第五章機械能及其守恒定律51追尋守恒量教學(xué)三維目標(biāo)1、知識與技能（1）領(lǐng)悟伽利略理想斜面實驗中的轉(zhuǎn)化和守恒的事實；（2）理解能量這個物理量及動能、勢能的物理意義；（3）獨立分析伽利略理想斜面實驗的能量轉(zhuǎn)換和守恒關(guān)系；（4）除伽利略理想斜面實驗以外，能列舉出其它動能與勢能相互轉(zhuǎn)化和守恒的實例；（5）能夠列舉出不同形式的能量可以互相轉(zhuǎn)化并可能守恒；（6）理解能量轉(zhuǎn)化與守恒是一種重要的自然規(guī)律，激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生用這一規(guī)律解決問題的意識。2、過程與方法（1）體會伽利略分析問題的精妙，學(xué)習(xí)他能分析出事物本質(zhì)的方法；（2）體會費恩曼所說話的深刻內(nèi)涵，體會轉(zhuǎn)化與守恒的普遍性。3、情感、態(tài)度、價值觀（1）體會大自然的多樣性和科學(xué)概念的概括性，激發(fā)對自然現(xiàn)象的探究欲望和對科學(xué)知識的崇尚精神。（2）體會物理規(guī)律分析問題的簡潔之美。教學(xué)重點理解動能、勢能的含義，體會能量轉(zhuǎn)化、守恒的普遍存在性。教學(xué)難點培養(yǎng)創(chuàng)新能力，使學(xué)生在發(fā)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)化、守恒的普遍存在性后，能馬上意識到這里面存在的巨大的使用前景（就象商人看到了商機）。教學(xué)用具多媒體課件、視頻錄像、雙線擺系統(tǒng)和直尺一套、悠悠球一個，實物投影系統(tǒng)一套。教學(xué)過程第1節(jié)追尋守恒量從本章開始，我們研究力學(xué)中另外一個重要的物理量能量，以及它所遵守的規(guī)律。大家知道，牛頓是經(jīng)典力學(xué)的奠基人，他提出了三個定律和萬有引力定律，但是他沒有研究過能量（至少沒有深入研究），課本上有一句話“能量是牛頓沒有留給我們的少數(shù)力學(xué)概念之一”至于力學(xué)中還有哪些概念牛頓也沒有研究過，有興趣的同學(xué)可以自己查找資料。但是能量這一概念并不是牛頓之后才出現(xiàn)的，在伽利略時代，能量及其守恒思想就已經(jīng)出現(xiàn)。理想斜面實驗是誰“做”的為了說明什么問題怎樣“做”的（伽利略“做”的；為了研究力和運動的關(guān)系，證明運動不需要力來維持）讓小球沿一個斜面從靜止開始滾下，小球?qū)L上另一個斜面，如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨?。減小后一斜面的傾角，小球在這個斜面上仍達(dá)到同一高度，但這時他要滾得遠(yuǎn)些。繼續(xù)減小后一斜面的傾角，小球達(dá)到同一高度，但滾得更遠(yuǎn)些，若將后一斜面放平，由于球永遠(yuǎn)達(dá)不到原來的高度，所以將永遠(yuǎn)滾動下去。伽利略在分析理想斜面實驗時，除了得出運動不需要力來維持的結(jié)論外，他還注意到實驗中反映出一個轉(zhuǎn)化與守恒的事實（或思想）。1、對理想斜面實驗的初步分析提問1猜一猜他看出的轉(zhuǎn)化的事實是什么（高度與速度，還要具體說一下，如下滑時高度轉(zhuǎn)化為速度等，若有人直接說出勢能與動能，則指出伽利略時代還沒有這兩個概念）提問2猜一猜他看出的守恒的事實是什么（一個與高度有關(guān)的量和一個與速度有關(guān)的量之和守恒，若回答出勢能、動能之和守恒，引導(dǎo)同上，若回答出高度與速度之和守恒，引導(dǎo)出這是描述物體運動的兩個不同概念，單位都不一樣，無法相加）提問3假設(shè)你是伽利略，而且掌握了牛頓運動定律和運動學(xué)公式，能不能從理論上證明出與高度有關(guān)的量和與速度有關(guān)的量之和守恒（提醒把H0、H、V放在一個公式中，分析從P點釋放到Q點過程中已知四個量，而學(xué)過的運動學(xué)公式中每個公式都有四個量）2GSINSI02200VHG總結(jié)1伽利略對理想斜面實驗的分析高度與速度相互轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過程中與高度有關(guān)的量和與速度有關(guān)的量之和守恒。2、給出動能與勢能的概念，體會動能與勢能轉(zhuǎn)化并守恒的普遍存在性。伽利略的發(fā)現(xiàn)在今天看來就是我們初中學(xué)過的能量轉(zhuǎn)換與守恒的思想。其中與高度有關(guān)的量我們現(xiàn)在叫它勢能；與速度有關(guān)的量我們現(xiàn)在叫它動能。動能與勢能的概念，請用勢能和動能描述一下理想斜面實驗中的轉(zhuǎn)化與守恒的事實。提問4動能與勢能相互轉(zhuǎn)化，但轉(zhuǎn)化過程中總能量守恒的物理過程肯定有很多，只是你沒有特意注意，現(xiàn)在在大腦中搜索一下，試著列舉出幾個動能與勢能相互轉(zhuǎn)化但總能量可能守恒的實例重點列舉兩個（1）視頻游樂場中的海盜船和秋千。雙線擺演示（老師給出雙線擺這個名字）；并演示證明左右最高點一樣高，若時間允許可以讓學(xué)生探究如何用這些器材證明左右一樣高（提醒證明方法不唯一）。最后采用底部放置直尺，左右擺開的最大距離相等）（2）視頻滾擺。悠悠球演示提問5課本開頭給出了費恩曼的一段話，（老師閱讀），費恩曼是何許人，也同學(xué)們課下自己去了解，他的這段話的意思是自然界的一切現(xiàn)象都受能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律支配，回憶初中所學(xué)知識，除了動能和勢能外，還學(xué)過哪些能量列舉出它們可以相互轉(zhuǎn)化且總能量可能守恒的實例如電能轉(zhuǎn)化為光能等。總結(jié)2（1）能量物體由于運動而具有的動能位置而具有的能量相互作用的物體憑借其勢能能量（2）在理想斜面實驗中，動能與勢能相互轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過程中總能量守恒。（3）能量的轉(zhuǎn)化與守恒是自然界普遍存在的現(xiàn)象。3、體會追尋能量轉(zhuǎn)化與守恒思想的意義。能量的轉(zhuǎn)化與守恒是自然界普遍存在的現(xiàn)象，由此你想到了什么或說你意識到什么提醒（赫茲發(fā)現(xiàn)了電磁波，很快有人發(fā)明了電報）氣象預(yù)報說“近年夏天會持續(xù)高溫，而且干旱”國美的老板聽了會想到什么空調(diào)會熱銷，發(fā)財?shù)臋C會來了。使用價值如果我掌握了守恒的規(guī)律，就可以用它來解決問題，看到了新技術(shù)，就要琢磨怎樣應(yīng)用它，就是創(chuàng)新。