5.1.2 曲线运动 课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第五章 曲线运动 邹老师 5.1.2 曲线运动（2） 一、运动的合成和分解 ①研究运动，我们会研究哪些物理量？ 位移x、速度v、加速度a、力F…… ②直线运动的规律 ③曲线运动的规律： 直接描述太复杂…… 化曲为直、化繁为简 将曲线运动分解为两个方向上的直线运动分别研究，最后合成 2 一、运动的合成和分解 视频中红蜡块的运动可以分解为哪两个运动？ 分运动一： 红蜡块沿筒向上做匀速直线运动 分运动二： 红蜡块随底座向右做匀速直线运动 合运动 （站在地面上的人实际看到的运动）： 红蜡块斜向右上的运动 3 一、运动的合成和分解 例：假如直筒长100cm，红蜡块匀速上升的速度是10cm/s，底座向右做匀速直线运动的速度是20cm/s，以初始位置为原点建立直角坐标系，求开始运动3s后，红蜡块的位移和速度。 解： 水平位移 竖直位移 合位移 位移方向与水平方向的夹角： 4 一、运动的合成和分解 例：假如直筒长100cm，红蜡块匀速上升的速度是10cm/s，底座向右做匀速直线运动的速度是20cm/s，以初始位置为原点建立直角坐标系，求开始运动3s后，红蜡块的位移和速度。 解： 水平速度 竖直速度 合速度 速度方向与水平方向的夹角： 5 一、运动的合成和分解 总结：运动的合成和分解是将进行合成和分解 位移的合成 速度的合成 加速度的合成 运动的合成和分解的法则：平行四边形定则 运动的合成和分解的性质： ①等时性：合运动和分运动经历的时间相等 ②独立性：各分运动独立进行，互不影响 6 例：跳伞运动深受年轻人的喜爱。在水平风向的环境中，一位极限运动员从飞机上由静止跳下后，下列说法中正确的是（ ） A.风力越大，运动员下落时间越长 B.运动员下落时间与风力无关 C.风力越大，运动员落地时的竖直速度越大 D.运动员落地速度与风力无关 运动的合成和分解： ①独立性 各分运动间相互独立 ②等时性 各分运动间的纽带——运动时间相同 一、运动的合成和分解 7 二、两个不共线运动的合成 1.匀速直线运动和匀速直线运动合成 合运动是匀速直线运动 证明： 时刻： 时刻： 任意两个时刻，速度方向不变 直线/曲线判据： 直线运动速度方向不变 曲线运动速度方向变化 匀速直线运动 8 二、两个不共线运动的合成 2.匀速直线运动和匀变速直线运动合成 合运动是匀变速曲线运动 证明： 时刻： 时刻： 速度方向变化 直线/曲线判据： 直线运动速度方向不变 曲线运动速度方向变化 加速度（受力）不变 匀变速/变加速判据： 加速度是否变化 曲线运动 匀变速 9 二、两个不共线运动的合成 3.匀加速直线运动和匀加速直线运动合成 直线/曲线判据： 直线运动速度方向不变 曲线运动速度方向变化 匀变速/变加速判据： 加速度是否变化 ①初速度均为0 ②初速度均不为0 ③一个初速度为0，一个初速度不为0 10 例：蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若蜡块在A点开始匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做匀加速直线运动，则蜡块实际运动的轨迹是如图所示的：（ ） A：直线 B：曲线 C：曲线 D：无法确定 思路一： 画合运动分运动轨迹图， 利用等时性判断 思路二： 利用牛二（加速度方向即合外力方向）， 曲线运动的条件①力的方向指向轨迹凹侧 二、两个不共线运动的合成 11 二、两个不共线运动的合成 例：在蜡块的运动实验中，若蜡块从A点匀速上升，同时玻璃管水平向右做直线运动，蜡块最终到达C点。蜡块从A点到C点可能的4种运动轨迹如图所示，下列说法正确的（ ） A．轨迹1一定是玻璃管向右做匀加速直线运动形成的 B．轨迹2中的蜡块运动时间最长 C．轨迹3也可能是玻璃管向右做匀加速直线运动形成的 D．四个轨迹中的蜡块平均速度相等 12 三、小船渡河问题 岸 岸 水流朝右流 正对岸的码头 13 三、小船渡河问题 船不开动发动机 14 船头垂直河岸开船，能到达正对岸的码头吗？ 三、小船渡河问题 15 船头垂直河岸开船，能到达正对岸的码头吗？ 三、小船渡河问题 16 例：一艘渡船在宽为d的河中航行。现从码头出发，船头垂直于河岸，以速度v向对岸行驶，问：若河水的流速为u，渡船将停靠在对岸的哪个位置？ 三、小船渡河问题 d x 方法一：根据几何关系 方法二：根据等时性 渡河时间 渡河后的水平位移： 17 三、小船渡河问题 最短路径问题：要想船到达正对岸的码头，船头应该朝向哪里？ 