内容正文:
第五章 曲线运动
学案2 习题课:曲线运动
学习目标定位
进一步理解合运动与分运动等有关物理量之间的关系.
会确定互成角度的两个分运动的合运动性质.
会分析运动的合成与分解的两个实例:小船渡河问题和关联物体速度的分解问题.
知识储备区
1.夹角 凹
2.(1)不在同一直线上 (2)不在同一直线上
3.等时 独立
学习探究区
一、合运动与分运动的关系
二、合运动运动性质的判断
三、小船渡河问题
四、关联物体速度的分解
一、合运动与分运动的关系
合运动与分运动的关系:
(1)等效性:各分运动的共同运动效果与合运动的
运动效果相同.
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(2)等时性:各分运动与合运动同时发生和结束.
(3)独立性:各分运动之间互不相干、彼此独立、
互不影响.
在解决此类问题时,要深刻理解“等效性”;利用“等时性”把两个分运动与合运动联系起来;坚信两个分运动的“独立性”,放心大胆地在两个方向上分别研究.
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一、合运动与分运动的关系
例1 质量m=2 kg的物体在光滑水平面上运动,其分速度vx和vy随时间变化的图线如图(a)、(b)所示,求:
(1)物体所受的合力;
(2)物体的初速度;
(3)t=8 s时物体的速度;
(4)t=4 s内物体的位移.
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匀速:ax=0
(1)物体所受的合力:
匀加速:
沿y轴正方向
解析
一、合运动与分运动的关系
例1 质量m=2 kg的物体在光滑水平面上运动,其分速度vx和vy随时间变化的图线如图(a)、(b)所示,求:
(1)物体所受的合力;
(2)物体的初速度;
(3)t=8 s时物体的速度;
(4)t=4 s内物体的位移.
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匀速:vx0=3
(2)物体的初速度为:
匀加速:
沿x轴正方向
解析
一、合运动与分运动的关系
例1 质量m=2 kg的物体在光滑水平面上运动,其分速度vx和vy随时间变化的图线如图(a)、(b)所示,求:
(1)物体所受的合力;
(2)物体的初速度;
(3)t=8 s时物体的速度;
(4)t=4 s内物体的位移.
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匀速:vx=3
(3)合速度:
匀加速:
解析
一、合运动与分运动的关系
例1 质量m=2 kg的物体在光滑水平面上运动,其分速度vx和vy随时间变化的图线如图(a)、(b)所示,求:
(1)物体所受的合力;
(2)物体的初速度;
(3)t=8 s时物体的速度;
(4)t=4 s内物体的位移.
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匀速:x=12 m
(4)合位移:
匀加速:
解析
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二、合运动运动性质的判断
分析两个直线运动的合运动的性质时,应先根据平行四边形定则,求出合运动的合初速度v0和合加速度a,然后进行判断.
1.判断是否做匀变速运动
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(1)若a=0时,物体沿合初速度v0的方向做匀速直线运动.
(2)若a≠0且a恒定时,做匀变速运动.
(3)若a≠0且a变化时,做非匀变速运动.
2.判断轨迹的曲直
(1)若a与速度共线,则做直线运动.
(2)若a与速度不共线,则做曲线运动.
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二、合运动运动性质的判断
例2 如图所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A,小车下装有吊着物体B的吊钩,在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向做匀速直线运动的同时,吊钩将物体B向上吊起,A、B之间的距离以d=H-2t2(SI)(SI表示国际单位制,式中H为吊臂离地面的高度)规律变化,则物体做( )
A.速度大小不变的曲线运动
B.速度大小增加的曲线运动
C.加速度大小、方向均不变的曲线运动
D.加速度大小、方向均变化的曲线运动
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B物体
水平:匀速直线运动
竖直:匀加速直线运动
y=2t2
a恒定且与v不共线
解析
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三、小船渡河问题
小船渡河问题一般有渡河时间最短和航程最短两类问题:
1.关于最短时间,可根据运动等时性原理由船对静水的分运动时间来求解,由于河宽一定,当船对静水速度v1垂直河岸时(如图所示),垂直河岸方向的分速度最大,所以必有
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v2
v1
v
三、小船渡河问题
学习·探究区
小船渡河问题一般有渡河时间最短和航程最短两类问题:
2.关于最短航程,一般考察水流速度v2小于船对静水速度v1的情况较多,此种情况船的最短航程就等于河宽d,此时船头指向应与上游河岸成θ角(如图所示),且cos θ= ;(若v2>v1,则最短航程s= d,此时船头指向应与上游河岸成θ′角,且cos θ′= )
v2
v1
v合
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三、小船渡河问题
例3 已知某船在静水中的速率为v1=
4 m/s,现让船渡过某条河,假设这条河的两岸是理想的平行线,河宽为d=100 m,河水的流动速度