5.2运动的合成与分解 课件-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

5.2 运动的合成与分解 第五章 抛体运动 人教版（2019） · 高中物理必修二 1 01 02 03 运动的合成与分解—学习目标 1. 能通过观察、分析实际运动（如小船渡河、蜡块运动），抽象出合运动与分运动的模型，培养模型建构能力。 2. 能运用平行四边形定则对直线运动进行合成与分解，分析合运动的性质（匀速、变速、方向），提升逻辑推理和运算能力。 3. 能区分合运动与分运动的位移、速度、加速度的合成与分解规律，避免矢量运算与标量运算的混淆。 1. 通过实验观察（蜡块在玻璃管中的运动），探究合运动与分运动的关系，体会实验在物理研究中的作用。 2. 能设计简单的实验方案，记录分运动与合运动的轨迹、速度关系，分析实验数据，得出合理结论。 04 1. 感受运动的合成与分解在生活、生产中的应用（如渡河、航空、体育），认识物理与实际生活的紧密联系。 2. 培养严谨细致的科学态度，在矢量运算中注重方向的分析，养成规范解题的习惯。 1. 理解合运动、分运动的概念，明确合运动与分运动的等效性、等时性、独立性。 2. 掌握运动的合成与分解的基本方法，知道运动的合成与分解遵循平行四边形定则（或三角形定则）。 3. 能结合生活实例，认识到复杂运动可以分解为简单的直线运动，建立“等效替代”的物理观念。 物理观念 科学探究 科学态度 科学思维 2 重难点 曲线运动—重难点 1. 合运动、分运动的概念及等效性、等时性、独立性特点。 2. 运动的合成与分解的方法——平行四边形定则（位移、速度、加速度的合成与分解）。 3. 运用运动的合成与分解分析简单的实际问题。 1.理解合运动与分运动的独立性（一个分运动的变化不影响另一个分运动）。 2. 对复杂运动进行合理的分解（如何根据实际情况确定分运动的方向）。 3. 矢量合成与分解中方向的处理（如速度分解时，分速度方向的判断）。 01 重点 02 难点 3 01 02 03 目录 CONTENTS 课堂小结 运动的合成与分解 一个平面运动的实例 4 观察与思考 5 观察与思考 (2)人在河中的运动是直线还是曲线？位移怎么变化？速度又是怎么变化呢？对类似上述的运动应该怎样分析呢？ (1)若人在河中始终保持头朝正前方游向对岸，你认为他会在对岸的正前方到达，还是会偏向上游或下游？为什么？ 不能到达对岸，因为水流会带着我们往下游走，会走到下游的对岸。 6 第一部分 一个平面运动的实例 7 一个平面运动的实例 实验探究 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。 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。 观察蜡块的运动 1.7.2013 ‹#› 一个平面运动的实例 1.7.2013 ‹#› 一个平面运动的实例 实验结论 那么，蜡块向右上方的这个运动是什么样的运动呢？要想定量地研究蜡块的运动，就要建立坐标系，具体分析。 （2）水平方向：蜡块随管向右做匀速直线运动。 （1）竖直方向：蜡块相对管向上做匀速直线运动。 （3）在黑板的背景前我们看到蜡块相对黑板是向左上方运动。 1.7.2013 ‹#› 一个平面运动的实例 1.建立坐标系 研究物体的运动时，坐标系的选取很重要。研究物体在平面内的运动时，可以选择平面直角坐标系。 在研究蜡块的运动时，我们以蜡块开始匀速运动的位置为原点O，以水平向右的方向和竖直向上的方向分别为 x 轴和 y 轴的方向，建立平面直角坐标系 1.7.2013 ‹#› 一个平面运动的实例 2.蜡块运动的轨迹 要确定蜡块运动的轨迹，首先要确定任意时刻蜡块的位置。 蜡块 x 坐标的值等于它与 y 轴的距离，y 坐标的值等于它与 x轴的距离。若以vx 表示玻璃管向右移动的速度，以 vy 表示蜡块沿玻璃管上升的速度，则有 ——过原点的直线 O x y P ( x,y) Vx Vy S θ x 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。 1.7.2013 ‹#› 第二部分 运动的合成与分解 13 运动的合成与分解 思考与讨论 同学们注意到，我们在上述问题的处理时，是将两个运动分开处理的，这些运动与物体的实际运动之间又有什么关系呢？ 1.合运动与分运动的概念 一个物体实际发生的运动产生的效果跟另外两个运动共同产生的效果相同,这一物体实际发生的运动叫做这两个运动的合运动，这两个运动叫做这以实际运动的分运动。 以前面视频中蜡块的运动为例，蜡块相对管向上做匀速直线运动和蜡块随管向右做匀速直线运动；这两个运动均为分运动，蜡块相对黑板是向左上方运动为蜡块的实际运动，也称其为前面两个分运动的合运动。 1.7.2013 ‹#› 运动的合成与分解 2.合运动与分运动的关系 (2) 独立性---各分运动独立进行，互不影响；（例如：试管以水平方向的运动与蜡块在竖直方向的运动是互不影响的） (3) 等效性----各分运动的规律叠加起来和合运动的规律等效。（例如：蜡块实际的运动与水平和竖直的分运动就可以等效替代） (1) 等时性---合运动和分运动经历的时间相等；（例如：蜡块A由底部运动至顶端的时间，与蜡块在竖直方向由底部运动到顶端的时间相等） (4) 同体性----各分运动与合运动是同一个物体的运动。