2018-2019學(xué)年高考物理 主題一 曲線運(yùn)動(dòng)與萬(wàn)有引力定律 1.1 拋體運(yùn)動(dòng) 1.1.2 運(yùn)動(dòng)的合成與分解學(xué)案 粵教版.doc

《2018-2019學(xué)年高考物理 主題一 曲線運(yùn)動(dòng)與萬(wàn)有引力定律 1.1 拋體運(yùn)動(dòng) 1.1.2 運(yùn)動(dòng)的合成與分解學(xué)案 粵教版.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高考物理 主題一 曲線運(yùn)動(dòng)與萬(wàn)有引力定律 1.1 拋體運(yùn)動(dòng) 1.1.2 運(yùn)動(dòng)的合成與分解學(xué)案 粵教版.doc（20頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1.1.2　運(yùn)動(dòng)的合成與分解 學(xué)習(xí)目標(biāo) 核心提煉 1.理解合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性。 2個(gè)概念——合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng) 1個(gè)定則——平行四邊形定則 2個(gè)應(yīng)用——小船過(guò)河問(wèn)題、線端分解問(wèn)題 2.掌握運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法——平行四邊形定則。 3.會(huì)用平行四邊形定則分析速度、位移的合成與分解問(wèn)題。 一、合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)及它們的特點(diǎn)與關(guān)系 [觀圖助學(xué)] 如圖所示，一名92歲的南非婦女從距地面大約2 700米的飛機(jī)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(méi)有風(fēng)的時(shí)候，落到地面所用的時(shí)間為t，而實(shí)際上在下落過(guò)程中受到了水平方向的風(fēng)的影響，那么實(shí)際下落所用時(shí)間還等于t嗎？ 1.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng) (1)如果一個(gè)物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的效果跟另外兩個(gè)運(yùn)動(dòng)共同產(chǎn)生的效果相同，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)的分運(yùn)動(dòng)。 (2)實(shí)際運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度是它的分位移、分速度、分加速度。 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)間一定相等，即同時(shí)開(kāi)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)各自獨(dú)立進(jìn)行，互不影響。 (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)效果可以相互替代。也就是說(shuō)，合運(yùn)動(dòng)的位移s合、速度v合、加速度a合分別等于對(duì)應(yīng)各分運(yùn)動(dòng)的位移s分、速度v分、加速度a分的矢量和。 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)行的分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。 [理解概念] 判斷下列說(shuō)法是否正確。 (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。() 二、運(yùn)動(dòng)的合成與分解 [觀圖助學(xué)] 如圖是騎馬射箭運(yùn)動(dòng)，射出的箭分別參與了哪兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)？箭實(shí)際的運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)遵循什么規(guī)律？ 1.已知分運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)情況求合運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)情況的過(guò)程叫運(yùn)動(dòng)的合成。已知合運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)情況求分運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)情況的過(guò)程叫運(yùn)動(dòng)的分解。 2.合位移是兩分位移的矢量和，滿足平行四邊形定則。 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)系都滿足平行四邊形定則。(或三角形定則) [理解概念] 判斷下列說(shuō)法是否正確。 (1)合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定比每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)。() (2)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定與它們合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等。(√) (3)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)。(√) 　運(yùn)動(dòng)的合成與分解 [觀察探究] 蠟塊能沿玻璃管勻速上升(如圖1甲所示，速度大小為vy)，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，速度大小為vx)，則： 圖1 (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)？ (2)蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是什么？ (3)求t時(shí)間內(nèi)蠟塊的位移和速度。 答案　(1)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)。 (2)蠟塊實(shí)際上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 (3)經(jīng)過(guò)時(shí)間t，蠟塊水平方向的位移x＝vxt，豎直方向的位移y＝vyt，蠟塊的合位移大小為s＝＝t，設(shè)位移與水平方向的夾角為α，則tan α＝＝，蠟塊的合速度大小v＝，合速度方向與vx方向的夾角θ的正切值為tan θ＝。 [探究歸納] 1.