2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 拋體運(yùn)動(dòng) 第二節(jié) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解課件 粵教版必修2.ppt

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第二節(jié)運(yùn)動(dòng)的合成與分解,第一章拋體運(yùn)動(dòng),內(nèi)容索引,,自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實(shí)基礎(chǔ),重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí),1.分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)(1)如果一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的效果跟另外兩個(gè)運(yùn)動(dòng)共同產(chǎn)生的效果，我們就把這一物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)叫做這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做這一實(shí)際運(yùn)動(dòng)的.(2)實(shí)際運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度就是它的、合速度、合加速度，而分運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度是它的分位移、、分加速度.,一、分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng),實(shí)際發(fā)生,相同,分運(yùn)動(dòng),合位移,分速度,2.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)等時(shí)性：合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間一定，即同時(shí)開始、同時(shí)進(jìn)行、同時(shí)停止.(2)獨(dú)立性：一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)，分運(yùn)動(dòng)各自進(jìn)行，_____影響.(3)等效性：合運(yùn)動(dòng)是由各分運(yùn)動(dòng)共同產(chǎn)生的總運(yùn)動(dòng)效果，合運(yùn)動(dòng)與各分運(yùn)動(dòng)的總運(yùn)動(dòng)效果可以相互.3.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)可以看成是幾個(gè)獨(dú)立進(jìn)行的的合運(yùn)動(dòng).,相等,獨(dú)立,互不,替代,分運(yùn)動(dòng),二、運(yùn)動(dòng)的合成與分解,1.已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)叫做運(yùn)動(dòng)的.已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)叫做運(yùn)動(dòng)的.2.合位移是兩分位移的矢量和，滿足定則.3.實(shí)際速度和分速度的關(guān)系以及合加速度與分加速度的關(guān)系都滿足____定則.(或定則),分解,合成,平行四邊形,平行,四邊形,三角形,答案,即學(xué)即用1.判斷下列說法的正誤.(1)合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)是同時(shí)進(jìn)行的，時(shí)間相等.()(2)合運(yùn)動(dòng)一定是實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng).()(3)合運(yùn)動(dòng)的速度一定比分運(yùn)動(dòng)的速度大.()(4)互成角度的兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，一定也是勻速直線運(yùn)動(dòng).(),√,√,,√,2.豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水，內(nèi)有一個(gè)蠟塊能在水中以0.1m/s的速度勻速上浮.在蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時(shí)，使玻璃管沿水平方向勻速向右運(yùn)動(dòng)，測(cè)得蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向與水平方向成30角，如圖1所示.