知识层面都有较好的作用,另外,也吸引学生的注意力,调动了学习热情。
引领示范
你们对它们了解多少呢?老师这里有一个中国野生动物的地图,我们用手机APP进行学习一下,谁愿意来试一试?
通过学习我们初步了解了一些动物的形体特点。
生到板前进行学习并讲解给同学们听。
手机APP的使用。
现在的学生越来越离不开手机,引导他们用手机来进行学习活动,做有意义的事情。
新课新授
老师还想问问同学们,为什么叫他们“珍稀”野生动物呢?那为什么会造成这样的想象发生呢?
想到这,老师再给大家看一段视频。大家仔细观察视频内容,思考老师提出的问题。
同学们,看了这些,你想说些什么?
是呀,同学们,这节课,我们就来集体行动,来呼唤大家,去保护珍稀野生动物——板书完整课题。
同学思考后回答:“因为野生动物的数量越来越稀少”......
“因为自然环境的破坏,人为的捕杀......”
学生观看人类非法残害捕杀野生动物的视频。
同学回答:“我们要保护野生动物。
”“我们要发动身边的人一起来保护珍稀野生动物”
教学视频的运用一直很受学生们的欢迎,在视频中学生可以集中注意力冷静思考,老师还可以通过学生的反应做适当的讲解。
此处引起学生的共鸣,了解了野生动物变得稀少的真正原因,抓住根源思考自己该做些什么,此处的引导为了接下来学生的创作打好铺垫,同时也能教育学生在是与非、善与恶面前做自己该做的事儿。
拓展延伸
我们为什么要保护珍稀的野生动物呢?野生动物到底和我们人类有哪些关系呢?下面的视频给大家解答。
(播放微课视频)
生认真看视频,了解我国珍稀野生动物的分布情况,并做以记录。
播放微视频
调节画面的比例
微课的运用大大节省了教师讲解的时间,也缩短了教师与学生沟通的空间,教师可以根据学生对视频的反应做出相应的讲解,抓住学生的关注点解决本课的重难点。
请同学们说一说你的想法,你都想做些什么?
小组讨论1分钟。
师总结讨论结果。
师播放宣传小报图片集锦。
同学们小组讨论,
汇报讨论结果。
1.做宣传画册
2.做学习小报
3.设计宣传标语
4.绘制珍稀野生动物分布图。
原始教具的使用,使师生互动更亲切更自然,也更直观的展现学习内容,更直接反馈学生的掌握情况。
此部分的设计是加强学生的思想认识,在动物的形象特点上有抓手,在创作时有思路。拓展部分交代动物与自然的重要作用,激发学生热爱大自然的美好情感。
作业要求
分层作业:
A层:小组合作完成一条宣传标语的设计。
B层:小组合作完成宣传画册。
C层:小组合作完成一份学习小报。
同学们分组完成各自的任务,在分工问题上,可根据学生个体的不同,分配不同的任务,尽量让学生全员参与。
利用投屏功能,展示学生小组合作的过程。
孩子的创造力是无限的,但孩子们的表现力和绘画能力是有限的,分层作业不局限一个标准,可以满足不同层次的学生的需求,真正达到让每一个学生都能够参与进来,增强学生的自信心,同时也锻炼了孩子们的表现能力和创作能力。
评价总结
保护珍稀野生动物倡议活动:
1.创作“宣传标语”小组派代表阐述标语创意构思。
2.创作“宣传画册”小组展示本组的宣传画册。
3.创作“学习小报”小组展示学习小报内容。
教师点评:对于不同内容不同类别的作品给予客观评价,并肯定优点,激励学生创作。
1.学生自评:各小组派代表阐述本组学生的创作意图。
2.学生互评:其他小组对各小组的介绍提出自己不同的观点
点评环节可利用101教育PPT的奖励功能,调节课堂活跃气氛。
评价环节采取生互评的方式,是为了给学生一个表达自己想法的机会,让生互评是为了让学生有根本的判断能力,能够清楚表现自己创作意图的学生,让他们进行二次点评,点评后同样能清楚明白的表明自己的想法,锻炼学生的审美能力和语言表达能力。
板书设计
保护珍稀野生动物
野生动物分布图
动物
保护{
野生动物
珍稀野生动物
教学评价
评价环节根据作业层次不同设置,层次不同的作业评价的标准也不同,评价的形式采用师评、生评、生互评的方式,以印章奖励的形式为主要评价手段,让学生自主选择。
教学反思
本课题目为《保护珍稀野生动物》,属于“综合探索”学习领域,所以我在设计本课时,着重强调野生动物的存在状态,向学生展示我国珍稀野生动物遭遇的各种伤害的情况,激起学生对他们的怜悯、保护之心,再让学生欣赏宣传画册、学习小报范作,分析其制作要、步骤及注意事项。布置作业时也注重小组合作,重在通过有效的合作,来体现集体的力量。在设计的活动中,主要以学生为主体,根据学生的接受情况酌情处理课堂的生成问题。尽量让学生在轻松、快乐中进行一节课的学习。另外教学示范环节我采用微视频,微视频的应用有如下好处:
1.微视频的演示更加直观,使学生更加易于掌握教学内容。
2.切实把信息技术与课堂教学紧密结合起来,使多媒体资源得到更有充分有效的利用。
