第1节 运动的合成与分解(导学案)物理鲁科版必修第二册
2025-11-20
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2份
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20页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理鲁科版必修 第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第1节 运动的合成与分解 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | 运动的合成与分解 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.55 MB |
| 发布时间 | 2025-11-20 |
| 更新时间 | 2026-01-09 |
| 作者 | 林俊 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-11-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55002216.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第 1 节 运动的合成与分解(导学案)(原卷版)
1. 理解合运动、分运动的定义及 “同时性、独立性、等效性” 三大特点,能区分生活中的合运动与分运动;
1. 掌握运动的合成与分解的基本法则(平行四边形定则),能进行简单的矢量合成与分解计算;
1. 能独立完成 “探究蜡块的合运动与分运动” 实验,分析实验数据,验证矢量合成规律;
1. 熟练运用运动的合成与分解规律解决 “小船渡河” 中的最短时间、最短位移问题,明确解题步骤。
教学重点:
1. 合运动、分运动的定义及 “同时性、独立性、等效性” 特点;
1. 运动的合成与分解的基本法则(平行四边形定则);
1. “小船渡河” 中最短时间、最短位移的计算。
教学难点:
1. 合运动与分运动 “独立性” 的理解;
1. “小船渡河” 中最短位移的推导(V船<V水的情况);
1. 按运动效果分解复杂运动。
【知识回顾】
1. 位移、速度是 (填 “矢量” 或 “标量”),具有 两个属性;
1. 匀速直线运动的速度公式:v= s 为位移,t 为时间);
1. 两个互成直角的矢量,其合矢量的大小可由 计算(如直角三角形的斜边)。
【自主预习】
1. 合运动是指 ,分运动是指 ;
1. 合运动与分运动的三大特点:
①同时性:合运动与分运动 ;
②独立性:一个分运动的变化 另一个分运动;
③等效性:合运动的效果与分运动共同作用的效果 ;
15. 运动的合成与分解遵循 ,即两个 位移(或速度)为邻边作平行四边形,对角线即为 位移(或速度)。
探究一:合运动与分运动的特点验证(结合蜡块运动)
1. 实验情境:蜡块在透明玻璃管中,同时参与 “玻璃管的水平匀速运动”(分运动1)和 “蜡块自身的竖直匀速运动”(分运动2);
1. 特点验证:
①同时性:记录 “玻璃管水平运动开始时间” 与 “蜡块竖直运动开始时间”,发现两者必须同步,否则合运动轨迹异常;
②独立性:改变玻璃管水平运动速度(如从 0.2m/s 变为 0.3m/s),测量蜡块竖直运动速度,发现竖直速度仍为 0.1m/s(不变);
18. 结论:合运动与分运动满足 “ ”。
探究二:实验探究 —— 蜡块的合运动与分运动
1. 实验器材与原理
实验器材
作用
透明玻璃管
提供蜡块运动的空间,便于观察
蜡块
研究对象,能在管内匀速上升
刻度尺
测量分位移、合位移的大小
秒表
测量分运动、合运动的时间
2. 实验步骤
① 器材调试:将玻璃管固定在支架上,确保水平;放入蜡块,测试蜡块能否在管内匀速上升(释放后无加速或减速现象);
② 测量分运动1(水平方向):以速度 v₁=0.2m/s 拉动玻璃管,记录拉动距离 x₁=0.4m,用时 t₁=(计算:t₁=x₁/v₁=2s);
③ 测量分运动 2(竖直方向):固定玻璃管,释放蜡块,记录上升距离 y₁=0.2m,用时 t₂=(计算:t₂=y₁/v₂,若 v₂=0.1m/s,则 t₂=2s);
④ 测量合运动:同时以 v₁=0.2m/s 拉动玻璃管、以 v₂=0.1m/s 释放蜡块,记录时间 t=2s 内蜡块的实际位移 s(用刻度尺测量起点到终点的直线距离);
⑤ 数据验证:
理论合位移 s合 =√(x₁²+y₁²)=√(0.4²+0.2²)=√0.2≈0.45m;
对比测量值 s 与理论值 s合,分析误差。
3. 误差分析与改进
误差类型
产生原因
改进措施
偶然误差
刻度尺读数估读偏差、秒表计时反应延迟
1. 多次测量分位移、合位移,取平均值;
2. 两人配合计时(一人发令,一人操作秒表)
系统误差
玻璃管拉动速度不恒定、蜡块上升不均匀
1. 用电动导轨拉动玻璃管(保证匀速);
2. 选择密度均匀的蜡块(减少上升速度波动)
4. 实验结论
在误差允许范围内,蜡块的合运动位移(或速度)等于两个分运动位移(或速度)的矢量合成,遵循 。
探究三:运动的合成与分解的应用 —— 小船渡河
1. 模型拆解
①已知量:河宽 d、小船在静水中的速度 v船、水流速度 v 水;
②运动分解:将小船的合运动分解为 (分运动 1,影响渡河时间)和 (分运动 2,影响沿河岸位移);
③关键原则:两个分运动独立进行,运动时间相等。
2. 核心问题求解
(1)最短渡河时间
①思考:渡河时间由哪个分运动决定?如何最大化该分运动的速度?