若玻璃管的長度為1.0m，在蠟塊從底端上升到頂端的過程中，玻璃管水平方向的移動(dòng)速度和水平運(yùn)動(dòng)的距離為A.0.1m/s,1.73mB.0.173m/s,1.0mC.0.173m/s,1.73mD.0.1m/s,1.0m,圖1,√,答案,解析,重點(diǎn)探究,圖2,蠟塊能沿玻璃管勻速上升(如圖2甲所示)，如果在蠟塊上升的同時(shí)，將玻璃管沿水平方向向右勻速移動(dòng)(如圖乙所示)，則：(1)蠟塊在豎直方向做什么運(yùn)動(dòng)？在水平方向做什么運(yùn)動(dòng)？,答案蠟塊參與了兩個(gè)運(yùn)動(dòng)：水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的勻速直線運(yùn)動(dòng).,,一、運(yùn)動(dòng)的合成與分解,導(dǎo)學(xué)探究,答案,(2)蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是什么？,答案蠟塊實(shí)際上做勻速直線運(yùn)動(dòng).,答案,(3)求t時(shí)間內(nèi)蠟塊的位移和速度.,1.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,知識(shí)深化,2.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的判定方法：在一個(gè)具體運(yùn)動(dòng)中物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)往往是合運(yùn)動(dòng).這個(gè)運(yùn)動(dòng)一般就是相對(duì)于地面發(fā)生的運(yùn)動(dòng)，或者說是相對(duì)于靜止參考系的運(yùn)動(dòng).3.運(yùn)動(dòng)分解的應(yīng)用應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的分解，可以將曲線運(yùn)動(dòng)問題轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)問題.解題步驟如下：(1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的效果確定運(yùn)動(dòng)的分解方向.(2)根據(jù)平行四邊形定則，畫出運(yùn)動(dòng)分解圖.(3)應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析分運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)確定分矢量與合矢量的關(guān)系.,例1雨滴由靜止開始下落，遇到水平方向吹來的風(fēng)，下述說法中正確的是①風(fēng)速越大，雨滴下落時(shí)間越長②風(fēng)速越大，雨滴著地時(shí)速度越大③雨滴下落時(shí)間與風(fēng)速無關(guān)④雨滴著地速度與風(fēng)速無關(guān)A.①②B.②③C.③④D.①④,答案,解析,√,解析將雨滴的運(yùn)動(dòng)分解為水平方向和豎直方向，兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)相互獨(dú)立，雨滴下落時(shí)間與豎直高度有關(guān)，與水平方向的風(fēng)速無關(guān)，故①錯(cuò)誤，③正確.風(fēng)速越大，落地時(shí)，雨滴水平方向分速度越大，合速度也越大，故②正確，④錯(cuò)誤.故選B.,例2(多選)質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)，在x方向的速度－時(shí)間圖象和y方向的位移－時(shí)間圖象如圖3所示，下列說法正確的是A.質(zhì)點(diǎn)的初速度大小為5m/sB.質(zhì)點(diǎn)的初速度大小為7m/sC.2s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為6m/sD.2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移大小約為12m,答案,解析,√,圖3,√,解析由x方向的速度－時(shí)間圖象可知，在x方向的初速度v0 x＝3m/s，由y方向的位移－時(shí)間圖象可知在y方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為vy＝4m/s.因此質(zhì)點(diǎn)的初速度大小為5m/s，A選項(xiàng)正確，B錯(cuò)誤；,三步走求解合運(yùn)動(dòng)或分運(yùn)動(dòng)1.根據(jù)題意確定物體的合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng).2.根據(jù)平行四邊形定則作出矢量合成或分解的平行四邊形.3.