5.2 （第1课时）运动的合成与分解-2021-2022学年高一物理同步寓教于乐课件（人教版2019必修第二册）

5.2 运动的合成与分解 第5章 抛体运动 第1课时 小船划行时船头始终指向对岸，则小船会在哪里靠岸呢，A点、B点还是C点？ 一、平面运动 （1）是否与水流速度有关系？ （2）划船速度是否与水流速度有关系？ （3）小船的运动轨迹是直线还是曲线？ 1．将放有红蜡块的玻璃管倒置在水平的电动滑轨上，向右匀速运动，则红蜡块的运动轨迹是怎样的呢？ 二、观察红蜡块的运动 水平向右的匀速直线运动 2 ．将玻璃管中注满清水并倒放静置，则红蜡块的运动轨迹是怎样的呢？ 二、观察红蜡块的运动 竖直向上的匀速直线运动 3 ．将玻璃管中注满清水，并倒置在电动滑轨上，则红蜡块的运动轨迹是怎样的呢？ 二、观察红蜡块的运动 斜向右上方的直线运动 斜向右上方的运动是否是匀速的呢？ 定量研究： 因为红蜡块既在向上匀速运动，又在向右匀速运动，所以它在黑色背景平面内运动，故可以建立平面直角坐标系来描述它在任意时刻的运动情况。 三、定量研究平面运动 （1）确定蜡块运动的轨迹； 1．建立平面直角坐标系：以红蜡块刚开始运动时的位置为坐标原点O，水平向右为轴， O 竖直向上为轴。 　　水平向右的位移和竖直向上的位移恰好是该坐标系下任意时刻蜡块的横坐标和纵坐标。 三、定量研究平面运动 1．建立平面直角坐标系：以红蜡块刚开始运动时的位置为坐标原点O，水平向右为轴， O 竖直向上为轴。 　和都是关于时间的函数； 　若能找到和的关系，则能表示蜡块的运动轨迹； 　两式联立消去时间， （1）确定蜡块运动的轨迹； 蜡块的运动轨迹为倾斜的直线。 （正比例函数） 三、定量研究平面运动 1．建立平面直角坐标系：以红蜡块刚开始运动时的位置为坐标原点O，水平向右为轴， O 竖直向上为轴。 （2）确定蜡块运动的速度； 蜡块的运动轨迹为倾斜的直线。 （正比例函数） 蜡块在任意位置点的速度为， 与、满足勾股定理，即： 由三角函数可知，的方向可以表示为： 四、运动的合成与分解 总结： 红蜡块同时参与了两个运动，一个是水平方向的匀速直线运动，一个是竖直方向的匀速直线运动，但最终是斜向右上方运动，故我们将水平和竖直的两个运动称为分运动；最终的运动称为合运动。 已知分运动，求解合运动的过程称为运动的合成； 已知合运动，求解分运动的过程称为运动的分解； 运动的合成和分解都遵循矢量运算法则（平行四边形法则） 分运动之间是相互独立的，不会相互影响。 四、运动的合成与分解 【典例】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。 （1）哪位顾客先到达楼上？（2）如果该楼层高4.56 m，甲上楼用了多少时间？ 分析：甲、乙两位顾客在竖直方向上的位移相等，可考虑比较他们在竖直方向的分速度。由竖直方向的位移和竖直方向的速度，可求出上楼所用的时间。 四、运动的合成与分解 总结： （1）小船同时参与了两个分运动，一个是船头垂直指向对岸的匀速直线运动，一个是沿着河岸随着水流匀速直线运动。最终小船向右上方运动，所以小船会在C点靠岸。 （1）是否与水流速度有关系？ （2）划船速度是否与水流速度有关系？ （3）小船的运动轨迹是直线还是曲线？ （2）划船速度与水流速度相互独立，没有关系。 （3）小船的合速度为： 大小、方向均不变，故小船的运动轨迹为直线。 四、运动的合成与分解 小船的运动轨迹可不可能为曲线呢? 若小船船头垂直指向对岸的运动为匀速直线运动，沿着河岸随着水流的也是匀速直线运动。 O 直线?曲线? （法1）合速度方向是否改变 合速度方向不变， 轨迹是直线 （法2）写出轨迹方程 轨迹是直线 四、运动的合成与分解 小船的运动轨迹可不可能为曲线呢? 若小船船头垂直指向对岸的运动为匀加速直线运动，沿着河岸随着水流的是匀速直线运动。 O 直线?曲线? 合速度方向变化， 轨迹是曲线 （法2）写出轨迹方程 轨迹是曲线 （法1）合速度方向是否改变 曲线运动看成是两个直线运动的合运动。 【典例】设玻璃管长l=1m，当玻璃管静止时，蜡块上升的加速度为0.5m/s2（蜡块初速度为零），现使玻璃管以水平速度0.5m/s匀速向右运动，当蜡块上升至玻璃管顶部时，求： (1)蜡块的运动时间；（2）蜡块位移大小. O x y 解： （1）根据运动的独立性， 蜡块的运动时间为： （2）2s内玻璃管的位移： 蜡块的位移： 四、运动的合成与分解 五、针对训练 1. 炮筒与水平方向成 30°角，炮弹从炮口射出时的速度大小是 800 m/s，这个速度在水平方向和竖直方向的分速度各是多大？ 五、针对训练 2. 在许多情况下，跳伞员跳伞后最初一段时间