②推导:渡河时间 (v⊥为垂直河岸方向的分速度),当船头 时,v⊥=v船(最大),此时 t 最短;
③公式:
④结论:最短渡河时间 无关,仅由 和 决定。
(2)最短渡河位移
①情况 1:v船 > v水(小船能垂直河岸渡河);
条件:合速度方向 平行河岸方向的分速度抵消,v船∥=v水,方向相反);
位移: ;
②情况 2:v船 < v水(小船无法垂直河岸渡河);
条件:合速度方向与河岸夹角 (此时 v 船与合速度垂直);
推导:由几何关系, ,得 ;
结论: 。
3. 实例计算
题目:小船在静水中速度 v船= 5m/s,水流速度 v水= 3m/s,河宽 d=250m,求最短渡河时间和最短渡河位移;
解答:
18. 最短时间:tmin=d/v船= 250/5=50s;
18. 因v船 > v水,最短位移 smin=d=250m。
一、单选题
1.关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A.做曲线运动的物体所受合力方向一定发生变化
B.做曲线运动的物体其加速度大小和方向不可能都不变
C.做圆周运动的物体所受合力方向一定指向圆心
D.物体所受合力方向与其运动方向不在同一直线上时,物体一定做曲线运动
2.如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这时突然使它所受力反向,大小不变,即由F变为。在此力作用下,物体以后的运动情况,下列说法中正确的是( )
A.物体可能沿曲线Ba运动 B.物体可能沿直线Bb运动
C.物体可能沿曲线Bc运动 D.物体可能沿原曲线由B返回
3.如图所示,在一端封闭、长约的玻璃管内注满清水,水中放入一个红蜡做成的小圆柱体并塞紧管口。现将玻璃管倒置,在蜡块匀速上升的同时将玻璃管水平向右匀加速移动,若以蜡块开始匀速向上运动的位置为坐标原点,则之后蜡块的运动轨迹可能为( )
A.B.
C.D.
4.一小船以两种方式渡河:如图甲所示,小船航行方向垂直于河岸;如图乙所示,小船航行方向与水流方向成锐角。已知小船在静水中航行的速度大小为,河水流速大小为,则下列说法正确的是( )
A.图甲中比图乙中小船渡河的时间短
B.图甲中比图乙中小船渡河的合速度大
C.图甲中比图乙中小船渡河的合位移大
D.图甲和图乙中小船均做曲线运动
二、多选题
5.在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个由蜡做成的小圆柱体R。R从坐标原点以速度匀速上浮的同时,玻璃管沿x轴正方向做初速度为0、加速度为2cm/s2的匀加速直线运动。下列说法正确的是( )
A.蜡块的运动轨迹为直线 B.蜡块的运动轨迹为曲线
C.2s末蜡块速度大小为7cm/s D.2s末蜡块速度大小为5cm/s
6.关于两个不共线分运动的合运动,下列说法正确的是( )
A.两匀速直线运动的合运动的轨迹一定是直线
B.两匀变速直线运动的合运动的轨迹可能是直线
C.一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动的轨迹一定是直线
D.两个初速度为0的匀变速直线运动的合运动的轨迹一定是直线
7.如图,一艘小船船头始终垂直于河岸,从岸边向对岸航行。已知船在静水中的速度大小,水流速度大小,河的宽度,下列说法正确的是( )
A.小船过河的时间为15s B.小船过河的时间为20s
C.小船能垂直到达河的正对岸 D.小船不能垂直到达河的正对岸
三、解答题
8.一小船渡河,河宽,水流速度。若船在静水中的速度为,(,)求:
(1)使船在最短的时间内渡河,船头应朝什么方向?最短时间是多少?
