物理必修2粵教版1.2 運動的合成與分解 課件(42張)

第二節(jié)運動的合成與分解一、分運動與合運動如果一個物體實際發(fā)生的運動產(chǎn)生的效果跟另外兩個運動共同產(chǎn)生的________，我們就把這一物體實際發(fā)生的運動叫做這兩個運動的________，這兩個運動叫做這一實際運動的________．效果相同合運動分運動二、分運動與合運動的關(guān)系1．運動的獨立性．一個物體同時參與兩個運動，其中的任意一個分運動并不因為有其他分運動而有所改變，即兩個分運動_______________________，這就是運動的獨立性．2．運動的同時性．整體的合運動是各分運動決定的總體效果，物體________參與兩個分運動構(gòu)成合運動．合運動和分運動________開始，________結(jié)束，經(jīng)歷相等的時間．這就是運動的同時性．獨立進(jìn)行，彼此互不影響同時同時同時3．一個復(fù)雜的運動可以看成是____________________的合運動．幾個獨立進(jìn)行的分運動三、運動的合成與分解1．定義．(1)運動的合成：已知分運動求________．(2)運動的分解：已知合運動求________．2．法則：遵循矢量運算法則——________________.3．分運動與合運動的軌跡關(guān)系．(1)兩個分運動均為勻速直線運動，合運動是__________________．合運動分運動平行四邊形定則勻速直線運動(2)兩個分運動均為直線運動，一個為勻速直線運動，另一個為勻加速直線運動，若兩個分運動不在一條直線上，則合運動為________運動．(3)一些常見的________運動如拋體運動，往往可以分解為兩個方向上的________，只要分別研究這兩個方向上的________及________情況，就可以知道復(fù)雜的曲線運動的規(guī)律．曲線曲線直線運動受力運動一、對合運動與分運動的理解1．合運動與分運動的關(guān)系．(1)獨立性：一個物體同時參與兩個分運動，其中的任一個分運動并不會因為有另外的分運動的存在而有所改變．即各分運動是互相獨立、互不影響的．(2)等時性：各個分運動與合運動總是同時開始、同時結(jié)束，經(jīng)歷的時間相等．因此知道了某一個分運動的時間，也就知道了合運動的時間，反之也成立．(3)等效性：各分運動合成起來和合運動相同，即分運動與合運動可以“等效替代”．(4)同體性：合運動和它的分運動必須對應(yīng)同一個物體的運動，一個物體的合運動不能分解為另一個物體的分運動．2．合運動與分運動的判定方法．在一個具體運動中判斷哪個是合運動，哪個是分運動的關(guān)鍵是弄清物體實際發(fā)生的運動是哪個，則這個運動就是合運動．物體實際發(fā)生的運動一般就是相對于地面發(fā)生的運動，或者說是相對于靜止參考系的運動．如下圖所示的小車M在水平向右勻速運動(速度為v2)的同時，又勻速向上(速度為v1)提起重物A，則重物A同時參與了兩個運動(分運動)：相對于小車M的豎直向上的勻速(速度為v1)運動和隨小車M水平向右的勻速(速度為v2)運動．重物相對于地面則以速度v(v是v1和v2的矢量和)做勻速運動，就是所謂“物體實際發(fā)生的運動”，即合運動．3．合運動與分運動的求解方法．不管是運動的合成還是分解，其實質(zhì)是對運動的位移s、速度v和加速度a的合成與分解．因為位移、速度、加速度都是矢量，所以求解時遵循平行四邊形定則．二、兩個直線運動的合運動的性質(zhì)和軌跡的判斷1．合運動性質(zhì)的判斷．2．合運動軌跡的判斷．看合速度與合加速度的方向關(guān)系3．兩直線運動合成時，其合運動性質(zhì)與軌跡的幾種情況．三、小船渡河問題設(shè)河的寬度為d，船在靜水中的速度為v船，水流的速度為v水，下面從兩個角度分析船渡河問題．1．渡河時間t.(1)渡河時間t的大小取決于河岸的寬度d及船沿垂直河岸方向上的速度的大小，即t＝.2．渡河位移最短．求解渡河位移最短問題，分為兩種情況：(1)若v水<v船，最短的位移為河寬d，此時渡河所用時間t＝，船頭與上游夾角θ滿足v船cosθ＝v水，v合⊥v水，如下圖所示．(2)若v水>v船，這時無論船頭指向什么方向，都無法使船垂直河岸渡河，即最短位移不可能等于河寬d，尋找最短位移的方法是：如右圖所示，按水流速度和船的靜水速度大小的比例，先從出發(fā)點A開始作矢量v水，再以v水末端為圓心，v船為半徑畫圓弧，自出發(fā)點A向圓弧作切線，為船位移最小時的合運動的方向．這時船頭與河岸夾角θ滿足cosθ＝，最短位移s短＝，即v船⊥v合時位移最短，渡河時間t＝.運動的合成與分解

關(guān)于合運動與分運動的關(guān)系，下列說法正確的是(

)A．合運動的速度一定大于分運動的速度B．分運動的位移一定小于合運動的位移C．合運動的時間等于各分運動的時間之和D．組成合運動的各個分運動具有獨立性解析：運動的合成遵循平行四邊形定則或三角形定則．兩個分速度間的夾角變大，合速度會變?。畩A角小到一定值時合速度可以大于任一分速度；夾角大到一定值時，合速度可以小于任一分速度；一定夾角范圍內(nèi)，合速度可能大于某一分速度，而小于另一分速度．對速度如此，對加速度、位移也都如此．所以AB都錯．依照合運動與分運動間的等效性、等時性和獨立性可知C錯，D對．答案：D合運動的性質(zhì)及軌跡類型(雙選)關(guān)于運動的合成，下列說法中正確的是(

