人教版高中物理必修二 （運(yùn)動(dòng)的合成與分解）拋體運(yùn)動(dòng)教育教學(xué)課件

運(yùn)動(dòng)的合成與分解

曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向曲線運(yùn)動(dòng)的條件上節(jié)回顧質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)（或某一時(shí)刻）速度方向沿著曲線這一點(diǎn)的切線方向。合力的方向與速度方向不在同一條直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)觀察蠟塊的運(yùn)動(dòng)蠟塊沿玻璃管勻速上升的速度設(shè)為Vy，玻璃管向右勻速移動(dòng)的速度設(shè)為Vx，從蠟塊開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻計(jì)時(shí)：設(shè)時(shí)間為t，蠟塊的位置可以建立直角坐標(biāo)系來(lái)表示：X軸坐標(biāo)：x=vxtY軸坐標(biāo)：y=vyt得到蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡方程由于vx與vy都是常量，所以vy/vx也是常量，因此這是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。也就是說(shuō)蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線。蠟塊的位移大?。合瀴K的速度：xyyOθxlVyVxR(x,y)合速度合位移物體沿某一方向的速度叫這一方向的分速度，物體沿某一方向的位移叫這一方向的分位移。物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度又叫合速度，物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)位移又叫合位移。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)。利用之前學(xué)習(xí)的分力合力的知識(shí)解釋什么是合運(yùn)動(dòng)分運(yùn)動(dòng)。小實(shí)驗(yàn)如圖所示，在一張白紙上，讓鉛筆沿尺邊橫向移動(dòng)的同時(shí)讓直尺沿縱向移動(dòng)，研究筆尖的橫向位移、縱向位移與筆尖的實(shí)際位移三者有什么關(guān)系？筆尖橫向位移、縱向位移與筆尖的實(shí)際位移之間滿足平行四邊形定則合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系(1)等時(shí)性：合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間相等，即同時(shí)開始，同時(shí)進(jìn)行，同時(shí)停止．(2)獨(dú)立性：一個(gè)物體同時(shí)參與了幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)，各分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行、互不影響，因此在研究某個(gè)分運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以不考慮其他分運(yùn)動(dòng)，就像其他分運(yùn)動(dòng)不存在一樣．(3)等效性：各分運(yùn)動(dòng)的相應(yīng)參量疊加起來(lái)與合運(yùn)動(dòng)的參量相同．(4)矢量性：位移和速度的合成與分解都遵循平行四邊形定則槍管與水平方向的夾角為60°，子彈射出槍口時(shí)的速度為500m/s，則子彈沿水平方向的分速度的大小為

m/s，沿豎直方向的分速度的大小為

m/s。VxVyV600Vx=Vcos60°=250m/sVy=Vsin60°=433m/s飛機(jī)起飛時(shí)以V=100m/s的速度斜向上飛，飛行方向與水平面的夾角為37°。求飛機(jī)在2s內(nèi)飛行的高度。xyS370S=Vt=200my=Ssin37°=120m繩、桿等連接的兩個(gè)物體，我們稱之為“關(guān)聯(lián)”速度．解決步驟如下：1：先確定合運(yùn)動(dòng)，物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng)．2：確定實(shí)際作用效果，一是沿牽引方向的平動(dòng)效果；二是沿垂直于牽引方向的轉(zhuǎn)動(dòng)效果．3：按平行四邊形定則進(jìn)行分解，作運(yùn)動(dòng)矢量圖．4：根據(jù)沿繩或桿牽引方向的速度相等列方程．小車通過(guò)跨過(guò)滑輪的繩牽引小船B，某一時(shí)刻繩與水平方向的夾角為θ，如圖所示．小船速度vB有兩個(gè)效果(兩個(gè)分運(yùn)動(dòng))：一是沿繩方向的平動(dòng)，二是垂直繩方向的轉(zhuǎn)動(dòng)．將vB沿著這兩個(gè)方向分解，其中v1＝vBcosθ＝vA，v2＝vBsinθ.小船渡河問(wèn)題關(guān)于最短時(shí)間可根據(jù)運(yùn)動(dòng)等時(shí)性原理由船對(duì)靜水的分運(yùn)動(dòng)時(shí)間來(lái)求解，由于河寬一定，當(dāng)船對(duì)靜水速度v1垂直河岸時(shí)，如圖所示，垂直河岸方向的分速度最大，所以必有最短航程若v2＞v1，則最短航程s＝(v2d)/v1，此時(shí)船頭指向應(yīng)與上游河岸成θ′角，且cosθ′＝v1/v2.若v2＜v1：船的最短航程就等于河寬d，此時(shí)船頭指向應(yīng)與上游河岸成θ角，如圖所示，且cosθ＝v2/v1F合（a）與v共線直線運(yùn)動(dòng)a恒定a變化勻變速直線運(yùn)動(dòng)變加速直線運(yùn)動(dòng)F合（a）與v不共線曲線運(yùn)動(dòng)a恒定a變化勻變速曲線運(yùn)動(dòng)變加速曲線運(yùn)動(dòng)a=0勻速直線運(yùn)動(dòng)a≠0