(2)使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?用多长时间?
(3)若船在静水中的速度为,要使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?位移是多少?
9.江西省地处长江中下游,雨水充沛,河湖密布,水系发达。某小船要渡过一河流,河岸平行,河流的宽度,小船在静水中行驶的速度大小,水流的速度大小。
(1)若小船以最短的时间渡河,求小船渡河的时间以及小船渡河过程中沿河岸方向的位移大小;
(2)若小船以最短的路程渡河,求小船渡河的时间以及该最短路程。
10.质量为2kg的物体在xOy平面上做曲线运动,在x方向的速度图像和y方向的位移图像如图所示,试求出:
(1)物体的初速度大小;
(2)物体所受的合外力大小。
11.一质量为2kg的质点在某xy平面上做匀加速曲线运动,在该平面上建立直角坐标系并将运动分解在x轴和y轴上进行研究,在x方向的位移-时间图线为抛物线,类似于自由落体,如图甲;在y方向的位移-时间图像为直线,如图乙,求:
(1)t=0时,质点在x方向的速度,y方向的速度,初速度v;
(2)2s内质点的位移大小;
(3)质点运动的加速度是多少?所受的合力多大?
1. 本节课你掌理解了运动合成与分解的本质是“等效替代”;
1. 本节课你需要强化“矢量意识”,每次遇到运动合成与分解的问题,先标出各运动的方向,再用平行四边形定则画图分析,避免仅凭数值计算导致的错误;
1. 整理典型错题,尤其是小船渡河、高频考点,对比不同情境的异同点,总结解题规律;
1. 多结合生活实例思考,比如观察无人机的飞行、篮球的抛射,尝试用本节课的知识分析它们的合运动与分运动,让抽象的规律变得具体可感
1
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第 1 节 运动的合成与分解(导学案)(解析版)
1. 理解合运动、分运动的定义及 “同时性、独立性、等效性” 三大特点,能区分生活中的合运动与分运动;
1. 掌握运动的合成与分解的基本法则(平行四边形定则),能进行简单的矢量合成与分解计算;
1. 能独立完成 “探究蜡块的合运动与分运动” 实验,分析实验数据,验证矢量合成规律;
1. 熟练运用运动的合成与分解规律解决 “小船渡河” 中的最短时间、最短位移问题,明确解题步骤。
教学重点:
1. 合运动、分运动的定义及 “同时性、独立性、等效性” 特点;
1. 运动的合成与分解的基本法则(平行四边形定则);
1. “小船渡河” 中最短时间、最短位移的计算。
教学难点:
1. 合运动与分运动 “独立性” 的理解;
1. “小船渡河” 中最短位移的推导(V船<V水的情况);
1. 按运动效果分解复杂运动。
【知识回顾】
1. 位移、速度是 矢量(填 “矢量” 或 “标量”),具有 大小和方向 两个属性;
1. 匀速直线运动的速度公式:v=s/t(s 为位移,t 为时间);
1. 两个互成直角的矢量,其合矢量的大小可由 勾股定理 计算(如直角三角形的斜边)。
【自主预习】
1. 合运动是指 物体实际发生的运动,分运动是指 构成合运动的各个独立运动;
1. 合运动与分运动的三大特点:
①同时性:合运动与分运动 同时开始、同时结束;
②独立性:一个分运动的变化 不影响 另一个分运动;
③等效性:合运动的效果与分运动共同作用的效果 相同;
15. 运动的合成与分解遵循 平行四边形定则,即两个分运动的位移(或速度)为邻边作平行四边形,对角线即为合运动的位移(或速度)。
探究一:合运动与分运动的特点验证(结合蜡块运动)
1. 实验情境:蜡块在透明玻璃管中,同时参与 “玻璃管的水平匀速运动”(分运动1)和 “蜡块自身的竖直匀速运动”(分运动2);
1. 特点验证:
①同时性:记录 “玻璃管水平运动开始时间” 与 “蜡块竖直运动开始时间”,发现两者必须同步,否则合运动轨迹异常;
②独立性:改变玻璃管水平运动速度(如从 0.2m/s 变为 0.3m/s),测量蜡块竖直运动速度,发现竖直速度仍为 0.1m/s(不变);
18. 结论:合运动与分运动满足 “同时性、独立性、等效性”。
探究二:实验探究 —— 蜡块的合运动与分运动
1. 实验器材与原理
实验器材
作用
