2019-2020年高中物理 第3章 拋體運動 第1講 運動的合成與分解學(xué)案 魯科版必修2.doc

2019-2020年高中物理 第3章 拋體運動 第1講 運動的合成與分解學(xué)案 魯科版必修2目標(biāo)定位1.理解合運動、分運動及運動的獨立性.2.掌握運動的合成與分解方法平行四邊形定則.3.會用平行四邊形定則分析速度、位移的合成與分解問題一、運動的獨立性1合運動與分運動：如果一個物體同時參與幾個運動，那么物體實際發(fā)生的運動就叫作這幾個運動的_，參與的這幾個運動就叫作這個實際運動的_2運動的獨立性：同時參與物體運動的幾個分運動互不影響，是相互_二、運動的合成與分解的方法1運動的合成：由已知的分運動求_的過程2運動的分解：由已知的合運動求_的過程3運動的合成與分解實質(zhì)是對物體的_、加速度、位移等運動量進行合成與分解4運動的合成與分解的方法：(1)如果兩個分運動方向在同一直線上，求合運動時直接進行_加減(2)如果兩個分運動方向不在同一條直線上，而是成一定夾角，根據(jù)_進行合成與分解想一想在滿足平行四邊形定則的前提下，可以將物體的速度任意分解嗎？一、運動的合成和分解1合運動的判定在一個具體運動中，物體的實際運動是合運動，合運動往往是物體相對于靜止地面的運動2分運動與合運動的關(guān)系(1)等效性：各分運動的共同作用效果與合運動的作用效果相同(2)等時性：各分運動與合運動同時發(fā)生和結(jié)束(3)獨立性：各分運動之間互不相干、彼此獨立、互不影響在解決此類問題時，要深刻理解“等效性”；利用“等時性”把兩個分運動與合運動聯(lián)系起來；堅信兩個分運動的“獨立性”；放心大膽地在兩個方向上分別研究例1如圖1所示，一名92歲的南非婦女從距地面大約2 700米的飛機上，與跳傘教練綁在一起跳下，成為南非已知的年齡最大的高空跳傘者假設(shè)沒有風(fēng)的時候，落到地面所用的時間為t，而實際上在下落過程中受到了水平方向的風(fēng)的影響，則實際下落所用時間()圖1A仍為t B大于tC小于t D無法確定二、運動的合成與分解的方法1運動的合成與分解的實質(zhì)運動的合成與分解實質(zhì)上是對描述物體運動狀態(tài)的位移、速度及加速度的合成與分解2運動的合成與分解的方法位移、速度、加速度都是矢量，因此運動的合成與分解遵循矢量運算法則，應(yīng)用平行四邊形定則進行運動的合成與分解3小船渡河問題 (1)渡河時間最短問題若要渡河時間最短，由于水流速度始終沿河道方向，不能提供指向河對岸的分速度因此只要使船頭垂直于河岸航行即可由圖2可知，此時t短，此時船渡河的位移s，位移方向滿足tan .圖2(2)渡河位移最短問題(v水<v船)圖3最短的位移為河寬d，此時渡河所用時間t，船頭與上游夾角滿足v船cos v水，如圖3所示例2質(zhì)量m2 kg的物體在光滑水平面上運動，其分速度vx和vy隨時間變化的圖線如圖4(a)、(b)所示，求：(1)物體所受的合力；(2)物體的初速度；(3)t8 s時物體的速度；(4)t4 s內(nèi)物體的位移圖4例3小船在200 m寬的河中橫渡，水流速度是2 m/s，小船在靜水中的航速是4 m/s.求：(1)要使小船渡河耗時最少，應(yīng)如何航行？(2)要使小船航程最短，應(yīng)如何航行？三、合運動性質(zhì)的判斷分析兩個直線運動的合運動的性質(zhì)時，應(yīng)先根據(jù)平行四邊形定則，求出合運動的合初速度v0和合加速度a，然后進行判斷(1)若a0時，物體沿合初速度v0的方向做勻速直線運動(2)若a0且a與v0的方向共線時，物體做直線運動，a恒定時做勻變速直線運動(3)若a0且a與v0的方向不共線時，物體做曲線運動，a恒定時做勻變速曲線運動例4如圖5所示，豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水，內(nèi)有一個紅蠟塊能在水中以速度v勻速上浮紅蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時，使玻璃管由靜止水平勻加速向右運動，則蠟塊的軌跡可能是()圖5A直線P B曲線QC曲線R D無法確定借題發(fā)揮互成角度的兩個直線運動的合運動的性質(zhì)：(1)兩個勻速直線運動的合運動仍然是勻速直線運動(2)一個勻速直線運動和一個勻變速直線運動合成時，由于其加速度與合速度不在同一條直線上，故合運動是勻變速曲線運動(3)兩個都是從靜止開始的勻加速直線運動的合運動一定是勻加速直線運動(4)兩個勻加速直線運動的合運動，可能是直線運動，也可能是曲線運動，但一定是勻變速運動對分運動與合運動的理解1關(guān)于運動的合成，下列說法中正確的是()A合運動的速度一定比每一個分運動的速度大B合運動的時間一定比每一個分運動的時間大C分運動的時間一定與它們合運動的時間相等D合運動的速度可以比每個分運動的速度小合運動性質(zhì)的判斷2塔式起重機模型如圖6，小車P沿吊臂向末端M水平勻速運動，同時將物體Q從地面豎直向上勻加速吊起，下列選項中能大致反映Q運動軌跡的是()圖6運動的合成與分解3.豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水，內(nèi)有一個蠟塊能在水中以0.1 m/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，使玻璃管水平勻速向右運動，測得蠟塊實際運動方向與水平方向成30角，如圖7所示若玻璃管的長度為1.0 m，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速度和水平運動的距離約為()圖7A0.1 m/s,1.73 m B0.173 m/s,1.0 mC0.173 m/s,1.73 m D0.1 m/s,1.0 m4小船在200 m寬的河中橫渡，水流速度為3 m/s，船在靜水中的航速是5 m/s，求：(1)當(dāng)小船的船頭始終正對對岸行駛時，它將在何時、何處到達對岸？(2)要使小船到達河的正對岸，應(yīng)如何行駛？多長時間能到達對岸？(sin 370.6)答案精析第3章拋體運動第1講運動的合成與分解預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)一、1.合運動分運動2獨立的二、1.合運動2分運動3速度4(1)代數(shù)(2)平行四邊形定則想一想對物體速度的分解既要遵循平行四邊形定則，又要根據(jù)實際效果，不能脫離物體的實際運動效果任意分解課堂講義例1A水平風(fēng)力并不影響跳傘者在豎直方向的運動規(guī)律，有風(fēng)與無風(fēng)的情況下，下落時間均為t，故A正確例2(1)1 N，方向沿y軸正方向(2)3 m/s，方向沿x軸正方向(3)5 m/s，方向與x軸正方向的夾角為53(4)12.6 m，方向與x軸正方向的夾角為arctan 解析(1)物體在x方向：ax0；y方向：ay0.5 m/s2根據(jù)牛頓第二定律：F合may1 N，方向沿y軸正方向(2)由題圖可知vx03 m/s，vy00，則物體的初速度為v03 m/s，方向沿x軸正方向(3)由題圖知，t8 s時，vx3 m/s，vy4 m/s，物體的合速度為v 5 m/s，tan ，53，即速度方向與x軸正方向的夾角為53.(4)t4 s內(nèi)，xvxt12 m，yayt24 m.物體的位移l 12.6 mtan ，所以arctan 即方向與x軸正方向的夾角為arctan .例3(1)船頭正對河岸航行耗時最少，最短時間為50 s.(2)船頭偏向上游，與河岸成60角，最短航程為200 m.解析(1)如圖甲所示，船頭始終正對河對岸航行時耗時最少，即最短時間tmin s50 s.(2)如圖乙所示，航程最短為河寬d，即應(yīng)使v合的方向垂直于河對岸，故船頭應(yīng)偏向上游，與河岸成角，有cos ，解得60.例4B紅蠟塊在豎直方向上做勻速直線運動，在水平方向上做勻加速直線運動，所受合力水平向右，合力方向與合速度方向不共線，紅蠟塊的軌跡應(yīng)為曲線，A錯誤；由于做曲線運動的物體所受合力應(yīng)指向曲線彎曲的一側(cè)，故B正確，C、D錯誤對點練習(xí)1CD2.B3C設(shè)蠟塊沿玻璃管勻速上升的速度為v1，位移為s1，蠟塊隨玻璃管水平向右移動的速度為v2，位移為s2，如圖所示，v2 m/s0.173 m/s.蠟塊沿玻璃管勻速上升的時間t s10 s由于合運動與分運動具有等時性，故玻璃管水平移動的時間為10 s水平運動的距離s2v2t0.17310 m1.73 m，故選項C正確4(1)40 s下游120 m(2)船頭與岸的上游成53角50 s解析(1)因為小船垂直河岸的速度即小船在靜水中的行駛速度，且在這一方向上，小船做勻速運動，故渡河時間t s40 s，小船沿河流方向的位移sv水t340 m120 m，即小船經(jīng)過40 s，在正對岸下游120 m處靠岸(2)要使小船到達河的正對岸，則v水、v船的合運動v合應(yīng)垂直于河岸，如圖所示，則v合 4 m/s.經(jīng)歷時間t s50 s又cos 0.6，即船頭與岸的上游所成角度為53.