【高中物理】運(yùn)動(dòng)的合成與分解課件 2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

曲線運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)及重點(diǎn)1.能說(shuō)出運(yùn)動(dòng)的合成與分解的概念。2.能分析和計(jì)算小船渡河的最短時(shí)間和最短位移。(重點(diǎn))3.能利用繩和桿的關(guān)聯(lián)速度解決問(wèn)題。(重點(diǎn))課前引入思考：一個(gè)物體能否同時(shí)參與兩種運(yùn)動(dòng)？1．將放有紅蠟塊的玻璃管倒置在水平的電動(dòng)滑軌上，向右勻速運(yùn)動(dòng)，觀察紅蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡。實(shí)驗(yàn)探究2．將玻璃管中注滿清水并倒放靜置，觀察紅蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡3

．將玻璃管中注滿清水，并倒置在電動(dòng)滑軌上，則紅蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡是怎樣的呢？斜向右上方的直線運(yùn)動(dòng)紅蠟塊同時(shí)參與了兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是豎直方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)際的運(yùn)動(dòng)是斜向右上方的運(yùn)動(dòng)，故我們將水平和豎直的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)稱為分運(yùn)動(dòng)；最終的實(shí)際運(yùn)動(dòng)稱為合運(yùn)動(dòng)。已知分運(yùn)動(dòng)，求解合運(yùn)動(dòng)的過(guò)程稱為運(yùn)動(dòng)的合成已知合運(yùn)動(dòng)，求解分運(yùn)動(dòng)的過(guò)程稱為運(yùn)動(dòng)的分解各個(gè)分運(yùn)動(dòng)疊加起來(lái)的效果與合運(yùn)動(dòng)的效果相同分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)同時(shí)開始、同時(shí)結(jié)束，用時(shí)相等各個(gè)分運(yùn)動(dòng)之間是相互獨(dú)立的，不會(huì)相互影響運(yùn)動(dòng)的合成和分解都遵循矢量運(yùn)算法則（平行四邊形法則）運(yùn)動(dòng)的合成與分解1．關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成與分解，下列說(shuō)法正確的是（）A．合運(yùn)動(dòng)的位移等于分運(yùn)動(dòng)位移的矢量和B．合運(yùn)動(dòng)的速度一定大于其中一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度C．合運(yùn)動(dòng)任一時(shí)刻的速度方向總是與合運(yùn)動(dòng)的位移方向相同D．兩個(gè)互成角度的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，一定是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)A典例2．一物體在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，它在豎直方向的速度時(shí)間圖像和水平方向的位移時(shí)間圖像分別如圖甲、乙所示。關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)說(shuō)法正確的是（）A．零時(shí)刻的速度為2m/sB．加速度a=1m/s2C．物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)D．物體做變加速曲線運(yùn)動(dòng)B典例3.降落傘下落一定時(shí)間后的運(yùn)動(dòng)是勻速的。沒有風(fēng)的時(shí)候，跳傘員從某一高度勻速落到地面上所用時(shí)間為t?，F(xiàn)在有水平方向的風(fēng)，則跳傘員從同一高度落到地面上所用時(shí)間（）A.仍為tB.大于tC.小于tD.無(wú)法確定A典例小船渡河模型1.小船參與的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)(1)船相對(duì)水的運(yùn)動(dòng)(即船在靜水中的運(yùn)動(dòng))，它的方向與船頭的指向相同。(2)船隨水漂流的運(yùn)動(dòng)，它的方向與河岸平行。2.區(qū)別三個(gè)速度：水流速度v水、船在靜水中的速度v船、船的實(shí)際速度(即船的合速度)v合。能否表示出小船過(guò)河所用的最短時(shí)間呢？當(dāng)v船方向偏向上游與河岸成θ角時(shí)，可將v船正交分解。垂直河岸分速度：v⊥=v船sinθ平行河岸分速度：v∥=v船cosθ

