5.2运动的合成与分解(小船渡河、牵连速度) 课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

5.2 运动的合成与分解 学习目标： 1、知道什么是运动的合成与分解 2、理解有关合运动与分运动各物理量之间的关系 3、会确定互成角度的两分运动的合运动的运动性质 4、会分析小船渡河问题 5、会分析牵连运动问题 实验探究：观察蜡块的运动 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（图丙），观察蜡块的运动情况。 在一端封闭、长约 1 m 的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体A，将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧。把玻璃管倒置（图乙），蜡块 A 沿玻璃管上升。如果在玻璃管旁边竖立一把刻度尺，可以看到，蜡块上升的速度大致不变，即蜡块做匀速直线运动。 观察与思考 思考1： 蜡块做什么样的运动？它的轨迹是直线还是曲线？为什么？ 思考2： 蜡块速度是否发生变化？ 运动的合成与分解实例1—— 互成角度的两匀速直线运动的合运动 蜡块的位移： 蜡块的速度： 蜡块的轨迹： 速度不变 运动轨迹是直线 匀速直线运动 沿水平方向与竖直方向建系 【变式1】质量m＝2 kg的物体在光滑水平面上运动，其分速度vx和vy随时间变化的图线如图(a)、(b)所示，求： (1)物体所受的合力； (2)物体的初速度； (3)t＝8 s时物体的速度； (4)t＝4 s内物体的位移 3 5 4 解：（2）物体沿x方向上的初速度v0x=3 m/s，沿y方向上的初速度v0y=0，所以其合初速度为v0=3 m/s； （3）t1=8 s时物体沿x方向上的速度v8x=3 m/s，沿y方向上的速度v8y=4 m/s， 此时物体的速度 v8= m/s =5 m/s； （4）t2=4 s时物体在x方向上的位移，x=4×3 m=12 m； 在y方向上的位移y=×4×2m =4 m，则总位移s=m 。 运动的合成与分解 1、合运动与分运动 合运动：物体的实际运动 分运动：一个合运动可以看成同时参与了几个运动，这几个运动就是物体实际运动的分运动 2、合运动与分运动的关系： （1）等效性:各分运动的总效果与合运动的效果相同 （2）独立性：各分运动相互独立、互不影响 （3）等时性：各分运动与合运动总是同时开始同时结束 （4）矢量性：位移、速度、加速度都是矢量，对它们进行合成与分解可运用平行四边形定则或三角形定则 4．(多)跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升飞机上由静止跳下后，在下落过程中不免会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是 ( ) A．风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作 B．风力越大，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害 C．运动员下落时间与风力无关 D．运动员着地速度与风力无关 同步 BC 1、互成角度的两匀速直线运动的合运动是： 匀速直线运动 两直线运动的合运动的实例 2、两初速度为零的匀变速直线运动的合运动是: 匀变速直线运动 4、互成角度的一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动是： 匀变速曲线运动 a，v共线：直线运动 a，v不共线：曲线运动 两直线运动的合运动的实例 a变化：非匀变速直线运动 a不变：匀变速直线运动 a变化：非匀变速曲线运动 a不变：匀变速曲线运动 F、a始终同向 运动的合成与分解典型题型——小船渡河 水流速度v水 小船在河水中的运动可视为船同时参与了下列两个分运动: 1 船相对于静水的运动，速度大小为方向为船头的指向 2 船随水漂流的运动，速度大小为方向沿着河岸 船在流水中的实际运动（合运动）是上述两个分运动的合运动，船实际速度为水速和船速的合速度 渡河时间问题（最短渡河时间） 【例1】救生船在宽的河水中行驶，船相对于静水的速度,水流速度。要使救生船能在最短时间内到河对岸河救人，最短时间是多少秒？应向何方向行驶？ 若船速不变，到河岸中间时水流的速度变大，会影响最短渡河时间吗？ 船垂直河岸行驶有最短渡河时间 t 拓展： 航程问题（最短航程） 【例2】救生船在宽的河水中行驶，船相对于静水的速度,水流速度。救生船到河对岸河救人，最短航程是多少？船应向何方向行驶？ 最短航程为河宽d 设船头指向与上游河岸成ϴ 渡河时间 合速度与河岸夹角越大，对应的渡河路线越短,最短航程为： 渡河时间 讨论：若,最短航程还是河宽吗？若不是，最短航程是多少？（已知和d） 航程问题（最短航程） 14 例2、已知某船在静水中的速率为v1＝4 m/s，现让船渡过某条河，假设这条河的两岸是理想的平行线，河宽为d＝100 m，河水的流动速度为v2＝3 m/s，方向与河岸平行．试分析： (1)欲使船以最短时间渡过河去，船头的指向怎样？最短时间是多少？船发生的位移是多大？ (2)欲使船渡河过程中的航行距离最短，船头的指向又应怎样？渡河所用时间是多少？ (3)如果