5.2 运动的合成与分解第一课时—【新教材】人教版（2019）高中物理必修二课件

1.2运动的合成与分解 思考：若人在河中始终保持头朝正前方游向对岸，你认为他会在对岸的正前方到达，还是会偏向上游或下游？生活中类似的运动如何研究? 一、一个平面运动的实例 演示 观察蜡块的运动 1、实验器材 红蜡做的小圆柱体、一端封闭长约1m的玻璃管、清水 A 2、实验步骤 （1）在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体A，将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧。（图甲） （2）把玻璃管倒置（图乙），蜡块A沿玻璃管上升,观察玻璃管上升的速度。 图甲 图乙 （3）在蜡块匀速上升的同时，将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右匀速移动（图丙），观察蜡块的运动情况。 图丙 说明：蜡的密度略小于水的密度。在蜡块上升的初期，它做加速运动，随后由于受力平衡而做匀速运动。 观察红蜡烛的运动情况 3、实验结论 那么，蜡块向右上方的这个运动是什么样的运动呢？要想定量地研究蜡块的运动，就要建立坐标系，具体分析。 （1）水平方向：蜡块随管向右做匀速直线运动 （2）竖直方向：蜡块相对管向上做匀速直线运动 （3）在黑板的背景前我们看到蜡块相对黑板是向右上方运动的 二、理论分析红蜡块的运动 1、建立坐标系 以蜡块开始匀速运动的位置为原点O，以水平向右的方向和竖直向上的方向分别为x轴和y轴的方向，建立平面直角坐标系。 蜡块的位置 v vx vy O 蜡块的位置P的坐标： x = vx t y = vy t 2、蜡块运动的轨迹 x = vx t y = vy t 在数学上，关于x、y两个变量的关系式可以 描述一条曲线（包括直线）。 y ＝ —x vx vy 上面x、y的表达式中消去变量t， 这样就得到： 由于vx和vy都是常量，所以 也是常量 — vx vy 代表的是一条过原点的直线，也就是说，蜡块的运动轨迹是直线。 从计时开始到时刻t，蜡块运动位移的大小是 3、蜡块运动的位移 位移的方向 蜡块的位置 v vx vy O   vx vy OP= ＝t vx2 ＋ vy2 x2 ＋ y2 4、蜡块运动的速度 如图所示：速度v与vx、vy的关系可根据勾股定理写出它们之间的关系： v ＝ vx2 ＋ vy2   vx vy 根据三角函数的知识 蜡块的位置 v vx vy O 三、运动的合成与分解 1、合运动和分运动 （1）合运动：物体实际的运动叫合运动。 （2）分运动：物体同时参与合成运动的运动叫分运动。 如图：蜡块向右上方的运动可以看成由沿玻璃管向上的运动和水平向右的运动共同构成。蜡块相对于黑板向右上方的运动叫作合运动。蜡块沿玻璃管向上的运动和它随着玻璃管向右的运动，都叫作分运动 2、合运动和分运动的特性 （1）独立性:一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其他分运动的影响. （2）等时性:各分运动经历的时间与合运动经历的时间相等,求物体的运动时间时,可选择一个简单的运动进行求解 （3）等效性:各分运动叠加起来与合运动有相同的效果,即分运动与合运动可以“等效替代"。 （4）同体性:各分运动与合运动是同一个物体的运动。 曲线运动的合成与分解的注意事项 (1)做曲线运动时,物体相对起始点的位移方向不断变化,在表示物体的位移时,尽量用它的位移在坐标轴方向的分量来表示,而位移分量可用该点的坐标表示. (2)建立平面直角坐标系时,y轴正方向向下也是可以的,这时处于x轴下方的点的纵坐标不是负值而是正值. （1）由分运动求合运动的过程叫运动的合成。 （2）由合运动求分运动的过程叫运动的分解。 3、运动的合成与分解 4、物体的实际运动的位移、速度、加速度分别叫合位移、合速度、合加速度。 5、运动的合成与分解即为描述运动的物理量的合成与分解 都遵守平行四边形定则。 位移合成与分解 速度合成与分解 加速度合成与分解 x x2 x1 v v2 v1 a a2 a1 两个互成角度的直线运动的合运动性质的判断： (1)两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动。 (2)两个初速度均为零的匀加速直线运动的合运动一定是匀加速直线运动 (3)一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动是匀变速运动,当二者速度方向共线时为匀变速直线运动,不共线时为匀变速曲线运动。 (4)两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速运动,可能是直线运动,也可能是曲线运动。若两运动的合初速度方向与合加速度方向在同一条直线上,则合运动是匀变速直线运动，若两运动的合初速度方向与合加速度方向不在同一条直线上,则合运动是匀变速曲线运动。 关于两个运动的合运动,下列说法中正确的是( ) A.两个直线运动的合运动一定是直线运动 B.两个互成角度的匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动 C.两个互成角度的匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线