根據(jù)所畫圖形求解合運(yùn)動(dòng)或分運(yùn)動(dòng)的參量，若兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)相互垂直，則合速度的大小v＝，合位移的大小s＝.,塔式起重機(jī)模型如圖4所示，吊車P沿吊臂向末端M水平勻速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將物體Q從地面豎直向上勻加速吊起.請(qǐng)思考并回答以下問題：(1)物體Q同時(shí)參與了幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)？,答案,,二、合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和軌跡的判斷方法,導(dǎo)學(xué)探究,圖4,答案兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)：①水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng).②豎直方向上的勻加速直線運(yùn)動(dòng).,(2)合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是什么？,答案,答案勻變速運(yùn)動(dòng).,(3)合運(yùn)動(dòng)的軌跡是直線還是曲線？,答案曲線.,(4)如果物體Q豎直向上被勻速吊起，其合運(yùn)動(dòng)是什么運(yùn)動(dòng)？,答案此時(shí)合運(yùn)動(dòng)的合加速度為0，因此合運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng).,合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)判斷分析兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)平行四邊形定則，求出合運(yùn)動(dòng)的合初速度v0和合加速度a，然后進(jìn)行判斷.(1)是否為勻變速的判斷,知識(shí)深化,加速度(或合外力),變化：非勻變速運(yùn)動(dòng)不變：勻變速運(yùn)動(dòng),,(2)曲、直的判斷,加速度(或合外力)與速度方向,共線：直線運(yùn)動(dòng)不共線：曲線運(yùn)動(dòng),,例3如圖5甲所示的直角三角板緊貼在固定的刻度尺上方，現(xiàn)假使三角板沿刻度尺水平向右勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，一支鉛筆從三角板直角邊的最下端，由靜止開始沿此邊向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，下列關(guān)于鉛筆尖的運(yùn)動(dòng)及其留下的痕跡的判斷中，正確的有A.鉛筆尖留下的痕跡可以是一條如圖乙所示的拋物線B.鉛筆尖留下的痕跡可以是一條傾斜的直線C.在運(yùn)動(dòng)過程中，筆尖運(yùn)動(dòng)的速度方向始終保持不變D.在運(yùn)動(dòng)過程中，筆尖運(yùn)動(dòng)的加速度方向始終保持不變,√,圖5,答案,解析,解析由題可知，鉛筆尖既隨三角板向右做勻速運(yùn)動(dòng)，又沿三角板直角邊向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡是向上彎曲的拋物線，故A、B錯(cuò)誤.在運(yùn)動(dòng)過程中，鉛筆尖運(yùn)動(dòng)的速度方向是軌跡的切線方向，時(shí)刻在變化，故C錯(cuò)誤.鉛筆尖水平方向的加速度為零，豎直方向加速度的方向向上，則根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成規(guī)律可知，筆尖運(yùn)動(dòng)的加速度方向始終豎直向上，保持不變，故D正確.,1.兩直線運(yùn)動(dòng)合成，合運(yùn)動(dòng)的軌跡由合初速度與合加速度的方向關(guān)系決定.2.兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)不一定是直線運(yùn)動(dòng).,針對(duì)訓(xùn)練1在平面上運(yùn)動(dòng)的物體，其x方向分速度vx和y方向分速度vy隨時(shí)間t變化的圖線如圖6(a)(b)所示，則下列選項(xiàng)中最能反映物體運(yùn)動(dòng)軌跡的是,圖6,√,答案,解析,解析物體參與兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，水平方向向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向向上做勻加速運(yùn)動(dòng)；水平分運(yùn)動(dòng)無加速度，豎直分運(yùn)動(dòng)加速度向上，故物體合運(yùn)動(dòng)的加速度向上，故軌跡向上彎曲，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤.,1.