“运动的合成与分解”教学设计

陕西省勉县二中      汤小刚

随着《基础教育课程改革纲要》（试行）的颁布实施，物理新课程以培养科学素养为主要目标，以最有教育价值的物理知识为课程内容，充分体现出“浅、宽、活、新”的设计思想和自主、合作、探究的学习要求。改变了原有单纯接受式的学习方式，建立和形成旨在充分发挥学生主体性的学习方式，这样使学生由被动式学习转变为主动学习，为学生在课堂上探究问题提供了广阔的空间。下面是结合全日制普通高级中学教科书（必修·人教版）物理第一册《运动的合成与分解》一节的教学设计。

[教学技能]

1.      知识技能

知道在一个具体运动中什么是合运动，什么是分运动，合运动与分运动的物征；知道什么是运动的合成，什么是运动的分解；理解运动的合成与分解遵循平行四边形定则，会用作图法和直角三角形知识解有关位移和速度的合成问题；理解分运动的性质决定合运动的性质和轨迹。

2.      过程与方法

观察、演示实验，学会用匀速直线运动的知识解决问题的方法；通过研究合运动与分运动定性关系，获得实验探究过程的体验；通过对运动的合成与分解的理论分析，体会理论解释实验的成功感受。

3.  情感态度与价值观

通过实验的互动过程，诱发对探究物理规律的兴趣；简介分运动与合运动的应用，欣赏物理器件的美妙的应用；通过真实记录观察到的现象和数据体验实事求是的科学态度。

[教学用具]

长约1m的一端封闭、一端开口的玻璃管、软木塞、红蜡烛做成的大小轻重适宜的小圆柱体，清水，投影仪，秒表

[设计思路]

本教学设计特别强调了实验的挖掘。例如：加了学生互动的实验，不仅帮助学生理解分运动与合运动的概念，提高实验动手能力，更重要的是使学生在互动和探索的过程中，培养学生的合作精神，获得探究的成功体验；通过引入新课时的设计实验，培养学生的问题意识和激发学生的学习兴趣；通过教学中演示实验的设计，使学生感悟科学的探究方法和强化创新的意识。

[教学过程]

一. 引入新课

首先请同学们思考如下问题：

“李白乘舟将欲行，忽闻岸上踏歌声”是诗人李白赠好友汪伦的诗句。若河水自西向东流，李白划一叶扁舟从河的南岸向北岸，在南岸边的汪伦看来，李白向哪一方向远离？他同时参与了哪两个方向的运动？哪是分运动，合运动？（学生讨论两分钟）请先来观察一个实验：

演示：

1. 在玻璃管中注满清水，水中放一红蜡烛做成的小圆柱体，用软木塞塞紧（如图甲）

观察现象（软木塞悬浮于试管顶端A）

2.将玻璃管迅速竖直倒置，观察现象（红蜡块向上

做匀速直线运动）（如图乙）并用秒表记下时间t₁

3.若将玻璃管竖直倒置，在红蜡块上升的同时将

管水平匀速右移，观察现象（红蜡块斜向右上方运动，

即红蜡块将沿直线AC运动到C处，记下此时间t₂）

通过比较，t₁= t₂

提问：在演示实验丙中，为什么我们会看到红蜡块是斜向右上方运动呢？（学生讨论）

小结：从上面观察到的现象说明：红蜡块的运动可以看成是同时参与了两个运动：一是在玻璃管中竖直向上的运动（由A到B），二是随玻璃管水平向右的运动（由A到D）红蜡烛块实际发生的运动（由A到C）是这两个运动合成的效果。

二. 研究分运动与合运动的关系

合运动可以分解为分运动来表示，那么，分运动与合运动的关系如何呢？

1.       研究合运动与水平分运动的关系

提供长约1m的一端封闭、一端开口的玻璃管、软木塞、红蜡烛做成的大小轻重合适的小圆柱体，清水，秒表，要求学生设计实验，研究合运动与水平分运动的定性关系。

学生互动，教师巡回指导，纠正学生的差错。在此过程中可能出现的问题：①试管的软木塞未塞紧倒立时清水漏出；②在水平方向移动试管是非匀速的；③记时容易产生误差。

请一组学生简述实验的设计思路及实验现象和由此得到的结果：把试管从A水平移到D，合运动是红蜡块从A到C，水平方向是从A到D，它们所用的时间相等，且红蜡块的水平位移AD与实际位移AC的水平分量相等，说明红蜡块的合运动可以分解在水平方向上，即水平方向上的运动为它的分运动之一。

2.     研究合运动与竖直分运动的关系：

      合运动的其中一种运动可以分解在水平方向上，那么另一种分运动可如何分解？

实验同上，用两根相同的试管，装置相同，一根只需倒立，另一根同时水平匀速右移，通过学生实验，教师巡回检查，最后分析得出结论如下：

水平匀速运动的试管中蜡块的实际运动在竖直方向上产生了位移，且与只倒立的试管中的蜡块在竖直方向上由A运动到D的时间相等，在相等的时间内通过的位移（竖直方向上）相等，故另一种分运动可分解在竖直方向上，即竖直方向上的匀速运动为蜡块合运动的另一种分运动。

通过学生上述实验1、2分析总结如下：

1.　如果物体同时参与了几个运动，那么物体实际发生的运动就叫做那几个运动的合运动，那几个运动叫做这个实际运动的分运动。

2. 合运动与分运动具有如下特征：

①等时性②独立性（各个运动互不影响）

3. 运动的合成与分解（位移、速度、加速度）遵循平行四边形定则。

三. 问题讨论

我们在做实验时均以匀速直线运动为例，那么由什么决定合运动的性质和轨迹（学生互相讨论后回答）

老师总结：一个物体参与两个运动，其合运动的性质取决于两个分运动的合初速度和合加速度之间的关系，如果合初速度和合加速度方向在一条直线上，物体做直线运动，否则做曲线运动。

两个匀速直线运动的合运动是匀速直线运动，是因为这两个匀速直线运动的合加速度为零，因此物体只能沿合初速度方向做匀速直线运动；一个匀速直线运动和一个不在同一直线上的变速直线运动合成后，由于合初速度跟合加速度方向不在同一直线上，因此，其合运动的轨迹是曲线。

四. 教学体会

     通过本节的教学实践，尝试了教学方式的多样化，教学中在体现了教师的主导作用的前提下，充分调动了学生的主体活动对教学效果带来了积极的影响，符合学生的认知规律，极大的调动了学生的学习积极性，活跃了课堂气氛，培养了学生各方面的能力。因此这节课取得了很好的教学效果，这从学生高涨的情绪、认真的态度、积极的参与、满意的眼神中可以看到。这更坚定了我探索新课改之路的决心。同时，体会到，在新课程体系下，尽管我们要用新的理念去改革传统的物理教学，但是物理教学重视实验教学这一传统的做法是我们应该坚持的。