【金牌學(xué)案】年高中物理 第一章 第二節(jié) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解課件 粵教必修2

第二節(jié)運(yùn)動(dòng)的合成與分解

一、分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)

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________，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做這一實(shí)分運(yùn)動(dòng)際運(yùn)動(dòng)的________．

二、運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性獨(dú)立

一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)可以看成幾個(gè)______進(jìn)行的分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)之間互不影響．合運(yùn)動(dòng)三、運(yùn)動(dòng)的合成與分解分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)1．概念：已知_________________叫做運(yùn)動(dòng)的合成；已知__________________叫做運(yùn)動(dòng)的分解．合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)

2．運(yùn)算法則：運(yùn)動(dòng)的合成和分解是指位移、速度、加速度矢量的合成和分解，必須按實(shí)際情況進(jìn)行，遵循_____________定則．平行四邊形

一人一猴玩雜技，如圖1－2－1所示，猴子沿直桿由A向B勻速向上爬，同時(shí)人用頭頂著直桿水平勻速移動(dòng)，已知在10s內(nèi)，猴子由A運(yùn)動(dòng)到B，而人由甲位置運(yùn)動(dòng)到了乙位置．已知s＝90m，猴子對(duì)地的位移和人對(duì)地的位移相同嗎？ 地的位移．圖1－2－1

答案：不同，由圖知猴子在水平方向和豎直方向上都發(fā)生了位移，而人只發(fā)生了水平位移，故猴子對(duì)地的位移大于人對(duì)要點(diǎn)1運(yùn)動(dòng)的合成與分解

1．合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系

(1)獨(dú)立性：分運(yùn)動(dòng)之間是互不相干的，它們均按各自規(guī)律運(yùn)動(dòng)，互不影響．

(2)等時(shí)性：各分運(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．

(3)等效性：各個(gè)分運(yùn)動(dòng)疊加起來(lái)的效果與合運(yùn)動(dòng)相同，合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)是等效替代關(guān)系，同一運(yùn)動(dòng)中不能重復(fù)考慮．

(4)同一性：合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)必須是同一物體，相對(duì)同一參考系的運(yùn)動(dòng)．

2．運(yùn)算法則：運(yùn)動(dòng)的合成和分解是指位移、速度、加速度矢量的合成和分解，必須按實(shí)際情況進(jìn)行，遵循平行四邊形定則．

3．兩個(gè)互成角度的直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)，這取決于它們的合速度v和合加速度a是否共線(如圖1－2－2所示).

常見(jiàn)的類型有：

(1)a＝0：性質(zhì)為勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止．

(2)a恒定：性質(zhì)為勻變速運(yùn)動(dòng)．有以下三種情況：圖1－2－2①v、a同向，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；②v、a反向，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)；

③v、a成角度，物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(軌跡在v、a之間，和速度v的方向相切，方向逐漸向a的方向接近，但不可能達(dá)到)．(3)a變化：性質(zhì)為變加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小、方向都隨時(shí)間變化．

【例1】在一個(gè)無(wú)風(fēng)的雨天，雨滴豎直下落至地表的速度v1＝8m/s，一輛汽車以v2＝6m/s的速度勻速行駛，求車上的人看到雨滴的速度大小與方向．圖1－2－3

解：如圖1－2－3所示，當(dāng)觀察者處于汽車上時(shí)，觀察到雨滴同時(shí)參與兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，一是豎直下落運(yùn)動(dòng)，二是朝向汽車的運(yùn)動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)的速度v2′與v2大小相等、方向相反，所以雨滴相對(duì)汽車的速度v為v1、v2′的合速度

