5.2 运动的合成与分解（课件）(含视频）-2020-2021学年下学期高一物理同步精品课堂（新教材人教版必修第二册）

中物理 第五章 抛体运动 第2节 运动的合成与分解 学易同步精品课堂 （高一 下） 新教材人教版 物理（高中必修第二册） 课堂引入 人在流动的河水中始终保持头朝正前方游向对岸，人会在对岸的正前方到达，还是会偏向上游或下游? 对类似上述的运动应该怎样分析呢？ 一、 一个平面运动的实例 在一端封闭、长约 1 m 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。把玻璃管倒置（图乙），蜡块 A 沿玻璃管上升。如果在玻璃管旁边竖立一把刻度尺，可以看到，蜡块上升的速度大致不变，即蜡块做匀速直线运动。 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。 实验探究：观察蜡块的运动 实验演示 观察2： 蜡块速度的大小和方向是否发生变化？ 观察1： 蜡块在做什么样的运动？它的轨迹是直线还是曲线？ 实验分析 如果一个蜡块在x方向以速度vx做匀速直线运动，在y方向以速度vy做匀速直线运动，试分析： (1)蜡块的运动轨迹 (2)蜡块的运动速度 1.建立坐标系 研究物体的运动时，坐标系的选取很重要。研究物体在平面内的运动时，可以选择平面直角坐标系。 在研究蜡块的运动时，我们以蜡块开始匀速运动的位置为原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 实验分析 2.蜡块运动的轨迹 要确定蜡块运动的轨迹，首先要确定任意时刻蜡块的位置。 蜡块 x 坐标的值等于它与 y 轴的距离，y 坐标的值等于它与 x轴的距离。若以vx 表示玻璃管向右移动的速度，以 vy 表示蜡块沿玻璃管上升的速度，则有 实验分析 O x y P ( x,y) Vx Vy S θ x y ——过原点的直线 3.蜡块运动的速度 实验分析 O x y P ( x,y) vx vy v θ θ 经过时间t,实际速度大小 实际速度方向 1.合运动与分运动的概念 2.合运动与分运动的关系 (2) 独立性---各分运动独立进行，互不影响； (3) 等效性----各分运动的规律叠加起来和合运动的规律等效。 (1) 等时性---合运动和分运动经历的时间相等； 二、合运动与分运动 一个物体实际发生的运动产生的效果跟另外两个运动共同产生的效果相同,这一物体实际发生的运动叫做这两个运动的合运动，这两个运动叫做这以实际运动的分运动。 1.运动的合成与分解 合运动 分运动 运动的合成 运动的分解 2.分解原则:根据运动的实际效果分解，也可以正交分解。 3.遵循规律:平行四边形法则 三、运动的合成与分解 a a1 a2 v1 v2 v 运动的合成与分解是指 x、v、 a 的合成与分解。 A B x x1 x2 分速度 分速度 合速度 分加速度 合加速度 位移的合成 速度的合成 加速度的合成 分加速度 合位移 分位移 分位移 运动的合成是唯一的，而分解不是唯一的，通常按运动所产生的实际效果分解。 三、运动的合成与分解 【例题】某商场设有步行楼梯和自动扶梯，步行楼梯每级的高度是 0.15 m，自动扶梯与水平面的夹角为 30°，自动扶梯前进的速度是 0.76 m/s。有甲、乙两位顾客，分别从自动扶梯和步行楼梯的起点同时上楼，甲在自动扶梯上站立不动，乙在步行楼梯上以每秒上两个台阶的速度匀速上楼。哪位顾客先到达楼上？如果该楼层高4.56 m，甲上楼用了多少时间？ 【解析】如图所示，甲在竖直方向的速度 乙在竖直方向的速度 因此v甲y > v乙,甲先到楼上 甲比乙先到达楼上，甲上楼用了12 s。 三、运动的合成与分解 如果物体在一个方向上的分运动是匀速直线运动，在与它垂直方向上的分运动是匀加速直线运动 ，合运动的轨迹是什么样的？ 2.理论分析 1.描点作图 3.实验验证 思考与讨论 探究方法： 设： 时间t(s) 0 1 2 3 横坐标x(m) 纵坐标y(m) 0 0 1 1.5 4 2 7.5 3 1.描点作图 思考与讨论 y/m x/m 0 2 4 6 8 6 4 2 8 根据物体做曲线运动的条件： 加速度与合速度不在同一条直线上， 物体一定做曲线运动。 0 0 2.理论分析 3.实验验证(点击播放视频) 思考与讨论 θ 规律：合初速度与合外力是否在同一直线 可能直线运动 可能曲线运动 匀变速直线运动 匀变速直线运动 曲线运动 匀变速直线运动 匀速直线运动 匀速直线运动 直线运动 匀速直线运动 合运动 分运动 可能直线运动 可能曲线运动 曲线运动 直线运动 可能直线运动 可能曲线运动 曲线运动 曲线运动 两个不共线分运动的合成 三、运动的合成与分解 船的实际运动 v（相对于河岸的运动）可看成是随水以速度 v水 漂流的运动和以速度 v船