第2课 运动的合成与分解-【帮课堂】2021-2022学年高一物理同步精品讲义（沪科版2020必修二）

第2课 运动的合成与分解 1、理解合运动与分运动的关系、具体问题能够正确区分合运动与分运动 2、掌握运动的合成与分解的方法，能够熟练地应用平行四边形法则作图将合运动与分运动统一在一个平行四边形中并进行计算 3、能够根据分运动的性质及初始条件判断出和运动的性质和轨迹 知识点01 1．合运动和分运动 当物体同时参与几个运动时,其实际运动就叫做这几个运动的合运动,这几个运动叫做实际运动的分运动。 2.运动的合成与分解 已知分运动(速度v、加速度a、位移x)求合运动(速度v、加速度a、位移x),叫做运动的合成. 已知合运动(速度v、加速度a、位移x)求分运动(速度v、加速度a、位移x),叫做运动的分解. 运动的合成与分解遵循平行四边形定则. 3.合运动与分运动的关系 1)等时性：合运动和分运动进行的时间相等. 2)独立性：一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,各自产生效果. 3)等效性：整体的合运动是各分运动决定的总效果,它替代所有的分运动. 【典例1】 下列说法中正确的是（　　） A．合运动的时间为分运动的时间之和 B．做曲线运动的物体，所受合外力方向与物体速度方向在同一直线上 C．斜上抛可以看成是水平方向匀速直线运动和竖直方向竖直上抛运动的合运动 D．物体的两个分运动若是直线运动，则它的合运动一定是直线运动 【解答】解：A、合运动与分运动具有等时性，合运动的时间等于分运动的时间，故A错误； B、当物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上，物体就是在做曲线运动，所以做曲线运动的物体，所受合外力方向与速度方向一定不在同一直线上，故B错误； C、斜抛运动水平方向不受外力，竖直方向受得重力；故可看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的竖直上抛运动的合运动，故C正确； D、两分运动是直线运动，合运动可以是直线运动，也可以是曲线运动，如平抛运动，故D错误； 故选：C。 【典例2】 如图所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中匀速上浮，当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，第一次使玻璃管水平向右匀速运动，测得红蜡块运动到顶端所需时间为t1；第二次使玻璃管水平向右加速运动，测得红蜡块从下端运动到顶端所需时间为t2，则（　　） A．t1＜t2 B．t1＞t2 C．t1＝t2 D．上述三种情况都可能 【解答】解：蜡块在水平方向上都做匀速直线运动，在竖直方向上，t＝，管长不变，竖直方向上的分速度不变， 根据合运动与分运动具有等时性，知蜡块由管口到顶端的时间不变，故C正确，ABD错误； 故选：C。 【即学即练1】 有一个质量为2kg的物体在xOy平面内运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象分别如图甲、乙所示。由图可知，物体做　 　（选填“匀速直线”、“匀变速直线”或“匀变速曲线”）运动，物体的初速度大小为　 　m/s，物体所受的合外力为　 　N。 【解答】解：由图可知在x方向，质点的速度均匀增加，在y方向上，位移均匀变化，做匀速直线运动，加速度方向沿x方向，加速度与速度方向不在一条直线上，所以质点做匀变速曲线运动； x轴方向初速度为：vx＝3m/s y轴方向初速度为：vy＝﹣4m/s 质点的初速度为：v0＝＝m/s＝5m/s； x轴方向的加速度为：a＝1.5m/s2 质点的合力为：F合＝ma＝2×1.5N＝3N； 故答案为：匀变速曲线；5；3。 【即学即练2】 如图，水平地面上以速度v1做匀速直线运动的汽车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体．在汽车做匀速直线运动的过程中，物体做 　 　运动（选填“加速”或“减速”）．某一时刻绳子与水平方向的夹角为θ，则此时物体的速度v2＝　 　． 【解答】解：车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，因某一时刻绳子与水平方向的夹角为θ， 由几何关系可得：v2＝v1cosθ， 而θ逐渐变小，故v2逐渐变大，物体有向上的加速度，是加速运动； 故答案为：加速，v1cosθ． 【即学即练3】 有一个直角支架AOB，OA水平，表面粗糙，OB竖直，表面光滑。AO上套有小环P，P与OA间动摩擦因数为μ＝0.5，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根长为L的轻绳相连，静止在图示位置，θ＝37°。现用外力F将P环向右拉动，使小环Q以加速度a＝0.8g匀加速上升，直至θ增大到53°，在这一过程中，小环P受到的摩擦力将　 　，轻绳所受的拉力将　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【解答】解：由于Q向上匀加速运动，则可知绳子的拉力在竖直方向上的分力保持不变；绳子的拉力与绳子的拉力沿竖直向上方向的分力之间的夹角为θ，当θ角增大时，根据平行四边形定则可知绳子的拉力一定增大； 绳子的拉力在竖直方向上的分力保持不变，则可知拉力对P竖直向