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

第2节 运动的合成与分解 第五章 抛体运动 高中物理人教版（2019）必修第二册 1 问题 新课引入 人在流动的河水中始终保持头朝正前方游向对岸，人会在对岸的正前方到达，还是会偏向上游或下游? 对类似上述的运动应该怎样分析呢？ 问题 一、一个平面运动的实例 实验探究：观察蜡块的运动 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。 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。 一、一个平面运动的实例 实验探究：观察蜡块的运动 观察2： 蜡块速度的大小和方向是否发生变化？ 观察1： 蜡块在做什么样的运动？它的轨迹是直线还是曲线？ 一、一个平面运动的实例 实验分析 问题探究（1）：蜡块的位置和位移 若以Vx表示玻璃管向右的移动速度，Vy表示蜡块沿玻璃管上升的速度，请表示蜡块在t时刻的位置及位移。 O x y S θ x y P（x,y） 一、一个平面运动的实例 问题探究（2）：蜡块运动的轨迹是什么样的？ 实验分析 O x y S θ x y P（x,y） ——轨迹为直线 一、一个平面运动的实例 实验分析 问题探究（3）：如何描述蜡块的速度？ 速度的大小和方向保持不变 综上，蜡块做匀速直线运动。即两个匀速直线运动的合运动是匀速直线运动。 一、一个平面运动的实例 实验总结 1、物体实际的运动叫合运动。 2、物体同时参与合成的运动叫分运动。 3.由分运动求合运动的过程叫运动的合成。 4.由合运动求分运动的过程叫运动的分解。 二、运动的合成与分解 分运动 合运动 运动的合成 运动的分解 分速度 分位移 分加速度 合成 分解 合速度 合位移 合加速度 运动的合成与分解遵循平行四边形定则 1.运动的独立性 各个分运动独立进行，互不影响。 2.运动的等时性 分运动和合运动是同时开始，同时进行，同时结束。 （不是同时发生的运动不能进行运动的合成） 3.运动的等效性 合运动与分运动在效果上是等效替代的关系。 4.运动的同体性 合运动与分运动必须对同一物体。 运动的合成与分解 二、运动的合成与分解 a a1 a2 v1 v2 v 运动的合成与分解是指 x、v、 a 的合成与分解。 A B x x1 x2 分速度 分速度 合速度 分加速度 合加速度 位移的合成 速度的合成 加速度的合成 分加速度 合位移 分位移 分位移 运动的合成是唯一的，而分解不是唯一的，通常按运动所产生的实际效果分解。 二、运动的合成与分解 二、运动的合成与分解 两个不共线分运动的合成 三、运动的合成与分解的实例 问题 （1）小船过河最短位移是什么？ （2）小船过河最短位移是什么？ 观察视频 三、运动的合成与分解的实例 1、小船渡河模型 小船过河问题基础理解 (1)将船实际的运动看做船随水流的运动和船在静水中的运动的合运动． (2)如图所示，v水为水流速度，v静水表示船在静水中的速度，将船的速度v静水沿平行于河岸和垂直于河岸方向正交分解，则v水－v静水cosθ为船实际上沿水流方向的运动速度，v⊥＝v静水sinθ为船垂直于河岸方向的运动速度．两个方向的运动情况相互独立、互不影响． 三、运动的合成与分解的实例 过河的最短时间 过河时间仅由v静水垂直于河岸的分量v⊥决定，即t＝d/v，与v水无关．要使过河时间最短，应使垂直河岸方向的速度最大，如图所示，当sinθ＝1，即v静水垂直于河岸时，过河所用时间最短，最短时间为t＝d/v静水，与v水无关． 1、小船渡河模型 三、运动的合成与分解的实例 过河的最小位移 (1)当v水<v静水时，过河的最小位移即河的宽度．如图所示，为了使过河位移等于河宽d，这时船头应指向河的上游，并与河岸成一定的角度θ，使船的合速度v的方向与河岸垂直．此时，v水－v静水cosθ＝0，过河时间 1、小船渡河模型 三、运动的合成与分解的实例 (2)当v水>v静水时，如图所示，以v水的矢尖为圆心，以v静水的大小为半径画圆，当合速度与圆相切时，α角最大．由三角形的相似性，最小位移为 ， 过河时间 过河的最小位移 1、小船渡河模型 三、运动的合成与分解的实例 2、关联速度分解问题 在运动过程中，绳、杆等有长度的物体，其两端点的速度通常是不一样的，但两端点的速度是有联系的，我们称之为“关联速度”，解决关联速度的关键 ： (1)物体的实际运动（速度）一定是合运动（速度），分速度的方向要按实际运动效果确定。即一般分解时两个分速度方向应取沿绳（或杆）方向和垂直绳（或杆）方向. (2)由于绳（或杆）不可伸长，沿绳（或杆）方向的分速度大小相等. 课堂小结 运动的合成与分解 合运动与分运动 运动的合成与分解 运动的合成与分解的实例 运动的合成 运动的分解 小船过河模型 巧解关联速度问题 典例探究 【典例1】（2021·辽宁高一月考）下列对运动的合成与分解的理解正确的是（　　） A．质点的合位移一定大于两分位移 B．质点运动时，合运动的时间等于两分运动所需时间之和 C．质点的合速度等于两分速度的代数和 D．质点的合速度应为两分速度的矢量和 【正确答案】D 典例探究 【典例2】（2021·浙江温州市·高一开学考试）一质量为2kg的质点在xOy平面内运动，在x方向的x-t图像和y方向的v-t图像分别如图所示。则该质点（　　） A．初速度大小为8m/s B．所受的合力大小为8N，沿y轴正方向 C．0-2s速度逐渐增大 D．0-2s的位移大小为 m 【正确答案】D 典例探究 【典例3】（2020·四川泸县四中高一期末）一条小船在静水中的速度为10m/s，要渡过宽度为60m、水流速度为5m/s的河流，下列说法正确的是（　　） A．小船渡河的最短时间为10s B．若小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为30m C．若小船以最短位移渡河时，位移大小为60m，船头与上游河岸的夹角为300 D．若小船在静水中的速度增加，则小船渡河的最短路程减小 【正确答案】B 典例探究 【典例5】（2021·江苏省苏州中学园区校高一开学考试）质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动，当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角θ2时（如图所示），下列判断正确的是（　　） A．P的速率为v B．P的速率为 C．绳的拉力大于 D．绳的拉力小于 【正确答案】C 谢谢聆听 演示完毕感谢您的观看 24 Lavf58.20.100 $$