如果你對它無動于衷，就總是落后于人家?？偨Y(jié)3追尋“守恒量”的意義開辟一種新的簡單的解決問題的途徑。板書設(shè)計第1節(jié)追尋守恒量（1）伽利略對理想斜面實驗的分析高度與速度相互轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過程中與高度有關(guān)的量和與速度有關(guān)的量之和守恒。（2）能量物體由于運動而具有的動能位置而具有的能量相互作用的物體憑借其勢能能量（3）在理想斜面實驗中，動能與勢能相互轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過程中總能量守恒（4）能量的轉(zhuǎn)化與守恒是自然界普遍存在的現(xiàn)象。（5）追尋“守恒量”的意義開辟一種新的簡單的解決問題的途徑。（6）能量的概念是人類在尋找“運動中的守恒量是什么”的過程中發(fā)展起來的。52功教學(xué)三維目標(biāo)1、知識與技能（1）理解功的概念，知道力和物體在力的方向發(fā)生位移是做功的兩個不可缺少的因素；（2）理解正功和負(fù)功的概念，知道在什么情況下力做正功或負(fù)功；（3）知道在國際單位制中，功的單位是焦耳J，知道功是標(biāo)量；（4）掌握合力做功的意義和總功的含義；（5）掌握公式WFSCOS的應(yīng)用條件，并能進(jìn)行有關(guān)計算。2、過程與方法理解正負(fù)功的含義，并會解釋生活實例。3、情感、態(tài)度與價值觀功與生活聯(lián)系非常密切，通過探究功來探究生活實例。教學(xué)重難點（1）重點使學(xué)生掌握功的計算公式，理解力對物體做功的兩個要素；（2）難點是物體在力的方向上的位移與物體運動方向的位移容易混淆，需要講透、講白；（3）使學(xué)生認(rèn)識負(fù)功的意義較困難，也是難點之一。教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。教學(xué)工具計算機、投影儀、CAI課件、錄像片教學(xué)過程第二節(jié)功（一）引入新課初中我們學(xué)過做功的兩個因素是什么（一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上移動的距離。）擴展高中我們已學(xué)習(xí)了位移，所以做功的兩個要素我們可以認(rèn)為是作用在物體上的力；物體在力的方向上移動的位移。導(dǎo)入一個物體受到力的作用，且在力的方向上移動了一段位移，這時，我們就說這個力對物體做了功。在初中學(xué)習(xí)功的概念時，強調(diào)物體運動方向和力的方向的一致性，如果力的方向與物體的運動方向不一致呢相反呢力對物體做不做功若做了功，又做了多少功怎樣計算這些功呢本節(jié)課我們來繼續(xù)學(xué)習(xí)有關(guān)功的知識，在初中的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴展。（二）教學(xué)過程設(shè)計1、推導(dǎo)功的表達(dá)式（1）如果力的方向與物體的運動方向一致，該怎樣計算功呢物體M在水平力F的作用下水平向前行駛的位移為S，如圖1所示，求力F對物體所做的功。在問題一中，力和位移方向一致，這時功等于力跟物體在力的方向上移動的距離的乘積。WFS（2）如果力的方向與物體的運動方向成某一角度，該怎樣計算功呢物體M在與水平方向成角的力F的作用下，沿水平方向向前行駛的距離為S，如圖2所示，求力F對物體所做的功。1分析并得出這一位移為SCOS。至此按功的前一公式即可得到如下計算公式WFSCOS按此公式考慮（再根據(jù)公式WFS做啟發(fā)式提問），只要F與S在同一直線上，乘起來就可以求得力對物體所做的功。在圖2中，我們是將位移分解到F的方向上，如果我們將力F分解到物體位移S的方向上，看看能得到什么結(jié)果由于物體所受力的方向與運動方向成一夾角，可根據(jù)力F的作用效果把F沿兩個方向分解即跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，如圖所示COS1FSIN2F據(jù)做功的兩個不可缺少的因素可知分力F1對物體所做的功等于F1S。而分力F2的方向跟位移的方向垂直，物體在F2的方向上沒有發(fā)生位移，所以分力F2所做的功等于零。所以，力F所做的功WW1W2W1F1SFSCOS力F對物體所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夾角的余弦這三者的乘積。即WFSCOSW表示力對物體所做的功，F(xiàn)表示物體所受到的力，S物體所發(fā)生的位移，力F和位移之間的夾角。功的公式還可理解成在位移方向的分力與位移的乘積，或力與位移在力的方向的分量的乘積。例題1F100N、S5M、37，計算功WW400NM。就此說明1NM這個功的大小被規(guī)定為功的單位，為方便起見，取名為焦耳，符號為J，即1J1NM。在國際單位制中，功的單位是焦耳J1J1NM2、對正功和負(fù)功的學(xué)習(xí)通過上邊的學(xué)習(xí)，我們已明確了力F和位移S之間的夾角，并且知道了它的取值范圍是0180。那么，在這個范圍之內(nèi)，COS可能大于0，可能等于0，還有可能小于0，從而得到功W也可能大于0、等于0、小于0。請畫出各種情況下力做功的示意圖，并加以討論。認(rèn)真閱讀教材，思考老師的問題。（1）當(dāng)/2時，COS0，W0。力F和位移S的方向垂直時，力F不做功；（2）當(dāng)/2時，COS0，W0。這表示力F對物體做正功；（3）當(dāng)/2時，COS0，W0。這表示力F對物體做負(fù)功?？偨Y(jié)（1）功的正負(fù)表示是動力對物體做功還是阻力對物體做功。功的正負(fù)由力和位移之間的夾角決定，所以功的正負(fù)決不表示方向，而只能說明做功的力對物體來說是動力還是阻力。當(dāng)力對物體做正功時，該力就對物體的運動起推動作用；當(dāng)力對物體做負(fù)功時，該力就對物體運動起阻礙作用。（2）功的正負(fù)是借以區(qū)別誰對誰做功的標(biāo)志。功是標(biāo)量，只有量值，沒有方向。功的正、負(fù)并不表示功的方向，而且也不是數(shù)量上的正與負(fù)。我們既不能說“正功與負(fù)功的方向相反”，也不能說“正功大于負(fù)功”，它們僅表示相反的做功效果。正功和負(fù)功是同一物理過程從不同角度的反映。同一個做功過程，既可以從做正功的一方來表述也可以從做負(fù)功的一方來表述。（3）一個力對物體做負(fù)功，往往說成物體克服這個力做功。例2一個力對物體做了6J的功，可以說成物體克服這個力做了6J的功。