3.微视频就是建立在信息技术的基础上,通过教师录制微视频,可以提高教师信息技术能力,通过学观看微视频,可以培养学生从小使用信息技术的素养,为学生的将来发展打下良好的基础,更加有效地提高课堂效率。
动能的概念,以及由此而引出的动能定理和机械能守恒定律,使人们对自然界的认识更加深入;动量的概念,特别是由此导出的动量定理和动量守恒定律,不但适用于恒力作用情况,而且也适用于变力作用的情况,比牛顿定律具有更广泛的适用性。在物理学知识系统中,动量守恒定律有广泛的适用范围,除力学外还涵盖物理学中的声、光、热、电、原子物理学等,是物体相互作用所遵守的法则,也是自然界重要的规律。也就是说,动能和动量的概念,以及由此而引出的动能定理和机械能守恒定律、动量定理和动量守恒定律,一方面使牛顿力学的范畴得到了进一步的扩展,另一方面为人们解决力学问题,开辟了与牛顿定律相并行的三大途径。因此,动量和动能的概念是力学的重点,也是高中物理教与学的重点。
但是,为什么既要引入动量,又要引入动能呢?动量和动能,究竟有什么区别,这是高中物理教学中,经常被人们忽视的一个教学难点。在动量和动能这两个概念的教学中,若只讲动量和动能在公式表述形式上的区别,而不讲它们在研究对象和物理本质上的异同,其结果是学生虽然会解题了,但他们却不知道为什么要这样解题。因而,我们的物理教学,不能只孤立地给学生讲一些支离破碎的物理知识,而应该给他们构建一个完美的、自洽的物理体系,让他们在学习物理概念和规律时,不仅要知其然,而且要能知其所以然。为此,笔者把动量和动能这两个概念的教学,分为三个步骤,使教学不断深入。
一、按现行教材的编排顺序,分别系统地讲解学习动量和动能的概念
其实,用速度描述物体“运动的多少”,是最容易被人们接受的思想。但是,大量的事实也使人们认识到,对物体的作用效果不但要考虑物体的速度,还要考虑它的质量。假设与子弹同等速度射出的一粒芝麻,衣裳即可将其挡住,但如果是子弹则不行。通过列举此类现象及学生实验,启发他们思考,在物体的质量一定的条件下,物体的速度越大,其运动量越大;在运动速度一定的条件下,物体的质量越大,其运动量也越大。这就是说,用质量(m)和速度(v)这两个物理量的乘积,来反应物体的运动量,是一种更科学的度量方法,从而引出动量的概念。
对于动量概念的引入,也可以在牛顿第二定律、运动学速度公式的基础上,推导出力对时间的累积规律
从数量关系上分析上式:要使质量一定、原来运动速度较小的物体获得一个较大的速度,既可以用较大的力作用较短的时间,也可以用较小的力作用较长的时间。只要力和力作用时间的乘积Ft相同,这个物体都会增加相同的速度。而当物体质量也在变化时,Ft的大小则可以反映mv(质量与速度乘积)的改变量。由此可见,上式中力和力作用时间的乘积、物体质量和运动速度的乘积以及上式本身,都具有一定的物理意义。为此,我们引入了两个新的物理量──冲量和动量,发现了一个规律──动量定理。
相对而言,动能的概念,利用初中的基础是比较易于引入的。当然,我们也可以通过演绎推理和数学转换,在牛顿第二定律、运动学速度公式的基础上,导出力对位移的累积规律
然后从数量关系上分析上式中各量所表达的物理含义,从而引出动能的概念。
二、利用课后讲座,介绍关于运动度量方法的历史辩争
在动量和动能的概念都已被揭示出之后,我们及时组织课后讲座,综合有关物理史料,系统地介绍关于运动度量方法的历史辩争。
1.辫争的原由
在17~18世纪,由于“力”的概念还不能完全确定,对力的各种效应以及与之相应的各个物理量的意义和使用范围也是不清楚的,因而引发了物理学史上著名的笛卡儿学派和莱布尼茨学派关于力的正确表示方法的一场旷日持久的争论。当时,人们常把力同现在所说的力矩、动量、功、动能等物理量相混淆,习惯于把外加的力称为“运动的力”,把“物体的惯性”称为“物质固有的力”、“阻抗的力”,甚至把“加速度”称为“加速力”,并出现过把“运动的力”与碰撞、向心力相提并论。这种概念上的混乱状况,普遍存在于伽利略、牛顿时期的力学著作中。
2.笛卡儿学派的“动量”
所谓“运动的力”,就是指一个正在运动的物体所具有的使另一物体运动的能力,如推开物体或迫使它向前运动,或者运动物体克服障碍和阻力的能力。那么,这个力决定于哪些量呢?最初,伽利略就认识到“推动者或阻挡者的力(动量)并不是一个简单的概念,它是由两个共同决定运动量度的观念所决定。其一是重量(质量),其二是速度”。笛卡儿在研究碰撞的过程中,认为碰撞是最基本的运动,并从运动量守恒的基本思想出发,沿袭了伽利略的观点,提出应该把物体的质量和速度的乘积作为“力”或物体“运动多少”的量度。1687年,牛顿在他的《自然哲学的数学原理》中明确提出了动量的定义,并且通过他所总结的运动定律,提出在物体的相互作用中,动量这个物理量反映着物体运动变化的客观效果。这样,把动量作为运动的量度,一度得到了科学界的普遍承认。
