内容正文:
第五章 抛体运动
课时5.2 运动的合成与分解
1. 通过红蜡块运动的探究过程,掌握研究物体在平面内运动的方法。
2. 理解什么是合运动、分运动,理解运动的合成和分解的概念。
3. 理解运动的合成与分解遵循平行四边形定则,掌握运动的合成与分解的方法。
一、运动描述的实例——探究红蜡块的运动
1.实验现象
蜡块既向上做匀速运动,又由于玻璃管的移动向右做匀速运动,以黑板为参考系,我们看到蜡块是向右上方运动的。
2.实验分析
(1)建立坐标系:以蜡块开始匀速运动的位置为坐标原点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,建立如图所示的平面直角坐标系。
(2)蜡块运动的轨迹
设蜡块向右、向上的速度大小分别为vx、vy,经时间t,蜡块的位置坐标为x=vxt,y=vyt。蜡块运动的轨迹方程为y=x,可知蜡块的运动轨迹是直线。
(3)蜡块的位移:大小为OP==·t,位移方向与水平方向夹角θ的正切值为tanθ=。
(4)蜡块的速度:大小为v==,速度方向与水平方向夹角θ的正切值为tanθ=。
二、运动的合成与分解
合运动
与分运动
如果物体同时参与了几个运动,那么物体实际发生的运动就是合运动,参与的几个运动就是分运动
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
遵循原则
位移、速度、加速度都是矢量,故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则。
(1)如果各分运动在同一直线上,需选取正方向,与正方向同向的量取“+”,与正方向反向的量取“-”,从而将矢量运算简化为代数运算;
(2)两分运动不在同一直线上时,按照平行四边形定则进行合成,如图所示
基础过关练
题组一 运动的合成与分解的理解
1.(2021江苏扬州调研)关于运动的合成与分解,下列说法正确的是 ( )
A.合运动的位移等于分运动位移的矢量和
B.合运动的时间等于分运动时间的代数和
C.合运动的速度不可能等于分运动的速度
D.合运动任一时刻的速度方向总是与合运动的位移方向相同
2.(2022上海延安中学期中)有关运动的合成,下列说法中正确的是 ( )
A.合运动的速度大小一定大于分运动的速度大小
B.分运动为两个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动
C.两个不在同一直线上的匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动
D.若合运动为曲线运动,则分运动中至少有一个是曲线运动
题组二 运动的合成与分解的应用
3.(2022江苏海安中学测试)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 ( )
A.直线OA B.曲线OB
C.曲线OC D.曲线OD
4.(2022江苏扬州中学期中)雨滴在空中以2 m/s的速度竖直下落,小明打着伞以1.5 m/s的速度向左匀速运动,当雨滴垂直落在伞面上时人淋雨最少,则小明少淋雨的打伞方式应该为 ( )
5.(2022北京人大附中测试)有一个质量为4 kg的质点在xOy平面内运动,在x方向的速度图像和y方向的位移图像分别如图甲、乙所示(x与y方向垂直)。下列说法正确的是 ( )
甲 乙
A.质点做匀变速直线运动
B.质点所受的合外力大小为12 N
C.2 s时质点的速度大小为6 m/s
D.t=0时质点的速度大小为5 m/s
题组三 小船渡河问题
6.(2021河南焦作期中)一条两岸平行的小河,河水自西向东流动,各处流速相同,一小船船头垂直于河岸行驶,下列说法正确的是 ( )
A.若小船速度不变,小船可能做曲线运动
B.若小船速度不变,小船可能做匀变速直线运动
C.若小船沿垂直于河岸方向的初速度为零、加速度不为零且不变,小船做匀变速曲线运动
D.若小船沿垂直于河岸方向的初速度为零、加速度不为零且不变,小船可能做变加速曲线运动
7.(2022江苏南京期末)如图,小船沿虚线AB过河,船头指向始终垂直于河岸,若水流速度增大,为保持航线不变,下列措施与结论正确的是 ( )
A.减小船速,过河时间变大
B.减小船速,过河时间不变
C.增大船速,过河时间不变
D.增大船速,过河时间变小
8.(2022湖北武汉部分重点中学期末)2020年10月24日,湖北省第十二届龙舟大赛在天门激情开赛。如图所示,假设某龙舟队在比赛前划向比赛点的途中要渡过288 m宽、两岸平直的河,河中水流的速度恒为v水=6.0 m/s。龙舟从M处开出后沿直线MN到达对岸,若直线MN与河岸下游的夹角为53°,龙舟在静水中的速度大小为8.0 m/