打個比喻，甲借了乙10元錢，那么從甲的角度表述，是甲借了錢；從乙的角度表述，乙將錢借給了別人。3、幾個力做功的計算剛才我們學(xué)習(xí)了一個力對物體所做功的求解方法，而物體所受到的力往往不只一個，那么，如何求解這幾個力對物體所做的功呢如圖所示，一個物體在拉力F1的作用下，水平向右移動位移為S，求各個力對物體做的功是多少各個力對物體所做功的代數(shù)和如何物體所受的合力是多少合力所做的功是多少解析物體受到拉力F1、滑動摩擦力F2、重力G、支持力F3的作用。重力和支持力不做功，因為它們和位移的夾角為90；F1所做的功為W1FSCOS，滑動摩擦力F2所做的功為W2F2SCOS180F2S。各個力對物體所做功的代數(shù)和為W（F1COSF2）S故根據(jù)正交分解法求得物體所受的合力FF1COSF2合力方向向右，與位移同向；合力所做的功為WFSCOS（F1COSF2）S總結(jié)當(dāng)物體在幾個力的共同作用下發(fā)生一段位移時，這幾個力對物體所做的功可以用下述方法求解（1）求出各個力所做的功，則總功等于各個力所做功的代數(shù)和；（2）求出各個力的合力，則總功等于合力所做的功。例3一個質(zhì)量M2KG的物體，受到與水平方向成37角斜向上方的拉力F110N，在水平地面上移動的距離S2M。物體與地面間的滑動摩擦力F242N。求外力對物體所做的總功。解析拉力F1對物體所做的功為W1F1SCOS3716J。摩擦力F2對物體所做的功為W2F2SCOS18084J。外力對物體所做的總功WW1W276J。板書設(shè)計第二節(jié)功1、推導(dǎo)功的表達(dá)式WFSCOS或WFSCOS功的單位是焦耳J1J1NM2、對正功和負(fù)功的學(xué)習(xí)（1）當(dāng)/2時，COS0，W0。力F和位移S的方向垂直時，力F不做功；（2）當(dāng)/2時，COS0，W0。這表示力F對物體做正功；（3）當(dāng)/2時，COS0，W0。這表示力F對物體做負(fù)功。注意（1）功的正負(fù)表示是動力對物體做功還是阻力對物體做功。（2）功的正負(fù)是借以區(qū)別誰對誰做功的標(biāo)志。（3）一個力對物體做負(fù)功，往往說成物體克服這個力做功。3、幾個力做功的計算幾個力對物體所做的功可以用下述方法求解（6）求出各個力所做的功，則總功等于各個力所做功的代數(shù)和；（2）求出幾個力的合力，則總功等于合力所做的功。4、說明（1）功的概念起源于早期工業(yè)革命的需要，為了比較蒸汽機的效益，工程師用機器舉起物體的重量與高度的乘積來度量機器的輸出，稱為功。（2）19世紀(jì)法國的科學(xué)家科里奧利把作用力和力的方向上的位移的乘積叫做運動的功。（3）功的重要意義在于決定能量的變化。實例探究對“功”的理解例1水流從高處落下，對水輪機做3108J的功，對這句話的正確理解是（）A水流在對水輪機做功前，具有3108J的能量B水流在對水輪機做功時，具有3108J的能量C水流在對水輪機做功后，具有3108J的能量D水流在對水輪機做功的過程中，能量減少3108J解析本題考查了功和能的關(guān)系，并且同實際中的科技應(yīng)用聯(lián)系起來。解根據(jù)“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”可知，水流在對水輪機做功的過程中，有能量參與轉(zhuǎn)化，水流對水輪機做了3108J的功，則有3108J的機械能減少了。故答案應(yīng)選D。點撥功是能量轉(zhuǎn)化的量度是指做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程。做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化，絕不能說功是能量的量度。關(guān)于“功”的計算例1用水平恒力F作用在質(zhì)量為M的物體上，使之在光滑的水平面上沿力的方向移動距離S，恒力做功為W1，再用該恒力作用于質(zhì)量為M（MW2BW1EP的結(jié)論呢分組討論，得到結(jié)論。對學(xué)生討論進(jìn)行點撥。展示幻燈片。交流電的頻率F不是50HZ也會帶來誤差。若F50HZ，由于速度值仍按頻率為50HZ計算，頻率的計算值比實際值偏小，周期值偏大，算得的速度值偏小，動能值也就偏小，使EKEP的誤差進(jìn)一步加大。根據(jù)同樣的道理，若F50HZ，則可能出現(xiàn)EKEP的結(jié)果。問題6實驗注意事項（1）安裝打點計時器時，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。（2）應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物，可使摩擦阻力，空氣阻力相對減小。（3）實驗時,必須先接通電源,讓打點計時器工作正常后才能松開紙帶讓重錘下落（4）本實驗因不需要知道重物動能的具體數(shù)值,故不需要測出重物的質(zhì)量M（5）實際上重物和紙帶下落過程中要克服阻力主要是打點計時器的阻力做功,所以動能的增加量EK必TVCVV0VAVBOTATBTC定稍小于勢能的減少量EP（電源頻率為50HZ）。學(xué)生完成實驗報告鞏固練習(xí)（展示幻燈片）例1某同學(xué)為驗證機械能守恒定律編排了如下實驗步驟A用天平稱出重物的質(zhì)量；B把紙帶固定到重物上，并把紙帶穿過打點計時器，提升到一定高度；C拆掉導(dǎo)線，整理儀器；D斷開電源，調(diào)整紙帶，重做兩次；E用秒表測出重物下落的時間；F用毫米刻度尺測出計數(shù)點與起點的距離，記錄數(shù)據(jù)，并計算出結(jié)果，得出結(jié)論；G把打點計時器接到低壓交流電源上；H接通電源，釋放紙帶；I把打點計時器接到低壓直流電源上；J把打點計時器固定到桌邊的鐵架臺上。上述實驗步驟中錯誤的是，可有可無的是，其余正確且必要的步驟按實驗操作順序排列是。（均只需填步驟的代號）提示認(rèn)真閱讀本節(jié)教材的“實驗方法”。解析上述實驗步驟中錯誤的是E和I，因為實驗中不需要測定時間，打點計時器應(yīng)使用低壓交流電源?？捎锌蔁o的實驗步驟是A。其余正確且必要的步驟按實驗操作順序排列是J、G、B、H、D、C、F。點悟?qū)τ谖锢韺嶒?，掌握實驗原理和操作方法是最基本的要求。只有掌握了實驗原理，才能判斷出實驗步驟中哪些是錯誤的，哪些是必要的；只有親自動手進(jìn)行認(rèn)真的操作，才能正確地對實驗步驟按序排列。例2某同學(xué)做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，不慎將選好紙帶的前面一部分破壞了，剩下的一段紙帶上各相鄰點間的距離已測出標(biāo)在圖上。