透明玻璃管
提供蜡块运动的空间,便于观察
蜡块
研究对象,能在管内匀速上升
刻度尺
测量分位移、合位移的大小
秒表
测量分运动、合运动的时间
2. 实验步骤
① 器材调试:将玻璃管固定在支架上,确保水平;放入蜡块,测试蜡块能否在管内匀速上升(释放后无加速或减速现象);
② 测量分运动1(水平方向):以速度 v₁=0.2m/s 拉动玻璃管,记录拉动距离 x₁=0.4m,用时 t₁=(计算:t₁=x₁/v₁=2s);
③ 测量分运动 2(竖直方向):固定玻璃管,释放蜡块,记录上升距离 y₁=0.2m,用时 t₂=(计算:t₂=y₁/v₂,若 v₂=0.1m/s,则 t₂=2s);
④ 测量合运动:同时以 v₁=0.2m/s 拉动玻璃管、以 v₂=0.1m/s 释放蜡块,记录时间 t=2s 内蜡块的实际位移 s(用刻度尺测量起点到终点的直线距离);
⑤ 数据验证:
理论合位移 s合 =√(x₁²+y₁²)=√(0.4²+0.2²)=√0.2≈0.45m;
对比测量值 s 与理论值 s合,分析误差。
3. 误差分析与改进
误差类型
产生原因
改进措施
偶然误差
刻度尺读数估读偏差、秒表计时反应延迟
1. 多次测量分位移、合位移,取平均值;
2. 两人配合计时(一人发令,一人操作秒表)
系统误差
玻璃管拉动速度不恒定、蜡块上升不均匀
1. 用电动导轨拉动玻璃管(保证匀速);
2. 选择密度均匀的蜡块(减少上升速度波动)
4. 实验结论
在误差允许范围内,蜡块的合运动位移(或速度)等于两个分运动位移(或速度)的矢量合成,遵循平行四边形定则。
探究三:运动的合成与分解的应用 —— 小船渡河
1. 模型拆解
①已知量:河宽 d、小船在静水中的速度 v船、水流速度 v 水;
②运动分解:将小船的合运动分解为 垂直河岸方向(分运动 1,影响渡河时间)和 平行河岸方向(分运动 2,影响沿河岸位移);
③关键原则:两个分运动独立进行,运动时间相等。
2. 核心问题求解
(1)最短渡河时间
①思考:渡河时间由哪个分运动决定?如何最大化该分运动的速度?
②推导:渡河时间 t=d/v⊥(v⊥为垂直河岸方向的分速度),当船头垂直河岸时,v⊥=v船(最大),此时 t 最短;
③公式:tmin=d/v船;
④结论:最短渡河时间与水流速度v水无关,仅由河宽d 和小船在静水中的速度 v船决定。
(2)最短渡河位移
①情况 1:v船 > v水(小船能垂直河岸渡河);
条件:合速度方向 垂直河岸(平行河岸方向的分速度抵消,v船∥=v水,方向相反);
位移:smin=d(等于河宽);
②情况 2:v船 < v水(小船无法垂直河岸渡河);
条件:合速度方向与河岸夹角 最大(此时 v 船与合速度垂直);
推导:由几何关系,v船/v水 = d/smin,得 smin=(v水/v船)・d;
结论:最短位移大于河宽,与 v船、v水的比值成反比。
3. 实例计算
题目:小船在静水中速度 v船= 5m/s,水流速度 v水= 3m/s,河宽 d=250m,求最短渡河时间和最短渡河位移;
解答:
18. 最短时间:tmin=d/v船= 250/5=50s;
18. 因v船 > v水,最短位移 smin=d=250m。
一、单选题
1.关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A.做曲线运动的物体所受合力方向一定发生变化
B.做曲线运动的物体其加速度大小和方向不可能都不变
C.做圆周运动的物体所受合力方向一定指向圆心
D.物体所受合力方向与其运动方向不在同一直线上时,物体一定做曲线运动
【答案】D
【详解】A.曲线运动的合力方向不一定变化,例如平抛运动中合力(重力)方向恒定,故A错误;
B.平抛运动的加速度大小和方向均不变,但属于曲线运动,故B错误;
C.非匀速圆周运动中合力存在切向分量,方向不指向圆心,故C错误;
D.当合力方向与速度方向不在同一直线上时,物体必做曲线运动,故D正确。
故选D。
2.如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这时突然使它所受力反向,大小不变,即由F变为。在此力作用下,物体以后的运动情况,下列说法中正确的是( )
A.物体可能沿曲线Ba运动 B.物体可能沿直线Bb运动
