第五章 第2节 运动的合成与分解（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册（人教版2019）

第2节　运动的合成与分解 物理观念 科学思维 科学态度与责任 1．理解合运动与分运动的概念，能对简单平面运动进行合成与分解。 2．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。 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，并能用这个思想解决类似的简单问题。 通过运动的合成与分解实例分析，增强将物理知识应用于生产和生活的意识。 [对应学生用书P4] 一、一个平面运动的实例 　　　 1．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．建立坐标系：研究蜡块在平面内的运动，可以选择建立平面直角坐标系。 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。 3．蜡块运动的轨迹 　　 (1)蜡块运动的位置：蜡块x坐标的值等于它与y轴的距离，y坐标的值等于它与x轴的距离。以vx表示玻璃管向右匀速移动的速度，以vy表示蜡块沿玻璃管匀速上升的速度。 ↓ 　则在某时刻t，蜡块的位置P的坐标：x＝vxt，y＝vyt。 (2)蜡块运动的轨迹：在x、y的表达式中消去t，得到y＝x，可见此式代表的是一条过原点的直线，即蜡块的运动轨迹是直线。 (3)蜡块运动的速度：大小v＝，方向满足tan θ＝。 二、运动的合成与分解 1．分运动与合运动：蜡块沿玻璃管向上的运动和它随着玻璃管向右的运动，都叫作分运动；而蜡块相对于黑板向右上方的运动叫作合运动。 2．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。 3．运动的合成与分解遵从矢量运算法则。运动合成与分解的思想和方法对分运动是变速运动的情况也是适用的。 1．(物理与生活)在无风的雨天行驶的汽车，雨滴下落到车窗上，其运动轨迹倾斜后，如图所示。判断下列说法的正误。(对的画“√”，错的画“×”) (1)雨滴的下落，参与了水平和竖直两个方向的运动。(　　√　　) (2)雨滴的合位移一定大于水平方向和竖直方向的任意一个分位移。(　　×　　) (3)合速度不一定大于水平方向和竖直方向的任一分速度。(　　√　　) (4)雨滴的合运动就是把两个分运动加起来。(　　×　　) (5)合运动与分运动具有等时性。(　　√　　) (6)运动的分解就是把一个运动分成两个完全相同的运动。(　　×　　) 2．(教材拓展P7)“图5.2－2”研究蜡块的运动 (1)蜡块运动的轨迹一定是直线吗？ (2)蜡块的运动可以有其他的分解方式吗？ 提示：(1)不一定是直线。 (2)有。 [对应学生用书P5] 探究点一 运动的合成与分解 将一个小球从空中抛出，碰到水平桌面后弹起，如图为小球多次弹起并运动的闪光照片。 [问题设计] 如何将这个复杂的运动转化为直线运动？ 提示：建立平面直角坐标系，分析沿两坐标轴方向的直线运动。 1．运动的合成与分解是指 x 、v、 a 的合成与分解。 注意：位移、速度、加速度都是矢量，合成时均遵循平行四边形定则。 2．位移的合成、速度的合成、加速度的合成 3．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，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，互不影响 4.常见的两种运动分解方法 (1)效果分解：根据运动的实际效果来确定两个分运动的方向，进行分解。 (2)正交分解：建立直角坐标系，将运动分解到两个相互垂直的方向上。 【例1】 跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升机上由静止跳下后，若在下落过程中受到水平风力的影响，下列说法正确的是(　　) A．水平风力越大，运动员下落时间越长 B．水平风力越小，运动员下落时间越短 C．水平风力越大，运动员着地时速度越大 D．运动员着地速度与水平风力无关 C　解析：运动员参加两个分运动，水平方向随空气匀速运动，竖直方向在降落伞张开前先加速，降落伞张开后先减速后匀速，由于竖直分运动不受水平分运动的干扰，故运动时间与风速无关，A、B错误；运动员落地速度由水平分速度和竖直分速度合成，水平分速度由风速决定，故风速越大，合速度越大，即着地速度越大，C正确，D错误。 [练1] 关于运动的合成，下列说法正确的是(　　) A．合运动的时间等于分运动的时间之和 B．合运动的时间大于任意一个分运动的时间 C．合运动的时间小于任意一个分运动的时间 D．合运动和分运动是同时进行的 D　解析：合运动与分运动的时间相等，是同时进行的，A、B、C错误，D正确。 探究点二 合运动性质和轨迹的判断 1．合运动的性质判断 分运动 合运动