已知打點計時器的工作頻率為50HZ，重力加速度G取980M/S2，利用這段紙帶能否驗證機械能守恒定律如何驗證提示認(rèn)真閱讀本節(jié)教材的數(shù)據(jù)處理方法。解析能利用這段紙帶驗證機械能守恒定律。方法是以重物從3號點運動到6號點為研究過程，物體對應(yīng)于3、6兩點的速度分別為24928932636534567CM2112M/S115M/S,02149243TXVM/S173M/S。653576T重物從3號點運動到6號點動能的增加量為JJ0835J。2232711MVEK215重物從3號點運動到6號點重力勢能的減少量為J0837J。23063894809GHP比較EK和EP可知，重物動能的增加量近似等于重力勢能的減少量，從而驗證了機械能守恒定律。點悟?qū)嶒灤虺龅娜魏我粭l紙帶，只要后面的點跡清晰，都可以用于計算機械能是否守恒。用來驗證，這樣就回避了起始點，在紙帶上選擇后面的某兩點來驗證了機HMGVAB221械能守恒定律。例3在驗證機械能守恒定律時，如果以為縱軸，以H為橫軸，（H為從第一點到選定點的距離）根據(jù)2V實驗數(shù)據(jù)繪出的圖象應(yīng)是什么形狀才能驗證機械能守恒定律，圖線的斜率表示什么HV2提示由進(jìn)行分析。MG1解析由，可得，即是H的正比例函數(shù)。所以，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出HV2GHV22V的圖象應(yīng)是通過原點的一條傾斜直線。由可知，圖線的斜率表示重力加速度G。22點悟本題給出了驗證機械能守恒定律時，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的圖象方法。另外，利用本實驗中得出的圖線的斜率還可以測定重力加速度G。HV2基礎(chǔ)鞏固（1）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，除天平、鐵架臺、夾子、紙帶和重物外，還需要（）A秒表B刻度尺C學(xué)生電源D打點計時器（2）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，對于自由下落的重物，下列選擇條件中可取的是（）A選用重物時，重的比輕的好B選用重物時，體積小的比大的好C重物所受重力應(yīng)與它所受的空氣阻力和紙帶所受打點計時器的阻力平衡D重物所受重力應(yīng)遠(yuǎn)大于它所受的空氣阻力和紙帶所受打點計時器的阻力（3）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下列敘述正確的是（）A安裝打點計時器時，兩紙帶限位孔應(yīng)在同一豎直線上B實驗時，在松開紙帶讓重物下落的同時，應(yīng)立即接通電源C若紙帶上開頭打出的幾點模糊不清，也可設(shè)法用后面清晰的點進(jìn)行驗證D測量重物下落高度必須從起始點算起（4）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中（1）現(xiàn)有器材是打點計時器、低壓電源、紙帶、帶夾子的重物、秒表、刻度尺、天平、導(dǎo)線、鐵架臺。其中該實驗不需要的器材是_。（2）實驗時，松開紙帶與閉合電源開關(guān)的合理順序是_。（3）實驗中，如以要從幾條打上點的紙帶中挑選第1、2兩點間的距離接近_MM并且點跡清晰的紙帶進(jìn)行測量。（4）某學(xué)生在實驗中器材安裝正確，操作規(guī)范，所用交流電的頻率為50HZ，但驗證結(jié)果是重物增加的動能稍小于它減少的重力勢能，其主要原因是_。（5）用打點計時器和重物在自由下落的情況下驗證機械能守恒定律的實驗中，電源頻率為50HZ，依次打出的點為0、1、2、3、4，則（1）在圖中兩條紙帶中應(yīng)選取的紙帶是_，因為_。（2）如從起點0到第3點之間來驗證，必須測量和計算出的物理量為_，驗證的表達(dá)式為_。ABAA（B）（6）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器所用電源頻率為50HZ，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?80M/S2，測得所用重物的質(zhì)量為100KG。甲、乙、丙三學(xué)生分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點間的距離分別為018CM，019CM和025CM，可見其中肯定有一個學(xué)生在操作上有錯誤，錯誤操作的同學(xué)是_原因是_若按實驗要求正確地選出紙帶進(jìn)行測量，量得連續(xù)三點A，B，C到第一個點的距離如圖所示相鄰計數(shù)點時間間隔為002S，那么，1紙帶的_端與重物相連；2打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度VB_3從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重力勢能減少量是EP_，此過程中物體動能的增加量EK_4通過計算，數(shù)值上EP_EK填“”、“”、“”、“”、“、實驗中存在阻力不可避免7（1）OC、1570（2）122M、120M、大于、V是實際速度,因為有摩擦生熱,減少的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（3）123M、小于、V是按照自由落體計算的,所計算的速度大于實驗測得的實際速度8其方法如下由馬達(dá)銘牌“1440RMIN”算出毛筆畫的線距的時間間隔為S004S。1406NT根據(jù)算出任意選取的劃相鄰兩條線時圓柱棒的瞬時速度，XVNN21M/S125M/S，042583CVM/S165M/S。173DAB故J058MJ，2516212121MVMVECDCDK而J058MJ，3058GP可見EKEP，本題將包有白紙的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在馬達(dá)上并隨之轉(zhuǎn)動，使之替代打點計時器，從而驗證了機械能守恒定律。這種實驗方法是對教材中“驗證機械能守恒定律”實驗的創(chuàng)新。實驗器材不同，但其依據(jù)的實驗原理及數(shù)據(jù)處理方法跟教材上的實驗是一致的。510能量守恒定律與能源三維教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散；2、過程與方法通過對生活中能量轉(zhuǎn)化的實例分析，理解能量守恒定律的確切含義。3、情感、態(tài)度與價值觀（1）感知我們周圍能源的耗散，樹立節(jié)能意識；（2）通過能量守恒定律的教學(xué)，讓學(xué)生領(lǐng)略物理規(guī)律的和諧美和簡潔美，發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲。