2018-2019学年物理鲁科版必修2教学设计(二):第三章第1节 运动的合成与分解 Word版含解析
2018-2019学年物理鲁科版必修2教学设计(二):第三章第1节 运动的合成与分解 Word版含解析第2页

  在观察中我们已经发现蜡块在玻璃管中是匀速上升的,所以我们设蜡块匀速上升的速度为vy,玻璃管向右匀速运动的速度为vx,从蜡块开始运动的时刻开始计时,我们就可以得到蜡块在t时刻的位置P(x,y),我们该如何得到点p的两个坐标呢?

  生:蜡块在两个方向上做的都是匀速直线运动,所以x、y可以通过匀速直线运动的位移公式x=vt获得,即

   x=vxt y=vyt

  师:这样我们就确定了蜡块运动过程中任意时刻的位置,然而要知道蜻块做的究竟是什么运动这还不够,我们还要知道蜡块的运动轨迹是什么样的.下面我们就来操究这个问题.

  二、蜡块的运动轨迹

  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.