合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷兩個(gè)互成角度的直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)取決于兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合初速度和合加速度（合外力）的關(guān)系勻速v1勻速v2va1=0a2=0a=0勻速v1勻加速v2va1=0a2(a)v1=0勻加速aa1a2v=0v2=0勻加速勻速v=0勻加速v1v2va2a1a勻加速勻加速勻加速a2a1a曲線曲線一船在靜水中的速度為3m/s，要渡過(guò)寬為30m,流速為4m/s的河流，下列說(shuō)法中不正確的是()A:此船能垂直到達(dá)河對(duì)岸B:此船不可能垂直到達(dá)河對(duì)岸C:此船對(duì)河岸速度一定為5m/sD:過(guò)河時(shí)間可能為15sAC關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成與分解，以下說(shuō)法正確的是()A．合運(yùn)動(dòng)的位移為分運(yùn)動(dòng)位移的矢量和B．物體的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)若是直線運(yùn)動(dòng)，則它的合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)C．合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性D．若合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，則其分運(yùn)動(dòng)中至少有一個(gè)是曲線運(yùn)動(dòng)AC于互成角度的勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A．一定是直線運(yùn)動(dòng)B．一定是曲線運(yùn)動(dòng)C．可能是直線運(yùn)動(dòng)，也可能是曲線運(yùn)動(dòng)D．以上都不對(duì)A在雜技表演中，猴子沿豎直桿向上做初速度為零、加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)人頂著直桿以速度v0水平勻速移動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，猴子沿桿向上移動(dòng)的高度為h，人頂桿沿水平地面移動(dòng)的距離為x，如圖所示．關(guān)于猴子的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法中正確的是()A．相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)軌跡為直線B．相對(duì)地面做變加速曲線運(yùn)動(dòng)C．t時(shí)刻猴子對(duì)地的速度大小為v0＋atD．t時(shí)間內(nèi)猴子對(duì)地的位移大小為一、位移和速度的合成與分解二、運(yùn)動(dòng)的合成與分解(1)等時(shí)性(2)獨(dú)立性(3)等效性(4)矢量性課堂小結(jié)THANKS謝謝聆聽2.運(yùn)動(dòng)的合成與分解