3.莱布尼茨的“动能”
1686年,莱布尼茨在他的论文中,对笛卡儿学派的这个量度方法提出了批评。他认为:“力必须由它所产生的效果来衡量,例如用它能将一个重物举起的高度来衡量,…而不是用它传给另一物体的速度来衡量”。他由此得出,应该用量值mv2而不是用mw来量度物体“运动的力”。
莱布尼茨论证的要点是:当质量为m的物体从高h处降落下来时,他就获得了“运动的力”,如果使它的运动方向反过来,它就能重新上升到高h处;这个同样的力将能把质量
的物体送到高nh处。这两个物体降落下来时,获得的“运动的力”必然相等。但是,根据伽利略的落体定律,如果第一个物体下落到地面时的速度为v,则第二个物体的速度为
,即两物体落下时获得的运动量不相等。而按照莱布尼茨的量度,上述两物体落下时则有相等的运动量。莱布尼茨由此得出结论:笛卡儿提出的运动的量度是同落体定律相矛盾的,所以mv不适宜充作运动的量度,mv2才是运动的真正量度。
后来根据科里奥利的建议以
代替mv2,这就是后来所说的运动物体的动能。莱布尼茨也看到了笛卡儿提出的运动的量度在某些情况下是适用的,因此在1696年莱布尼茨指出,“力”有两种,一种是“死力”,它存在于相对静止的物体间,如吊绳的拉力、桌面的支撑力等。“死力”可用物体的质量和该物体由静止状态转入运动状态时所获得的速度的乘积来量度,所以,动量是“死力”的量度;另一种是“活力”,
就是物体的“活力”,正是由于自身具有这种“活力”,物体才能运动而永不静止。在自然界中真正守恒的东西正是总的“活力”。
莱布尼茨也看到,在有些情况下,如非完全弹性碰撞中“活力”会减少,但他认为,实际上“活力”并没有损失,而只是被物体内部的微小粒子吸收了,微粒的活力增加了。这个思想是深刻的,可惜他没有进一步地说明。莱布尼茨的发现是有重大意义的。第一,他提出的两种运动量度的矛盾,打破了把mv看做是运动的惟一量度的传统观念,促进了关于运动的量度问题的研究;第二,他所推崇的新的物理量
,其实已超出了对机械运动进行研究的范围。
4.达朗贝尔的“判决”
两种量度的争论,持续了半个世纪之久,不少著名的数学家、物理学家都参加到了争论中去。
1743年,法国力学家达朗贝尔在他的著作《动力学论》的序言里,指出了两种量度的等价性,宣布对争论作出“最后的判决”。他指出,“运动物体的力”只能用物体克服障碍的能力来表示。他把“障碍”分为三类,第一类是“不能克服的障碍”,它“完全消灭一切运动”,所以无论物体的动量或活力如何变化,都不能在这种障碍上表现出来,“它们不能以任何尺度来给力下定义”;第二种是“其阻抗足以使运动停止(而且是在一瞬间做到这一点)的障碍”,即平衡的情况。这时物体克服障碍的能力和物体的动量成正比,所以动量可用来作为“运动物体的力”的量度;第三种障碍是逐渐使运动停止的减速运动情况,“作用是由直到运动完全消失时为止所通过的那段距离表现出来的,而这种作用与速度平方成正比”,因而,活力可作为“运动物体的力”的量度。由此达朗贝尔作出结论:“如果力的量度在平衡状态中和在减速运动中有所不同,这又有什么不方便呢?”这个“判决”,指出了两种量度都有效。达朗贝尔实际上已经发现,正是由于“力”还没有形成一种清晰的概念,所以才产生了这场争论。但他在《动力学论》里轻率地将这一场争论说成是“毫无意义的咬文嚼字的争吵”。因此,他并没有真正地解决问题。表面看来,达朗贝尔的观点是一种模棱两可的态度,但仔细分析,还是具有一定的理论价值的。在这里,达朗贝尔模糊地谈到了动量定理──动量的变化和力的作用时间有关;动能定理──活力的变化与物体运动的距离有关。
5.恩格斯的科学“量度”
19世纪中叶以后,自然科学家们仍然没有从运动量度的这场争论的混乱中完全摆脱出来。恩格斯根据自然科学的最新成就,尤其是能量守恒与转化定律的发现,提示了两种量度的本质区别。
恩格斯指出,在不发生机械运动“消失”而产生其他形式的运动的情况下(如简单机械在平衡条件下的运动传递,完全弹性碰撞的运动传递等),运动的传递和变化都可以用动量mv去量度。就是说,“mv表现为简单移动的,从而是持续的机械运动的量度”;但当发生了机械运动“消失”而其他形式的运动产生,即机械能和其他形式的能(包括势能、内能、电磁能、化学能)相互转化的过程中、运动的传递和变化都应以
去量度。在这里,
表现为已经消失了的机械运动的量度。这样,恩格斯便得出结论:机械运动确实有两种量度,每一种量度适用于某个界限十分明确的范围之内的一系列现象。一句话,动量(mv)是以机械运动来量度的机械运动。动能(
