内容正文:
(12)运动的合成与分解——2023-2024学年高一物理人教版(2019)寒假轻松衔接
知识提前学:
一、运动的合成
1.运动的合成:由分运动求合运动的过程,叫作运动的合成。
2.运动合成的方法
(1)两个分运动在同一直线上时,运动合成前一般先规定一个正方向,然后确定各分运动的速度、加速度和位移的正负,再求代数和。
(2)两个分运动不在同一直线上时,要按平行四边形定则或三角形定则来求合速度、合加速度和合位移。
(点拨:所有的矢量运算均满足平行四边形定则或三角形定则。)
二、运动的分解
1.运动的分解:由合运动求分运动的过程,叫作运动的分解。
(1)合运动是物体相对某一参考系所做的实际运动,即物体合运动的轨迹是物体实际运动的轨迹,物体相对于参考系的速度是合速度。
(2)曲线运动一般可以分解为两个方向上的直线运动,通过对已知规律的直线运动的研究,可以知道曲线运动的规律。
2.运动分解的方法
按实际效果来进行分解,常用的思想方法有两种:
(1)先找出合运动的一个位移,看看这个位移产生什么效果,再从中找到运动分解的方法;
(2)先确定合运动的速度方向(物体的实际运动方向),然后分析这个合速度所产生的实际效果,以确定两个分速度的方向。
衔接试题:
1.小船渡河,设河水流速及船在静水中速度均恒定,河两岸平行。当船头指向正对岸航行,渡河过程中所通过的路程是河宽的倍,若该船要以最短位移过河,则其最短位移是河宽的多少倍( )
A.1.5倍 B.倍 C.2倍 D.倍
2.炮筒与水平方向成θ角,炮弹从炮口射出时的速度大小是v,这个速度在竖直方向的分速度是( )
A. B. C. D.v
3.一轮船以一定的速度垂直河岸向对岸行驶,当河水流速均匀时,轮船所通过的路程、过河所用的时间与水流速度的正确关系是( )
A.路程和时间与水速无关 B.水速越大,路程越长,时间越长
C.水速越大,路程越短,时间不变 D.水速越小,路程越小,时间不变
4.一条河的两侧河岸相互平行,河宽为100m,河中水流速度处处相同为4m/s,一条小船在静水中的航行速度为5m/s,则这条小船渡过此条河流所需的最短时间是( )
A.25s B.20s C.30s D.35s
5.如图所示,有一条宽为100 m的河道,一小船从岸边的某点渡河,渡河过程中保持船头指向与河岸始终垂直。已知小船在静水中的速度大小为4 m/s,水流速度大小为3 m/s。下列说法正确的是( )
A.小船渡河过程中的位移大小为100 m B.小船渡河的时间为25 s
C.小船在河水中航行的轨迹为曲线 D.小船在河水中的速度大小为7 m/s
6.为了备战皮划艇比赛,某队员在河中进行训练。若河岸平直,河面宽150m,水流速度大小为4m/s,皮划艇相对静水的速度大小为2m/s,则皮划艇渡河的最短航程为( )
A.100m B.150m C.225m D.300m
7.某同学将标枪以速度斜向上投出,与水平方向的夹角为θ。则沿水平方向的分速度为( )
A. B. C. D.无法确定
8.在一条宽100 m的河中,水的流速为4m/s,小船在静水中的速度为2 m/s,则下列判断正确的是( )
A.小船的渡河的最短时间为25 s
B.小船能到达正对岸
C.若小船以最短时间渡河,到达对岸时,沿水流的方向的位移为200 m
D.若保持船头与河岸垂直方向行驶,河中水流速度减小,小船到达河岸时间变大
9.关于合运动与分运动,下列说法中正确的是( )
A.合运动与分运动是等效替代关系
B.合运动与分运动相互影响
C.合运动与分运动完成的时间不相等
D.以上说法都不对
10.小船渡河过程中,要想小船以最短的时间渡河,则船头与河岸所成的角为( )
A.0o B.60° C.90° D.180°
11.一小船欲以最短的时间渡过一条小河,则下列说法正确的是( )
A.小船的船头一直指向小河的上游 B.小船的船头一直垂直小河的河岸
C.小船的船头一直指向小河的下游 D.小船到达出发点的正对岸
12.近日“抗洪抢险应急演练”在一段河岸平直的江面举行。抢险志愿者驾驶摩托快艇到对岸救人。快艇在静水中的航行速度大小为,河流的水流速度大小为,已知快艇在此河流中渡河的最短时间为10s。若快艇以最短路程渡河,渡河的时间为( )
A.10s B.12.5s C.15.5s D.17.5s
答案以及解析
1.答案:C
解析:由题意可知,河水流速是船在静水中航行速度的两倍。当以最小位移过河时,航行路线与船速垂直,由几何关系得最小位移的长度是河宽的两倍,C正确。
2.答案:B
解析:画出速度分解图,如图所示
根据三角函数定义
解得
故选B。
3.答案:D
解析:船相对于岸的速度为船相对于水的速度和水流速度的合速度,水流速