18 三、小船渡河问题 最短路径问题：要想船到达正对岸的码头，船头应该朝向哪里？ 19 三、小船渡河问题 例：一艘渡船在宽为100m的河中航行。船在静水中的速度为20m/s，现从码头出发，向对岸行驶，河水的流速为10m/s。 （1）为使渡船的路程最短，船头应该朝哪个方向？ （2）此时船渡河需要多长时间？ =10 20 三、小船渡河问题 例：一艘渡船在宽为100m的河中航行。船在静水中的速度为20m/s，现从码头出发，向对岸行驶。夏天流速快，河水的流速为25m/s。 ？ （1）为使渡船的路程最短，船头应该朝哪个方向？ 21 三、小船渡河问题 例：一艘渡船在宽为100m的河中航行。船在静水中的速度为20m/s，现从码头出发，向对岸行驶。夏天流速快，河水的流速为25m/s。 （1）为使渡船的路程最短，船头应该朝哪个方向？ 22 三、小船渡河问题 例：一艘渡船在宽为100m的河中航行。船在静水中的速度为20m/s，现从码头出发，向对岸行驶。夏天流速快，河水的流速为25m/s。 （1）为使渡船的路程最短，船头应该朝哪个方向？ 23 三、小船渡河问题 例：一艘渡船在宽为100m的河中航行。船在静水中的速度为20m/s，现从码头出发，向对岸行驶。夏天流速快，河水的流速为25m/s。 （1）为使渡船的路程最短，船头应该朝哪个方向？ 24 三、小船渡河问题 例：一艘渡船在宽为100m的河中航行。船在静水中的速度为20m/s，现从码头出发，向对岸行驶。夏天流速快，河水的流速为25m/s。 （1）为使渡船的路程最短，船头应该朝哪个方向？ 25 三、小船渡河问题 例：一艘渡船在宽为100m的河中航行。船在静水中的速度为20m/s，现从码头出发，向对岸行驶。夏天流速快，河水的流速为25m/s。 （1）为使渡船的路程最短，船头应该朝哪个方向？ （2）此时船渡河需要多长时间？ 26 三、小船渡河问题 例：一艘渡船在宽为100m的河中航行。船在静水中的速度为20m/s，现从码头出发，向对岸行驶。夏天流速快，河水的流速为25m/s。 问：为使渡船的时间最短，船头应该朝哪个方向？此时需要多长时间？ 解：船头垂直河岸渡河时间最短 27 总结：小船渡河问题 （1）最短路程问题 若： 则： 垂直河岸路程最短 若： 则： 垂直 河岸路程最短 （2）最短时间问题 垂直 河岸时间最短 28 四、“关联速度”问题 关联速度问题：两个以上物体的运动被 绳或杆 联系到一起 29 四、“关联速度”问题 例：如图，绕过定滑轮拉车，使车以的速度匀速向左行驶，某时刻绳与地面的角度为,此时拉绳的速度为多大？ “关联速度”问题 要点：沿绳/杆的（分）速度大小相等 解题方法：按照作用效果分解运动 联立得： 30 四、“关联速度”问题 例：如图，绕过定滑轮拉车，使车以的速度匀速向左行驶，某时刻绳与地面的角度为,此时拉绳的速度为多大？ 易错点：不知道哪个是合运动/分运动 要点：合运动的方向是分析对象的实际运动方向 31 四、“关联速度”问题 例：物体穿在光滑的竖直杆上，人用绳子通过光滑轻质定滑轮拉，使其向上运动，到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为，物体速度大小为。 （1）此刻人拉绳的速度大小是________ 第一步：确定合运动的方向 第二步：按效果分解运动 32 四、“关联速度”问题 例：物体穿在光滑的竖直杆上，人用绳子通过光滑轻质定滑轮拉，使其向上运动，到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为，物体速度大小为。 （2）若物体的重力是，人的拉力是，此刻物体的加速度大小为__________ 第二步：确定加速度方向，正交分解力 第三步：列牛顿第二定律方程/平衡方程 第一步：受力分析 33 四、“关联速度”问题 例：如图所示，在水平地面上做匀速直线运动的小车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为和,绳子对物体的拉力为,物体所受重力为，则下面说法正确的是（ ） A．物体所受拉力大于重力 B．物体做加速运动，且 C．物体匀速上升 D．物体做减速运动，且 34 5.1曲线运动总结 1.物体沿曲线所做的运动叫曲线运动 2.曲线运动物体速度方向不断改变 3.物体做曲线运动的条件 某一点的速度方向沿着曲线在该点的切线方向 受力不为0 （或）与方向不在同一直线上 4.合运动和分运动:等效替代 运动的合成和分解法则：平行四边形定则 运动的合成和分解性质：等时性、独立性 5.小船渡河问题①最短路程②最短时间 6.关联速度问题 35 Lavf58.20.100 $$