1.2运动的合成与分解 课件-2022-2023学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册

必修二·物理 第一章、抛体运动 1.2、运动的合成与分解 一、矢量的合成与分解 我们已经学了力的合成与分解，如图两个小朋友分别用力提一桶水，大人则一个人提一桶水。大人一个力的效果与两个小朋友两个力的效果相同。 用一个力代替两个力的效果叫力的合成。 共线的两个力的合成遵循代数加减法则。 不共线的两个力的合成遵循平行四边形法则 平行四边形法则其实看半边就是三角形法则 力的分解也遵循平行四边形法则 描述物体运动的位移、速度和加速度也是矢量，它们的合成与分解也遵循平行四边形法则吗？ 二、运动（位移、速度）的合成与分解 A B V1 V2 如图是一个玩具车放在跑步机上的俯瞰图，跑步机外边缘机身上有正对的A、B两点，若跑步机启动后，释放小车时车头正对指向B点，小车最终会到达B点吗？ 实际上以上的小车参与了两个运动，叫分运动。我们眼睛看到的斜向右上方的运动是小车的实际运动，即合运动。 注意：实际上合运动是真实的，分运动是不存在的。 我们为什么要把合运动来分解呢？ 目的：为了简化问题！ A B V1 1、若关闭跑步机，开启小车，并释放，玩具车会怎么运动？ A B V2 2、若关闭玩具车，只开启跑步机，玩具车会怎样运动？ 1、合运动与分运动 （1）定义：如果物体同时参与几个不同方向的运动，那么该物体的实际运动就叫做这几个运动的合运动，这几个运动叫该物体实际运动的分运动。 （2）合运动与分运动的特性： d、独立性 c、等时性 a、等效性 b、同体性 以蜡块为例，来进行运动的合成与分解： y 合运动 分 运 动 分运动 2.运动的合成与分解 合运动 分运动 运动的合成 运动的分解 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。 x x2 x1 v v2 v1 a a2 a1 位移合成与分解 速度合成与分解 加速度合成与分解 （2）不在同一直线上的匀速直线运动与匀变速直线运动的合运动： ——匀变速曲线运动 V1 V2 V合 （1）两个不在同一直线上的 匀速直线运动的合运动： v2 v1 v合 F合= 0 匀速直线运动 ——匀速直线运动 3、两个互成角度的直线运动的合运动的性质和轨迹的判断 F合与v合不共线－匀变速曲线运动 F合与v合共线－匀变速直线运动 （4）初速度均不为零的两个不在同一直线上的匀变速直线运动的合运动 V1 V2 V合 F1 F2 F合 V1 V2 V合 F1 F2 F合 （3）初速度均为零的两个不在同一直线上的匀变速直线运动的合运动 ——匀变速直线运动 F1 F2 F合 判断方法：由两分运动的性质、合初速度与合加速度的关系决定： (1)根据合加速度是否恒定 若合加速度不变且不为零，则合运动为匀变速运动； 若合加速度变化，则合运动为非匀变速运动． (2)根据合加速度与合初速度是否共线 若合加速度与合初速度在同一直线上，则合运动为直线运动； 若合加速度与合初速度不在同一直线上，则合运动为曲线运动． 三、两个互成角度的直线运动的合运动的性质和轨迹的判断 1.如图所示，旋臂式起重机的旋臂保持不动，可沿旋臂“行走”的天车有两个功能，一是吊着货物沿竖直方向运动，二是吊着货物沿旋臂水平运动.现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶，同时启动天车上的起吊电动机，使货物沿竖直方向做匀加速运动.此时，我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是图中的(　　) 2.质量为2kg的质点在xOy平面上做曲线运动，在x方向的速度—时间图像和y方向的位移—时间图像如图所示，下列说法中正确的是(　　) A.质点的初速度为3 m/s B.质点做匀变速曲线运动 C.质点所受的合外力为4 N D.质点初速度的方向与合外力方向垂直 三、运动的合成与分解的应用 小船摆渡曾是人们过河的主要方式． 设河的宽度为d，小船在静水中的速度为v1， 河水匀速流动，流速为v2，讨论以下问题： （1）要使小船渡河的时间最短，小船应如何渡河？最短时间是多少？到达对岸时小船的航程是多少？ 小船渡河问题： 1.渡河的最短时间: 结论：当船身垂直于河岸行驶时，渡河时间最短. v1 v v v1 v2 v2 分析：合分运动具有等时性，渡河过程中，合运动v 的时间等于分运动v1的时间；要使时间最短，当v1运动的时间最短，即合运动时间最短. tmin= t1 = d/v1 d 2.渡河的最短位移: (1)若船速大于水速（ v1>v2 ）: 结论：船的合速度垂直于河岸时，位移最小 v1>v2时，合速度可垂直于河岸，xmin=d 上游 下游 v2 v1 v 2.渡河的最短位移: d (2)若船速小于水速（ v1<v2 ） : 结论：船的速度与船的合速度垂直时，位移最小 v2 v1 v x θ v1<v2时，合速度不能垂直于河岸