第二節(jié)運(yùn)動(dòng)的合成和分解

1、第二節(jié) 運(yùn)動(dòng)的合成和分解教學(xué)目的 :知識(shí)與技能：1. 理解合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的概念。2. 知道運(yùn)動(dòng)的合成、分解，理解運(yùn)動(dòng)合成和分解法則 :平行四邊形法則。3. 理解互成角度的直線運(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)。過程與方法：1. 培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的方法復(fù)雜問題變?yōu)楹?jiǎn)單問題。2. 培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維、求異思維的能力。情感、態(tài)度與價(jià)值觀：教學(xué)重點(diǎn)：1. 合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)概念。教學(xué)難點(diǎn)： 用作圖法和計(jì)算法求解位移、速度的合成和分解。教法: 演示實(shí)驗(yàn)、討論、講解、練習(xí) 教學(xué)儀器： 教學(xué)過程 :一、引入1. 什么是曲線運(yùn)動(dòng)？ 曲線運(yùn)動(dòng)是一種軌跡為曲線的運(yùn)動(dòng)。2. 曲線運(yùn)動(dòng)的條件是什么？ 合外

2、力（加速度）的方向跟速度的方向不在一條直線上，而是成一角度。 我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了兩種簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)： 勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 然而 在現(xiàn)實(shí)生活中，絕大數(shù)運(yùn)動(dòng)都是較為復(fù)雜的。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，我們就能夠 利用“運(yùn)動(dòng)的合成和分解” 及學(xué)過的動(dòng)力學(xué)知識(shí)來分析一些基本的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。二、新授過程1.合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的概念演示實(shí)驗(yàn)：圖 1-2-1 實(shí)驗(yàn)播放模擬實(shí)驗(yàn)：圖 1-2-1 實(shí)驗(yàn) 學(xué)生討論、分析、歸納：物體的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)可以看成同時(shí)參與了兩種簡(jiǎn)單 運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的合成和分解是研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的工具。板書： 一、合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的定義：在物理學(xué)上，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

3、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)。即：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)。 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)。由兩個(gè)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)可以合成一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，或：合成一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)可 以分解為兩個(gè)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)。2. 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等效性、等時(shí)性、同體性、獨(dú)立性、相關(guān)性。 運(yùn)動(dòng)的 獨(dú)立性

4、：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。 運(yùn)動(dòng)的 相關(guān)性 ：分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)決定合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡。 運(yùn)動(dòng)的 同體性 ：分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)都是指同一個(gè)物體。 不同物體的運(yùn)動(dòng)由 平行四邊形定則得到的“合運(yùn)動(dòng)”沒有物理意義3. 實(shí)質(zhì)（研究?jī)?nèi)容）：運(yùn)動(dòng)是位置隨時(shí)間的變化，通

5、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。由于描述運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度等物理量是矢量，它們的合成與分 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” 此時(shí)，以兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)作鄰邊畫出的平行四邊形，夾在其中的對(duì)角線表示真實(shí) 意義上的合運(yùn)動(dòng)。歸納：合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的位移、 速度、加速度之間遵循平行四邊形法則。 當(dāng)分運(yùn)動(dòng)都在同一直線上時(shí)，在選定一個(gè)正方向后，矢量運(yùn)算可簡(jiǎn)化為 代數(shù)運(yùn)算。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

6、。 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。5運(yùn)動(dòng)的合成與分解：運(yùn)動(dòng)的合成：已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)，叫做運(yùn)動(dòng)的合成。例1在前面所做的實(shí)驗(yàn)中玻璃管長(zhǎng) 90cm,紅蠟塊由玻璃管的一端勻速地豎 直向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)勻速水平移動(dòng)玻璃管，當(dāng)玻璃管水平移動(dòng)了80cm時(shí)，紅蠟塊到達(dá)玻璃管的另一端，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程所用的時(shí)間為20s,求紅蠟塊運(yùn)動(dòng)的合速度。分析：紅蠟塊沿玻璃管勻速豎直向上的運(yùn)動(dòng)和玻璃管水平的移動(dòng)是兩個(gè)分 運(yùn)動(dòng)。這是一個(gè)已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)的問題，分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間是 相同的，可以先分別求出分運(yùn)動(dòng)的速度，再求合速度；也可以先求出合位移 的大小，再計(jì)算出合速度。這里我們用

7、第一種方法。解：如下圖所示，由于合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，即t=ti=t2=20s。水平方向：V2=S2/t=0.8/20(m/s)=4.0X 10-2m/s根據(jù)平行四邊形法則：V2 =V12 V22V =.打2 v22 = 1(4.5 10)2 (4 10)6.02 10 m/s合速度的方向與合位移的方向相同，即與合運(yùn)動(dòng)的方向的相同運(yùn)動(dòng)的分解：已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)，叫做運(yùn)動(dòng)的分解 例2：圖圖示，飛機(jī)以300km/h的速度斜向上飛行, 角。求水平方向的分速度和豎直方向的分速度。73解：片=vcos30" =300km/h259.81km/h21W = vsi n30 = 300km/