教學(xué)重點能量守恒定律的內(nèi)容。教學(xué)難點理解能量守恒定律的確切含義；能量轉(zhuǎn)化的方向性。教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，并討論、交流學(xué)習(xí)成果。教學(xué)工具投影儀、教學(xué)錄像或課件、玻璃容器、沙子、小鐵球、水、小木塊。教學(xué)過程第十節(jié)能量守恒定律與能源（一）引入新課提出問題我們已學(xué)習(xí)了多種形式的能，請同學(xué)們說出你所知道的能量形式。我們還知道不同能量之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，請你舉幾個能量轉(zhuǎn)化的例子。演示實驗1在一個玻璃容器內(nèi)放入沙子，拿一個小鐵球分別從某一高度釋放，使其落到沙子中。思考小球運動過程中機械能是否守恒請說出小球運動過程中能量的轉(zhuǎn)化情況。演示實驗2在盛有水的玻璃容器中放一小木塊，讓小木塊在水中上下浮動，過一段時間，小木塊停止運動。思考小木塊運動過程中機械能是否守恒請說出小球運動過程中能量的轉(zhuǎn)化情況。點評通過學(xué)生舉例和演示實驗，說明各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，增強學(xué)生的感性認(rèn)識，并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，喚起學(xué)生強烈的求知欲。以上實驗表明，各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，一種能量減少，必有其他能量增加，一個物體的能量減少，必定其他物體能量增加，能量的總和并沒有不化。這就是我們今天要學(xué)習(xí)的能量守恒定律。（二）進(jìn)行新課1、能量守恒定律引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，說出能量守恒定律的內(nèi)容，并引用教材上的話，說明能量守恒定律的建立有何重大意義歷史上曾有人設(shè)想制造一種不需要消耗任何能源就可以不斷做功的機器，即永動機，這樣的機器能不能制成為什么總結(jié)能量守恒定律的意義能量守恒定律的建立過程，是人類認(rèn)識自然的一次重大的飛躍，是哲學(xué)和自然科學(xué)長期發(fā)展和進(jìn)步的結(jié)果，它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式，和諧美是科學(xué)的魅力所在。提出問題，引出下一課題既然能量是守恒的，不可能消滅，為什么我們還要節(jié)約能源2、能源和能量耗散引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，了解人類應(yīng)用能源的歷程，能源對人類社會發(fā)展所起的作用；人類在利用能源的同時也對環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。什么是能量耗散能量耗散與能量守恒是否矛盾，該怎樣理解從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性理解能量的耗散。理解能量轉(zhuǎn)化的方向性，能量的利用受這種方向性的制約，所以能量的利用是有條件的，也是有代價的。課堂總結(jié)總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。從而構(gòu)建他們自己的知識框架。實例探究對功能關(guān)系的理解例1一小滑塊放在如圖所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑塊，小滑塊沿斜面運動了一段距離。若已知在這過程中，拉力F所做的功的大?。ń^對值）為A，斜面對滑塊的作用力所做的功的大小為B，重力做功的大小為G，空氣阻力做功的大小為D。當(dāng)用這些量表達(dá)時，小滑塊的動能的改變（指末態(tài)動能減去初態(tài)動能）等于多少滑塊的重力勢能的改變等于多少滑塊機械能（指動能與重力勢能之和）的改變等于多少解析根據(jù)動能定理，動能的改變等于外力做功的代數(shù)和，其中做負(fù)功的有空氣阻力，斜面對滑塊的作用力的功（因彈力不做功，實際上為摩擦阻力的功），因此EKABCD；根據(jù)重力做功與重力勢能的關(guān)系，重力勢能的減少等于重力做的功，因此EPC；滑塊機械能的改變等于重力之外的其他力做的功，因此EABD閱讀材料能量守恒定律的建立過程能量守恒定律是建立在自然科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上的，從16世紀(jì)到18世紀(jì)經(jīng)過伽利略、牛頓，惠更斯、萊布尼茨以及伯努利等許多物理學(xué)家的認(rèn)真研究，使動力學(xué)得到了較大的發(fā)展，機械能的轉(zhuǎn)化和守恒的初步思想，在這一時期已經(jīng)萌發(fā)18世紀(jì)末和19世紀(jì)初，各種自然現(xiàn)象之間聯(lián)系相繼被發(fā)現(xiàn)倫福德和戴維的摩擦生熱實驗否定了熱質(zhì)說把物體內(nèi)能的變化與機械運動聯(lián)系起來1800年發(fā)明伏打電池之后不久，又發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)、磁效應(yīng)和其他的一些電磁現(xiàn)象這一時期，電流的化學(xué)效應(yīng)也被發(fā)現(xiàn)，并被用來進(jìn)行電鍍在生物學(xué)界，證明了動物維持體溫和進(jìn)行機械活動的能量跟它所攝取的食物的化學(xué)能有關(guān)，自然科學(xué)的這些成就，為建立能量守恒定律作了必要的準(zhǔn)備能量守恒定律的最后確定，是在19世紀(jì)中葉由邁爾、焦耳和荄姆霍茲等人完成德國醫(yī)生邁爾是從生理學(xué)的角度開始對能量進(jìn)行研究的1842年，他從“無不生有，有不變無”的哲學(xué)觀念出發(fā)表達(dá)了對能量轉(zhuǎn)化和守恒思想，他分析了25種能量的轉(zhuǎn)化和守恒現(xiàn)象，成為世界上最先闡述能量守恒思想的人英國物理學(xué)家焦耳從1840年到1878年將近40年的時間里研究了電流的熱效應(yīng)，壓縮空氣的溫度升高以及電、化學(xué)和機械作用之間的聯(lián)系，做了400多次實驗，用各種方