專題—運(yùn)動(dòng)的合成與分解.ppt

專題運(yùn)動(dòng)的合成與分解,2 課 時(shí),一、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng),1.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)定義：如果物體同時(shí)參與了兩種運(yùn)動(dòng)，那么物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)叫做那兩種運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，那兩種運(yùn)動(dòng)叫做這個(gè)實(shí)際運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)。 2.在一個(gè)具體問題中判斷哪個(gè)是合運(yùn)動(dòng)，哪個(gè)是分運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵是弄清物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)是哪個(gè)，則這個(gè)運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng)。物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)就是物體相對(duì)地面發(fā)生的運(yùn)動(dòng)，或者說是相對(duì)于地面上的觀察者所發(fā)生的運(yùn)動(dòng)。,3.相互關(guān)系 運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性：分運(yùn)動(dòng)之間是互不相干的，即各個(gè)分運(yùn)動(dòng)均按各自規(guī)律運(yùn)動(dòng)，彼此互不影響。因此在研究某個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，就可以不考慮其他的分運(yùn)動(dòng)，就像其他分運(yùn)動(dòng)不存在一樣。 運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性：各個(gè)分運(yùn)動(dòng)及其合運(yùn)動(dòng)總是同時(shí)發(fā)生，同時(shí)結(jié)束，經(jīng)歷的時(shí)間相等；因此，若知道了某一分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，也就知道了其他分運(yùn)動(dòng)及合運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間；反之亦然。 運(yùn)動(dòng)的等效性：各分運(yùn)動(dòng)疊加起來的效果與合運(yùn)動(dòng)相同。 (4)同體性：合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)必須對(duì)應(yīng)于同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，一個(gè)物體的合運(yùn)動(dòng)不能分解為另一個(gè)物體的分運(yùn)動(dòng)。,二、運(yùn)動(dòng)的合成和分解 處理復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的一種重要方法（化曲為直）。,1.定義：已知分運(yùn)動(dòng)的情況求合運(yùn)動(dòng)的情況，叫做運(yùn)動(dòng)的合成。 已知合運(yùn)動(dòng)的情況求分運(yùn)動(dòng)的情況，叫做運(yùn)動(dòng)的分解。 2.實(shí)質(zhì)（研究?jī)?nèi)容）：運(yùn)動(dòng)是位置隨時(shí)間的變化，通常用位移、速度、加速度等物理量描述。所以，運(yùn)動(dòng)的合成與分解實(shí)質(zhì)就是對(duì)描述運(yùn)動(dòng)的上述物理量的合成與分解。,3.定則：由于描述運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度等物理量均是矢量，而矢量的合成與分解遵從“平行四邊形定則”，所以運(yùn)動(dòng)的合成與分解也遵從“平行四邊形定則”。 4.具體方法 作圖法：選好標(biāo)度，用一定長(zhǎng)度的有向線段表示分運(yùn)動(dòng)或合運(yùn)動(dòng)的有關(guān)物理量，嚴(yán)格按照平行四邊形定則畫出平行四邊形求解。 計(jì)算法：先畫出運(yùn)動(dòng)合成或分解的示意圖，然后應(yīng)用直角三角形等數(shù)學(xué)知識(shí)求解。,1）是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)？（判斷軌跡）,2）是勻變速運(yùn)動(dòng)還是非勻變速運(yùn)動(dòng)？（判斷運(yùn)動(dòng)性質(zhì)）,判斷：不在一直線上的兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)?一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)與一個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)？?jī)蓚€(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)？,思考：如何判斷兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)性質(zhì)？,合力F合的方向或加速度a的方向與合速度v合的方向是否同一直線,三、兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡的判斷方法,1根據(jù)平行四邊形定則，求出合運(yùn)動(dòng)的初速度v0和加速度a后進(jìn)行判斷： 若a=0(分運(yùn)動(dòng)的加速度都為零)，物體沿合初速度v0的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 若a0且a與v0的方向在同一直線上，物體就做直線運(yùn)動(dòng)； a與v0同向時(shí)做加速直線運(yùn)動(dòng)； a與v0反向時(shí)先做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度減為零后將沿a的方向做加速運(yùn)動(dòng)； a恒定時(shí)，物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 若a與v0的方向不在同一直線上，則合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，a恒定時(shí)，是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。