高中物理 1.2 運動的合成與分解課件 粵教版必修2.ppt

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第二節(jié) 運動的合成與分解,目標導航,預習導引,目標導航,預習導引,二,一,一、分運動與合運動 1.定義:如果一個物體實際發(fā)生的運動產(chǎn)生的效果跟另外兩個運動共同產(chǎn)生的效果相同,我們就把這一物體實際發(fā)生的運動叫做這兩個運動的合運動,這兩個運動叫做這一實際運動的分運動. 2.運動的獨立性:一個復雜的運動可以看成是幾個獨立進行的分運動的合運動.,,,,目標導航,二,一,預習導引,二、運動的合成與分解 1.定義:已知物體的幾個分運動求其合運動叫做運動的合成.已知合運動求其分運動叫做運動的分解. 2.法則:遵循矢量運算法則——平行四邊形定則. 3.舉例:兩個分運動互相垂直時,,,,,,目標導航,二,一,預習導引,預習交流 以一定的初速度v0豎直向下拋出的物體(不計空氣阻力)的運動可以看做是哪些分運動合成的? 答案:可看做是以初速度v0豎直向下的勻速直線運動和初速度為零的勻加速直線運動合成的.,遷移應用,典題例解,一,二,知識精要,三,思考探究,一、運動的合成與分解 1.對合運動與分運動的認識 如果物體同時參與了幾個運動,那么物體實際發(fā)生的運動就是合運動,這幾個運動就是分運動. 物體的實際運動一定是合運動,實際運動的位移、速度、加速度就是它的合位移、合速度、合加速度,而分運動的位移、速度、加速度是它的分位移、分速度、分加速度.,遷移應用,典題例解,一,二,知識精要,三,思考探究,2.合運動與分運動的關系 等效性:各分運動的共同效果與合運動效果相同. 等時性:各分運動與合運動同時發(fā)生和結束,時間相同. 獨立性:各分運動之間互不相干,彼此獨立,互不影響. 同體性:各分運動與合運動是同一物體的運動. 3.合運動與分運動的求法 運動的合成與分解,其實質是對運動的位移s、速度v和加速度a的合成與分解.因為位移、速度、加速度都是矢量,所以求解時遵循的原則是矢量運算的平行四邊形定則.,一,二,三,遷移應用,典題例解,知識精要,思考探究,風雨大作時,風沿水平方向吹動,我們會看到大雨傾斜而下.你知道哪個運動是雨滴的合運動嗎?這個合運動可以分解為哪兩個分運動? 答案:雨滴的實際運動即傾斜方向的運動,就是雨滴的合運動.雨滴的運動可以分解為豎直方向的自由下落運動和水平方向隨風的運動.,一,二,三,遷移應用,典題例解,知識精要,思考探究,【例1】 (多選)水滴自高處由靜止開始下落,至落地前的過程中遇到水平方向吹來的風,則( ) A.風速越大,水滴下落的時間越長 B.風速越大,水滴落地時的瞬時速度越大 C.水滴著地時的瞬時速度與風速無關 D.水滴下落的時間與風速無關 解析:下落的水滴落地前參與了豎直方向和水平方向上的兩個分運動.由運動的獨立性可知,水滴下落的時間與風速無關,A錯,D對;水滴落地時的速度 ,vy不變,風速vx越大,v越大,B對,C錯. 答案:BD,一,二,三,遷移應用,典題例解,知識精要,思考探究,一,二,三,遷移應用,典題例解,知識精要,思考探究,1.(2015廣東理綜)如圖所示,帆板在海面上以速度v朝正西方向運動,帆船以速度v朝正北方向航行,以帆板為參照物( ) A.帆船朝正東方向航行,速度大小為v B.帆船朝正西方向航行,速度大小為v C.帆船朝南偏東45方向航行,速度大小為 D.帆船朝北偏東45方向航行,速度大小為 答案:D 解析:在南北方向上,帆板靜止,所以在此方向上帆船相對于帆板向北以速度v運動;在東西方向上,帆船靜止,帆板向西以速度v運動,所以在此方向上帆船相對于帆板向東以速度v運動;以帆板為參照物,帆船朝北偏東45方向航行,速度大小為 ,故選項D正確,選項A、B、C錯誤.,一,二,三,遷移應用,典題例解,知識精要,思考探究,2.(多選)下列關于合運動與分運動的說法中,正確的是( ) A.合運動的位移為分運動的位移的矢量和 B.合運動的速度一定比其中一個分速度大 C.合運動的時間為分運動的時間之和 D.合運動的時間與各分運動的時間相等 答案:AD 解析:合運動與分運動是同時發(fā)生、同時進行、同時停止的,具有等時性,而不能認為合運動的時間為分運動的時間之和,故選項C錯誤,D正確.合運動的位移與分運動的位移關系滿足平行四邊形定則,合位移與兩分位移的大小構成了任意三角形的邊的關系.由三角形的邊角關系知,合位移可能大于、等于、小于分位移.同理,合速度與分速度、合加速度與分加速度都存在上述關系.故選項A正確,B錯誤.,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,三,二、判斷兩個直線運動的合運動的性質和軌跡 1.判斷方法 兩個互成角度的直線運動的合運動的性質和軌跡,由這兩個分運動的性質及合初速度與合加速度的方向關系決定. (1)根據(jù)合加速度是否恒定判定合運動是勻變速運動還是非勻變速運動.若合加速度不變且不為零,則合運動為勻變速運動;若合加速度變化,則為非勻變速運動. (2)根據(jù)合加速度與合初速度是否共線判斷合運動是直線運動還是曲線運動.若合加速度與合初速度在同一直線上,則合運動為直線運動;否則為曲線運動.,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,三,2.