5.2 运动的合成与分解（第一课时）（教学课件）【教学无忧】2022-2023学年高一物理同步精品备课（人教版2019必修第二册）

5.2 运动的合成与分解 人教版（2019）物理（必修第二册） 第五单元 曲线运动 老师： 授课时间： 1 课堂导入 问题 对于直线运动中，建立一维坐标，据运动规律，就可以确定任意时刻的位置，进而知道它的运动轨迹。如果研究复杂的运动，我们怎么办呢？ 汽车延直线公路行驶 翻滚的过山车 一、红蜡块在平面内的运动 演示实验 观察蜡块的运动 1、实验器材 红蜡做的小圆柱体、一端封闭长约 1 m 的玻璃管内、清水 2、实验步骤 （1）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) （2）把玻璃管倒置（图乙），蜡块 A 沿玻璃管上升,观察玻璃管上升的速度。 一、红蜡块在平面内的运动 A 图甲 图乙 一、红蜡块在平面内的运动 演示实验 观察蜡块的运动 2、实验步骤 （3）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。 图丙 A 一、红蜡块在平面内的运动 一、红蜡块在平面内的运动 演示实验 观察蜡块的运动 （1）水平方向：蜡块随管向右做匀速直线运动。 （2）竖直方向：蜡块相对管向上做匀速直线运动。 （3）在黑板的背景前我们看到蜡块相对黑板是向右上方运动的。 3、实验结论 蜡块向右上方的这个运动是什么样的运动呢？ 问题 一、红蜡块在平面内的运动 1、建立坐标系 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。 蜡块的位置P的坐标： 蜡块的位置 V Vx Vy O x = vx t y = vy t 上面 x、y 的表达式中消去变量 t， 这样就得到： 一、红蜡块在平面内的运动 蜡块是做直线运动还是曲线运动？为什么？ 问题 因为 是常量，所以蜡块的运动轨迹是： 一条过原点的倾斜直线，蜡块做直线运动。 2、蜡块运动的轨迹 蜡块的位置 V Vx Vy O 一、红蜡块在平面内的运动 3、蜡块运动的位移 从计时开始到时刻t，蜡块运动位移的大小是 OP= ＝t vx2 ＋ vy2 x2 ＋ y2 蜡块的位置 V Vx Vy O 位移的方向   vx vy 4、蜡块运动的速度 如图所示：速度 v 与vx 、vy 的关系可根据勾股定理写出它们之间的关系： v ＝ vx2 ＋ vy2   vx vy 根据三角函数的知识 二、运动的合成与分解 1、合运动和分运动 （1）合运动：物体实际的运动叫合运动。 （2）分运动：物体同时参与合成运动的运动叫分运动。 如图：蜡块向右上方的运动可以看成由沿玻璃管向上的运动和水平向右的运动共同构成。 二、运动的合成与分解 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、运动的合成与分解 3.运动的合成与分解 合运动 分运动 运动的合成 运动的分解 ⑴分解原则:根据运动的实际效果分解，也可以正交分解。 ⑵遵循规律:平行四边形法则 ⑶运动的合成与分解是指 x、v、 a 的合成与分解。 a a1 a2 v1 v2 v A B x x1 x2 位移的合成 速度的合成 加速度的合成 二、运动的合成与分解 【对点训练1】 质量m=2 kg的物体在光滑水平面上运动,在水平方向上建立一平面直角坐标系,在x轴和y轴上其分速度vx和vy随时间变化的图线分别如图甲、乙所示,求: (1)物体所受的合外力; (2)物体的初速度; (3)t=8 s时物体的速度; (4)t=4 s内物体的位移。 二、运动的合成与分解 二、运动的合成与分解 如果蜡块沿水平方向上加速运动，蜡块做什么运动？ 问题 结论：匀速直线运动与匀变速直线运动合成时，合速度是匀变速曲线运动。 二、运动的合成与分解 （1）两个都是从静止开始的互成角度匀加速直线运动的合运动是什么运动？ （2）两个初速度都不为零互成角度匀加速直线运动的合运动是什么运动？ 一定是匀加速直线运动 可能是匀变速直线运动，也有可能是匀变速曲线运动 v v2 v1 a1 a2 a v v2 v1 a1 a2 a 二、运动的合成与分解 (1)两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动。 (2)一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动合成时,由于其加速度与合速度不在同一条直线上,故合运动是匀变速曲线运动。 (3)两个都是从静止开始的匀加速直线运动的合运动一定是匀加速直线运动。 (4)两个匀加速直线运动的合运动,可能是直线运动,也可能是曲线运动,但一定是匀变速运动。 3.互成角度的两个直线运动的合运动的性质 二、运动的合成与分