第五章 5.2 运动的合成与分解-【精彩三年】2020-2021学年高中新教材物理必修第二册课程探究与巩固配套word（人教版 浙江专版）

5．2　运动的合成与分解 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江学考 链接浙江选考 体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想 物理观念：掌握运动的合成与分解的规律，运用运动的合成与分解的规律来解决速度关联、小船渡河等实际问题，形成运动的合成与分解的观念。 科学探究：通过蜡块在平面内运动的实验探究过程总结出运动的合成与分解的规律 运动的合成与分解的规律以及如何进行运动的合成与分解 1．运动的合成与分解的规律以及如何进行运动的合成与分解 2．运用运动的合成与分解的规律来解决速度关联、小船渡河等实际问题 知识点一　蜡块在平面内的运动 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(图甲)。把玻璃管倒置(图乙)，蜡块 A 沿玻璃管上升。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)，则蜡块做什么样的运动？ 1． 建立坐标系描述蜡块的位置 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。 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， 蜡块的水平分位移即 x 坐标的值：x＝vxt， 蜡块的竖直分位移即y 坐标的值：y＝vyt。 2．蜡块运动的轨迹 由上面的x＝vxt，y＝vyt，消去变量 t，得到y＝x，由于vx 和vy都是常量，所以也是常量，可见y＝x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。 3．蜡块运动的速度 根据勾股定理，蜡块运动的速度v＝，速度矢量v 与x 轴正方向的夹角θ的正切为tan θ＝。 【思辨】 思考题 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加速移动，则它的轨迹是直线还是曲线？蜡块在做什么样的运动？ 【答案】 曲线；蜡块做匀变速曲线运动。 知识点二　运动的合成与分解 1． 合运动与分运动：如果一个物体同时参与了几个运动，则物体实际发生的运动叫作那几个运动的合运动，那几个运动叫作这个实际运动的分运动。 2．运动的合成与分解：由分运动求合运动的过程，叫作运动的合成；由合运动求分运动的过程，叫作运动的分解。 3．运算法则：合运动与分运动的位移、速度和加速度均遵从矢量运算法则——平行四边形定则。 【思辨】 判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)两分运动在同一直线上，选定正方向，同向时各量相加，反向时各量相减。(　√　) (2)两分运动不在同一直线上时，按平行四边形定则进行合成与分解。(　√　) (3)合运动的位移大小(速度大小、加速度大小)，可以小于任一分运动的位移大小(速度大小、加速度大小)。(　√　) 1．互成角度的两个匀速直线运动的合运动：一定是匀速直线运动。 2．互成角度的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动：一定是匀变速曲线运动。 3．互成角度的两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动：一定是匀加速直线运动。 4．互成角度的两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动：可能是匀变速直线运动，也可能是匀变速曲线运动。 关于互成角度的两个初速度不为零的匀加速直线运动的合运动，下列说法正确的是(　B　) A．一定是直线运动 B．可能是直线运动，也可能是曲线运动 C．一定是曲线运动 D．以上都不对 【解析】 如图所示，互成角度的两个初速度的合初速度为v，两个加速度的合加速度为a，由物体做曲线运动的条件可知，当合初速度v与合加速度a共线时，为匀变速直线运动；当v与a不共线时，为匀变速曲线运动，B正确。 　　 春节期间人们放飞孔明灯表达对新年的祝福，如图所示，孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动，在水平Ox方向做匀速运动，孔明灯的运动轨迹可能为(　D　) A．直线OA　　　　　　　B．曲线OB C．曲线OC D．曲线OD 【解析】 孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动，则合力沿Oy方向。在水平Ox方向做匀速运动，此方向上合力为零，所以合运动的加速度方向沿Oy方向，孔明灯做曲线运动，结合合力指向轨迹内侧，可知轨迹为OD，故D对。 等时性 合运动和分运动经历的时间相等 独立性 各分运动独立进行，互不影响 等效性 各分运动的规律合成起来和合运动的规律等效 同体性 合运动和它的分运动，必须是对应同一个物体的运动 关于合运动与分运动的关系，下列说法不正确的是(　C　) A．两分运动互不影响 B．合运动的时间一定等于分运动的时间 C．合运动的速度大小不可能小于分运动的速度大小 D．合位移的大小可能等于两分位移大小的代数和 【解析】 将某一合运动分解为两分运动，两分运动互不影响，运动时间相等且均等于合运动的时间，选项A、B正确；合运动的速度可能大于、等于或者小于分运动的速度，