1．(雙選)如圖1－2－4所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向運(yùn)動(dòng)的小車A，小車下裝有吊著物體B的吊鉤，在小車A與物體B以相同的水平速度沿吊臂方向勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，吊鉤將物體B向上吊起，A、B之間的距離以d＝H－2t2(SI)(SI表示國(guó)際單位制，式中H為吊臂離地面的高度)規(guī)律變化，則物體做() A．速度大小不變的曲線運(yùn)動(dòng)B．速度大小增加的曲線運(yùn)動(dòng)圖1－2－4C．加速度大小方向均不變的曲線運(yùn)動(dòng)D．加速度大小方向均變化的曲線運(yùn)動(dòng)

解析：根據(jù)d＝H－2t2

可知，物體在豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，合加速度方向與合初速度的方向必不共線，物體做曲線運(yùn)動(dòng)，且加速度恒定，為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；加速度方向與速度方向的夾角為銳角，速度不斷增大，選項(xiàng)B、C正確．答案：BC2．(雙選，2011年佛山一一中期中中)雨滴由靜靜止開(kāi)始始下落，，遇)BC到水平方方向吹來(lái)來(lái)的風(fēng)，，下列說(shuō)說(shuō)法中正正確的是是(A．風(fēng)速越越大，雨

B．風(fēng)速越大，雨滴著地速度越大

C．雨滴下落時(shí)間與風(fēng)速無(wú)關(guān)

D．雨滴著地速度與風(fēng)速無(wú)關(guān)要點(diǎn)2小船渡河河問(wèn)題如圖1－2－5所示，v1為小船在在靜水中中速度，，v2為水流速速度，θ為v1與河岸的的夾角，，d為河寬．．(1)小船渡河河的最短短時(shí)間．．小船渡河河時(shí)間僅僅由v1垂直于河河岸的分分量圖1－2－5(2)小船渡河河的最小小位移(分兩種情情況討論論)．①當(dāng)v1>v2時(shí)，小船船渡河的的最小位位移即為為河寬，，這時(shí)航航向(船渡河(如圖1－2－5乙)．②當(dāng)v1<v2時(shí)，不論論船頭指指向如何何，船總要被被水沖向向下游，，不可能垂垂直渡河河．設(shè)船船頭指向向與合速速度方向向成α角，合速速度方向向與水流成成β角，如圖圖1－2－5丙所示．．由圖可可知，β角越大渡渡河位移越小小，以v2的頂點(diǎn)為為圓心，，以v1的大小為半半徑作圖，，很明顯，只有當(dāng)當(dāng)α＝90°時(shí)，渡河位位移最小．．即當(dāng)船頭頭指向和實(shí)實(shí)際運(yùn)【例2】河寬d＝的速度是v2＝3m/s，求：(1)欲使船渡河河時(shí)間最短短，船應(yīng)怎怎樣渡河？？最短時(shí)間間是多少？船經(jīng)過(guò)過(guò)的位移是是多大？(2)欲使船航行行距離最短短，船應(yīng)怎怎樣渡河？？渡河時(shí)

解：設(shè)想水不流動(dòng)，則船將以v2速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)想船不開(kāi)動(dòng)，則船將以v1

速度順?biāo)?，可?jiàn)實(shí)際渡河時(shí)，渡船同時(shí)參與兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，其合運(yùn)動(dòng)沿v1

與v2

矢量和的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)(如圖1－2－6)，由于分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性，船渡河時(shí)間等于v2

