《2018-2019學(xué)年高中物理 第1章 怎樣研究拋體運動 1.2.1 研究平拋運動的規(guī)律(一)課件 滬科版必修2.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第1章 怎樣研究拋體運動 1.2.1 研究平拋運動的規(guī)律(一)課件 滬科版必修2.ppt（44頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、運動的合成與分解,第1章,1.2.1研究平拋運動的規(guī)律(一),學(xué)習(xí)目標(biāo),1.理解運動的獨立性、合運動與分運動. 2.掌握運動的合成與分解的方法平行四邊形定則. 3.會用平行四邊形定則分析速度、位移的合成與分解問題. 4.掌握“小船過河”“繩聯(lián)物體”問題模型的解決方法.,內(nèi)容索引,,重點探究 啟迪思維 探究重點,達標(biāo)檢測 檢測評價 達標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實基礎(chǔ),自主預(yù)習(xí),一、運動的合成與分解,1.合運動與分運動 把物體的 運動叫做合運動，把組成合運動的兩個或幾個運動叫做 . 2.運動的合成和分解 由分運動求合運動叫運動的 ，由合運動求分運動叫運動的 . 3.運動的合成與分解

2、就是對運動的位移、速度和加速度等物理量的合成和分解，遵循 定則.,實際,分運動,合成,分解,平行四邊形,即學(xué)即用 1.判斷下列說法的正誤. (1)合運動與分運動是同時進行的，時間相等.( ) (2)合運動一定是實際發(fā)生的運動.( ) (3)合運動的速度一定比分運動的速度大.( ) (4)兩個互成角度的勻速直線運動的合運動，一定也是勻速直線運動. ( ),答案,,,,,2.豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水，內(nèi)有一個蠟塊能在水中以0.1 m/s的速度勻速上浮.在蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時，使玻璃管沿水平方向勻速向右運動，測得蠟塊實際運動方向與水平方向成30角，如圖1所示.若玻璃

3、管的長度為1.0 m，在蠟塊從底端上升到頂端的過程中，玻璃管水平方向的移動速度和水平運動的距離約為 A.0.1 m/s,1.73 m B.0.173 m/s,1.0 m C.0.173 m/s,1.73 m D.0.1 m/s,1.0 m,圖1,解析,,答案,解析設(shè)蠟塊沿玻璃管勻速上升的速度為v1，位移為y，蠟塊隨玻璃管水平向右移動的速度為v2，位移為x，,由于合運動與分運動具有等時性，故玻璃管水平移動的時間為10 s. 水平運動的距離xv2t0.17310 m1.73 m，故選項C正確.,重點探究,,導(dǎo)學(xué)探究蠟塊能沿玻璃管勻速上升(如圖2甲所示)，如果在蠟塊上升的同時，將玻璃管沿水平方向向右

4、勻速移動(如圖乙所示)，則： (1)蠟塊在豎直方向做什么運動？在水平方向做什么運動？,一、運動的合成與分解,圖2,答案蠟塊參與了兩個運動：水平方向的勻速直線運動和豎直方向的勻速直線運動.,答案,(2)蠟塊實際運動的性質(zhì)是什么？,答案蠟塊實際上做勻速直線運動.,(3)求t時間內(nèi)蠟塊的位移和速度.,答案經(jīng)過時間t，蠟塊水平方向的位移xvxt， 豎直方向的位移yvyt，,答案,知識深化 1.合運動與分運動 (1)如果物體同時參與了幾個運動，那么物體實際發(fā)生的運動就是合運動，參與的幾個運動就是分運動. (2)物體實際運動的位移、速度、加速度是它的合位移、合速度、合加速度，而分運動的位移、速度、加速度就

5、是它的分位移、分速度、分加速度.,2.合運動與分運動的四個特性,3.運動的合成與分解 (1)運動的合成與分解是指位移、速度、加速度的合成與分解.由于位移、速度、加速度都是矢量，其合成、分解遵循平行四邊形(或三角形)定則. (2)對速度v進行分解時，不能隨意分解，應(yīng)按物體的實際運動效果進行分解. 4.合運動性質(zhì)的判斷 分析兩個直線運動的合運動性質(zhì)時，應(yīng)先根據(jù)平行四邊形定則，求出合運動的合初速度v和合加速度a，然后進行判斷.,(1)是否為勻變速判斷：,加速度或合外力,變化：變加速運動 不變：勻變速運動,,(2)曲、直判斷：,加速度或合外力與速度方向,共線：直線運動 不共線：曲線運動,,例1雨滴由靜

6、止開始下落，遇到水平方向吹來的風(fēng)，下述說法中正確的是 風(fēng)速越大，雨滴下落時間越長 風(fēng)速越大，雨滴著地時速度越大 雨滴下落時間與風(fēng)速無關(guān) 雨滴著地速度與風(fēng)速無關(guān) A. B. C. D.,解析將雨滴的運動分解為水平方向和豎直方向，兩個分運動相互獨立，雨滴下落時間與豎直高度有關(guān)，與水平方向的風(fēng)速無關(guān)，故錯誤，正確. 風(fēng)速越大，落地時，雨滴水平方向分速度越大，合速度也越大，故正確，錯誤，故選B.,,解析,答案,1.兩分運動獨立進行，互不影響. 2.合運動與分運動具有等時性.,例2(多選)質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點在xOy平面內(nèi)做曲線運動，在x方向的速度時間圖像和y方向的位移時間圖像如圖3所示，下列說法正確