一、一個(gè)平面運(yùn)動(dòng)的實(shí)例【思考】北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),要想對(duì)航行中的輪船進(jìn)行定位,需要知道輪船所在位置的經(jīng)度和緯度。物體在同一平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)的位移如何表示呢? 提示:可用平面直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)表示。1.建立坐標(biāo)系:研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí),_______的選取很重要。(1)對(duì)于直線運(yùn)動(dòng),應(yīng)沿著直線建立_____坐標(biāo)系。(2)研究物體在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí),可以選擇_________坐標(biāo)系。坐標(biāo)系直線平面直角2.蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡:(1)蠟塊的位置:從蠟塊開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻計(jì)時(shí),在t時(shí)刻,蠟塊的位置P可以用它的x、y兩個(gè)坐標(biāo)表示:_____,y=___。(2)蠟塊的速度:大小為____________,速度的方向滿足________。x=vxtvyt(3)蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡:_________,是一條過(guò)___________。原點(diǎn)的直線二、運(yùn)動(dòng)的合成與分解【思考】問(wèn)題1:蠟塊的合位移與分位移有什么關(guān)系?問(wèn)題2:蠟塊的合速度與分速度有什么關(guān)系?提示:(1)蠟塊的合位移與分位移滿足平行四邊形定則,兩者是等效替代關(guān)系。(2)蠟塊的合速度與分速度滿足平行四邊形定則,兩者是等效替代關(guān)系。1.分運(yùn)動(dòng)的內(nèi)涵:蠟塊沿玻璃管向上的運(yùn)動(dòng)和它隨玻璃管向右的運(yùn)動(dòng)。2.合運(yùn)動(dòng)的內(nèi)涵:蠟塊相對(duì)于_______向右上方的運(yùn)動(dòng)。玻璃管3.一運(yùn)動(dòng)的合成與分解1.內(nèi)涵:(1)合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng):如果物體同時(shí)參與了幾個(gè)運(yùn)動(dòng),那么物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng),參與的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)就是分運(yùn)動(dòng)。(2)運(yùn)動(dòng)的合成與分解:已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng),叫運(yùn)動(dòng)的合成;已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng),叫運(yùn)動(dòng)的分解。2.運(yùn)動(dòng)的合成與分解的運(yùn)算法則:合成與分解的內(nèi)容是位移、速度、加速度的合成與分解,這些量都是矢量,遵循的是平行四邊形定則。3.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,經(jīng)歷的時(shí)間相同獨(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)4.確定合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的方法:分析兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)時(shí),應(yīng)先根據(jù)平行四邊形定則,確定合運(yùn)動(dòng)的合初速度v0和合加速度a,然后進(jìn)行判斷:(1)判斷是否做勻變速運(yùn)動(dòng):若a恒定,物體做勻變速運(yùn)動(dòng);若a變化,物體做變加速運(yùn)動(dòng)。(2)判斷軌跡曲直:若a與v0共線,則做直線運(yùn)動(dòng);若a與v0不共線,則做曲線運(yùn)動(dòng)?！舅伎肌び懻摗壳榫?一艘貨船需要通過(guò)水流恒定的河流將貨物運(yùn)送到正對(duì)岸。討論:(1)如果你是船長(zhǎng),你會(huì)選擇船頭正對(duì)河岸的方向渡河嗎?為什么?(物理觀念)提示:不會(huì),因?yàn)樵谪洿珊訒r(shí),也會(huì)隨水流向下游方向運(yùn)動(dòng),無(wú)法到達(dá)正對(duì)岸。(2)渡河時(shí),這艘貨船將要參與幾個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)?你會(huì)如何確定開船的方向? (科學(xué)思維)提示:貨船將參與垂直河岸和沿河岸兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng);為了保證能夠到達(dá)正對(duì)岸,可以讓船頭偏向上游適當(dāng)?shù)慕嵌?以使貨船的合運(yùn)動(dòng)方向垂直河岸?！镜淅痉丁磕承＿M(jìn)行教學(xué)實(shí)施改造,在教室安裝了可以左右滑動(dòng)的黑板,如圖所示。一位老師用粉筆在其中某塊可移動(dòng)的黑板上畫直線,若粉筆相對(duì)于黑板從靜止開始向上勻加速滑動(dòng),同時(shí)黑板以某一速度水平向左勻速運(yùn)動(dòng),則粉筆畫出的軌跡可能為下列中的 (