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 等效性 各分運(yùn)動(dòng)的共同效果與合運(yùn)動(dòng)的效果相同 等時(shí)性 各分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)同時(shí)發(fā)生，同時(shí)結(jié)束 獨(dú)立性 各分運(yùn)動(dòng)之間互不相干，彼此獨(dú)立，互不影響 同體性 各分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)是同一物體的運(yùn)動(dòng) 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(shuō)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)用解題步驟 (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(huà)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。 [試題案例] [例1] (2018梅州高一期末檢測(cè))(多選)質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)，在x方向的速度圖象和y方向的位移圖象如圖2所示，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖2 A.質(zhì)點(diǎn)的初速度大小為5 m/s B.質(zhì)點(diǎn)所受的合外力為3 N，做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) C.2 s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為6 m/s D.2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移大小約為12 m 解析　由x方向的速度圖象可知，在x方向的加速度為1.5 m/s2，受力Fx＝3 N，由y方向的位移圖象可知在y方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為vy＝4 m/s，受力Fy＝0。因此質(zhì)點(diǎn)的初速度大小為5 m/s，選項(xiàng)A正確；受到的合外力為3 N，顯然，質(zhì)點(diǎn)初速度方向與合外力方向不在同一條直線上，選項(xiàng)B正確；2 s末質(zhì)點(diǎn)速度應(yīng)該為v＝ m/s＝2 m/s，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；2 s內(nèi)，x＝vx0t＋at2＝9 m，y＝8 m，合位移s＝＝ m≈12 m，選項(xiàng)D正確。 答案　ABD 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(huà)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＝。 [針對(duì)訓(xùn)練1] (2018肇慶高一檢測(cè))如圖3所示，一雨滴正以5 m/s的速度傾斜下落，汽車(chē)以3 m/s的速度水平勻速前進(jìn)，坐在汽車(chē)?yán)锩娴娜丝吹接甑呜Q直下落，求雨滴下落方向與豎直方向夾角的正切值？ 圖3 解析　雨滴對(duì)地的速度為v＝5 m/s，雨滴同時(shí)參與了水平和豎直方向上的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，根據(jù)題意知水平分速度與汽車(chē)速度相同，vx＝v2＝3 m/s，所以雨滴速度與豎直方向的夾角θ正切值tan θ＝＝＝。 答案　 　合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和軌跡的判斷方法 [觀察探究] 觀察圖4所示塔式起重機(jī)模型，吊車(chē)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。 圖4 請(qǐng)思考并回答以下問(wèn)題： (1)物體Q同時(shí)參與了幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)？ (2)合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是什么？ (3)合運(yùn)動(dòng)的軌跡是直線還是曲線？ (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　(1)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)勻變速運(yùn)動(dòng)。 (3)曲線。 (4)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)。 [探究歸納] 互成角度的兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) (1)兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍然是勻速直線運(yùn)動(dòng)。 (2)一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)合成時(shí)，由于其加速度與合速度不在同一條直線上，故合運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。 (3)兩個(gè)都是從靜止開(kāi)始的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 (4)兩個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，可能是直線運(yùn)動(dòng)，也可能是曲線運(yùn)動(dòng)，但一定是勻變速運(yùn)動(dòng)。 [試題案例] [例2] 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(kāi)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(　　) 圖5 A.筆尖留下的痕跡可以是一條如圖乙所示的拋物線 B.筆尖留下的痕跡可以是一條傾斜的直線 C.在運(yùn)動(dòng)過(guò)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(guò)程中，筆尖運(yùn)動(dòng)的加速度方向始終保持不變 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(guò)程中，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；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。 答案　D [針對(duì)訓(xùn)練2] 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 解析　物體參與兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng)；水平分運(yùn)動(dòng)無(wú)加速度，豎直分運(yùn)動(dòng)加速度沿y正方向，物體合運(yùn)動(dòng)的加速度沿y正方向，故軌跡向上彎曲，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。 答案　C 　小船過(guò)河問(wèn)題分析 [觀察探究] 如圖7所示：河寬為d，河水流速為v水，船在靜水中的速度為v船，船從A點(diǎn)開(kāi)始渡河到對(duì)岸。 圖7 (1)小船渡河同時(shí)參與了幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)？ (2)怎樣渡河時(shí)間最短？ (3)當(dāng)v水v2，故船的合速度與河岸垂直時(shí)，船的航行距離最短。設(shè)此時(shí)船速v1的方向(船頭的指向)斜向上游，且與河岸成θ角，如圖丙所示， 丙 則cos θ＝＝， 船的實(shí)際速度為 v合＝＝ m/s＝ m/s 故渡河時(shí)間t′＝＝ s＝ s。 答案　見(jiàn)解析