第5章 第2节 运动的合成与分解 （Word教参）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理必修第二册（人教版2019 江苏专版）

第2节　运动的合成与分解 核心素养导学 物理观念 (1)理解合运动与分运动的概念。 (2)知道运动的合成与分解，理解运动的合成与分解遵循平行四边形定则。 科学思维 (1)会根据研究问题的需要建立合适的平面直角坐标系，并用函数描述直线运动。 (2)掌握运动的合成与分解的方法。会用作图和计算的方法，求解位移和速度的合成与分解问题。 (3)能对简单平面运动进行合成与分解。 科学态度与责任 通过运动的合成与分解，初步体会把复杂运动分解为简单运动的物理思想，并能用这个思想方法解决类似的简单问题。 一、一个平面运动的实例 1．演示实验——观察蜡块的运动 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，以黑板为背景我们看到蜡块向右上方运动。 2．蜡块运动的描述 (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，建立如图所示平面直角坐标系。 (2)蜡块的位置：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。 (3)蜡块运动的轨迹：蜡块运动的轨迹方程为y＝x，蜡块的运动轨迹是直线。 (4)蜡块运动的速度： ①大小：v＝。 ②方向：蜡块运动速度与x轴正方向夹角的正切值满足tan θ＝。 二、运动的合成与分解 1．合运动与分运动：一个物体同时参与几个运动，那么物体实际发生的运动叫作合运动，参与的那几个运动叫作分运动。 2．运动的合成与分解 (1)运动的合成：由分运动求合运动的过程。 (2)运动的分解：由合运动求分运动的过程。 (3)运算法则：运动的合成与分解遵从矢量运算法则。 3．运动的合成与分解的任务：对物体的速度、加速度、位移等物理量进行合成与分解。 (1)如果两个分运动的方向在同一直线上，求合运动时直接进行代数运算法则。 (2)如果两个分运动的方向不在同一条直线上，而是成一定夹角，根据平行四边形定则进行合成与分解。 (1)合运动经历的时间与分运动经历的时间相等。 (2)合运动的速度、位移、加速度与分运动的速度、位移、加速度间满足平行四边形定则。　 1.如图甲所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管内注满清水，一个用红蜡做成的圆柱体蜡块可在管内运动，在红蜡块从玻璃管的最下端开始匀速上升的同时，使玻璃管水平向右匀加速运动，直至红蜡块到达玻璃管的最上端。 请对以下结论作出判断： (1)红蜡块在竖直方向和水平方向的两个运动都是分运动。(√) (2)红蜡块运动的速度等于竖直方向速度和水平方向速度的代数和。(×) (3)红蜡块运动的轨迹应为图乙中的Q。(√) 2．跳伞运动员从高空下落。落地前的一段时间内，在无风时运动员竖直匀速下落，如图甲所示；有风时运动员会斜着向下匀速运动，如图乙所示。 (1)有风时运动员参与了哪两个分运动？其合运动是哪个运动？它们在时间上有什么关系？ (2)已知运动员的两个分运动速度，怎样求运动员的合速度？ 提示：(1)有风时运动员参与了竖直方向匀速下落和水平方向的匀速运动，其斜着向下匀速运动是合运动；它们在时间上具有等时性。 (2)以两个分速度为邻边作平行四边形，运用平行四边形定则求合速度。 新知学习(一)|对运动的合成与分解的理解 [任务驱动] 在刮风的下雨天，我们观察到雨滴总是斜着向下降落的，试问： (1)雨滴在降落时同时参与了什么方向上的运动？竖直方向的运动是雨滴的合运动还是分运动？ (2)已知雨滴的两个分运动速度，怎样求雨滴的合速度？ 提示：(1)雨滴同时参与了竖直向下和水平方向上的运动。竖直方向的运动是雨滴的分运动。 (2)应用平行四边形定则求合速度。　　　　 [重点释解] 1．合运动与分运动的四个特性 等时性 各分运动与合运动同时发生和结束，运动时间相同 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，彼此独立进行，互不影响 2．运动的合成与分解 (1)运动的合成与分解是指位移、速度、加速度的合成与分解。其合成、分解遵循平行四边形定则。 (2)对速度v进行分解时，不能随意分解，应按物体的实际运动效果进行分解。 [针对训练] 1．跳伞是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，当运动员在某高度从直升机上由静止跳下后，在下落过程中将会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是(　 ) A．风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作 B．风力越大，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害 C．运动员下落时间与风力有关 D．运动员着地速度与风力无关 解析：选B　运动员从直升机上跳下后同时参与了两个分运动：竖直方向下落的运动和水平方向随风飘的运动，这两个分运动同时发生，相互独立，所以水平风力越大，运动员着地速度越大，但下落时间由