2018-2019学年鲁科版必修二 运动的合成与分解 教案
2018-2019学年鲁科版必修二  运动的合成与分解 教案第4页

  师:我们在数学课上就已经学过了怎样在坐标中表示一条直线或曲线.在数学上。关于x、y两个变量的方程就可以代表一条直线或曲线.现在我们要找的蜡块运动的轨迹,实际上我们只要找到表示蜡块运动轨迹的方程就可以了.观察我们刚才得到的关于蜡块位置的两个方程.发现在这两个关系式中.除了x、y之外还有一个变量"那我们应该如何来得到蜡块的轨迹方程呢?

  生:根据数学上的消元法.我们可以从这两个关系式中消去变量t,就可以得到关于x,y两个变量的方程了.实际上我们前面得到的两个关系式就相当于我们在数学上学到的参数方程,消t的过程实际上就是消参数的过程。

  师:那消参数的过程和结果应该是怎样的呢?

  生:我们可以先从公式(1)中解出t

  t=x/vx y=vy x/vx

  师:现在我们对公式④进行数学分析,看看它究竟代表的是一条什么样的曲线呢?

  生:由于蜡块在x、y两个方向上做的都是匀速直线运动,所以vy 、vx都是常量.所以vy /vx也是常量,可见公式④表示的是一条过原点的倾斜直线.

  师:在物理上这代表什么意思呢?

  生:这也就是说,蜡块相对于黑板的运动轨迹是直线,即蜡块做的是直线运动.

  师:既然这个方程所表示的直线就是蜡块的运动轨迹,那如果我们要找靖块在任意时刻的位移,是不是就可以通过这条直线来实现呢?下面我们就来看今天的第三个问题.

  三、蜡块的位移

  师:在直线运动中我们要确定物体运动的位移,我们只要知道物体的初末位置就可以了对于曲线运动也是一样的.在前面建立坐标系的时候我们已经说过了,物体开始运动的位置为坐标原点,现在我们要找任意时刻的位移,只要再找出任意时刻t物体所在的位置就可以了.

  实际上这个问题我们已经解决了,前面我们已经找出物体在任意时刻的位置P(x,y),请同学们想一下在坐标中物体位移应该是怎么表示的呢?

  生:在坐标系中,线段OP的长度就代表了物体位移的大小.

  师:现在我找一位同学来计算一下这个长度.

  生:

  师:我们在前面的学习中已经知道位移是矢量,所以我们要计算物体的位移仅仅知道位移的大小是不够的,我们还要再计算位移的方向.这应该怎样来求呢?

  生:因为坐标系中的曲线就代表了物体运动的轨迹,所以我们只要求出该直线与x轴的夹角θ就可以了.要求"我们只要求出它的正切就可以了.

   tanθ==vy /vx

  这样就可以求出θ,从而得知位移的方向.

   师:现在我们已经知道了蜡块做的是直线运动,并且求出了蜡块在任意时刻的位移.但我们还不知道蜡块做的是什么样的直线运动,要解决这个问题,我们还需要求出蜡块的速度.

  [交流与探究]

  现在我们探讨了蜡块在玻璃管中的运动,请大家考虑实际生活中我们遇到的哪些物体的运动过程与蜡块相似?典型事例:小船过河.对小船在水里的运动加以讨论.

参考解答:小船过河时的运动情况和蜡块在玻璃管中的运动基本是相同的.首先小船过河时它会有一个自己的运动速度,当它开始行走的时候,同时由于水流的作用,它要顾着水流获得一个与水的运动速度相同的速度.小船自己的速度一般是与河岸成一定角度的,而水流给小船的速度却是沿着河岸的.所以小船实际的运动路径是这两个运动合成的结果.