第一章 第2节 运动的合成与分解-【高考领航】2023-2024学年高中物理必修第二册同步核心辅导与测评（教科版）

第2节　运动的合成与分解 新课程目标 核心素养 1.通过分析小车在跑步机上的运动，学会运动的合成与分解，掌握合运动与分运动的应用，初步体会等效替代的物理思想，从而处理复杂运动。 2.认识到曲线运动是自然界的基本运动形式，能应用运动的合成与分解知识分析生活中有关的问题。 1.物理观念：知道分运动与合运动；理解运动的合成与运动的分解；会利用平行四边形定则计算分速度、合速度及分位移、合位移。 2.科学思维：会利用所学知识分析解决实际运动问题。 3.科学探究：通过对蜡块运动的探究过程，体会研究曲线运动的方法。 　矢量的合成与分解 1．平行四边形定则 (1)力的合成与分解遵循平行四边形定则。 (2)位移、速度和加速度都是矢量，其合成与分解的方法也遵循平行四边形定则。 2．处理方式 通过平行四边形定则将合矢量与分矢量的关系转化为平行四边形的对角线和邻边的关系，可以把矢量运算转化为几何运算。所以，在解决力(运动)的合成与分解的问题时，作图是非常关键的一步。 　位移和速度的合成与分解 1．小车与履带同时运动 2．合运动与分运动：如果一个物体同时参与两个运动， 那这两个运动就叫作分运动，实际的运动就叫作合运动。 3．运动的合成：已知分运动求合运动的过程。 4．运动的分解：已知合运动求分运动的过程。 5．运动的合成与分解的实质：对物体的位移、速度和加速度等物理量进行合成与分解。 　运动合成与分解的应用——小船渡河模型 1．模型特点：两个分运动和合运动都是匀速直线运动，其中一个分运动的速度大小、方向都不变，另一个分运动的速度大小不变，研究其速度方向不同时对合运动的影响。这样的运动系统可看作小船渡河模型。 2．模型分析 (1)渡河位移最短(v船>v水) 过河位移最小时有v⊥v水，如图所示，此时xmin＝d(d为河宽)，船头指向上游与河岸夹角为θ， cos θ＝。 (2)渡河时间最短 渡河时间：t＝＝， 当θ＝90°时，t最小，所以当船头正对河岸时渡河时间最短，tmin＝。 [课前小练] 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)合运动与分运动是同时进行的，时间相等。(√) (2)合运动一定是实际发生的运动。(√) (3)合运动的速度一定比分运动的速度大。(×) (4)两个互成角度的匀速直线运动的合运动，一定也是匀速直线运动。(√) 2．雨滴由静止开始下落，遇到水平方向吹来的风，下述说法中正确的是(　　) ①风速越大，雨滴下落时间越长　②风速越大，雨滴着地时速度越大　③雨滴下落时间与风速无关　④雨滴着地速度与风速无关 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 解析：选B　将雨滴的运动在水平方向和竖直方向分解，两个分运动相互独立，雨滴下落时间与竖直高度有关，与水平方向的风速无关，故①错误，③正确。风速越大，落地时，雨滴水平方向分速度越大，合速度也越大，故②正确，④错误，故选B。 3. 如图所示，某人由A点划船渡河，船头方向始终与河岸垂直，小船在静水中的速度恒定，下列说法正确的是(　　) A．小船能到达正对岸的B点 B．小船能到达正对岸B点的左侧 C．小船到达对岸的位置与水流速度无关 D．小船到达对岸的时间与水流速度无关 解析：选D　船头方向始终与河岸垂直，由运动合成的知识可知，小船只能到达正对岸的右侧，故选项A、B错误；小船到达对岸的位置与水流速度有关，水流速度越大，位置就越靠右，选项C错误；小船到达对岸的时间与河岸的宽度和小船在静水中的速度有关，根据运动的独立性可知，与水流速度无关，选项D正确。 　运动合成与分解 [思考探究] 运动员从直升飞机上由静止跳下后，如图，在下落过程中将会受到水平风力的影响， 若风力变大，运动员下落时间、着地速度和水平位移如何变化？ 提示：运动员同时参与了两个分运动，竖直方向向下落和水平方向随风飘，两个分运动同时发生，相互独立。由于高度一定，则运动员下落时间一定；水平风速越大，水平速度越大，则着地速度越大，水平位移也越大。 [思维深化] 1．合运动与分运动的关系 等效性 各分运动的共同效果与合运动的效果相同 等时性 各分运动与合运动同时发生和结束，时间相同 独立性 各分运动之间互不相干，彼此独立，互不影响 同体性 各分运动与合运动是同一物体的运动 2.合运动性质的判断 3．两个互成角度的直线运动的合运动性质和轨迹的判断 分运动 合运动 矢量图 条件 两个匀速直线运动 匀速直线运动 a＝0 一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动 匀变速曲线运动 a与v成α角 两个初速度为零的匀加速直线运动 初速度为 零的匀加 速直线运 动 v0＝0 两个初速度不为零的匀加速直线运动 匀变速直线运动 a与v方向相同 匀变速曲线运动 a