)是以机械运动转化为定量的其他形式的运动的能力来量度的机械运动。
三、通过习题课的教学,具体认识动量和动能的异同
当结束了动量和动能概念的学习,认识到动量定理和动量守恒定律、动能定理和机械能守恒定律,并了解到关于运动度量方法的历史辩争后,学生对动量和动能的区别,已经有了一定的认识。实际上,动量和动能这两种量度,性质不同,运用范围也不同,所以相互之间并不矛盾。当一个系统不受外力,或所受外力为零时,这个系统的动量是守恒的。但是,当一个系统的动量守恒时,它的动能不一定守恒;当动能和其他能量之间有相互转化时,则服从能量守恒定律,它的动量也不一定守恒。在这种情形下,我们及时通过具体问题的分析和讨论,加深和巩固学生对动量和动能不同性质的认识。
例1对一定质量的物体而言,下列关于动量和动能概念的说法中,正确的是哪些
A.物体的动能不变,则其动量也一定不变
B.物体的动量不变,则其动能也不变
C.物体的动能不变,则说明物体的运动状态没有改变
D.物体的动能不变,说明物体所受的合外力一定不变
分析与解动能和动量都是和物体运动状态有关的状态量。动量是物体质量和速度的乘积,它是矢量,因此在计算物体的动量及其改变量时,要特别注意它的矢量性。当物体做直线运动并且建立了坐标系以后,可以用“+”或“-”表示方向;动能也表示物体运动的量,但它是标量,而且只能取零或正值。对一个质量为m、速度为v的运动物体,若设其动量为P、动能为Ek,则有
,
因此可得
,
根据上述结论不难看出,当物体的动能一定时,动量的大小由物体的质量决定。质量大的动量也大;但是,由于动量是矢量,动能是标量,当物体的动能一定时,即便物体的质量不变,其动量也并不一定不变,如做匀速圆周运动的物体,设动能和质量都不变,但由于其运动的方向始终在改变,因此,做匀速圆周运动的物体的动量一定在变化,其运动状态时刻在改变,并且导致这种运动状态改变的原因──向心力,因为方向的改变,也时刻在改变着。
反过来,当物体的动量一定时,动能的大小也与物体的质量有关,质量大的物体动能反而小。因此,对一定质量的物体,动量不变时,其动能也一定不变。所以,选项B是正确的。
这一例题,说明动量和动能这两个物理量,性质不同,适用范围也不同。下面的例题,可以更好地帮助我们理解动量和动能的不同。
例2向空中发射一炮弹,不计空气阻力,当炮弹的速度方向恰好沿水平方向时,炮弹炸裂成质量分别为m1、m2的a、b两块,若质量较大的a块的速度为v1,且方向仍沿原方向,则a、b两块弹体的动量和动能分别是多少?
分析与解设炮弹发射到最高点时的水平方向为正方向,则a块的动量
,因为炮弹在水平方向不受外力,因此,炮弹炸裂成质量分别为m1,m2的a,b两块前后,系统的动量守恒。根据动量守恒定律,有
即
因此
负号表示p1(v1)与p2(v2)的方向相反。
也就是说,虽然炮弹炸裂后a,b两块的都产生了动量,但是,系统的动量总和并没有增加,仍保持为零。对于动能,情形就大不一样了。因为动能是标量,与方向没关系,故
,
若设炸裂前、后炮弹的动能为分别Ek、Ek′,则
,
炮弹炸裂后与炸裂前的动能差为
为什么炸裂前、后炮弹的动量守恒,而动能却增加了呢?其中最根本的原因,就是因为炮弹炸裂过程中,炸药的内能释放出来而转化成弹片的动能了。
知识目标
1、知道曲线运动是一种变速运动,它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上.
2、理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上.
能力目标
培养学生观察实验和分析推理的能力.
情感目标
激发学生学习兴趣,培养学生探究物理问题的习惯.
教学建议
教材分析
本节教材主要有两个知识点:曲线运动的速度方向和物体做曲线运动的条件.教材一开始提出曲线运动与直线运动的明显区别,引出曲线运动的速度方向问题,紧接着通过观察一些常见的现象,得到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.再结合矢量的特点,给出曲线运动是变速运动.关于物体做曲线运动的条件,教材从实验入手得到: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.再通过实例加以说明,最后从牛顿第二定律角度从理论上加以分析.教材的编排自然顺畅,适合学生由特殊到一般再到特殊的认知规律,感性知识和理性知识相互渗透,适合对学生进行探求物理知识的训练:创造情境,提出问题,探求规律,验证规律,解释规律,理解规律,自然顺畅,严密合理.本节教材的知识内容和能力因素,是对前面所学知识的重要补充,是对运动和力的关系的进一步理解和完善,是进一步学习的基础.