7、的是 A.質(zhì)點的初速度為5 m/s B.質(zhì)點所受的合外力為3 N，做勻變 速曲線運動 C.2 s末質(zhì)點速度大小為6 m/s D.2 s內(nèi)質(zhì)點的位移大小約為12 m,解析,答案,,圖3,,,解析由題圖x方向的速度時間圖像可知，在x方向的加速度為1.5 m/s2，x方向受力Fx3 N，由題圖y方向的位移時間圖像可知在y方向做勻速直線運動，速度大小為vy4 m/s，y方向受力Fy0.因此質(zhì)點的初速度為5 m/s，A正確； 受到的合外力恒為3 N，質(zhì)點初速度方向與合外力方向不在同一條直線上，故做勻變速曲線運動，B正確；,在解決運動的合成問題時，先確定各分運動的性質(zhì)，再求解各分運動的相關(guān)物理量，最后進

8、行各量的合成運算.,,導(dǎo)學(xué)探究如圖4所示：河寬為d，河水流速為v水，船在靜水中的速度為v船，船M從A點開始渡河到對岸. (1)小船渡河時同時參與了幾個分運動？,圖4,二、小船過河模型分析,答案參與了兩個分運動，一個是船相對水的運動(即船在靜水中的運動)，一個是船隨水漂流的運動(即一個分運動是水的運動).,答案,(2)怎樣渡河時間最短？,答案,(3)當(dāng)v水

9、岸，但仍存在最短航程，當(dāng)v船與v合垂直時，航程最短，最短航程為smin d. 注意：小船渡河用時最短與位移最短是兩種不同的運動情景，時間最短 時，位移不是最短.,例3已知某船在靜水中的速度為v14 m/s，現(xiàn)讓船渡過某條河，假設(shè)這條河的兩岸是理想的平行線，河寬為d100 m，水流速度為v23 m/s，方向與河岸平行， (1)欲使船以最短時間渡河，渡河所用時間是多少？位移有多大？,答案,答案25 s125 m,解析,解析由題意知，當(dāng)船在垂直于河岸方向上的分速度最大時，渡河所用時間最短，河水流速平行于河岸，不影響渡河時間，所以當(dāng)船頭垂直于河岸渡河時，所用時間最短，,如圖甲所示，當(dāng)船到達對岸時，船

10、沿河流方向也發(fā)生了位移，由直角三角形的幾何知識，,由題意可得xv2t325 m75 m，代入得l125 m.,(2)欲使船以最小位移渡河，渡河所用時間是多少？,解析分析可知，當(dāng)船的實際速度方向垂直于河岸時，船的位移最小，因船在靜水中的速度為v14 m/s，大于水流速度v23 m/s，故可以使船的實際速度方向垂直于河岸. 如圖乙所示，設(shè)船斜指向上游河對岸，且與河岸所成夾角為，,答案,解析,(3)若水流速度為v25 m/s，船在靜水中的速度為v14 m/s不變，船能否垂直河岸渡河？,解析當(dāng)水流速度v25 m/s大于船在靜水中的速度v14 m/s時，不論v1方向如何，其合速度方向總是偏向下游，故不能

11、垂直河岸渡河.,答案,解析,答案不能,1.要使船垂直于河岸橫渡，即路程最短，應(yīng)使v船在水流方向的分速度和水流速度等大、反向，這種情況只適用于v船v水時. 2.要使船渡河時間最短，船頭應(yīng)垂直指向河對岸，即v船與水流方向垂直. 3.要區(qū)別船速v船及船的合運動速度v合，前者是發(fā)動機或劃行產(chǎn)生的分速度，后者是合速度.,針對訓(xùn)練1(多選)下列圖中實線為河岸，河水的流動方向如圖中v的箭頭所示，虛線為小船從河岸M駛向?qū)Π禢的實際航線.則其中可能正確的是,答案,,,解析小船渡河的運動可看做水流的運動和小船運動的合運動.虛線為小船從河岸M駛向?qū)Π禢的實際航線，即合速度的方向，小船合速度的方向就是其真實運動的方向

12、，分析可知，實際航線可能正確的是A、B.,解析,,“繩聯(lián)物體”的速度分解問題指物體拉繩(桿)或繩(桿)拉物體的問題(下面為了方便，統(tǒng)一說成“繩”)： (1)物體的實際速度一定是合速度，分解時兩個分速度方向應(yīng)取沿繩方向和垂直繩方向. (2)由于繩不可伸長，一根繩兩端物體沿繩方向的速度分量大小相等. (3)常見的速度分解模型(如圖5),三、“繩聯(lián)物體”的速度分解問題,圖5,例4如圖6所示，用船A拖著車B前進時，若船勻速前進，速度為vA，當(dāng)OA繩與水平方向夾角為時，則：(與B相連的繩水平且定滑輪的質(zhì)量及摩擦不計) (1)車B運動的速度vB為多大？,圖6,答案vAcos ,解析把vA分解為一個沿繩方向

