内容正文:
第五章 抛体运动
物理·必修 第二册
菜 单
2 运动的合成与分解
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[学业要求与核心素养]
1.通过对蜡块运动的探究,知道对做平面运动的质点的位置轨迹、速度的描述方法。
2.体会运动的合成与分解的方法。
3.会用运动的合成与分解研究实际物体的运动。
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一、一个平面运动的实例
1.建立坐标系
研究物体的运动时,坐标系的选取很重要。对于直线运动,最好沿着这条直线建立坐标系。
2.运动描述的实例
蜡块沿玻璃管匀速上升的速度为vy,玻璃管向右匀速移动的速度为vx(如图5-2-1所示)。
自主预习·基础落实
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(1)蜡块的位置:从蜡块开始运动的时刻计时,在时刻t,蜡块的位置可以用它的x、y两个坐标表示x=_____,y=_____。
图5-2-1
vxt
vyt
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vy/vx
过原点的直线
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二、运动的合成与分解
1.合运动和分运动
如果一个物体同时参与_____运动,那么物体实际发生的运动就叫作那几个运动的______,那几个运动就叫这个实际运动的_______。
2.运动的合成与分解
由______求___________的过程叫运动的合成,由________求_________的过程叫运动的分解。运动的合成与分解遵从______________法则。
几个
合运动
分运动
分运动
合运动
合运动
分运动
矢量运算
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1.判断下列说法的正误。
(1)做曲线运动的物体,合外力的方向一定是变化的。( )
(2)做曲线运动的物体,速度与合外力不可能在同一条直线上。( )
[自我诊断]
×
√
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(3)做曲线运动的物体,加速度的大小有可能是不变的。( )
(4)竖直方向的分运动和水平方向的分运动互不影响。( )
(5)合运动是曲线运动,分运动也一定是曲线运动。( )
√
√
×
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2.竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水,内有一个蜡块能在水中以0.1 m/s的速度匀速上浮。在蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时,使玻璃管沿水平方向匀速向右运动,测得蜡块实际运动方向与水平方向成30°角,如图5-2-2所示。若玻璃管的长度为1.0 m,在蜡块从底端上升到顶端的过程中,玻璃管水平方向的移动速度和水平运动的距离为
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A.0.1 m/s,1.73 m B.0.173 m/s,1.0 m
C.0.173 m/s,1.73 m D.0.1 m/s,1.0 m
图5-2-2
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答案 C
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[问题探究]
(1)在本节观察蜡块的运动实验中:
a.玻璃管倒置并保持竖直不动,用秒表记录蜡块在玻璃管中的运动的时间t1。
b.玻璃管再次倒置(在上次的基础上),并让玻璃管水平匀速运动,记录蜡块在玻璃管中运动的时间t2。
知识点一 运动的合成与分解
互动探究·素能培优
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c.玻璃管再次倒置(在上次的基础上),并让玻璃管水平加速运动,记录蜡块在玻璃管中运动的时间t3。
分析实验思考:
①分运动间有没有相互影响?
②比较时间t1、t2、t3,你可以得出什么结论?
③是否可以用合运动代替两分运动呢?
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(2)如何求解合运动呢?蜡块的合运动是什么性质的运动?
以运动开始时蜡块的位置为原点,水平向右的方向和竖直向上的方向建立直角坐标系。设蜡块沿玻璃管匀速上升的速度为vy,玻璃管向右匀速移动的速度设为vx,经过任意时间t蜡块运动到P点,求蜡块的位移和速度?
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[归纳升华]
合运动与分运动的关系
等时性 各分运动与合运动同时发生和结束,时间相同
等效性 各分运动的共同效果与合运动的效果相同
同体性 各分运动与合运动是同一物体的运动
独立性 各分运动之间互不相干,彼此独立,互不影响
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[例1]