(讲义)第2章 第1节 运动的合成与分解-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册(鲁科版2019)

第1节　运动的合成与分解 [核心素养·明目标] 核心素养 学习目标 物理观念 (1)了解曲线运动的内涵。 (2)知道物体做曲线运动的条件。 (3)能从运动合成与分解角度分析曲线运动。 科学思维 (1)知道速度方向、合力方向及轨迹弯曲情况之间的关系。 (2)能在熟悉情境中运用运动的合成与分解解决曲线运动问题。 科学探究 (1)通过迷你实验，探究曲线运动的条件和方向。 (2)通过分析小船渡河运动，初步体会等效替代的物理思想。 科学态度与责任 能领略曲线运动的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲。 知识点一　认识曲线运动 1．曲线运动 运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动。如水平扔出的飞镖、绕地球运动的卫星的运动等。 2．物体做曲线运动的条件 物体所受合力的方向(即它的加速度的方向)跟物体速度方向不在同一直线上。 3．曲线运动的速度方向 做曲线运动的物体在某一点(或某一时刻)的速度方向，为沿曲线在该点的切线方向。 4．曲线运动的运动性质 曲线运动中速度的方向时刻在变化，因此曲线运动是变速运动。 　拿出一枚硬币水平抛出后在空中(不计空气阻力)将做曲线运动，硬币做曲线运动的速度方向、合力方向及运动轨迹之间的空间关系怎样？大致画出轨迹，标出一些位置的速度方向与合力方向。 提示：如图所示，速度方向与合力方向不在一条直线上，轨迹处于速度方向与合力方向所夹的范围内且向合力指向的一侧弯曲。 1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)水平扔出的石子一定做直线运动。 (×) (2)做曲线运动的物体速度方向和受力方向一定不在同一条直线上。 (√) (3)做曲线运动的物体受力的方向一定沿着轨迹的切线方向。 (×) 知识点二　生活中运动的合成与分解 1．如果一个物体同时参与几个运动，那么物体实际发生的运动就是这几个运动的合运动，这几个运动就是物体实际运动的分运动。 2.竹筏过河时，竹筏一边向对岸划行，一边随流水向下游运动，这两个运动是分运动，竹筏最后沿斜线到达对岸A点的运动是合运动。 3．运动的合成与分解的方法 (1)运动的合成与分解遵从矢量运算法则。 (2)如果两个分运动方向在同一直线上，求合运动时直接进行代数加减。 (3)如果两个分运动方向不在同一条直线上，而是成一定夹角，根据矢量运算法则进行合成与分解。 4．相互垂直的两个分运动的合成 (1)合位移：s＝； (2)合速度：v＝。 　实际发生的运动是合运动，实际运动的速度是合速度。 2：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)运动的合成就是把两个分运动加起来。 (×) (2)运动的分解就是把一个运动分成两个完全相同的运动。 (×) (3)运动的合成与分解遵从矢量运算法则。 (√) 考点1　曲线运动的理解 如图所示，砂轮上打磨下来的炽热微粒沿什么方向飞出？如何确定物体在某一点的速度方向？ 提示：从砂轮上打磨下来的炽热微粒沿脱落点的切线方向飞出，所以物体在某一点的速度方向沿曲线在这一点的切线方向。 1．曲线运动条件的理解 (1)从运动学角度来理解：物体的加速度方向与速度方向不在同一条直线上。 (2)从动力学角度理解：物体所受合外力的方向与物体的速度方向不在同一条直线上，具体有如图所示的几种形式。 2．极限法分析曲线运动的速度方向 如图所示，质点由A点运动到B点做曲线运动，由平均速度公式知曲线运动的平均速度等于时间t内的位移与时间的比值，所以物体由A点运动到B点的平均速度为＝，方向由A指向B。随着时间取值的减小，由图可知时间t内的位移方向逐渐向A点的切线靠近，当时间t→0时，位移由割线变为切线，位移方向即为A点的切线方向，故在极短时间内的平均速度的方向即为A点的瞬时速度方向，即A点的切线方向。 3．判断曲线运动轨迹的方法 分析曲线轨迹时应注意三点：凹向、弯曲程度与轨迹位置。曲线上某点处合力的方向在曲线上该点的切线的哪一侧，曲线就向哪一侧弯曲；曲线上某点的加速度越大、速度越小，则曲线轨迹弯曲越厉害；曲线轨迹必定夹在a、v方向之间。 【典例1】　如图所示，物体以恒定的速率沿圆弧AB做曲线运动。下列对它的运动分析正确的是(　　) A．因为它的速率恒定不变，故做匀速运动 B．该物体受的合外力一定不等于0 C．该物体受的合外力一定等于0 D．它的加速度方向与速度方向有可能在同一直线上 思路点拨：(1)曲线运动的速度方向时刻变化。 (2)因速度方向改变所以曲线运动一定是变速运动，一定有加速度。 (3)做曲线运动的条件是速度与加速度方向不在同一直线上。 B　[物体做曲线运动时，速度方向沿轨迹的切线方向，速度方向时刻在变，故物体做变速运动，A错误；物体做变速运动，具有加速度，故所受合外力不等于0，B正确，C错误；物体做曲线运动的条件是合外力与速度方向不共线，所以物体的加速度方向与速