8、h 150km/ h2方向與水平方向成 30度ly6.不在同一直線上的兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合成：(1) 兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)；(2) 一個(gè)分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)不同方向的分運(yùn)動(dòng)是初速度為 零的勻加直線運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。我們看到，兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)可以是直線運(yùn)動(dòng)， 也可以是曲線運(yùn)動(dòng), 反過來，曲線運(yùn)動(dòng)也可以分解為兩個(gè)方向上的直線運(yùn)動(dòng) 。分別弄清楚作為分 運(yùn)動(dòng)的直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，就可以知道作為合運(yùn)動(dòng)的曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。三、例題：小髓過河小船迥訶時(shí)被流水帶動(dòng)的輪船 的運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。例1:小船過河專題：輪船的渡河運(yùn)動(dòng)可看成 水不動(dòng)時(shí)輪船的運(yùn)動(dòng)及船不動(dòng)小船過河問題的

9、分析及處理方法：(假設(shè)小船和河水都是做勻速直線運(yùn)動(dòng))1 .如果小船靜止放在水里，小船隨著河水漂移，小船的速度和河水的流速相 同；2 .如果河水靜止，小船將會(huì)以原速度駛向?qū)Π丁?. 如果小船在流動(dòng)的河水中駛向?qū)γ娴陌哆?，小船既要沿著?水運(yùn)動(dòng)，又要向著對(duì)面岸邊的方向行駛，所以小船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是 1和2中兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。常見的有三種問題。A. 渡河時(shí)間最短處理方法：小船過河的問題有一個(gè)特點(diǎn)，河寬一定，我們只要使得在垂直于河岸方向上的速度最大，小船過河所用的時(shí)間就最短，河水的速度是沿河岸方向的, 這個(gè)分速度和垂直于河岸的方向沒有關(guān)系，所以使小船垂直于河岸方向行駛, 小船過河所用時(shí)間才最短。OAO

10、BVi因?yàn)?d = OB .sin 二dv1 sin r顯然，當(dāng)v -90時(shí)，渡河時(shí)間最小為d，此時(shí)，對(duì)應(yīng)的渡河如圖，即v船頭的指向與河岸垂直，合運(yùn)動(dòng)沿V的方向進(jìn)行。B. 最小位移問題處理方法：因?yàn)閮善叫芯€之間的最短距離是它們的公垂線段。所以只有當(dāng)小船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向（即合運(yùn)動(dòng)方向）是垂直于河岸的方向時(shí)， 小船的位移最小。河寬一定時(shí)，輪船垂直河岸渡河位移最?。ㄈ鐖D示，圖 中V1表示水不動(dòng)時(shí)的船速，V2表示水速）。此時(shí)船頭斜指向上游，合速度v垂直河岸，渡河時(shí)間td 另v v1 si n 日外，從圖中可知cos -，因?yàn)? ： COS : 1，所以只有v2 ： vi時(shí)才有此情況。C、船速最?。?在這

11、種情況下，討論在船的航向確定時(shí)，船頭如何指向，船 在靜水中的速度最小。例2:關(guān)于運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，以下說法中正確的是（A ）A. 曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)B. 變速運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)C. 曲線運(yùn)動(dòng)一定是變加速運(yùn)動(dòng)D. 物體加速度數(shù)值、速度數(shù)值都不變的運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng) 例3:關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是（A ）A. 物體在恒力作用下可能做曲線運(yùn)動(dòng)B. 物體在變力作用下不可能做直線運(yùn)動(dòng)C. 物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動(dòng)D. 物體在變力作用下不可能保持速率不變例4 :如圖所示，在離水面高為H的岸邊，有人以v0的勻速率收繩使船靠岸, 當(dāng)船與岸上的定滑輪水平距離為s時(shí)，航速是多大？四、練習(xí)：1、 物體受到幾個(gè)力的作用而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如果只撤掉其中的一個(gè)力，其它力保持不變，它可能做（BCD）A. 勻速直線運(yùn)動(dòng)B.勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.勻減速直線運(yùn)動(dòng)D.曲線運(yùn)動(dòng)2、關(guān)于互成角度（不為零度和180° ）的一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（B ）A. 一定是直線運(yùn)動(dòng)B.一定是曲線運(yùn)動(dòng)C.可能是直線，也可能是曲線運(yùn)動(dòng)D.以上答案都不對(duì)3、關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)中