法測定了熱和功之間的當(dāng)量關(guān)系，為能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)奠定了堅實的實驗基礎(chǔ)在1847年，當(dāng)焦耳宜布他的能量觀點的時候，德國學(xué)者荄姆霍茲在柏林也宜讀了同樣課題的論文在這篇論文里，他分析了化學(xué)能、機械能、電磁能、光能等不同形式的能的轉(zhuǎn)化和守恒，并且把結(jié)果跟永動機不可能制造成功聯(lián)系起采，他認(rèn)為不可能無中生有地創(chuàng)造一個永久的推動力，機器只能轉(zhuǎn)化能量，不能創(chuàng)造和消滅能量女姆霍茲在論文里對能量守恒定律作了一個清晰、全面而且概括的論述，使這一定律為人們廣泛接受在19世紀(jì)中葉，還有一些人也致力于能量守恒地研究他們從不同的角度出發(fā)，彼此獨立地研究，卻幾乎同耐發(fā)現(xiàn)了這一偉大的定律因此，能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)是科學(xué)發(fā)展的必然結(jié)果此時，能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得到了科學(xué)界的普遍承認(rèn)這一原理指出自然界的一切物質(zhì)都具有能量，對應(yīng)于不同的運動形式，能量也有不同的形式，如機械運動的動能和勢能，熱運動的內(nèi)能電磁運動的電磁能，化學(xué)運動的化學(xué)能等，他們分別以各種運動形式特定的狀態(tài)參量來表示。當(dāng)運動形式發(fā)生變化或運動量發(fā)生轉(zhuǎn)移時，能量也從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個系統(tǒng)傳遞給另一個系統(tǒng)在轉(zhuǎn)化和傳遞中總能量始終不變。恩格斯曾經(jīng)把能量轉(zhuǎn)化和守恒定律稱為“偉大的運動基本規(guī)律”，認(rèn)為它的發(fā)現(xiàn)是19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一另兩個發(fā)現(xiàn)是細(xì)胞學(xué)說，達(dá)爾文的生物進(jìn)化論。第六章曲線運動61曲線運動三維教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能（L）知道曲線運動中速度的方向，理解曲線運動是一種變速運動；（2）知道物體做曲線運動的條件是所受的合外力與它的速度方向不在一條直線上。2、過程與方法（1）體驗曲線運動與直線運動的區(qū)別；（2）體驗曲線運動是變速運動及它的建度方向的變化。3、情感、態(tài)度與價值觀（1）能領(lǐng)略曲線運動的奇妙與和諧，發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲；（2）有參與科技活動的熱情，將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實踐中。教學(xué)重點什么是曲線運動；物體做曲線運動的方向的確定；物體做曲線運動的條件。教學(xué)難點物體微曲線運動的條件。教學(xué)方法探究、講授、討論、練習(xí)教具準(zhǔn)備投影儀、投影片、斜面、小鋼球、小木球、條形磁鐵。教學(xué)過程第一節(jié)曲線運動（一）新課導(dǎo)入前面我們學(xué)習(xí)過了各種直線運動，包括勻速直線運動、勻變速直線運動、自由落體運動等。下面來看這個小實驗，判斷該物體的運動狀態(tài)。實驗（1）演示自由落體運動，該運動的特征是什么（軌跡是直線）（2）演示平拋運動，該運動的特征是什么（軌跡是曲線）這里我們看到一種我們前面沒有學(xué)過的運動形式，它與我們前面學(xué)過的運動形式有本質(zhì)的區(qū)別。前面我們學(xué)過的運動的軌跡都是直線，而我們現(xiàn)在看到的這種運動的軌跡是曲線，我們把這種運動稱為曲線運動。概念軌跡是曲線的運動叫曲線運動。其實曲線運動是比直線運動普遍的運動情形，現(xiàn)在請大家舉出一些生活中的曲線運動的例子（微觀世界里如電子繞原子核旋轉(zhuǎn)；宏觀世界里如天體運行；生活中如投標(biāo)搶、擲鐵餅、跳高、既遠(yuǎn)等均為曲線運動）（二）新課教學(xué)1、曲線運動速度的方向在前面學(xué)習(xí)直線運動的時候我們已經(jīng)知道了任何確定的直線運動都有確定的速度方向，這個方向與物體的運動方向相同，現(xiàn)在我們又學(xué)習(xí)了曲線運動，大家想一想我們該如何確定曲線運動的速度方向在解決這個問題之前我們先來看幾張圖片如圖61L、612。觀察圖中所描述的現(xiàn)象，你能不能說清楚，砂輪打磨下來的熾熱的微粒。飛出去的鏈球，它們沿著什么方向運動射出的火星是砂乾與刀具磨擦出的微粒，由于慣性，以脫離砂輪時的速度沿切線方向飛出，切線方向即為火星飛出時的速度方向。對于鏈球也是同樣的道理，它們也會沿著脫離點的切線方向飛出。剛才的幾個物體的運動軌跡都是圈，我們總結(jié)曲線運動的方向沿著切線方向，但對于一般的曲線運動是不是也是這樣呢下面我們來做個實驗看一看，一般的曲線運動是什么情況。演示實驗如圖613所示水平桌面上擺一條曲線軌道，它是由幾段稍短的軌道組合而成的鋼球由軌道的一端滾入通過壓縮彈簧射人或通過一個斜面滾入，在軌道的束縛下鋼球做曲線運動。在軌道的下面放一張白紙，蘸有墨水的鋼球從出口A離開軌道后在白紙上留下一條運動的軌跡，它記錄了鋼球在A點的運動方向。拿去一段軌道，鋼球的軌道出口改在田中且同樣的方法可以記錄鋼球在軌道B點的運動方向。觀察一下，白紙上的墨跡與軌道曲線有什么關(guān)系墨跡與軌道只有一個交點，說明了墨跡所在的直線為軌道所在曲線在該點的切線，也就是說質(zhì)點在某一點（或某一時刻）的速度的方向是在曲線的這一點的切線方向。很好。通過這個實驗我們總結(jié)出了確定傲曲線運動的物體在任意一點的速度方向，下面我們再從理論上對這個結(jié)論證明一下，以加深大家的理解。把我們前面學(xué)過的瞬時速度的求解方法應(yīng)用到這里，我們就可以求出任意一點的速度了。下面我們來看這個過程是怎樣的。（1）如圖614，要求直線上的某處A點的瞬時速度，可在離A不遠(yuǎn)處取一B點，求AB的平均速度來近似表示A點的瞬時速度，如果時間取得更短，這種近似更精確，如時間趨近于零，那么AB間的平均速度即為A點的瞬時速度（2）在曲線運動中如何求某點的瞬時速度分析用與直線運動相同的思維方法來解決。先求AB的平均速度，據(jù)式VABXAB/T可知VAB的方向與XAB的方向一致，T越小，VAB越接近A點的瞬時速度，當(dāng)T0時，AB曲線即為切線，A點的瞬時速度為該點的切線方向。