内容正文:
null我带着比身体重的行李游入尼罗河底,经过几道闪电,看到一堆光圈,不确定是不是这里。我看到几个人站在一起,他们拿着剪刀摘走我的行李。
能利用运动的合成与分解的方法判断合运动的轨迹和性质。
通过对合运动和分运动的分析,知道合运动和分运动的关系,理解运动的合成与分解遵循矢量运算法则。
02
01
重点
重难点
运动的分析
01
我明明是垂直河岸使得劲,怎么就游歪了?同学们能帮我回答这个问题吗?
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情境导入
如图,某同学用小锤轻击弹性金属片,使球1沿水平方向飞出,完全相同的球2同时被松开,做自由落体运动。
(1)耳听眼观
①两球是否会同时落地?
答案 同时落地;
②若用较大的力击打弹性金属片,两球是否会同时落地?
答案 同时落地。
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观察与思考
(2)上述两次现象说明了什么?
答案 上述两次现象说明:球1在竖直方向的分运动是自由落体运动,且不受水平方向分运动的影响,球1在竖直和水平两个方向上的分运动具有独立性。
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观察与思考
1.合运动与分运动
如果物体同时参与了几个运动,那么物体实际发生的运动就是合运动 ,
同时参与的几个运动就是分运动。
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核心知识
2.合运动和分运动的关系
等效性 各分运动共同作用的效果与合运动的效果相同
等时性 各分运动与合运动同时发生同时结束,经历的时间相等
独立性 各分运动独立进行,互不影响
同体性 各分运动与合运动是同一个物体的运动
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核心知识
位移和速度的
合成与分解
02
如图,一位同学将直尺沿纵向向前平推,另一位同学持铅笔沿尺边横向平移,画出笔尖的合位移与分位移如图所示,请思考以下问题:
(1)笔尖参与了哪两个方向的运动?
答案 笔尖参与了竖直向上的直线运动和水平方向的直线运动。
(2)连接这段曲线的首尾,便得到笔尖走过的位移,再画出笔尖的横向位移和纵向位移,重复做几次实验,看看上述三个位移之间存在怎样的关系?
答案 笔尖实际运动的位移与横向、纵向的分位移满足平行四边形定则。
【点击图片播放动画】
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观察与思考
(3)笔尖实际运动的速度与横向、纵向的分速度有何关系?
答案 由位移、时间和速度的关系可知,笔尖实际运动的速度与横向、纵向的分速度也满足平行四边形定则。
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观察与思考
位移和速度的合成与分解
1.运动的合成——已知分运动求合运动
2.运动的分解——已知合运动求分运动
3.“运动的合成与分解”包括:
(1)位移的合成与分解
合位移
(2)速度的合成与分解
(3)加速度的合成与分解
分位移
合速度
分速度
合加速度
分加速度
运算法则:运动的合成与分解互为逆运算均遵守平行四边形定则。
【平行四边形定则动画】
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核心知识
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核心知识
(1)合运动一定是实际发生的运动。( )
(2)合运动的速度一定比分运动的速度大。( )
(3)由两个分速度的大小就可以确定合速度的大小。( )
(4)分运动的速度、位移、加速度与合运动的速度、位移、加速度间满足平行四边形定则。( )
√
×
×
√
辨析
1.(2023·汕头市高一期中)某一“风洞实验室”可产生水平方向的风。某时刻,从“风洞实验室”的顶部自由落下一物块,物块在下落过程中,遇到水平方向吹来的风,下列说法中正确的是
A.风速越大,物块下落时间越长
B.风速越大,物块着地时速度越大
C.物块下落时间与风速有关
D.物块着地速度与风速无关
√
例题
因为各分运动具有独立性,水平方向上的运动不影响竖直方向上的运动,所以在竖直方向上,运动时间不变,所以下落的时间不变,故A、C错误;
将物块的运动分解为水平方向和竖直方向上的两个分运动,在水平方向上,风速越大,着地时水平分速度越大,根据矢量合成可知,物块着地时速度也越大,故D错误,B正确。
例题
2. (2024·深圳市高一期末)如图所示,一水平传送带正将遥控玩具小车(还未启动)沿y轴正方向匀速传送,车身与x轴重合且车头朝向x轴正方向,通过遥控器突然启动小车,小车沿x轴正方向做匀加速直线运动,则小车相对地面的运动轨迹可能正确的是
√
例题
小车沿y轴正方向匀速运动,同时小车沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,可知小车的加速度沿x轴正方向,由于小车速度方向与加速度方向不在同一直线上,小车做曲线运动,根据曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧,可知小车相对地面的运动轨迹可能正确的是图B。
例题
3. 质量为5 kg的物体在光滑平面上的直角坐标系中运动,其分速度vx和vy随时间变化的图像如图所示(sin53°=0.8,cos53°=0.6)。求: (1)物体的初速度;
答案 (1) 3 m/s,方向沿x轴正方向
(2)5 m/s,方向与x轴正方向的夹角为53° (3) 9 m
(2)t=8 s时物体的速度;
(3)前6 s内物体的位移大小(结果可保留根号)。
例题
(2)由题图可知,当t=8 s时,vx=3 m/s,vy=4 m/s,
则物体的速度大小为v==5 m/s,
设速度方向与x轴正方向的夹角为θ,则有tan θ=,解得θ=53°。
(1)由题图可知,在t=0时,vx=3 m/s,vy=0,所以物体的初速度为3 m/s,方向沿x轴正方向。
(3)在t=6 s内,物体沿x方向的位移为x=vxt=18 m,
物体沿y方向的加速度为ay==0.5 m/s2,
物体沿y方向的位移为y=ayt2=9 m,
物体的位移大小s==9 m。
拓展 (1)0~8 s内物体做什么运动?
A.匀变速直线运动
B.匀变速曲线运动
C.变加速曲线运动
答案 因为初速度沿x轴方向,初始时刻恒定的加速度沿y轴正方向,初始时刻速度方向与加速度方向不在同一条直线上,所以物体做匀变速曲线运动,故选B。
√
例题
(2)若物体的速度vx和vy随时间变化的图像如图甲、乙所示,则物体在0~8 s内做什么运动?
答案 因0~8 s内物体在x、y方向均做初速度为0的匀加速直线运动,则合运动为匀加速直线运动。
例题
合运动性质的判断
分运动(不共线) 合运动 矢量图
两个匀速直线运动 匀速直线运动
一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动 匀变速曲线运动
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总结提升
两个初速度为零的匀加速直线运动 初速度为零的匀加速直线运动 v0=0
两个初速度不为零的匀加速直线运动 匀变速直线运动
匀变速曲线运动
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总结提升
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总结提升
核心概念 合运动:物体的实际运动
分运动:同时参与的几个运动
四大性质 等效性、等时性、独立性、同体性
核心法则 遵循平行四边形法则:(位移、速度、加速度)
分解方式:按实际效果分解、正交分解
合运动判断 加速度和初速度的方向是否相同——判断直线曲线
加速度变不变——判断是否匀变速
课堂小结
本课结束
Keep Thinking!
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