内容正文:
第五章 抛体运动
第二节 运动的合成与分解
[核心素养·明目标]
核心素养
学习目标
物理观念
体验运动的合成和分解是研究复杂运动的一种基本方法的物理观念。
科学思维
培养学生应用数学知识解决物理问题的科学思维方法,培养学生的创造性思维过程以及初步的观察、分析和概括能力。
科学探究
通过对一个平面运动的实例-蜡块的运动的探究让学生能够运用平行四边形法则解决有关位移、速度合成和分解的问题。
科学态度与责任
通过学生间的对蜡块的运动讨论,培养他们的团结协作精神以及谦虚好学的思想和实事求是的态度。
知识点一 红蜡块在平面内的运动
演示:观察蜡块的运动
1.实验器材
红蜡做的小圆柱体、一端封闭长约1m的玻璃管、清水
2.实验步骤
(1)在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水,水中放一个红蜡做的小圆柱体A,将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧。(图甲)
(2)把玻璃管倒置(图乙),蜡块A沿玻璃管上升,观察玻璃管上升的速度。
(3)在蜡块匀速上升的同时,将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右匀速移动(图丙),观察蜡块的运动情况。
说明:蜡的密度略小于水的密度。在蜡块上升的初期,它做加速运动,随后由于受力平衡而做匀速运动。
3.实验结论
(1)水平方向:蜡块随管向右做匀速直线运动。
(2)竖直方向:蜡块相对管向上做匀速直线运动。
(3)在黑板的背景前我们看到蜡块相对黑板是向右上方运动的。
那么,蜡块向右上方的这个运动是什么样的运动呢?要想定量地研究蜡块的运动,就要建立坐标系,具体分析。
知识点二、理论分析红蜡块的运动
1.建立坐标系
以蜡块开始匀速运动的位置为原点O,以水平向右的方向和竖直向上的方向分别为x轴和y轴的方向,建立平面直角坐标系。
蜡块的位置P的坐标:
x=vxt
y=vyt
2.蜡块运动的轨迹
x=vxt
y=vyt
在数学上,关于x、y两个变量的关系式可以描述一条曲线(包括直线)。上面x、y的表达式中消去变量t,这样就得到:
代表的是一条过原点的直线,也就是说,蜡块的运动轨迹是直线。
3.蜡块运动的位移
从计时开始到时刻t,蜡块运动位移的大小是
位移的方向
4.蜡块运动的速度
如图所示:速度v与vx、vy的关系可根据勾股定理写出它们