由此我們就可以肯定我們剛才所得出的結(jié)論是正確的。明確了曲線運動的方向之后，我們來考慮這樣一個問題在運動過程中，曲線運動的速度和直線運動的速度最大的區(qū)別是什么在運動的過程中，直線運動的速度方向不發(fā)生變化，而曲線運動速度方向時期在變。很好。那我們由速度的性質(zhì)知，速度是矢量，既有大小又有方向。在勻變速運動中，速度大小發(fā)生變化，我們說這是變速運動，而在曲線運動中，速度方向時刻在改變，我們也說它是變速運動。實際上這個過程我們可以這樣來理解速度是矢量速度方向變化，速度矢量就發(fā)生了變化具有加速度曲線運動是變速運動。下面我們來看幾個題目（1）關(guān)于曲線運動，下列說法正確的是A曲線運動一定是變速運動B曲線運動逮度的方向不斷地變化。但速度的大小可以不變C曲線運動的逮度方向可能不變D曲線運動的速度大小和方向一定同時改變（2）對曲線運動中的速度的方向，下列說法正確的是A在曲線運動中，質(zhì)點在任一位置的速度方向總是與這點的切線方向相同B在曲線運動中，質(zhì)點的速度方向有時也不一定是沿著軌跡的切線方向C旋轉(zhuǎn)雨傘時傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運動，故水滴速度方向不是沿其切線方向的D旋轉(zhuǎn)雨傘時，傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運動，水滴速度方向總是沿其軌道的切線方向參考答案（1）A解析對于曲線運動來說，在運動的過程中，物體速度方向始終在變化，所以曲線運動一定是變速運動在這個過程中物體速度的大小是否發(fā)生變化，并不影響曲線運動是變速運動因此，速度大小可能變化，也可能不變所以本題應(yīng)該選擇A（2）AD解析本題主要考查物體做曲線運動時的速度方向，解此題只要把握一點不論在任何情況下，曲線運動速度方向總是與其軌道的切線方向一致的，所以本題應(yīng)該選擇AD（2）物體做曲線運動的條件為什么有些物體做直線運動，有些物體做曲線運動呢下面我們通過幾個實驗來研究以下這個問題。如圖615所示的裝置放在水平桌面上，在斜面頂端放置一鋼球，放開手讓鋼球自由滾下，觀察鋼球在桌面上的運動情況，記住鋼球的運動軌跡。（鋼球做直線運動，速度逐漸減小。）請同學(xué)們來分析鋼球在桌面上的受力情況（鋼球受豎直向下的重力，豎直向上的支持力，還受到滑動摩擦力的作用。）摩擦力的方向如何（摩擦力的方向與運動方向在同一直線上，但與運動方向相反）演示實驗在剛才實驗中，鋼球的運動路徑旁邊放一塊磁鐵，重復(fù)剛才的實驗操作，觀察鋼球在桌面上的運動情況（鋼球傲曲線運動）分析鋼球在桌面上的受力情況（鋼球受豎直向下的重力，豎直向上的支持力，還受到方向與運動方向相反的滑動摩擦力的作用，此外還受到磁鐵的吸引力。）引力的方向如何（引力的方向隨著鋼球的運動不斷改變，但總是不與運動方向在同一直線上。）演示實驗把上次實驗用的鋼球改為同等大小的木球重復(fù)上次實驗，觀察木球運動情況（木球做直線運動，速度不斷減小。）分析木球在桌面上的受力情況（木球受豎直向下的重力、豎直向上的支持力，還受到方向與運動方向相反的滑動摩擦力的作用，木球并不受到磁鐵給它的吸引力。）演示實驗隨手拋出一個粉筆頭，觀察粉筆頭的運動狀態(tài)（粉筆頭做曲線運動）分析粉筆頭的受力情況（受豎直向下的重力的作用。）在以上幾個實驗中，第一個鋼球只受到與運動方向在同一條直線上與運動方向垂直的力的作用，做的是直線運動，木球同樣也受到這樣的力的作用，也是做直線運動，面第二個鋼球受到一個與運動方向成一定夾角的力的作用，做的是曲線運動；粉筆頭受的重力與它的運動方向也不在同一條直線上，粉筆頭傲曲線運動由此我們可以得出什么樣的情況下物體會做曲線運動結(jié)論當(dāng)物體受到與運動方向不垂直也不在同一條直線上的力的作用時，會做曲線運動?，F(xiàn)在大家來看這樣一道題，如圖616所示，光滑水平桌面上放置質(zhì)量為M的物體，受到與水平方向成。角斜向上的力的作用，分析該物體的運動情況（物體做勻加速直線運動。）物體的受力情況是怎樣的（受豎直向下的重力、豎直向上的支持力以及拉力。）拉力與運動方向有什么關(guān)系（與運動方向有一定角度）剛才我們總結(jié)說當(dāng)物體受到與運動方向成一定角度的力的作用時，物體會做曲線運動，而在這個實驗中，物體受的力與運動方向成一定角，但物體并沒有做曲線運動，這是什么原因呢對于鋼球來說，它不僅受到與運動方向成一定角度的力的作用，而且它所受到的合外力的方向也與運動方向成一定角度，鋼球做曲線運動；對于粉筆頭來說，它所受到的重力就是它受到的合外力，與運動方向成一定角度，粉筆頭做曲線運動；對于剛才實驗中的物體來說，雖然它所受到的拉力與運動方向成一定角度，但物體所受的合外力仍然與運動方向在同一直線上，所以該物體并沒有做曲線運動。那我們該如何總結(jié)物體做曲線運動的條件呢結(jié)論當(dāng)物體所受的合力方向跟它的速度方向不在同一直線上時，物體將做曲線運動。3、交流與討論（1）飛機扔炸彈，分析為什么炸彈做曲線運動（2）我們騎摩托車或自行車通過彎道時，我們側(cè)身騎，為什么（3）盤山公路路面有何特點火車鐵軌在彎道有何特點參考解答（1）炸彈離開飛機后由于慣性，具有與飛機同樣的水平初速度，且受重力，初速度與重力方向有一定角度，所以做曲線運動。（2）騎摩托車或自行車通過彎道時，我們和車一起做曲線運動，這個時候人和車這個整體需要一個與運動方向成一定夾角的力來完成這個曲線運動，我們側(cè)身正是為了提供這個力。（3）盤山公路的路面并不是水平的，而是一邊高一邊低；火車鐵軌在彎道的時候兩根鐵軌并不是一般高的，而是一個高一個低之所以這樣設(shè)計，正是因為各種車輛爬盤山公路的時候做的都是曲線運動，火車拐彎時也是曲線運動，這些曲線運動都需要一個與運動方向成一定夾角的力來完成盤山公路和火車鐵軌的這種設(shè)計就是為提供這個力服務(wù)的。4、小結(jié)（1）運動軌跡是曲線的運動叫曲線運動。（2）曲線運動中速度的方向是時刻改變的，質(zhì)點在某一點的瞬時速度的方向在曲線的這一點的切線上。（3）當(dāng)合外力F的方向與它的速度方向有一夾角時，物體做曲線運動。板書設(shè)計61曲線運動1、曲線運動定義運動軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。2、物體做曲線運動的條件當(dāng)物體所受的合力方向跟它的逮度方向不在同一直線上時，物體將做曲線運動。3、曲線運動速度的方向質(zhì)點在某一點的速度，沿曲線在這一點的切線方向。4、曲線運動的性質(zhì)曲線運動過程中速度方向始終在變化，因此曲線運動是變速運動。