13、的分速度v1和一個垂直于繩的分速度v2，如圖所示，所以車前進的速度vB大小應(yīng)等于vA的分速度v1，即vBv1vAcos .,解析,答案,(2)車B是否做勻速運動？,答案不做勻速運動,解析當(dāng)船勻速向前運動時，角逐漸減小，車速vB將逐漸增大，因此，車B不做勻速運動.,解析,答案,“關(guān)聯(lián)”速度的分解規(guī)律 1.分解依據(jù)： (1)物體的實際運動就是合運動. (2)由于繩、桿不可伸長，所以繩、桿兩端所連物體的速度沿著繩、桿方向的分速度大小相同. 2.分解方法：將物體的實際運動速度分解為垂直于繩、桿和沿繩、桿的兩個分量.,針對訓(xùn)練2如圖7所示，A物塊以速度v沿豎直桿勻速下滑，經(jīng)細繩通過光滑輕質(zhì)定滑輪拉動物體

14、B在水平方向上運動(與B相連的繩水平).當(dāng)細繩與水平面夾角為時，求物體B運動的速度vB的大小.,解析,答案,圖7,答案vsin ,解析物塊A沿桿向下運動，有使繩子伸長和使繩子繞定滑輪轉(zhuǎn)動的兩個效果，因此繩子端點(即物塊A)的速度可分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向的兩個分速度，如圖所示. 其中物體B的速度vB的大小等于沿繩子方向的分速度v. 則有vBvvsin .,達標(biāo)檢測,1.(合運動性質(zhì)的判斷)(多選)關(guān)于運動的合成與分解，下列說法中正確的是 A.物體的兩個分運動是直線運動，則它們的合運動一定是直線運動 B.若兩個互成角度的分運動分別是勻速直線運動和勻加速直線運動，則 合運動一定是曲線運動

15、 C.合運動與分運動具有等時性 D.速度、加速度和位移的合成都遵循平行四邊形定則,,答案,1,2,3,4,,,2.(兩分運動的合成)(多選)一質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點在如圖8甲所示的xOy平面內(nèi)運動，在x方向的速度時間(vt)圖像和y方向的位移時間(yt)圖像分別如圖乙、丙所示，由此可知 A.t0時，質(zhì)點的速度大小為12 m/s B.質(zhì)點做加速度恒定的曲線運動 C.前2 s，質(zhì)點所受的合力大小為10 N D.t1 s時，質(zhì)點的速度大小為7 m/s,答案,,解析,1,2,3,4,圖8,,解析由vt圖像可知，質(zhì)點在x方向上做勻減速運動，初速度大小為12 m/s，而在y方向上，質(zhì)點做速度大小為5 m/s

16、的勻速運動，故在前2 s內(nèi)質(zhì)點做勻變速曲線運動，質(zhì)點的初速度為水平初速度和豎直初速度的合速度，則初速度大?。簐0 m/s13 m/s，故A錯誤，B正確； 由vt圖像可知，前2 s，質(zhì)點的加速度大小為：a 5 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律，前2 s質(zhì)點所受合外力大小為Fma25 N10 N，故C正確； t1 s時，x方向的速度大小為7 m/s，而y方向速度大小為5 m/s，因此質(zhì)點的速度大小為 ，故D錯誤.,1,2,3,4,3.(關(guān)聯(lián)速度問題)(多選)如圖9所示，一人以恒定速度v0通過光滑輕質(zhì)定滑輪豎直向下拉繩使小車在水平面上運動，當(dāng)運動到圖示位置時，細繩與水平方向成45角，則此時,C.小車

17、在水平面上做加速運動 D.小車在水平面上做減速運動,答案,解析,,,1,2,3,4,圖9,解析將小車速度沿著繩子方向與垂直繩子方向進行分解，如圖所示，,1,2,3,4,4.(小船渡河問題)小船在200 m寬的河中橫渡，水流速度是2 m/s，小船在靜水中的航速是4 m/s.求： (1)要使小船渡河耗時最少，應(yīng)如何航行？最短時間為多少？,解析,答案,1,2,3,4,解析如圖甲所示，船頭始終正對河岸航行時耗時最少，,答案船頭正對河岸航行耗時最少，最短時間為50 s,(2)要使小船航程最短，應(yīng)如何航行？最短航程為多少？,解析,答案,1,2,3,4,解析如圖乙所示，航程最短為河寬d，即最短航程為200 m，應(yīng)使v合的方向垂直于河岸，故船頭應(yīng)偏向上游，與河岸成角，,答案船頭偏向上游，與河岸成60角，最短航程為200 m,