不在同一直線上的兩個直線運動的合成 (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)兩個初速度為零的勻加速直線運動的合運動,加速度等于兩分運動的加速度a1、a2的矢量和,由于初速度為零,故物體的合運動是沿合加速度方向的勻加速直線運動. (4)兩個初速度不為零的勻加速直線運動的合運動,其初速度v為兩分運動的初速度v1和v2的矢量和,加速度a為兩分運動的加速度a1和a2的矢量和.若v和a在一條直線上,則物體做勻變速直線運動;若v和a不在一條直線上,則物體做勻變速曲線運動.,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,三,【例2】 如果兩個不在同一直線上的分運動一個是勻速直線運動,另一個是勻變速直線運動,則合運動( ) A.一定是直線運動 B.一定是曲線運動 C.可能是勻速運動 D.不可能是勻變速運動 解析:由于物體的受力方向與合速度的方向不在一條直線上,因此,物體一定做勻變速曲線運動,B正確. 答案:B,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,三,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,三,1.某研究性學習小組進行了如下實驗:如圖所示,在一端封閉的光滑細玻璃管中注滿清水,水中放一個紅蠟做成的小圓柱體R.將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合,在R從坐標原點以速度v0=3 cm/s 勻速上浮的同時,玻璃管沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運動.同學們測出某時刻R的坐標為(4,6),此時R的速度大小為 cm/s.R在上升過程中運動軌跡的示意圖是 .(R視為質點),答案:5 D,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,三,解析:由分運動的位移公式有,R初速度與合外力方向垂直,做類平拋運動,合外力(加速度)方向沿x軸正方向,故軌跡向x軸正方向彎曲,D項正確.,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,三,2.關于互成角度的兩個初速度不為零的勻變速直線運動的合運動,下列說法正確的是( ) A.一定是直線運動 B.一定是曲線運動 C.可能是直線運動,也可能是曲線運動 D.以上說法都不對 答案:C 解析:兩個運動的初速度合成、加速度合成如圖所示.當a與v共線時,物體做直線運動;當a與v不共線時,物體做曲線運動.由于題目沒有給出兩個運動的加速度和速度的具體數(shù)值與方向,所以以上兩種情況都有可能,故正確答案為C.可見,判斷物體是否做曲線運動,主要是判斷合速度與合加速度是否在同一直線上,所以首先要判斷出合加速度與合速度的方向.,知識精要,遷移應用,典題例解,一,二,三,三、小船渡河問題 如圖所示,船在靜水中速度為v1,水流速度為v2,河寬為d,船航行時將參與在靜水中航行和隨水漂流這兩個分運動.,知識精要,遷移應用,典題例解,一,二,三,船運動的兩個特例: (1)船頭垂直河岸航行渡河時間最短,因河寬d一定,當垂直河岸方向的分速度最大時,渡河時間就最短.顯然應使船頭垂直河岸方向航行,航行情況見圖中A船.最短時間 (2)軌跡垂直河岸路程最短.渡河的最短路程為河寬,這時船頭應斜向上游適當角度,使合速度方向恰與河岸垂直,航行情況見圖中B船,其中 .要使合速度與河岸垂直,必須滿足v1v2. 當v1v2時,無論船的航向如何,合速度均不可能垂直于河岸,船不可能到達正對岸,而應到達其下游某點.,知識精要,遷移應用,典題例解,一,二,三,由于v1、v2和v之間滿足平行四邊形定則,其中v2確定,v1大小確定,方向可調(diào),畫出v1所有可能的方向,從中選擇v與河岸夾角最大的方向,即為最短位移.如圖所示.,知識精要,遷移應用,典題例解,一,二,三,【例3】 河寬d=100 m,水流速度v水=3 m/s,船在靜水中的速度v船=5 m/s,問: (1)當小船的船頭始終正對對岸時,它將在何時、何處到達對岸? (2)欲使船航行的距離最短,船應怎樣渡河,渡河時間多長? 解析:(1)小船渡河時間等于垂直河岸的分運動時間,沿河流方向的位移 s水=v水t=320 m=60 m 即在正對岸下游60 m處靠岸.,知識精要,遷移應用,典題例解,一,二,三,答案:(1)20 s 下游60 m處 (2)航向與上游河岸成53 25 s,知識精要,遷移應用,典題例解,一,二,三,知識精要,遷移應用,典題例解,一,二,三,1.(2016山東聊城模擬)有一條兩岸平直、河水均勻流動、流速恒為v的大河.小明駕著小船渡河,去程時船頭指向始終與河岸垂直,回程時行駛路線與河岸垂直.去程與回程所用時間的比值為k,船在靜水中的速度大小相同,則小船在靜水中的速度大小為( ),答案:B,知識精要,遷移應用,典題例解,一,二,三,解析:去程時船頭垂直河岸如圖所示, 設河寬為d,由合運動與分運動具有等時性,,知識精要,遷移應用,典題例解,一,二,三,2.如圖所示,甲、乙兩同學從河中O點出發(fā),分別沿直線游到A點和B點后,立即沿原路線返回到O點,OA、OB分別與水流方向平行和垂直,且OA=OB.若水流速度不變,兩人在靜水中游速相等,則他們所用時間t甲、t乙的大小關系為( ) A.t甲t乙 D.無法確定 答案:C,知識精要,遷移應用,典題例解,一,二,三,解析:設水速為v0,人在靜水中速度為v,,