渡河最小時(shí)間小船渡河時(shí)間最短時(shí)，是否小船通過(guò)的位移也是最短的？如果不是，那么在怎樣的情況下小船渡河經(jīng)過(guò)的位移最短呢？思考討論1.當(dāng)v船＞v水時(shí)，條件：①船頭應(yīng)指向河的上游；②v水－v船cosθ＝0，即船的合速度v合的方向與河岸垂直

渡河最小位移

dv水xminBCDEAv船θθvv船2.當(dāng)v水≥v靜水時(shí)，條件：當(dāng)v船方向與合速度v合

方向垂直時(shí)，有最短渡河位移xmin。

4.一船在靜水中的速度為3m/s，要橫渡寬為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:此船相對(duì)河岸速度一定為5m/sD:過(guò)河時(shí)間可能為15sAC典例5．如圖所示，一條小船渡河，河寬為100m，河水流速v1=3m/s，船在靜水中速度v2=4m/s，船頭方向與河岸垂直，關(guān)于小船的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．小船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡與河岸垂直B．小船相對(duì)于河岸的速度大小為7m/sC．小船過(guò)河后航行到了河對(duì)岸下游75m處D．若小船行駛到河中央時(shí)，水流急速加快，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間也會(huì)隨之變短C典例6.河寬d=100m，水速v1=3m/s，船在靜水中的速度v2=4m/s，求：（1）欲使船渡河時(shí)間最短，船應(yīng)怎樣渡河？最短時(shí)間是多少？船經(jīng)過(guò)的位移多大？（2）欲使船航行距離最短，船應(yīng)怎樣渡河？渡河時(shí)間多長(zhǎng)？典例

關(guān)聯(lián)速度

如圖所示，汽車以恒定速率v沿水平方向通過(guò)繩子牽引小船靠岸，當(dāng)繩與水面夾角為α

時(shí)，船的速度v’為多大？繩、桿兩端所連接的物體的速度可以是不同的，但兩端的物體沿繩或桿方向的速度大小一定相等，我們稱之為關(guān)聯(lián)速度。利用關(guān)聯(lián)速度解題步驟第一步：確定物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)（即合運(yùn)動(dòng)）第二步：將繩或桿兩端物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)（即合運(yùn)動(dòng)）的速度進(jìn)行正交分解為垂直于繩(或桿)方向的分速度v⊥和沿著繩(或桿)方向的分速度v∥第三步：根據(jù)沿繩(或桿)方向的分速度v∥相等列等式求解。繩模型：vA∥=vB∥桿模型：vA∥=vB∥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θ角時(shí)，被吊起的物體B的速度為vB=

，物體上升的運(yùn)動(dòng)是_____(填“加速”、“減速”、“勻速”）典例Bv

加速4．如圖所示，司機(jī)駕駛汽車通過(guò)繩子跨過(guò)定滑輪將貨物往上吊起，汽車以速度v勻速向左行駛，當(dāng)連接汽車部分的繩子與水平方向所成的夾角為θ時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．此時(shí)貨物的速度大小為vsinθB．此時(shí)貨物的速度大小為vcosθC．此時(shí)貨物處于失重狀態(tài)D．此時(shí)貨物處于平衡狀態(tài)B典例如圖所示，兩條水平軌道位于同一豎直平面內(nèi)，軌道上兩個(gè)物體A和B通過(guò)一根繞過(guò)定滑輪O的不可伸長(zhǎng)的輕繩相連接，物體A以勻速率vA=10m/s運(yùn)動(dòng)，在繩子與軌道成30o角時(shí)，物體B的速度大小vB=？典例

如圖所示，輕桿兩端連接小球A與B，某時(shí)刻輕桿與豎直墻壁間的角為α，此時(shí)A小球的速度為v，則小球B的速度為多少？典例1.正交分解得到平行于桿方向的分速度：vA∥=vcosα，vB∥=vBsinα2.分速度大小相等：vA∥=vB∥所以vcosα=vBsinα3.結(jié)果：vB=vco