C.物体可能沿曲线Bc运动 D.物体可能沿原曲线由B返回
【答案】C
【详解】物体沿曲线从A点运动到B点的过程中,其所受恒力F的方向必定指向曲线的内侧;当运动到B点时,因恒力反向,由曲线运动的特点“物体运动的轨迹必定向合外力方向弯曲”可知物体可能沿曲线Bc运动。
故选C。
3.如图所示,在一端封闭、长约的玻璃管内注满清水,水中放入一个红蜡做成的小圆柱体并塞紧管口。现将玻璃管倒置,在蜡块匀速上升的同时将玻璃管水平向右匀加速移动,若以蜡块开始匀速向上运动的位置为坐标原点,则之后蜡块的运动轨迹可能为( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【详解】蜡块在竖直方向做匀速运动,水平方向做匀加速运动,即加速度水平向右,因加速度方向指向轨迹的凹向,可知蜡块的轨迹如D所示。
故选D。
4.一小船以两种方式渡河:如图甲所示,小船航行方向垂直于河岸;如图乙所示,小船航行方向与水流方向成锐角。已知小船在静水中航行的速度大小为,河水流速大小为,则下列说法正确的是( )
A.图甲中比图乙中小船渡河的时间短
B.图甲中比图乙中小船渡河的合速度大
C.图甲中比图乙中小船渡河的合位移大
D.图甲和图乙中小船均做曲线运动
【答案】A
【详解】A.由于图甲中比图乙中小船在垂直于河岸方向的分速度较大,所以图甲中比图乙中小船渡河的时间短,选项A正确;
BC.根据运动的合成法则,图甲中比图乙中小船渡河的合速度小,因甲图中合速度与河岸的夹角较大,则合位移也小,选项B、C错误;
D.图甲和图乙中小船两个方向的分运动都是匀速运动,可知合运动是匀速运动,即两船均做匀速直线运动,选项D错误。
故选A。
二、多选题
5.在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个由蜡做成的小圆柱体R。R从坐标原点以速度匀速上浮的同时,玻璃管沿x轴正方向做初速度为0、加速度为2cm/s2的匀加速直线运动。下列说法正确的是( )
A.蜡块的运动轨迹为直线 B.蜡块的运动轨迹为曲线
C.2s末蜡块速度大小为7cm/s D.2s末蜡块速度大小为5cm/s
【答案】BD
【详解】AB.蜡块竖直方向做匀速运动,水平方向做初速度为零的匀加速运动,则合运动为曲线运动,即运动轨迹为曲线,选项A错误,B正确;
CD.2s末蜡块的竖直速度vy=at=4cm/s
则合速度大小为
选项C错误,D正确。
故选BD。
6.关于两个不共线分运动的合运动,下列说法正确的是( )
A.两匀速直线运动的合运动的轨迹一定是直线
B.两匀变速直线运动的合运动的轨迹可能是直线
C.一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动的轨迹一定是直线
D.两个初速度为0的匀变速直线运动的合运动的轨迹一定是直线
【答案】ABD
【详解】A.两个匀速直线运动合成,合加速度为零,则合运动仍然是匀速直线运动,故A正确;
B.当两个匀变速直线运动进行合成,若合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上,物体将做曲线运动,若合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上,其合运动仍为匀变速直线运动,故B正确;
C.一个匀变速直线运动和一个匀速直线运动的合运动,加速度与初速度不共线时轨迹一定是曲线,故C错误:
D.根据平行四边形定则,结合B选项分析可知两个初速度为0的匀加速直线运动的合运动一定是直线运动,故D正确。
故选ABD。
7.如图,一艘小船船头始终垂直于河岸,从岸边向对岸航行。已知船在静水中的速度大小,水流速度大小,河的宽度,下列说法正确的是( )
A.小船过河的时间为15s B.小船过河的时间为20s
C.小船能垂直到达河的正对岸 D.小船不能垂直到达河的正对岸
【答案】AD
【详解】AB.小船船头始终垂直于河岸,则过河时间,故A正确,B错误;
CD.由于小船船头始终垂直于河岸,根据速度合成可知,合速度方向斜向右上方,即小船不能垂直到达河的正对岸,故C错误,D正确。
故选AD。
三、解答题
8.一小船渡河,河宽,水流速度。若船在静水中的速度为,(,)求:
(1)使船在最短的时间内渡河,船头应朝什么方向?最短时间是多少?