（例如：蜡块实际的运动与水平和竖直的分运动针对的都是蜡块是同一个物体） 1.7.2013 ‹#› 运动的合成与分解 3.运动的合成与分解 合运动 分运动 运动的合成 运动的分解 分解原则:一般根据运动的实际效果分解，也可以正交分解。 加速度合成与分解 x x2 x1 v v2 v1 a a2 a1 位移合成与分解 速度合成与分解 不管合成还是分解均遵循平行四边形法则 运动的合成与分解是指 x、v，a 的合成与分解。 注意：运动的合成是唯一的，而分解不是唯一的. 1.7.2013 ‹#› 运动的合成与分解 【例题】某商场设有步行楼梯和自动扶梯，步行楼梯每级的高度是 0.15 m，自动扶梯与水平面的夹角为 30°，自动扶梯前进的速度是 0.76 m/s。有甲、乙两位顾客，分别从自动扶梯和步行楼梯的起点同时上楼，甲在自动扶梯上站立不动，乙在步行楼梯上以每秒上两个台阶的速度匀速上楼。哪位顾客先到达楼上？如果该楼层高4.56 m，甲上楼用了多少时间？ 【解析】如图所示，甲在竖直方向的速度 乙在竖直方向的速度 因此v甲y > v乙,甲先到楼上 甲比乙先到达楼上，甲上楼用了12 s。 1.7.2013 ‹#› 运动的合成与分解 课堂探究 如果物体在一个方向上的分运动是匀速直线运动，在与它垂直方向上的分运动是匀加速直线运动 ，合运动的轨迹是什么样的？ 观察实验现象可知：蜡块的轨迹不再是一条直线，而是一条曲线。 1.7.2013 ‹#› 运动的合成与分解 （1）若两个匀速直线运动合成的合运动是什么运动 ？ 匀速直线运动。 （2）匀速直线运动和匀变速直线运动合成的合运动是什么运动？ 因为合加速度和合速度不共线，且加速度不变，则为匀变速曲线运动。 （3）两个初速度为零的匀变速直线运动合成的合运动是什么运动 ？ 初速度为零的匀加速直线运动。 （4）两个初速度不为零的匀变速直线运动合成的合运动是什么运动 ？ 如果合加速度和合速度共线，则为匀变速直线运动。 如果合加速和合速度不共线，则为匀变速曲线运动。 课堂探究 1.7.2013 ‹#› 运动的合成与分解 规律：合初速度与合外力是否在同一直线 可能直线运动 可能曲线运动 匀变速直线运动 匀变速直线运动 曲线运动 匀变速直线运动 匀速直线运动 匀速直线运动 直线运动 匀速直线运动 合运动 分运动 可能直线运动 可能曲线运动 曲线运动 直线运动 可能直线运动 可能曲线运动 曲线运动 曲线运动 两个不共线分运动的合成 归纳 1.7.2013 ‹#› 第三部分 课堂小结 21 课堂小结 知识 梳理 一个平面运动旳实例 运动的合成与分解 合运动与分运动的概念：一个物体实际发生的运动产生的效果跟另外两个运动共同产生的效果相同,这一物体实际发生的运动叫做这两个运动的合运动，这两个运动叫做这以实际运动的分运动。 合运动与分运动的关系：等时性、独立性、等效性、同体性 运动的合成与分解:（1）分解原则:一般根据运动的实际效果分解，也可以正交分解。（2）不管合成还是分解均遵循平行四边形法则 拓展：两个不共线分运动的合成规律 实验结论：（1）竖直方向：蜡块相对管向上做匀速直线运动。 （2）水平方向：蜡块随管向右做匀速直线运动。 （3）在黑板的背景前我们看到蜡块相对黑板是向左上方运动。 1.7.2013 ‹#› 课堂练习 C 1.7.2013 ‹#› 课堂练习 2．某建筑工地上，工人用起重机吊着货物水平向右匀速行驶，同时启动起吊电动机，让货物竖直向上做匀加速直线运动，若货物刚开始向上运动的位置为坐标原点，则货物的运动轨迹为（     ） D 1.7.2013 ‹#› 课堂练习 3．有一个质量为4 kg的质点在xOy平面内运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象分别如图甲、乙所示．下列说法正确的是（　　） A．质点做匀变速直线运动 B．质点所受的合外力为22 N C．2 s时质点的速度为6 m/s D．零时刻质点的速度为5 m/s D 1.7.2013 ‹#› 课堂练习 4.一无人机在水平面内进行表演，x方向向东，y方向向北，机载传感器描绘出的无人机在水平面内运动的轨迹如图所示。若0~x0内的曲线为开口向右的抛物线，则该无人机向东飞行的vx-t（速度-时间）图像和向北飞行的vy-t（速度-时间）图像可能为（　　） B 1.7.2013 ‹#› 感谢聆听 27 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf58.20.100 学科网版权所有 1．如图甲所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块 （ 视为质点）．将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与 轴重合， 从坐标原点开始运动的轨迹如图乙所示．则红蜡块 在 、 方向的运动情况可能是（    ） A． 方向匀速直线运动， 方向匀速直线运动 B． 方向匀速直线运动， 方向匀加速直线运动 C． 方向匀加速直线运动， 方向匀速直线运动 D． 方向匀减速直线运动， 方向匀加速直线运动 $