小船的運(yùn)動(dòng)分析小船渡河時(shí)，參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)：一個(gè)是船相對(duì)水的運(yùn)動(dòng)(即船在靜水中的運(yùn)動(dòng))，一個(gè)是船隨水漂流的運(yùn)動(dòng).2.小船渡河的兩類常見問題(1)渡河時(shí)間t,,三、小船渡河問題,圖7,(2)渡河位移最短問題,圖8,例4已知某船在靜水中的速度為v1＝4m/s，現(xiàn)讓船渡過某條河，假設(shè)這條河的兩岸是理想的平行線，河寬為d＝100m，水流速度為v2＝3m/s，方向與河岸平行.(1)欲使船以最短時(shí)間渡河，渡河所用時(shí)間是多少？位移有多大？,答案,解析,答案25s125m,解析由題意知，當(dāng)船在垂直于河岸方向上的分速度最大時(shí)，渡河所用時(shí)間最短，河水流速平行于河岸，不影響渡河時(shí)間，所以當(dāng)船頭垂直于河岸渡河時(shí)，所用時(shí)間最短，,(2)欲使船以最小位移渡河，渡河所用時(shí)間是多少？,答案,解析,解析分析可知，當(dāng)船的實(shí)際速度方向垂直于河岸時(shí)，船的位移最小，因船在靜水中的速度為v1＝4m/s，大于水流速度v2＝3m/s，故可以使船的實(shí)際速度方向垂直于河岸.,如圖乙所示，設(shè)船斜指向上游河對(duì)岸，且與河岸所成夾角為θ，則有v1cosθ＝v2，,(3)若水流速度為v2′＝5m/s，船在靜水中的速度為v1＝4m/s不變，船能否垂直河岸渡河？,答案,解析,答案不能,解析當(dāng)水流速度v2′＝5m/s大于船在靜水中的速度v1＝4m/s時(shí)，不論v1方向如何，其合速度方向總是偏向下游，故不能垂直河岸渡河.,1.要使船垂直于河岸橫渡，即路程最短，應(yīng)使v船在水流方向的分速度和水流速度等大、反向，這種情況只適用于v船>v水的情形.2.要使船渡河時(shí)間最短，船頭應(yīng)垂直指向河對(duì)岸，即v船與水流方向垂直.3.要區(qū)別船速v船及船的合運(yùn)動(dòng)速度v合，前者是發(fā)動(dòng)機(jī)或劃行產(chǎn)生的分速度，后者是合速度.,針對(duì)訓(xùn)練2(多選)下列圖中實(shí)線為河岸，河水的流動(dòng)方向如圖中v的箭頭所示，虛線為小船從河岸M駛向?qū)Π禢的實(shí)際航線.則其中可能正確的是,√,√,解析小船渡河的運(yùn)動(dòng)可看做水流的運(yùn)動(dòng)和小船運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).虛線為小船從河岸M駛向?qū)Π禢的實(shí)際航線，即合速度的方向，小船合運(yùn)動(dòng)的速度方向就是其真實(shí)運(yùn)動(dòng)的方向，分析可知，實(shí)際航線可能正確的是A、B.,答案,解析,關(guān)聯(lián)速度分解問題指物體拉繩(桿)或繩(桿)拉物體的問題(下面為了方便，統(tǒng)一說“繩”)：(1)物體的實(shí)際速度一定是合速度，分解時(shí)兩個(gè)分速度方向應(yīng)取沿繩方向和垂直繩方向.(2)由于繩不可伸長，一根繩兩端物體沿繩方向的速度分量大小相等.,,四、關(guān)聯(lián)速度分解問題,(3)常見的速度分解模型(如圖9所示),圖9,例5如圖10所示，用船A拖著車B前進(jìn)時(shí)，若船勻速前進(jìn)，速度為vA，當(dāng)OA繩與水平方向夾角為θ時(shí)，則：(與B相連的繩水平且定滑輪的質(zhì)量及摩擦不計(jì))(1)車B運(yùn)動(dòng)的速度vB為多大？,答案,解析,答案vAcosθ,圖10,解析把vA分解為一個(gè)沿繩方向的分速度v1和一個(gè)垂直于繩的分速度v2，如圖所示，所以車前進(jìn)的速度vB大小應(yīng)等于vA的分速度v1，即vB＝v1＝vAcosθ.,(2)車B是否做勻速運(yùn)動(dòng)？,答案,解析,答案不做勻速運(yùn)動(dòng),解析當(dāng)船勻速向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，θ角逐漸減小，車速vB將逐漸增大，因此，車B不做勻速運(yùn)動(dòng).,針對(duì)訓(xùn)練3如圖11所示，A物塊以速度v沿豎直桿勻速下滑，經(jīng)細(xì)繩通過光滑輕質(zhì)定滑輪拉動(dòng)物體B在水平方向上運(yùn)動(dòng).當(dāng)細(xì)繩與水平面夾角為θ時(shí)，求物體B運(yùn)動(dòng)的速度vB的大小.,解析物塊A沿桿向下運(yùn)動(dòng)，有使細(xì)繩伸長和使細(xì)繩繞定滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)效果，因此細(xì)繩端點(diǎn)(即物塊A)的速度可分解為沿細(xì)繩方向和垂直于細(xì)繩方向的兩個(gè)分速度，如圖所示.