)【解析】選C。黑板以某一速度水平向左勻速運(yùn)動(dòng),同時(shí)粉筆相對(duì)于黑板從靜止開始勻加速向上滑動(dòng),所以粉筆的合初速度向右,合加速度向上,所以軌跡是曲線并且合力指向曲線凹側(cè),故C正確,A、B、D錯(cuò)誤?！灸割}追問(wèn)】1.在【典例示范】中如何確定粉筆相對(duì)地面的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向?【解析】粉筆相對(duì)于黑板向上運(yùn)動(dòng),同時(shí)隨黑板向右運(yùn)動(dòng),其實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向可以根據(jù)平行四邊形定則確定。答案:見(jiàn)解析2.關(guān)于粉筆在【典例示范】中的運(yùn)動(dòng)軌跡,為什么不同的人認(rèn)為運(yùn)動(dòng)軌跡不同?【解析】由于選擇的參考系不同,不同的人觀察到的運(yùn)動(dòng)軌跡不同。答案:見(jiàn)解析【補(bǔ)償訓(xùn)練】關(guān)于合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是 (

)A.合運(yùn)動(dòng)的速度一定比分運(yùn)動(dòng)的速度大B.合運(yùn)動(dòng)的位移一定比分運(yùn)動(dòng)的位移大C.合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間D.兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)【解析】選C。速度的合成與位移的合成都遵循平行四邊形定則,對(duì)角線的長(zhǎng)度不一定比平行四邊形邊長(zhǎng)長(zhǎng),即合運(yùn)動(dòng)的速度不一定比分運(yùn)動(dòng)的速度大,合運(yùn)動(dòng)的位移不一定比分運(yùn)動(dòng)的位移大,故A、B錯(cuò)誤;根據(jù)運(yùn)動(dòng)合成與分解的性質(zhì)可知合運(yùn)動(dòng)與兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)之間具有等時(shí)性,故C正確;分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)不一定是直線運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。二運(yùn)動(dòng)的合成與分解的應(yīng)用1.確定物體的合運(yùn)動(dòng)(實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng))與分運(yùn)動(dòng)。2.畫出矢量(速度、位移或加速度)合成或分解的平行四邊形。3.應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析同一運(yùn)動(dòng)(合運(yùn)動(dòng)或某一分運(yùn)動(dòng))中的位移、速度、加速度等物理量之間的關(guān)系,應(yīng)用幾何知識(shí)分析合矢量與分矢量之間的關(guān)系?！舅伎肌び懻摗恳凰遗谂炚谘睾影蹲晕飨驏|航行,在炮艦上射擊北岸的敵方目標(biāo)。要想擊中目標(biāo),射擊方向應(yīng)直接對(duì)準(zhǔn)目標(biāo),還是應(yīng)該偏東或是偏西一些? (科學(xué)思維)提示:應(yīng)該偏西一些,使其合速度方向正對(duì)目標(biāo)?！镜淅痉丁?多選)如圖所示,紅蠟塊能在玻璃管的水中勻速上升,若紅蠟塊在A點(diǎn)勻速上升①的同時(shí),使玻璃管水平向右做直線運(yùn)動(dòng)②,則紅蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡是圖中的 (

)A.若玻璃管做勻速運(yùn)動(dòng),則為直線PB.若玻璃管做勻加速運(yùn)動(dòng),則為曲線QC.若玻璃管做勻加速運(yùn)動(dòng),則為曲線RD.不論玻璃管做何種運(yùn)動(dòng),軌跡都是直線P【審題關(guān)鍵】序號(hào)信息提?、儇Q直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)②水平方向的直線運(yùn)動(dòng)可能有三種情況【解析】選A、B。紅蠟塊在豎直方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),若玻璃管在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),其加速度為零,紅蠟塊做直線運(yùn)動(dòng),軌跡為直線P,故A正確。紅蠟塊在豎直方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),若玻璃管在水平方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),合速度的方向與合加速度的方向不在同一條直線上,紅蠟塊做曲線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)軌跡在速度方向與合力方向之間,合力的方向大致指向軌跡凹的一側(cè),知軌跡可能為曲線Q,故B正確,C、D錯(cuò)誤?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1.水滴自高處由靜止開始下落,至落地前的過(guò)程中遇到水平方向吹來(lái)的風(fēng),則 (

