5.2运动的合成与分解（好课件）-2022-2023学年高一物理同步备课精编优选课件+导学案（人教版2019必修第二册）

§2 运动的合成与分解 高一物理（人教版2019） 必修 第二册 第五章 抛体运动 新课引入 观察：人在河水中横渡 新课引入 2.对类似上述的运动应该怎样分析呢？ 1.人在流动的河水中始终保持头朝正前方游向对岸，人会在对岸的正前方到达，还是会偏向上游或下游?为什么？ 思考与讨论： 演示：观察蜡块的运动 新课讲授 一、一个平面运动的实例 新课讲授 思考与讨论： 1.蜡块的轨迹如何描述？在每一时刻的位置和位移如何变化？ 2.蜡块的速度的大小、方向变化吗？如何描述？ 1.建立坐标系 研究物体的运动时，坐标系的选取很重要。研究物体在平面内的运动时，可以选择平面直角坐标系。 在研究蜡块的运动时，我们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 新课讲授 一、一个平面运动的实例 O x y S θ x y 2.蜡块运动的轨迹 若以vx表示玻璃管向右的移动速度，vy表示蜡块沿玻璃管上升的速度，请表示蜡块在t时刻的位置及位移。 P（x,y） 新课讲授 ——轨迹为直线 O x y S θ x y P（x,y） 新课讲授 2.蜡块运动的轨迹 3.蜡块运动的速度 速度的大小和方向保持不变 O x y v θ vx vy P 综上，蜡块做匀速直线运动。即两个匀速直线运动的合运动是匀速直线运动。 新课讲授 1.蜡块实际的运动与水平和竖直的分运动是什么关系？ 2.蜡块A由底部运动至顶端的时间，与蜡块在竖直方向由底部运动到顶端的时间是什么关系？ 3.如果将试管以更大的速度向右运动，蜡块在竖直方向的运动情况变不变？ 等效性：合运动与分运动可以“等效替代” 等时性:各分运动与合运动是同时开始、同时结束的，所经历的时间相等； 独立性：分运动各自独立 互不影响 思考与讨论： 新课讲授 10 1.合运动与分运动 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； 一个物体实际发生的运动产生的效果跟另外两个运动共同产生的效果相同,这一物体实际发生的运动叫做这两个运动的合运动，这两个运动叫做这以实际运动的分运动。 新课讲授 二、运动的合成与分解 3.运动的合成与分解 4.分解原则:一般根据运动的实际效果分解，也可以正交分解。 5.遵循规律:平行四边形法则 新课讲授 分运动 合运动 运动的合成 运动的分解 二、运动的合成与分解 【例题】某商场设有步行楼梯和自动扶梯，步行楼梯每级的高度是0.15m，自动扶梯与水平面的夹角为30°，自动扶梯前进的速度是0.76m/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。哪位顾客先到达楼上？如果该楼层高4.56m，甲上楼用了多少时间？ 新课讲授 解：如图所示，甲在竖直方向的速度 v甲y＝v甲sinθ＝0.76×sin30°m/s＝0.38m/s 乙在竖直方向的速度 因此v甲y >v乙，甲先到楼上。 甲比乙先到达楼上，甲上楼用了12s。     30° v甲y   v甲 新课讲授 如果蜡块沿水平方向上加速运动，蜡块做什么运动？ 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。 新课讲授 思考与讨论： （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 借题发挥： 新课讲授 物理模型 三、小船过河模型 17 1.小船过河问题基础理解 (1)将船实际的运动看做船随水流的运动和船在静水中的运动的合运动． (2)如图所示，v水为水流速度，v静水表示船在静水中的速度，将船的速度v静水沿平行于河岸和垂直于河岸方向正交分解，则v水－v静水cosθ为船实际上沿水流方向的运动速度，v⊥＝v静水sinθ为船垂直于河岸方向的运动速度．两个方向的运动情况相互独立、互不影响． 物理模型 三、小船过河模型 18 2.过河的最短时间 过河时间仅由v静水垂直于河岸的分量v⊥决定，即t＝d/v，与v水无关．要使过河时间最短，应使垂直河岸方向的速度最大，如图所示，当sinθ＝1，即v静水垂直于河岸时，过河所用时间最短，最短时间为t＝d/v静水，与v水无关． 物理模型 19 3.过河的最小位移 (1)当v水<v静水时，过河的最小位移即河的宽度．如图所示，为了使过河位移等于河宽d，这时船头应指向河的上游，并与河岸成一定的