教法建议
“关于曲线运动的速度方向”的教学建议是:首先让学生明确曲线运动是普遍存在的,通过图片、动画,或让学生举例,接着提出问题,怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢?可让学生先提出自己的看法,然后展示录像资料,让学生总结出结论.接着通过分析速度的矢量性及加速度的定义,得到曲线运动是变速运动.
“关于物体做曲线运动的条件”的教学建议是:可以按照教材的编排先做演示实验,引导学生提问题:物体做曲线运动的条件是什么?得到结论,再从力和运动的关系角度加以解释.如果学生基础较好,也可以运用逻辑推理的方法,先从理论上分析,然后做实验加以验证.
教学设计方案
教学重点:曲线运动的速度方向;物体做曲线运动的条件
教学难点:物体做曲线运动的条件
主要教学过程设计:
一、曲线运动的速度方向:
(一)让学生举例:物体做曲线运动的一些实例
(二)展示图片资料1、上海南浦大桥2、导弹做曲线运动3、汽车做曲线运动
(三)展示录像资料:l、弯道上行驶的自行车
通过以上内容增强学生对曲线运动的感性认识,紧接着提出曲线运动的速度方向问题:
(四)让学生讨论或猜测,曲线运动的速度方向应该怎样?
(五)展示录像资料2:火星儿沿砂轮切线飞出3:沾有水珠的自行车后轮原地运转
(六)让学生总结出曲线运动的方向
(七)引导学生分析推理:速度是矢量速度方向变化,速度矢量就发生了变化具有加速度曲线运动是变速运动.
二、物体做曲线运动的条件:
[方案一]
(一)提出问题,引起思考:沿水平直线滚动的小球,若在它前进的方向或相反方向施加外力,小球的运动情况将如何?若在其侧向施加外力,运动情况将如何?
(二)演示实验;钢珠在磁铁作用下做曲线运动的情况,或钢珠沿水平直线运动之后飞离桌面的情况.
(三)请同学分析得出结论,并通过其它实例加以巩固.
(四)引导同学从力和运动的关系角度从理论上加以分析.
[方案二]
(一)由物体受到合外力方向与初速度共线时,物体做直线运动引入课题,教师提出问题请同学思考:如果合外力垂直于速度方向,速度的大小会发生改变吗?进而将问题展开,运用力的分解知识,引导学生认识力改变运动状态的两种特殊情况:
1、当力与速度共线时,力会改变速度的大小;
2、力与速度方向垂直时,力只会改变速度方向.
最后归结到:当力与初速度成角度时,物体只能做曲线运动,确定物体做哪一种运动的依据是合外力与初速度的关系.
(二)通过演示实验加以验证,通过举生活实例加以巩固:
展示课件三,人造卫星做曲线运动,让学生进一步认识曲线运动的相关知识.
课件2,抛出的手榴弹做曲线运动,加强认识.
一、知识目标
1.理解动量的概念,知道动量的定义,知道动量是矢量。
2、理解冲量的概念,知道冲量的定义,知道冲量是标量。
3、知道动量的变化也是矢量,会正确计算一维的动量变化
二、能力目标
1、会计算力的冲量和物体的动量。
2、会计算一维情况下动量的变化。
三、德育目标
培养学生的创造思维能力,建立正确的认识论的方法论。
四、教学重点
1、冲量和动量的概念;
2、冲量和动量的正确计算。
五、教学难点
1、对冲量和动量概念的理解;
2、动量变化的计算。
六、教学方法
1、通过举例、推导、归纳,讲解综合教法得到冲量和动量的概念。
2、通过例题的分析,使学生学会求解物体动量的变化。
教学过程
一、导入新课
前面几章我们主要应用牛顿运动定律研究了物体的运动,但对于有些物体的运用直接应用牛顿运动定律就发生了困难。(请同学们观看录像片资料中的碰撞、爆炸、打击、反冲等问题)同学们分析一下这几类问题有什么共同特点?
学生回答后教师小结:同学们回答得很好。这几类问题中物体间作用时间都很短,作用力很大,而且作用力随时间都在不断地变化,并用变化规律很难确定。因些直接应用牛顿运动定律就发生了困难。物理学家在研究这些问题时,引入了动量的概念研究了与动量有关的规律,确立了动量守恒定律。就用有关动量的知识,这些问题就容易解决了。这一节课我们就来学习第一节—冲量和动量。(出示课题)
二、新课教学
(一)冲量
1、用多媒体出示下列问题:
一个静止的质量m=2kg的物体受到F=10N的水平恒力作用,问:
1、经过时间t=4s物体的速度v变为多大?(v=20m/s)
2、如果要使此物体的速度从静止开始在t´=1s的时间内速度达到v,则应将作用力变为多大?(F=40N)
学生给出答案后,询问解题方法。
解:物体在力F的作用下得到的加速度为a=;经时间t,据v=at=t。
3、拓展分析
把v=t。整理可得Ft=mv,
由此我们得到:对于一个原来静止的物体(v0=0,m一定),要使它获得一定的速度,你可采用哪些方法?
