5.2 运动的合成与分解-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高一物理必修2同步课堂高效讲义教师用书人教版

第二节 运动的合成与分解► 对应学生用书P5 【课标要求】　体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。 知识点一 | 运动的合成与分解 　　　　　　　　　　　　　　　　 教材新知梳理 1．一个平面运动的实例 在蜡块匀速上升的同时，将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右匀速移动。 (1)建立坐标系：以蜡块开始匀速运动的位置为原点O，以水平向右方向为x轴正方向，竖直向上方向为y轴正方向建立直角坐标系，则蜡块沿玻璃管匀速上升的速度表示为vy，玻璃管向右匀速移动的速度表示为vx，从蜡块开始运动的时刻开始计时，在某时刻t，蜡块的位置P可以用它的x、y两个坐标表示：x＝vxt，y＝vyt。 说明：蜡块向右上方的运动可看成由沿玻璃管向上的运动和水平向右的运动共同构成的。(2)蜡块运动的轨迹：y＝x，是一条过原点的直线。 (3)蜡块运动的速度：大小v＝，方向满足tan θ＝。 2．运动的合成与分解 (1)合运动与分运动：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叫作那几个运动的合运动。那几个运动就叫作这个实际运动的分运动。 (2)运动的合成：由分运动求合运动的过程。 (3)运动的分解：由合运动求分运动的过程。 (4)运动的合成与分解实质：对物体的速度、加速度、位移等物理量进行合成与分解，遵循平行四边形定则。 关键核心突破 [任务驱动] 1．仔细观察下列图片，思考以下问题： (1)如果玻璃管沿水平方向匀速运动，蜡块实际的运动会怎么样？ 提示：蜡块参与了两个运动，分别是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀速直线运动。蜡块实际上做匀速直线运动，如图乙中斜线所示。 (2)如果玻璃管沿水平方向做加速运动，蜡块的运动又会怎么样？ 提示：玻璃管沿水平方向做加速运动，蜡块也被迫在水平方向做加速运动，这样，蜡块运动到玻璃管顶部的过程不再是条直线而是曲线。 2．起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的起重机械，又称天车、航吊、吊车。 探究：(1)若起重机所吊物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向也做匀速直线运动，则起重机所吊物体的实际轨迹是直线还是曲线？ (2)若起重机所吊物体在水平方向做匀加速直线运动，在竖直方向也做匀加速直线运动，则起重机所吊物体的实际轨迹是直线还是曲线？ 提示：(1)直线　(2)可能是直线，也可能是曲线。 [要点培优] 1．合运动与分运动的四个特性 特性 描述 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 2．确定合运动性质的方法 分析两个直线运动的合运动的性质时，应先根据平行四边形定则，确定合运动的合初速度v0和合加速度a，然后进行判断： (1)判断是否做匀变速运动：若a恒定，物体做匀变速运动；若a变化，物体做变加速运动。 (2)判断轨迹曲直：若a与v0共线，则做直线运动；若a与v0不共线，则做曲线运动。 题组应用培优 [例1]在如图甲“观察蜡块的运动”实验中，从t＝0时刻开始，玻璃管中的蜡块同时参与水平x轴与竖直y轴两个方向上的运动。已知蜡块沿x轴方向做匀加速运动，沿y轴方向做匀速运动，运动轨迹如图乙所示，图中的黑点分别为1 s、2 s、3 s、4 s时蜡块的位置。根据x轴和y轴方向上的位置变化，以下判断不正确的是(　　) A．蜡块运动的加速度大小约为0.08 m/s2 B．蜡块的运动轨迹是抛物线 C．蜡块在y轴方向上的速度大小约为0.1 m/s D．蜡块在t＝4 s时刻的速度大小约为0.32 m/s 解析：选D。根据题图乙可知x轴方向上相邻黑点间的位移差为Δx＝8 cm，根据匀变速运动规律有Δx＝aT2，T＝1 s，解得a＝0.08 m/s2，A正确；沿x轴方向做匀加速运动，沿y轴方向做匀速运动的速度为v0，有y＝v0t，x＝at2，联立解得x＝·y2，故可知蜡块的运动轨迹是抛物线，B正确；根据题图乙可知蜡块在y轴方向上的速度大小约为v0＝ m/s＝0.1 m/s，C正确；蜡块在t＝4 s时刻x轴方向的速度分量大小为vx4＝＝0.32 m/s，故蜡块在t＝4 s时刻的速度大小约为v4＝≈0.335 m/s，D错误。 【规律方法】　运动合成与分解的解题思路 1．确定合运动方向(实际运动方向)。 2．分析合运动的运动效果。 3．依据合运动的实际效果确定分运动的方向。 4．利用平行四边形定则、三角形定则或正交分解法作图，将合运动的速度、位移、加速度分别分解到各分运动的方向上。 [训练]1.(2023·浙江温州期中)如图1所示是一个单线轨直线滑台模组，滑块可以在电路的控制下做各种直线运动。现将两个相同的单线轨直线滑台模组十字组合成一个整体，并将一只笔固定在一个滑