)A.風(fēng)速越大,水滴下落的時(shí)間越長(zhǎng)B.風(fēng)速越大,水滴落地時(shí)的瞬時(shí)速度越小C.水滴著地時(shí)的瞬時(shí)速度與風(fēng)速無(wú)關(guān)D.水滴下落的時(shí)間與風(fēng)速無(wú)關(guān)【解析】選D。將水滴的運(yùn)動(dòng)沿水平方向和豎直方向正交分解,水平方向隨風(fēng)一起飄動(dòng),豎直方向同時(shí)向下落;由于水平方向的分運(yùn)動(dòng)對(duì)豎直分運(yùn)動(dòng)無(wú)影響,故落地時(shí)間與水平分速度無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤,D正確;兩分運(yùn)動(dòng)的速度合成可得到合速度v=,故風(fēng)速越大,落地時(shí)合速度越大,故B、C錯(cuò)誤。2.質(zhì)量為m=2kg的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))靜止在光滑水平面上的直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)處,先用沿x軸正方向的力F1=8N作用2s,然后撤去F1;再用沿y軸正方向的力F2=10N作用2s。則物體在這4s內(nèi)的軌跡為 (

)【解析】選D。質(zhì)點(diǎn)在F1的作用由靜止開始從坐標(biāo)系的原點(diǎn)沿+x軸方向做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度a1==4m/s2,速度為v1=a1t1=8m/s,對(duì)應(yīng)位移x1=a1=8m,到2s末撤去F1再受到沿+y軸方向的力F2的作用,物體在+x軸方向勻速運(yùn)動(dòng),x2=v1t2=16m,x方向坐標(biāo)為x1+x2=24m,在+y軸方向加速運(yùn)動(dòng),+y軸方向的加速度a2==5m/s2,方向向上,對(duì)應(yīng)的位移y=a2=10m,物體做曲線運(yùn)動(dòng)。再根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的加速度方向大致指向軌跡凹的一側(cè),可知D正確,A、B、C錯(cuò)誤。3.如圖所示,在滅火搶險(xiǎn)的過(guò)程中,消防隊(duì)員有時(shí)要借助消防車上的梯子爬到高處進(jìn)行救人或滅火作業(yè)。為了節(jié)省救援時(shí)間,在消防車前進(jìn)的過(guò)程中,人同時(shí)相對(duì)梯子(與消防車的夾角固定不變)勻速向上運(yùn)動(dòng)。從地面上來(lái)看消防隊(duì)員的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是 (

)A.當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時(shí),消防隊(duì)員一定做曲線運(yùn)動(dòng)B.當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時(shí),消防隊(duì)員一定做直線運(yùn)動(dòng)C.當(dāng)消防車勻加速前進(jìn)時(shí),消防隊(duì)員一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.當(dāng)消防車勻加速前進(jìn)時(shí),消防隊(duì)員一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)【解析】選B。當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時(shí),因人同時(shí)相對(duì)梯子勻速向上運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成,可知:消防隊(duì)員一定做勻速直線運(yùn)動(dòng),故A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;當(dāng)消防車勻加速前進(jìn)時(shí),合速度的方向與合加速度的方向不在同一條直線,其加速度的方向大小不變,所以消防隊(duì)員做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),故C、D項(xiàng)錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(多選)如圖所示,吊車以v1的速度沿水平直線向右勻速行駛,同時(shí)以v2的速度勻速收攏繩索提升物體,下列表述正確的是 (

)A.物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度為v1+v2B.物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度為C.物體相對(duì)地面做曲線運(yùn)動(dòng)D.繩索保持豎直狀態(tài)【解析】選B、D。物體參與了水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為v1,又參與了豎直方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)