学生答:a、可以用较大的力作用较短的时间;b、可以用较小的力作用较长的时间。
教师:对于一个原来静止的物体,只要作用力F和作用时间t和乘积Ft相同,这个物体就获得相同的速度。也就是说:对一定质量的物体,力所产生的改变物体速度的效果,是由Ft这个物理量决定的,那么Ft这个物理量叫什么?它有什么特点呢?
4、冲量
(1)冲量的定义:力F和力的作用时间t的乘积Ft叫做力的冲量,通常用符号I表示冲量。
(2)定义式:I=Ft
(3)单位:冲量的国际单位是牛·秒(N·s)
(4)冲量是矢量,它的方向是由力的方向决定的,如果力的方向在作用时间内不变,冲量的方向就跟力的方向相同。如果力的方向在不断变化,如绳子拉物体做圆周运动,则绳的拉力在时间t内的冲量,就不能说是力的方向就是冲量的方向。对于方向不断变化的力的冲量,其方向可以通过动量变化的方向间接得出。学习过动量定理后,自然也就会明白了。
5、冲量的计算:冲量是表示物体在力的作用下经历一段时间的累积的物理量,因此,力对物体有冲量作用必须具备力F和该力作用下的时间t两个条件。换句话说:只要有力并有作用一段时间,那么该力对物体就有冲量作用,可见,冲量是个过程量。
6、巩固训练:
以初速度竖直向上抛出一物体,空气阻力不可忽略。关于物体受到的
冲量,以下说法正确的是:()
A、物体上升阶段和下落阶段受到的重力的冲量方向相反;
B、物体上升阶段和下落阶段受到空气阻力冲量的方向相反;
C、物体在下落阶段受到重力的冲量大于上升阶段受到重力的冲量;
D、物体从抛出到返回抛出点,所受各力冲量的总和方向向下。
《道路交通安全管理》是交通安全与智能控制专业的一门专业核心课程,其目标是培养学生在交通安全系统各岗位处理交通事故案件、高速公路路段交通安全评价、交通事故成因分析等职业能力,要求学生能灵活运用所学理论知识,具有一定的实际操作能力。运用任务驱动教学法可以较好的解决理论教学与实际操作相结合的问题,有利于提高学生的学习兴趣,并且加强对学生动手能力的培养。
二、任务驱动教学法的内涵
“任务驱动教学法”是基于构建主义学习理论、情景学习理论和实用主义教育理论而形成的一种全新的教育方法①。这是一种以人为本,以应用为动力,以任务为导向的教学方法②。这种学习方法提倡在教师指导下的、以学生为中心的学习,也就是说,既强调学生在学习过程中认知主体作用,又不忽视教师在教学过程中的指导作用。“任务驱动”教学法最根本的特点就是“以任务为主线、教师为主导、学生为主体”,改变了以往“教师讲,学生听”,以教定学的被动教学模式,创造了以学定教、学生主动参与、自主协作、探索创新的新型学习模式。笔者认为这种方法有利于提高学生的学习兴趣,从而培养学生应用所学知识自主学习、分析问题、解决问题的能力,提高学生与他人协作的能力。
三、任务驱动教学法的设计原则
任务驱动教学法,主要核心就是将要学习的新知识体现在若干个任务当中,使学生通过对任务解决的过程,掌握理解新的知识点,并且学会将所学知识用于解决实际问题。教师首先应该通过对教学或工作目标的任务分解(化成若干个中小任务)和情境的创设,师生互动开展学习。在设计项目时,需要把握以下几个原则:
(1)任务的设计要体现“学生为主体”。任务的设计要考虑学生现有的认知能力、兴趣热点等特点,这样才能激发学生的学习兴趣,提高学生动手能力。
(2)任务设计紧扣教学目标。设计的任务必须紧紧围绕教学的目标和本专业的职业要求,要构建在学生已学的知识与技能上,又涵盖将要学习的新的知识点,更重要的是培养学生自主学习能力和协作能力。
(3)任务的设计要难度适中。如果任务的难度过高,大部分学生无法完成,那么既不能达到课堂教学的目标,而且还会导致学生失去继续学习的兴趣和动力。任务的难度过低,则会影响成绩好的学生的学习积极性,而且影响教学目标的完成程度。
四、任务驱动教学法的课堂实施
“任务驱动式教学法”要求把教学内容隐含在一个个任务当中,让学生通过理论学习,经过思考和讨论,自己分析和解决问题。常见教学步骤可以分为:完成任务——任务评价——明确任务——设置任务如在进行《道路因素与交通安全》一章的教学时,分为以下四个阶段:第一阶段:设置任务。这是教师备课时的重点工作。教师根据教学目标和班级学生的情况制定合适的教学任务。任务设置要由易到难,循序渐进。第二阶段:明确任务。教师讲解相应的理论知识和完成任务的思路。在上本章课程之间,同学们已经接触了不少交通事故案例,对于分析交通事故的成因和探讨如何解决交通安全问题非常感兴趣,并且有一定的自己的想法,只是有些想法过于简单,需要进一步的深入和研究。教师在完成理论讲解后,要指点学生进一步地明确任务,形成以下教学过程:
1.(任务一)我们身边的事故多发点是怎么形成的?为什么道路是按照国家规范设计的还会出现事故多发点?