,2合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡由分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)決定。分別研究下列幾種情況下的合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡 兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的軌跡必是直線,如“小船過河”問題； 相互垂直的勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的軌跡一定是曲線，如平拋運(yùn)動(dòng)； 兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是直線（合運(yùn)動(dòng)的初速度v0和加速度a在一直線上），也可能是曲線（合運(yùn)動(dòng)的初速度v0和加速度a不在一直線上）：,四、過河問題,如下圖所示，若用v1表示水速，v2表示船速，則： 過 河時(shí)間僅由v2的垂直于岸的分量v決定，即 ，與v1無關(guān)，所以當(dāng)v2垂直于岸時(shí)，過河所用時(shí)間最短，最短時(shí)間為 也與v1無關(guān)。,過河路程由實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的方向決定，當(dāng)v1v2時(shí)，最短路程為d ；當(dāng)v1v2時(shí)，最短路程程為 （如右圖所示）。,最短航程為smin=d/sin,渡河時(shí)間最短 tmin=d/v船,航程最短Smin=d,航程為S=d/cos,渡河時(shí)間為t=d/v船sin,1.船頭指向正對(duì)岸,2.船頭偏向上游且v船v水,當(dāng)cos=v水/v船 時(shí)，,3.若v船v水,沿流水方向和船在靜水中的方向,當(dāng)船頭與上游成(900), sin=v船/v水時(shí),v船,v船,五、連帶運(yùn)動(dòng)問題,指物拉繩（桿）或繩（桿）拉物問題。由于高中研究的繩都是不可伸長(zhǎng)的，桿都是不可伸長(zhǎng)和壓縮的，即繩或桿的長(zhǎng)度不會(huì)改變，所以解題原則是：把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩（桿）和平行于繩（桿）兩個(gè)分量，根據(jù)沿繩（桿）方向的分速度大小相同求解。,【例題】寬300米，河水流速3m/s，船在靜水中的船速為1m/s，則該船渡河的最短時(shí)間為 ，渡河的最短位移為 。,請(qǐng)思考： 要使小船能夠到達(dá)正對(duì)岸，小船在靜水中的速度應(yīng)滿足什么條件？,“繩+物”問題,1.準(zhǔn)確判斷誰是合運(yùn)動(dòng)，誰是分運(yùn)動(dòng)；實(shí)際運(yùn)動(dòng)是合運(yùn)動(dòng) 2.根據(jù)運(yùn)動(dòng)效果尋找分運(yùn)動(dòng)； 3.一般情況下，分運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)在： 沿繩方向的伸長(zhǎng)或收縮運(yùn)動(dòng)； 垂直于繩方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 4.對(duì)多個(gè)用繩連接的物體系統(tǒng)，要牢記在繩的方向上各點(diǎn)的速度大小相等。,【例題】如圖所示，纖繩以恒定速率v沿水平方向通過定滑輪牽引小船靠岸，當(dāng)纖繩與水面夾角為時(shí)，船靠岸的速度是 ，若使船勻速靠岸，則纖繩的速度是 。（填：勻速、加速、減速）,【答案】,減速,“繩+物”問題,【例題】如圖所示，汽車沿水平路面以恒定速度v前進(jìn)，則當(dāng)拉繩與水平方向成角時(shí)，被吊起的物體M的速度為vM= 。,M,【例題】如圖所示，以速度v沿豎直桿勻速下滑的物體A，用細(xì)繩通過定滑輪拉動(dòng)物體B在水平桌面上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)繩與水平面夾角為時(shí)，物體B的速率為 ，,【例題】如圖所示，A、B兩物體用細(xì)繩相連，在水平面上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)=450，=300時(shí)，物體A的速度為2 m/s，這時(shí)B的速度為 。,“桿+物”問題,1.一般情況下，分運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)在： 沿桿方向的運(yùn)動(dòng)； 垂直于桿方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 2.要牢記在桿上各點(diǎn)沿桿的方向上的速度相等。,【例題】如圖所示，滑塊B以速度vB向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，觸點(diǎn)P沿桿移動(dòng)的速度如何？,【答案】,“桿+物”問題,課堂練習(xí),1、小船過河，河寬為90 m，船在靜水中航行速度是3 m/s，水流速度是4 m/s，則( ) A.船渡過河的最短時(shí)間為30 s B.小船渡河的最短路程為90 m C.船頭偏向上游某一角度可使船以最短路程過河 D.小船渡河的最短路程為150 m,A,2一只蜜蜂和一輛汽車在平直公路上以同樣大小速度并列運(yùn)動(dòng)。如果這只蜜蜂眼睛盯著汽車車輪邊緣上某一點(diǎn)，那么它看到的這一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是 （ ）,A,3質(zhì)量為1kg的物體在水平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)，已知互相垂直方向上的速度圖象分別如圖所示下列說法正確的是 ( ) A質(zhì)點(diǎn)的初速度為5m/s B質(zhì)點(diǎn)所受的合外力為3N C2s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為7m/s D質(zhì)點(diǎn)初速度的方向與合外力方向垂直,D,4在水平力F作用下，物體B沿水平面向右運(yùn)動(dòng)，物體A恰勻速上升，那么以下說法正確的是（ ） A物體B正向右作勻減速運(yùn)動(dòng) B物體B正向右作加速運(yùn)動(dòng) C地面對(duì)B的摩擦力減小 D斜繩與水平成30o時(shí)，,A,5.在抗洪搶險(xiǎn)中，戰(zhàn)士駕駛摩托艇救人，假設(shè)江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度為v1，摩托艇在靜水中的航速為v2，戰(zhàn)士救人的地點(diǎn)A離岸邊最近處O的距離為d，如戰(zhàn)士想在最短時(shí)間內(nèi)將人送上岸，則摩托艇登陸的地點(diǎn)離O點(diǎn)的距離為（ ） A.dv2/ B.0 C.dv1/v2 D.dv2/v1,C,6某人乘船橫渡一條河，船在靜水中速度與水流速度一定