5.2 运动的合成与分解（讲义）(5大知识点+10大题型+分层练习)【名校生】2023-2024学年高一下物理知识精讲与细练(人教版).zip

5.2 运动的合成与分解 知识点1：平面运动的实例分析 3 01研究蜡块运动的分解 5 02生活中其他运动的分析现象 7 知识点2：运动的合成与分解 8 03合运动和分运动的概念及关系 9 知识点3：两个直线运动的合运动 10 04互成交度的两个匀速直线运动的合成 11 05一个匀速和一个变速运动的合成 13 06两个变速直线运动的合成 15 知识点4：速度分解 17 07绳关联问题 18 08杆关联问题 20 知识点5：小船渡河 22 09小车过河模型 23 10小船过河模型在其他运动中的应用 25 【基础练·强化巩固】 27 【拓展练·培优拔高】 36 课堂目标 关键词 1.明确曲线运动的瞬时速度方向，能运用极限思维理解瞬时速度方向，会在轨迹图中画出某点的速度方向。 2.理解曲线运动是变速运动，知道物体做曲线运动的条件。 3.能运用牛顿第二定律和分解与合成的方法分析曲线运动，进一步理解运动与力的关系。 ①曲线运动 ②切线方向 ③轨迹 ④线 知识点1：平面运动的实例分析 【问题情景】下雨又刮风，雨滴倾斜下落，你能解释雨滴下落的原因吗？ 提示：雨滴同时参与了竖直向下和水平向右的运动。 1. 实验：观察蜡块的运动 (1) 实验器材：红蜡做的小圆柱体，一端封闭、长约 1m 的玻璃管.清水等。 (2) 实验步骤：①在玻璃管AB内注满清水水中放一个红蜡做的小圆柱体R，将玻璃管AB的开口端用橡胶寒塞紧（图甲）。把玻璃管迅速倒置（图乙），蜡块R沿玻璃管上升，观察蜡块上升的速度。蜡的密度略小于水的密度，蜡块在上升的初期做加速运动，随后由于受力平衡而做匀速运动。 2. 蜡块运动的描述 (1) 建立坐标系：建立如图所示的平面直角坐标系，以蜡块开始匀速运动的位置为原点O，以水平向右的方向和竖直向上的方向分别为x轴和y轴的正方向，建立平面直角坐标系。 (2) 蜡块的位置：设沿x方向的速度为vx，沿y方向的速度为vy在某时刻t，蜡块的位置P的坐标为 x=vxt，y=vyt。 (3) 蜡块的位移：从计时开始到时刻 1，蜡块位移的大小为；位移的方向为 (4) 蜡块的轨迹：据x、y的表达式消去变量t，得到，由于和都是常量，所以一也是常量，可见蜡块的运动轨迹是一条过原点的直线。 (5) 蜡块的速度：由图上图可知，速度v与、的关系为，方向满足，速度v的大小和方向是不变的。 3. 实验结论： 蜡块向右上方的运动，由沿玻璃管向上的匀速直线运动和水平向右的匀速直线运动共同构成。 【思考】 如图所示：用左手沿黑板推动直尺坚直向上运动，运动中保持直尺水平，同时，用右手沿直尺向右移动笔尖。若老师左手的运动为匀速运动，右手相对于直尺做初速度为0的匀加速直线运动，则笔尖的实际运动是什么运动? 【提示】：笔尖参与了两个方向的运动，竖直向上做匀速直线运动，水平向右做初速度为0的匀加速直线运动，合速度的大小、方向不断变化，合力向右，故其做匀变速曲线运动。 01研究蜡块运动的分解 【典例1】用玻璃管演示红蜡块运动的示意图如图所示。在图丙中，蜡块在水平方向做匀速直线运动、在竖直方向做匀速直线运动。以蜡块运动的起点为坐标原点、水平方向为x轴、竖直方向为y轴建立平面直角坐标系。以蜡块开始运动的时刻为计时零点，蜡块在水平方向和竖直方向的速度大小分别为、。    （1）0~t时间内蜡块水平方向的位移大小 ，竖直方向的位移大小 ； （2）若蜡块在0~t时间内向右做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小为a，竖直方向的速度大小仍为，则在t时刻蜡块的合速度大小 。 【变式1-1】在一根两端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个圆柱形的红蜡块R，（蜡块的直径略小于玻璃管的内径），轻重适宜，它能在玻璃管内的水中匀速上升。如图，当红蜡块从A端开始匀速上升的同时，将玻璃管由静止开始水平向右匀加速移动。红蜡块与玻璃管间的摩擦很小，可以忽略不计，在这一过程中红蜡块相对于地面（　　）    A．做加速度大小、方向均不变的曲线运动 B．做加速度大小变化、方向不变的曲线运动 C．做速度大小、方向均不变的直线运动 D．做速度大小变化、方向不变的直线运动 【变式1-2】如图所示，在一段封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个由蜡做成的小圆柱体R。R从坐标原点以速度匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为0的匀加速直线运动，1s时小圆柱体的速度为。下列说法正确的是（　　） A．小圆柱体做匀加速直线运动 B．小圆柱体的加速度是 C．0~1s内小圆柱体沿y轴方向的位移为2cm D．该时刻小圆柱体到坐标原点的距离为5cm 02生活中其他运动的分析现象 【典例2】如图所示，工厂生产流水线上的玻璃以某一速度连续不断地随流水线向右匀速运动，在切割工序的P处有一玻璃割刀。为了