2.(任务二)影响交通安全的道路因素到底有哪些?这些因素可能会造成什么类型的交通事故?涉及的知识点:道路的平面线形、纵断面线形、横断面、道路交叉口等对交通安全的影响。
3.(任务三,主要的课堂任务)教师规划小组合作,完成任务:以小组为单位,分析实训教室里面的沙盘是否有设置不合理的地方,列出检查清单,对沙盘进行安全检查。
以党的十、十八届三中、四中全会和系列重要讲话,特别是关于学习优良作风和优秀品德批示的重要精神为指导,不断提升全市水利系统党员干部政治品德、思想道德、为官政德、社会公德和家庭美德,着力构建“不想腐”的制度机制,进一步把精神打造成XX水利干部队伍的鲜明特质,促进XX水利事业不断向前发展。
二、主要内容
1、开展“五德”宣传活动。每年局党委中心组组织一次以弘扬“五德”为主题的学习会,各党支部利用“”形式组织党员干部职工学习,每年市直水利系统集中组织一次“五德”教育辅导,并撰写体会文章,组织党员干部赴纪念馆瞻仰伟人风采,全面加强水利系统干部职工廉洁从政教育,深入推进廉洁水利建设。
2、开展“五德”助廉活动。将“五德”作为筑牢党员干部思想道德防线的重要抓手,提高党员干部综合素质和拒腐防变能力。每年围绕“五德”标准,开展十佳勤廉标兵评比活动,推动党员干部比学赶超、争当典型。积极开展“五德”干部培养工作,努力使党员干部将“五德”内化于心,外化于形。
3、开展“五德”三进活动。“五德”教育进水利工程工地,建立“三监”联动机制,积极开展以恩来精神为主要内容的廉政文化进工地活动,借助社会中介机制加大对民生水利监督管理。“五德”教育进道德讲堂,举办“学习恩来精神建好民生水利”专题讲座,组织开展践行“五德”主题演讲会,邀请有关专家组织“五德”教育辅导。“五德”教育进宣传阵地,利用XX水利网、大厅电子屏、公告栏等宣传恩来精神。
4、开展“五德”创建活动。结合水利工程面临的新形势,当前水利工程建设领域面临的廉政风险,开展“五德示范工程”创建活动,探索建立权责清晰、程序规范、管理科学、安全文明的工程建设管理机制,构建预警及时、监控有力、配套完备、科学有效的廉政风险防控体系,培养一批作风优良、行为规范、业务过硬、清正廉洁的工程建设管理队伍,确保工程、生产、资金、干部“四个安全”。
三、保障措施
1、加强组织领导。各处室、单位主要负责人要充分认识开展深化“五德”教育活动的重要意义,把教育活动作为加强党风廉政建设和反腐败工作的一项重要内容,亲自安排部署,切实承担起领导责任。
1.在物理知识方面的要求:
(1)了解曲线运动的特点,速度方向时刻在变,因此曲线运动一定是变速运动;
(2)了解曲线运动的条件:合外力与速度不在同一条直线上;
(3)根据学生理解能力,可将曲线运动的条件深化,即平行速度的力只改变速度大小;垂直速度的力只改变速度方向,可根据力的效果将合外力沿速度方向和垂直速度方向分解;
(4)了解合运动、分运动,掌握运动的合成与分解法则��平行四边形法则;
(5)由分运动的性质及特点综合判断合运动的性质及轨迹。
2.通过观察演示实验,有关教学软件,并联系学生生活实际总结概括出曲线运动的速度方向,曲线运动的条件,以及用运动的合成与分解处理复杂运动的基本方法。培养学生观察能力,分析概括推理能力,并激发学生兴趣。
3.渗透物理学方法的教育。研究船渡河运动,假设水不流动,可以想象出船的分运动;又假设船发动机停止工作,可想象出船只随水流而动的另一分运动。培养学生的想象能力和运用物理学抽象思维的基本方法。
二、重点、难点分析
1.重点是让学生掌握曲线运动为什么是变速运动,理解曲线运动的条件及运动的合成与分解法则;
2.已知两个分运动的性质特点,判断合运动的性质及轨迹,学生不容易很快掌握,是教学的难点,解决难点的关键是引导学生把每个分运动的初始值(包括初速度、加速度以及每个分运动所受的外力)进行合成,最终还是用合运动的初速度与合外力的方向关系来判断。
三、教具
1.乒乓球、小铁球、细绳。
2.斜槽、条形磁铁、铁球、投影仪、计算机软盘、彩电。
四、主要教学过程
(一)引入课题
机械运动可以划分为平动和转动,而平动又可以划分为直线运动和曲线运动,所以曲线运动属于平动形式,做曲线运动的物体仍然可以看成一个质点,曲线运动比直线运动更为普遍。例如,车辆拐弯;月球绕地球27天转一圈;地球绕太阳约一年转一周;太阳绕银河系中心约2.2亿年转一周。
(二)教学过程设计
1.曲线运动中速度的方向
因为曲线运动中速度方向连续发生变化,我们很难直观物体在某时刻的速度方向。可以设想如果霜时刻的速度方向不再发生变化,物体将沿该时刻的速度方向做匀速直线运动。然后联系实际引导学生想象几种现象。
(1)让学生回答,绳拉小球在光滑的水平面上做圆周运动,当绳断后小球将沿什么方向运动?(沿切线方向飞出)然后引导学生分析原因:绳断后小球速度方向不再发生变化,由于惯性,从即刻起小球做匀速直线运动,沿切线飞出。
(2)教材内容:砂轮磨刀使火星沿切线飞出,引导学生分析原因:被磨掉的炽热微粒速度方向不再改变,由于惯性以分离时的速度方向做匀速直线运动。又如,让撑开的带有雨滴的雨伞旋转,雨滴沿伞边切线方向飞出(与上例同理)。