其中物體B的速度大小等于沿繩子方向的分速度vB.則有vB＝vsinθ.,圖11,答案vsinθ,答案,解析,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1,2,3,1.(合運(yùn)動(dòng)軌跡的判斷)如圖12所示，一玻璃管中注滿清水，水中放一軟木做成的木塞R(木塞的直徑略小于玻璃管的直徑，輕重大小適宜，使它在水中能勻速上浮).將玻璃管的開口端用膠塞塞緊(圖甲).現(xiàn)將玻璃管倒置(圖乙)，在木塞勻速上升的同時(shí)，使玻璃管水平向右由靜止做勻加速直線運(yùn)動(dòng).觀察木塞的運(yùn)動(dòng)，將會(huì)看到它斜向右上方運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間，玻璃管移到圖丙中虛線所示位置，木塞恰好運(yùn)動(dòng)到玻璃管的頂端，則能正確反映木塞運(yùn)動(dòng)軌跡的是,答案,解析,4,圖12,√,解析木塞參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，豎直方向在管中以v1勻速上浮，水平方向向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度v2不斷變大，將v1與v2合成，如圖，由于曲線運(yùn)動(dòng)的速度沿著曲線上該點(diǎn)的切線方向，又由于v1不變，v2不斷變大，故θ不斷變小，即切線方向與水平方向的夾角不斷變小，故A、B、D均錯(cuò)誤，C正確.,1,2,3,4,2.(兩分運(yùn)動(dòng)的合成)(多選)一質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)在如圖13甲所示的xOy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，在x方向的速度－時(shí)間(v－t)圖象和y方向的位移－時(shí)間(y－t)圖象分別如圖乙、丙所示，由此可知A.t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度大小為12m/sB.質(zhì)點(diǎn)做加速度恒定的曲線運(yùn)動(dòng)C.前2s，質(zhì)點(diǎn)所受的合力大小為10ND.t＝1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度大小為7m/s,答案,解析,1,2,3,4,√,√,圖13,解析由v－t圖象可知，質(zhì)點(diǎn)在x方向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，初速度大小為12m/s，而在y方向上，質(zhì)點(diǎn)做速度大小為5m/s的勻速運(yùn)動(dòng)，故在前2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的初速度為水平初速度和豎直初速度的合速度，則初速度大?。簐0＝m/s＝13m/s，故A錯(cuò)誤，B正確；由v－t圖象可知，前2s，質(zhì)點(diǎn)的加速度大小為：a＝＝5m/s2，根據(jù)牛頓第二定律，前2s質(zhì)點(diǎn)所受合外力大小為F＝ma＝25N＝10N，故C正確；t＝1s時(shí)，x方向的速度大小為7m/s，而y方向速度大小為5m/s，因此質(zhì)點(diǎn)的速度大小為，故D錯(cuò)誤.,1,2,3,4,3.(關(guān)聯(lián)速度問題)(多選)如圖14所示，一人以恒定速度v0通過光滑輕質(zhì)定滑輪豎直向下拉繩使小車在水平面上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，細(xì)繩與水平方向成45角，則此時(shí)A.小車運(yùn)動(dòng)的速度為v0B.小車運(yùn)動(dòng)的速度為v0C.小車在水平面上做加速運(yùn)動(dòng)D.小車在水平面上做減速運(yùn)動(dòng),√,答案,1,2,3,4,圖14,√,解析,解析將小車速度沿著繩方向與垂直繩方向進(jìn)行分解，如圖所示，,1,2,3,4,4.(小船渡河問題)小船在200m寬的河中橫渡，水流速度是2m/s，小船在靜水中的航速是4m/s.(1)要使小船渡河耗時(shí)最少，應(yīng)如何航行？最短時(shí)間為多少？,答案,解析,1,2,3,4,答案船頭正對(duì)河岸航行耗時(shí)最少，最短時(shí)間為50s,解析如圖甲所示，船頭始終正對(duì)河岸航行時(shí)耗時(shí)最少，,(2)要使小船航程最短，應(yīng)如何航行？最短航程為多少？,答案,解析,1,2,3,4,答案船頭偏向上游，與上游河岸成60角，最短航程為200m,解析如圖乙所示，航程最短為河寬d，即最短航程為200m，應(yīng)使v合′的方向垂直于河岸，故船頭應(yīng)偏向上游，與上游河岸成α角，,