第一章 第二节 运动的合成与分解-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第二册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

第二节　 运动的合成与分解 【核心素养目标】 物理观念 知道合运动、分运动以及合运动与分运动的关系。 科学思维 知道运动的合成、分解以及运动的合成与分解遵循的法则；会利用运动的合成与分解分析“小船过河”“关联速度”等问题。 科学探究 通过实验探究合运动与分运动的关系。 知识点一　运动的分析　位移和速度的合成与分解 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(已知风在水平方向上匀速)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的速度，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的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。 1．合运动与分运动 如教材P6图1－2－1所示，用小锤击打弹性金属片，使球沿水平方向飞出。球从抛出点A沿曲线路径运动到落地点D。从运动的效果来看，这一过程可以分解为两个同时进行的分运动，一个是在水平方向上从点A到点B的直线运动，另一个是在竖直方向上从点A到点C的直线运动。 2．分运动的独立性 如教材P6图1－2－2所示，用小锤击打弹性金属片，使球1沿水平方向飞出，完全相同的球2被同时松开做自由落体运动。改变小锤击打金属片的作用力大小，使球1沿水平方向飞出，初速度的大小发生变化。通过上述实验发现，虽然两球的运动轨迹不同，但无论球1水平飞出的初速度多大，两球几乎总是同时落地。这表明球1在竖直方向上的分运动是自由落体运动，且不会受到水平方向分运动的影响，球1在竖直和水平两个方向上的分运动具有独立性。 3．位移合成与分解的理解 如教材P7图1－2－3所示，在一张白纸上，让铅笔笔尖靠着直尺，沿直尺边沿横向移动，同时向前平推直尺，使其沿纵向移动。把直尺向前推一段距离之后，铅笔会画出一条不规则的曲线。连接这段曲线的首尾，便得到笔尖走过的位移。再画出笔尖的横向位移和纵向位移。笔尖走过的位移正是由笔尖的横向位移和纵向位移构成的平行四边形的对角线。 4．平行四边形定则 位移、速度的合成与分解遵循平行四边形定则。可以应用运动合成与分解的方法，通过位移和速度的合成与分解，把复杂运动转化为简单运动进行研究。 学生用书↓第6页 【判断正误】 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。(　　) 答案：1.√　2.√　3. × 1．合运动与分运动 如果物体同时参与了几个运动，那么物体实际发生的运动就是合运动，参与的几个运动就是分运动。物体实际运动的位移、速度、加速度是它的合位移、合速度、合加速度，而分运动的位移、速度、加速度就是它的分位移、分速度、分加速度。 2．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 3.运动的合成与分解的理解 (1)运动的合成与分解是指位移、速度、加速度的合成与分解。其合成与分解遵循平行四边形定则。 (2)对速度进行分解时，不能随意分解，应按物体的实际运动效果进行分解。 如图所示，在某次演习中，演习直升机空投物资。直升机空投物资时，可以停留在空中不动，设投出的物资离开飞机后由于降落伞的作用在空中能匀速下落，无风时落地速度为5 m/s。若飞机停留在离地面100 m高处空投物资，由于水平风的作用，使降落伞和物资获得1 m/s的水平向东的速度。求(结果可保留根式)： (1)物资在空中运动的时间； (2)物资落地时速度的大小； (3)物资在下落过程中水平方向移动的距离。 解析：如图所示，物资的实际运动可以看作竖直方向的匀速直线运动和水平方向的匀速直线运动两个分运动的合运动。 (1)分运动与合运动具有等时性，故物资实际运动的时间与竖直方向分运动的时间相等，所以t＝＝ s＝20 s。 (2)物资落地时vy＝5 m/s，vx＝1 m/s，由平行四边形定则得v＝＝ m/s＝ m/s。 (3)物资水平方向的位移大小为x＝vxt＝1×20 m＝20 m。 答案：(1)20 s　(2) m/s　(3)20 m 针对练1.(2022·湖南长沙市期末)对于两个分运动的合成，下列说法正确的是(　　 ) A．合运动的速度一定大于两个分运动的速度 B．合运动的速度一定小于某个分运动的速度 C．由两个分速度的大小就可以确定合速度的大小 D．合运动的方向就是物体实际运动的方向 D　[根据平行四