第一章 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（教科版2019）

第2节　运动的合成与分解 课程内容要求 核心素养提炼 1．掌握矢量的合成与分解的法则．学会位移、速度、加速度的分解方法． 2．知道什么是运动的合成与分解． 3．学会运用运动合成和分解的方法分析实际问题． 1．物理观念：分运动、合运动的概念，运动的合成与分解． 2．科学思维：位移、速度、加速度等矢量合成与分解的方法．运动合成与分解的应用． 3．科学探究：探究小船渡河问题． [对应学生用书P5] 1．位移、速度和加速度是矢量，其合成与分解的方法遵循平行四边形定则． 2．平行四边形定则是矢量合成与分解遵循的普遍法则． [判断](对的画“√”，错的画“×”) (1)力的合成与分解遵循的法则与位移、速度和加速度的合成与分解不同．(×) (2)所有矢量的运算都遵循平行四边形定则．(√) 1．合运动与分运动：如果一个物体同时参与了几个运动，那么物体实际的运动就叫作合运动，那几个运动就叫作分运动． 2．运动的合成与分解 (1)运动的合成：已知分运动求合运动． (2)运动的分解：已知合运动求分运动． 3．位移、速度和加速度的合成与分解 位移、速度和加速度均为矢量，可按照平行四边形定则进行合成或分解，如图所示． [思考] 如图所示，两名同学并肩行走在下雪的路上，观察风中飘落的雪花．若雪花竖直下落的速度为v1，水平方向的风速为v2，那么雪花的合速度怎样确定？ 提示　如图所示，以v1、v2为邻边作出平行四边形，对角线就是合速度，根据v1⊥v2，v合＝，其方向与水平方向的夹角的正切值tan θ＝. 1．复杂的运动可以分解成两个或几个比较简单的运动． 2．运动的合成与分解在生产、生活和科技中有广泛的应用． [思考] 如图甲所示，在一端封闭、长约1 m 的玻璃管内注满清水，水中放一个由蜡块做的小圆柱体R，将玻璃管口塞紧． 情景1：将图甲玻璃管倒置(如图乙所示)，可以看到蜡块上升的速度大小不变，即蜡块做匀速直线运动． 情景2：再次将图甲玻璃管倒置，在蜡块上升的同时将玻璃管水平向右匀速移动，观察研究蜡块的运动(如图丙所示). 蜡块同时参与了水平方向和竖直方向两个不同的运动，我们把这两个运动叫作分运动，蜡块的实际运动叫作合运动，两个分运动和合运动在时间上有怎样的关系？ 提示　分运动和合运动在运动时间上相等． [对应学生用书P6] 探究点一　互成角度两直线运动合运动的性质 如图所示，在一张白纸上放置一把直尺，沿直尺的边缘放置一块直角三角板．将三角板沿直尺水平向右匀速移动，同时将一支铅笔从三角板直角边的最下端沿直角边向上移动，探究以下问题： (1)若铅笔向上匀速移动，则笔尖在纸上留下的痕迹是直线还是曲线？说明了什么？ 提示　直线．说明两个匀速直线运动的合运动仍是匀速直线运动． (2)若铅笔向上匀加速移动，则笔尖在纸上留下的痕迹是直线还是曲线？说明了什么？ 提示　曲线．说明不在同一直线上的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动的轨迹不是直线，而是曲线． 分运动的特点 合运动的性质 两个匀速直线运动 匀速直线运动 一个匀速直线运动，一个匀变速直线运动 匀变速曲线运动 两个初速度为零的匀加速直线运动 匀加速直线运动 两个初速度不为零的匀变速直线运动 若v0合与a合共线，则合运动为匀变速直线运动 若v0合与a合不共线，则合运动为匀变速曲线运动 [特别提醒]　两个直线运动的合运动不一定是直线运动，最终判断的方法是看合速度方向与合加速度的方向是否在同一直线上． 如图所示，AB和CD是彼此平行且笔直的河岸．若河水不流动，小船船头垂直于河岸由A点匀速驶向对岸，小船的运动轨迹为直线P.若河水以稳定的速度沿平行于河岸方向流动，且水流速度处处相等，现使小船船头垂直于河岸由A点匀加速驶向对岸，则小船实际运动的轨迹可能是图中的(　　) A．直线P　　　　　　 B．曲线Q C．直线R D．曲线S D　[小船沿AC方向做匀加速直线运动，沿AB方向做匀速直线运动，AB方向的匀速直线运动和AC方向的匀加速直线运动的合运动为曲线运动，合外力沿AC方向指向曲线运动轨迹的凹侧，故D正确．] [训练1]　在长80～100 cm、一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个用红蜡做成的小圆柱体(小圆柱体恰能在管中匀速上浮)，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧．然后将玻璃管竖直倒置，在红蜡块匀速上浮的同时使玻璃管紧贴黑板面在水平方向上匀加速移动，你正对黑板面将看到红蜡块相对于黑板面的移动轨迹可能是(　　) C　[由于红蜡块匀速上浮，物体在竖直方向上做匀速直线运动，而在红蜡块匀速上浮的同时，玻璃管紧贴黑板面在水平方向上匀加速移动，则红蜡块的合加速度水平向右，且指向移动轨迹的凹侧，故红蜡块相对于黑板面的移动轨迹可能是图C.] 探究点二　小船渡河问题 　小船(视为质点)在有一定