分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．圖1－2－6(2)因船速小于于水速，故故小船不能能垂直過(guò)河河．雖然小小船不能垂直過(guò)河，，但有最為θ，如圖1－2－7所示，根據(jù)幾何關(guān)系有圖1－2－73．一艘小船船在100m寬的河中橫橫渡到對(duì)岸岸，已知水水流速度是3m/s，小船在靜靜水中的速速度是4m/s，求：(1)欲使小船渡渡河時(shí)間最最短，船應(yīng)應(yīng)該怎樣渡渡河？最短短時(shí)間是多少？船經(jīng)經(jīng)過(guò)的位移移多大？(2)欲使航行距距離最短，，船應(yīng)該怎怎樣渡河？？渡河時(shí)間間多長(zhǎng)？解：(1)欲使船渡河河時(shí)間最短短，船頭的的方向應(yīng)該該垂直于河河岸，如圖1所示．圖1圖2(2)船的最短位位移即為河河寬，船的的合速度的的方向垂直直于河岸，如圖2所示．分運(yùn)動(dòng)的獨(dú)獨(dú)立性理解解不到位【例3】一人游泳渡渡河，以垂垂直河岸不不變的速度度(相對(duì)水)向?qū)Π队稳ト?，河水流流?dòng)速度恒恒定．下列列說(shuō)法中正正確的是()A．河水流動(dòng)動(dòng)速度對(duì)人人渡河無(wú)任任何影響B(tài)．游泳渡河河的路線與與河岸垂直直C．由于河水水流動(dòng)的影影響，人到到達(dá)對(duì)岸的的時(shí)間與靜靜水中不同同D．由于河水水流動(dòng)的影影響，人到到達(dá)對(duì)岸的的位置，向向下游方向偏移錯(cuò)因：不少同學(xué)會(huì)會(huì)根據(jù)生活活經(jīng)驗(yàn)選C.正解：由分運(yùn)動(dòng)的的獨(dú)立性知知過(guò)河時(shí)間間由河寬和和垂直河岸岸不變的速度決決定，應(yīng)選選D.答案：D4．當(dāng)船速大大于水速時(shí)時(shí)，下列關(guān)關(guān)于渡船的的說(shuō)法中正正確的是()BA．船頭方向向斜向上游游，渡河時(shí)時(shí)間最短B．船頭方向向垂直河岸岸，渡河時(shí)時(shí)間最短C．當(dāng)當(dāng)水水速速變變大大時(shí)時(shí)，，渡渡河河的的最最短短時(shí)時(shí)間間變變長(zhǎng)長(zhǎng)D．當(dāng)當(dāng)水水速速變變大大時(shí)時(shí)，，渡渡河河的的最最短短時(shí)時(shí)間間變變短短速度度隨隨意意分分解解【例例4】如圖圖1－2－－8所所示示，，一一人人站站在在岸岸上上，，利利用用繩繩和和定定滑輪輪，，拉拉船船靠靠岸岸，，在在某某一一時(shí)時(shí)刻刻繩繩的的速速度度為為v，繩繩AO段與與水水平平面面夾角角為為θ，不不計(jì)計(jì)摩摩擦擦和和輪輪的的質(zhì)質(zhì)量量，，則則此此時(shí)時(shí)小小船船的的水水平平速速度度多多大大？？圖1－2－8錯(cuò)因因：：將繩的速度按按圖1－2－9所示的方法分分解，則v為船的水平速度，v1＝vcosθ.

上述錯(cuò)誤的原因是沒(méi)有弄清船的運(yùn)動(dòng)情況．實(shí)際上船是在做平動(dòng)，每一時(shí)刻船上各點(diǎn)都有相同的水平速度．而AO繩上各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜，既有平動(dòng)又有轉(zhuǎn)動(dòng)．以連接船上的A點(diǎn)來(lái)說(shuō)，它有沿繩的平動(dòng)分速度v，也有與v垂直方向的速度vn，即轉(zhuǎn)動(dòng)分速度；A點(diǎn)的合速度vA

即為兩個(gè)分速度的和(如圖1－度相同，由圖圖可以看出vA＝圖1－2－9圖1－2－10正解：小船的運(yùn)動(dòng)為為平動(dòng)，而繩繩AO上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)是平動(dòng)加轉(zhuǎn)動(dòng)．以連連接船上的A點(diǎn)為研究對(duì)象象，如圖1－2－10所示，A的平動(dòng)速度為為v，轉(zhuǎn)動(dòng)速度為為vn，合速度vA即與船的平動(dòng)動(dòng)