5.2 运动的合成与分解 第2课时 课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册

2.运动的合成与分解 第2课时 YOUR LOGO 第五章 抛体运动 01 小船渡河模型 新课导入 船的实际运动 v（相对于河岸的运动）可看成是随水以速度 v水 漂流的运动和以速度 v船 相对于静水的划行运动的合运动。这两个分运动互不干扰具有等时性。 新课讲授 一、小船运动分析 两个运动：一个是船相对水的运动(即船在静水中的运动)；一个是船随水漂流的运动。 合运动：匀速直线运动，合速度方向就是实际位移发生的方向 新课讲授 二、两类小船渡河问题 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？应向何方向行驶？ d v水 新课讲授 分析小船如何渡河时间最短？ 所有船速都用来过河最快。 V水 由于水流速度始终沿河道方向，不能提供指向河对岸的分速度，其最短时间与水流速度无关，渡河时间最短，只要使船头垂直于河岸航行即可 新课讲授 d 当v船 垂直于河岸时（即船头垂直河岸），渡河时间最短： v船 v水 tmin= v船 d v θ tanθ= v水 v船 小船沿河岸漂流的距离： 小船实际速度v与实际位移x： = x水=v水· tmin 实= 随堂练习 1.河宽240m，船在静水中速度为4m/s，水流速度是3m/s，则船过河的最短时间为（　　） A．60s B．48s C．80s D．50s A 2、一艘船的船头始终正对河岸方向行驶，如图所示。已知船在静水中行驶的速度为v1，水流速度为v2，河宽为d。则下列说法正确的是(　　) A．船渡河时间为 B．船渡河时间为 C．船渡河过程被冲到下游的距离为 d D．船渡河过程被冲到下游的距离为d C 随堂练习 新课讲授 最短渡河位移 【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，最短位移是多少？船应向何方向行驶？ d v水 新课讲授 (1)当v船＞ ，有理论渡河最短的位移为河宽d 求船头方向 cos θ = = 求过河时间t θ=arccos = · sin θ = · tan θ t = v v船 v水 d θ θ v船 新课讲授 (2)当v船＜ ，小船无法抵达正对岸 船不能垂直于河岸渡河,怎样渡河位移最小？ d v水 lmin A v船 θ θ θ v v船 (1)求船头方向 cos θ = (2)求过河时间t = · tan θ t = θ=arccos = t = 1. (多选)已知河水自西向东流动，流速为v1，小船在静水中的速度为v2 ，且v2>v1，用小箭头表示船头的指向及小船在不同时刻的位置，虚线表示小船过河的路径，则下图中可能正确的是( 　　) 随堂练习 CD 2.小船在宽度为100 m的河流中行驶，若它在静水中航行速度为4 m/s，水流速度为3 m/s，下列说法正确的是（ ） A．小船能到达出发点的正对岸 B．小船在30 s时间内不可能渡过此河 C．小船在河流中的航行速度大小一定为5 m/s D．若小船用最短时间渡河，则它的位移是100 m A 随堂练习 例1、河宽d＝200 m，水流速度v1＝3 m/s，船在静水中的速度v2＝5 m/s。求： (1)欲使船渡河时间最短，船应怎样渡河？最短时间是多少？船经过的位移多大？ (2)欲使船航行距离最短，船应怎样渡河？渡河时间多长？ 课堂练习 课堂小结 小船渡河模型 两类常见问题: 1、渡河时间最短 船头垂直于河岸航行即可 2、渡河位移最短 ①v船 > v水，船能垂直过河，位移最短 ②v水>v船，过河位移最短须满足v船 ⊥ v合 02 关联速度模型 新课讲授 1、关联速度 关联体一般是两个(或两个以上)物体通过不可伸长的轻绳或轻杆联系在一起或直接挤压到一起，它们的运动简称为关联运动。 相互关联的两个物体一般不是都沿轻绳或轻杆运动的，从而使两个物体的速度不相同，有时两个物体即使在同一方向上运动，其速度的大小也不相等，但二者的速度存在某种关系，此二者的速度称为“关联速度”. 新课讲授 　2、常见问题： （1）物体斜拉绳或绳斜拉物体，如图甲、乙所示。 新课讲授 速度的分解方法： 图甲中小车向右运动拉绳的结果，一方面是滑轮右侧绳变长，另一方面是使绳绕滑轮转动，由此可确定车的速度分解为沿绳和垂直绳的两个分速度，甲、乙两图的速度分解如图丙、丁所示。 新课讲授 （2）如图所示，在运动过程中，杆两端点的速度通常也不一样，如何解决杆两端点的速度问题？ 新课讲授 提示：如图所示，分解两端点的速度，其中沿杆方向的分速度大小相等。 新课讲授 （3）如图所示，在运动过程中，如何解决杆和绳连接的速度问题？ 新课讲授 提示：如图所示，分解沿杆的速度和小车前进的速度。 新课讲授 （4）如图所示，在运动过程中，如何解决绳物块（车）连接的速度问题？ 新课讲授 提示：如图所示，分解物块（小车）前进的速度。 新课讲授 3．模型特点 沿绳(杆)方向的速度分量大小相等。 4．思路与方法 合速度→绳(杆)拉物体的实际运动速度v 分速度→ 其一：沿绳（杆）的速度v∥ 其二：与绳（杆）垂直的速度v⊥ 使得绳子缩短 使得绳子绕点转动 新课讲授 解题四步： ①画出合速度——物体的实际运动方向； ②画出分速度——沿绳(杆)、垂直于绳(杆)； ③作矩形； ④沿绳(杆)方向的分速度大小相等。 5．解题原则：根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解。常见步骤如下： 课堂练习 1.(多选)如图所示，做匀速直线运动的小车A通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B，设重物和小车速度的大小分别为vB、vA，则 (　　) A.vA>vB B.vA<vB C.绳的拉力等于B的重力 D.绳的拉力大于B的重力 AD 2.如图所示，重物M沿竖直杆下滑，并通过绳子带动小车m沿斜面升高。求当滑轮右侧的绳子与竖直方向成θ角且重物下滑的速度为v时，小车的速度为多大？ 课堂练习 【解析】重物M的速度v的方向是合运动的速度方向，合速度产生两个效果：一是使绳子的这一端绕滑轮做顺时针方向的圆周运动；二是使绳子系着重物的一端沿绳子拉力的方向以速率v ′运动，如图所示，由图可知v ′=vcosθ。 课堂练习 3.如图所示，用一小车通过轻绳提升一货物，某一时刻，两段绳恰好垂直，且拴在小车一端的绳与水平方向的夹角为θ，此时小车的速度为v0，则此时货物的速度为(　　) A. 　　　B.v0sinθ　　　C.v0cosθ　　　D.v0 D 课堂练习 Lavf58.29.100 $$