(3)在想象与分析的基础上,引导学生概括总结得出:曲线运动中,速度方向是时刻改变的,在某时刻的即时速度方向在曲线的这一点的切线方向上。并引导学生注意到:曲线运动中速度的大小和方向可能同时变化,但变化的方向是一定改变的,速度是矢量,方向一定变,速度就一定变,所以曲线运动一定是变速运动。
2.曲线运动的条件
曲线运动是变速运动,由牛顿第二定律分析可知,速度的变化一定产生加速度,而加速度必然由外力引起,加速度与合外力成正比并且方向相同。随后提出问题,引导学生思考。
(1)如果合外力与速度在同一直线上,物体将做什么样的运动?(变速直线运动)
(2)绳拉小球在光滑水平面上做速度大小不变的圆周运动,绳子的拉力T起什么作用?(改变速度方向)
(3)演示实验(用投影仪或计算机软件):让小铁球从斜槽上滚下,小球将沿直线OOˊ运动。然后在垂直OOˊ的方向上放条形磁铁,使小球再从斜槽上滚下,小球将偏离原方向做曲线运动。又例如让小球从桌面上滚下,离开桌面后做曲线运动。
(4)观察实验后引导学生概括总结如下:
①平行速度的力改变速度的大小;
②垂直速度的力改变速度的方向;
③不平行也不垂直速度的外力,同时改变速度的大小和方向;
④引导学生得出曲线运动的条件:合外力与速度不在同一直线上时,物体做曲线运动。
3.运动的合成和分解
物体的运动往往是复杂的,对于复杂的运动,常常可以把它们看成几个简单的运动组成的,通过研究简单的运动达到研究复杂运动的目的。
(1)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。
①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BBˊ且使AB�BBˊ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BBˊ方向的运动都是分运动;沿ABˊ方向的是合运动。分析表明合运动的位移与分运动位移遵守平行四边形法则。
②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(如图6),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Aˊ,如果船在流动的河水中开动同时参与上述两个分运动的合运动。
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。
(2)引导学生概括总结运动的合成分解法则��平行四边形法则。
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,即平行四边形法则。例如:船的合位移s合是两个分位移s1s2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u1=ucosθ,u2=usinθ,其中,u是飞机的起飞速度。如图7所示。
(3)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?(u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。合成结果可知,船的合速度u合与合外力F不在同一直线上,船一定做曲线运动。如巩固知识让学生再思考加答: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?
(匀加速直线运动)
4.引申内容:关于船的渡河问题的讨论
(1)通过此例让学生明确运动的独立性及等时性的问题,即每一个分运动彼此独立,互不干扰;合运动与每一个分运动所用时间相同。
(2)关于速度的说明,在应用船速这个概念时,应注意区别船速u船及船的合运动速度u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,使上述两种速度容易相混。
(3)问题的提出:河宽H,船速为u船,水流速度为u水,船速u船与河岸的夹角为θ,如图9所示。
①求渡河所用的时间,并讨论θ=?时渡河时间最短。
②怎样渡河,船的合位移最小?
分析①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t=s船/u船将
s船=H/sinθ(如图10所示)代入得t=H/sinθu船分析可知θ=90°时,即船头垂直对岸行驶时渡河时间最短。
分析②当u船>u水时,u合垂直河岸,合位移最短等于河宽H,根据速度三角形可知船速方向应满足cosθ=u船/u水,θ为u船与河岸的夹角。当u船>u水时,分析可知船速u船方向应满足cosθ=u船/u水,θ为船速方向与河岸的夹角。
(三)课堂小结
1.曲线运动的条件是F合与u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,遵守平行四边形法则。
3.用曲线运动的条件及运动的合成与分解知识可以判断合运动的性质及合运动轨迹。