(2)使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?用多长时间?
(3)若船在静水中的速度为,要使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?位移是多少?
【答案】(1)船头垂直于河岸,时间为36s
(2)船头向上游偏30°,时间为
(3)要使船渡河的航程最短,船头应指向上游与河岸夹角为53°,位移是300m
【详解】(1)欲使船在最短时间内渡河,船头应朝垂直河岸方向。当船头垂直河岸时,如图甲所示:
合速度为倾斜方向,垂直河岸方向的分速度为船在静水中的速度,所以过河的最短时间为
(2)欲使船渡河航程最短,应垂直河岸渡河,船头应朝上游与垂直河岸方向成某一夹角,如图乙所示:
根据几何关系有
解得
所以
即当船头向上游偏30°时航程最短。此时过河的时间为
(3)因,若要使船航程最短,船头应指向上游与河岸成角,此时船在静水中的速度与合速度相互垂直,如下图所示:
根据几何关系有
则
故最短航程为
所需要的时间为
9.江西省地处长江中下游,雨水充沛,河湖密布,水系发达。某小船要渡过一河流,河岸平行,河流的宽度,小船在静水中行驶的速度大小,水流的速度大小。
(1)若小船以最短的时间渡河,求小船渡河的时间以及小船渡河过程中沿河岸方向的位移大小;
(2)若小船以最短的路程渡河,求小船渡河的时间以及该最短路程。
【答案】(1)600s,1500m
(2)750s,1500m
【详解】(1)当小船以最短的时间渡河时,船头垂直河岸,有
解得
又
解得
(2)因为,所以当小船以最短的路程渡河时,船头方向与合速度方向垂直,设合速度方向与河岸下游方向的夹角为,根据几何关系有
小船垂直河岸的分速度大小
又
解得
经分析可知
解得
10.质量为2kg的物体在xOy平面上做曲线运动,在x方向的速度图像和y方向的位移图像如图所示,试求出:
(1)物体的初速度大小;
(2)物体所受的合外力大小。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由图可知,在轴方向上,物体做初速度为,加速度为
的匀加速直线运动,在轴方向上,物体做
的匀速直线运动,则物体的初速度大小
(2)由牛顿第二定律可得,物体所受的合外力大小
11.一质量为2kg的质点在某xy平面上做匀加速曲线运动,在该平面上建立直角坐标系并将运动分解在x轴和y轴上进行研究,在x方向的位移-时间图线为抛物线,类似于自由落体,如图甲;在y方向的位移-时间图像为直线,如图乙,求:
(1)t=0时,质点在x方向的速度,y方向的速度,初速度v;
(2)2s内质点的位移大小;
(3)质点运动的加速度是多少?所受的合力多大?
【答案】(1)0,4m/s,4m/s,方向沿y轴负方向
(2)
(3)4m/s2,8N
【详解】(1)由题图且抛物线的顶点为(0,0),可知质点在x轴方向上做初速度为零的匀加速运动,初速度vx0=0
质点在y轴方向上做匀速直线运动,速度大小vy=4m/s
则质点的初速度等于y方向的分速度,大小v=vy=4m/s,方向沿y轴负方向;
(2)2s内质点在沿x轴方向的位移x=8m;沿y轴方向位移的大小y=8m
则质点2s内位移的大小
(3)t=0时刻沿x方向的位移为零,t=2s时刻沿x方向的为为8m,由x=at2知,质点的加速度
质点所受的合力大小F合=ma=2×4N=8N
合力方向沿x轴正方向
1. 本节课你掌理解了运动合成与分解的本质是“等效替代”;
1. 本节课你需要强化“矢量意识”,每次遇到运动合成与分解的问题,先标出各运动的方向,再用平行四边形定则画图分析,避免仅凭数值计算导致的错误;
1. 整理典型错题,尤其是小船渡河、高频考点,对比不同情境的异同点,总结解题规律;
1. 多结合生活实例思考,比如观察无人机的飞行、篮球的抛射,尝试用本节课的知识分析它们的合运动与分运动,让抽象的规律变得具体可感
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