62運動的合成和分解三維教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能（1）在具體情景中，知道合運動、分運動分別是什么，知道其同時性和獨立性；（2）知道運動的合成與分解，理解運動的合成與分解遵循平行四邊形定則；（3）會用作圖和計算的方法，求解位移和速度的合成與分解問題。2、過程與方法（1）通過對拋體運動的觀察和思考，了解一個運動可以與幾個不同的運動效果相同，體會等效替代的方法；（2）通過觀察和思考演示實驗，知道運動獨立性學(xué)習(xí)化繁為筒的研究方法；（3）掌握用平行四邊形定則處理簡單的矢量運算問題。3、情感、態(tài)度與價值觀（1）通過觀察，培養(yǎng)觀察能力；（2）通過討論與交流，培養(yǎng)勇于表達(dá)的習(xí)慣和用科學(xué)語言嚴(yán)謹(jǐn)表達(dá)的能力。教學(xué)重點（1）明確一個復(fù)雜的運動可以等效為兩個簡單的運動的合成或等效分解為兩個簡單的運動；（2）理解運動合成、分解的意義和方法。教學(xué)難點分運動和合運動的等時性和獨立性；應(yīng)用運動的合成和分解方法分析解決實際問題。教學(xué)方法探究、講授、討論、練習(xí)教學(xué)用具演示紅蠟燭運動的有關(guān)裝置。教學(xué)過程第二節(jié)運動的合成和分解（一）新課導(dǎo)入上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了曲線運動的定義，性質(zhì)及物體做曲線運動的條件，先來回顧一下這幾個問題什么是曲線運動（運動軌跡是曲線的運動是曲線運動。）怎樣確定做曲線運動的物體在某一時刻的速度方向（質(zhì)點在某一點的速度方向沿曲線在這一點的切線方向。）物體在什么情況下做曲線運動（當(dāng)物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運動。）通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們對曲線運動有了一個大致的認(rèn)識，但我們還投有對曲線運動進(jìn)行深入的研究，要研究曲線運動需要什么樣的方法呢這節(jié)課我們就來研究這個問題。（二）新課教學(xué)我們先來回想一下我們是怎樣研究直線運動的，同學(xué)們可以從如何確定質(zhì)點運動的位移來考慮?？梢匝刂矬w或質(zhì)點運動的軌跡建立直線坐標(biāo)系，通過物體或質(zhì)點坐標(biāo)的變化可以確定其位移，從而達(dá)到研究物體運動過程的目的?，F(xiàn)在我們先看一個勻加速直線運動的例子。物體運動軌跡是直線，位移增大的越來越快，初逮度為零，速度均勻增大，加速度保持不變，所以這種運動為初速度為零的勻加速直線運動。現(xiàn)在我們可以看到，我們已經(jīng)把這個物體的運動分解成了兩個運動其一是速度為VO的勻速直線運動其二是同方向的初速度為0，加速度為A的勻加速直線運動?？梢哉f這種方法可以將比較復(fù)雜的一個運動運動轉(zhuǎn)化成兩個或幾個比較簡單的運動，這種方法我們稱為運動的分解。實際上運動的分解不僅能夠應(yīng)用在直線運動中，對于曲線運動它同樣適用。下面我們就來探究一下怎樣應(yīng)用運動的合成與分解來研究曲線運動。演示實驗如圖62L所示，在一端封閉、長約LM的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一紅蠟做的小圓柱體R，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊。圖甲將這個玻璃管倒置圖乙，蠟塊R就沿玻璃管上，如果旁邊放一個米尺，可以看到蠟塊上升的速度大致不變，即蠟塊做勻連直線運動。再次將玻璃管上下顛倒，在蠟塊上升的同時將玻璃管水平向右勻速移動，觀察蠟塊的運動。圖丙在黑板的背景前觀察由甲到乙的過程，可以發(fā)現(xiàn)蠟塊做的是勻速直線運動，而過程丙中蠟塊微的是什么運動呢有可能是直線運動，速度大小變不變化不能判斷，有可能是曲線運動。也就是說，僅僅通過用眼睛觀察我們并不能得到物體運動的準(zhǔn)確信息，要精確地了解物體的運動過程，還需要我們進(jìn)行理論上的分析。下面我們就通過運動的分解對該物體的運動過程進(jìn)行分析。對于直線運動，很明顯，其運動軌跡就是直線，直接建立直線坐標(biāo)系就可以解決問題，但如果是一個運動軌跡不確定的運動還能這樣處理嗎很顯然是不能的，這時候我們可以選擇平面內(nèi)的坐標(biāo)系了。比如選擇我們最熟悉的平面直角坐標(biāo)系。下面我們就來看一看怎樣在乎面直角坐標(biāo)系中研究物體的運動。1、蠟塊的位置建立如圖622所示的平面直角坐標(biāo)系選蠟塊開始運動的位置為原點，水平向右的方向和豎直向上的方向分別為X軸和Y軸的正方向。在觀察中我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)蠟塊在玻璃管中是勻速上升的，所以我們設(shè)蠟塊勻速上升的速度為VY，玻璃管向右勻速運動的速度為VX，從蠟塊開始運動的時刻開始計時，我們就可以得到蠟塊在T時刻的位置PX，Y，我們該如何得到點P的兩個坐標(biāo)呢蠟塊在兩個方向上做的都是勻速直線運動，所以X、Y可以通過勻速直線運動的位移公式XVT獲得，即XVXTYVYT這樣我們就確定了蠟塊運動過程中任意時刻的位置，然而要知道蜻塊做的究竟是什么運動這還不夠，我們還要知道蠟塊的運動軌跡是什么樣的。下面我們就來操究這個問題。2、蠟塊的運動軌跡我們在數(shù)學(xué)課上就已經(jīng)學(xué)過了怎樣在坐標(biāo)中表示一條直線或曲線。在數(shù)學(xué)上，關(guān)于X、Y兩個變量的方程就可以代表一條直線或曲線，現(xiàn)在我們要找的蠟塊運動的軌跡，實際上我們只要找到表示蠟塊運動軌跡的方程就可以了。觀察我們剛才得到的關(guān)于蠟塊位置的兩個方程，發(fā)現(xiàn)在這兩個關(guān)系式中，除了X、Y之外還有一個變量“那我們應(yīng)該如何來得到蠟塊的軌跡方程呢根據(jù)數(shù)學(xué)上的消元法，我們可以從這兩個關(guān)系式中消去變量T，就可以得到關(guān)于X，Y兩個變量的方程了。實際上我們前面得到的兩個關(guān)系式就相當(dāng)于我們在數(shù)學(xué)上學(xué)到的參數(shù)方程，消T的過程實際上就是消參數(shù)的過程。那消參數(shù)的過程和結(jié)果應(yīng)該是怎樣的呢我們可以先從公式1中解出TTX/VXYVYX/VX現(xiàn)在我們對公式進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，看看它究竟代表的是一條什么樣的曲線呢由于蠟塊在X、Y兩個方向上做的都是勻速直線運動，所以VY、VX都是常量所以V