)A．兩個直線運動的合運動，一定是直線運動B．兩個直線運動的合運動，可能是曲線運動C．兩個互成角度的勻速直線運動的合運動，一定是勻速直線運動D．兩個互成角度的勻加速直線運動的合運動，一定是勻加速直線運動解析：因為兩個勻速運動的合成，就是其速度的合成，其合速度的方向是確定的，等于兩個分速度的矢量和，加速度為零，即合力為零，故一定是勻速直線運動，C對；至于A、D兩個選項；兩個分運動加速度可能不為零，則合加速度也可能不為零，其合速度也可能不為零，合加速度方向與合速度的方向不一定在同一直線上，既可能做曲線運動，也可能做直線運動，不是“一定”，而是“可能”．因此B正確，A、D錯誤．答案：BC思維總結(jié)：(1)v合與a合共線是直線運動，不共線是曲線運動．(2)a合恒定是勻變速運動．船渡河問題

河寬為d＝100m，水流速度v1＝3m/s，船在靜水中的速度v2＝4m/s，求：(1)欲使船渡河時間最短，船應(yīng)怎樣渡河？最短時間是多少？最短時間內(nèi)船的位移多大？(2)欲使船航行位移最短，船應(yīng)怎樣渡河？渡河所用時間是多長？解析：(1)欲使船渡河時間最短，應(yīng)使船頭(即船在靜水中的速度方向)垂直河岸方向行駛，如圖(a)所示．由合運動與分運動的等時性可知：船的位移：s＝vt＝5×25m＝125m(2)欲使船航行距離最短，由于v2>v1，所以船的實際軌跡可以垂直河岸，船可以到達(dá)正對岸．最小位移為d＝100m.如圖(b)所示，設(shè)船頭與上游河岸成θ角，思維總結(jié)：小船渡河問題，實際是兩個勻速直線運動的合成，其合運動依然是勻速直線運動，其合成包括了速度和位移的合成．現(xiàn)實生活中這種合成很多．如下雨、刮風(fēng)都與此類似．基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．對于兩個分運動，下列說法正確的是(

)A．合運動的速度一定大于兩分運動的速度B．合運動的速度一定大于其中一個分運動的速度C．合運動的方向就是物體實際運動的方向D．由兩分速度的大小就可確定合速度的大小解析：速度是矢量，速度的合成遵循平行四邊形定則，合速度是平行四邊形的對角線，故合速度可大于兩分運動的速度，也可小于兩分運動的速度，故A、B均錯．合運動是指物體的實際運動，故合運動的方向就是實際運動的方向，C正確．速度既然是矢量，那么只有已知兩分速度的大小和方向，才能作出平行四邊形進(jìn)而求出合速度的大小，故D錯．答案：C2．(雙選)下列說法正確的是(

)A．兩個分運動互相影響，不能獨立進(jìn)行B．合運動的時間一定比分運動的時間長C．合運動和分運動具有等時性，即同時開始，同時結(jié)束D．合運動的位移大小可能等于兩個分運動的位移大小之和解析：兩分運動之間是相互獨立的，它們互不影響，能夠各自獨立進(jìn)行，A錯；由于合運動可以分解為物體“同時參與”的兩個分運動，合運動與分運動是相互替代關(guān)系，且具有“同時性”，故B錯誤，C正確；又因合位移與分位移間遵循平行四邊形定則，兩分位移間夾角不同，則合位移的大小不同，兩分位移方向相同時合位移的大小等于它們的大小之和，故D正確．答案：CD3.某人游珠江，他以一定速度始終垂直河岸向?qū)Π队稳ィ懈魈幩魉俣认嗟?，他游過的路程、過河所用的時間與水速的關(guān)系是(

)A．水速大時，路程長，時間長B．水速大時，路程長，時間短C．水速大時，路程長，時間不變D．路程、時間與水速無關(guān)解析：此人垂直河岸速度不變，因此過河時間不變；但水速越大，合速度與河岸夾角越小，路程越長，故C正確．答案：C4.如圖所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向運動的小車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動的同時，吊鉤將物體B向上吊起，A、B之間的距離以表示國際單位制，式中H為吊臂離地面的高度)規(guī)律變化，則物體B做（）

A．速度大小不變的曲線運動

B．速度大小增加的曲線運動

C．加速度大小、方向均不變的曲線運動

D．加速度大小、方向均變化的曲線運動

解析：物體B參與了兩個方向上的運動：在水平方向上和小車A以相同的水平速度沿吊臂方向勻速運動；在豎直方向上，由于A、B之間的距離以d=H-(SI)規(guī)律變化，所以物體與地面間的豎直距離關(guān)系式為s==×a×,所以物體在豎直方向上以4m/的加速度做勻加速直線運動，則物體做加速度大小、方向均不變的曲線運動，且速度不斷地在增加，故正確答案為B、C.

答案：BC5．(雙選)船在靜水中的速度保持5m/s不變，水流的速度恒為3m/s，則河岸上的人看到船的實際速度大小可能是(

)A．1m/s

B．3m/s

C．5m/s

D．10m/sBC6．炮筒與水平方向的夾角為45°，炮彈從炮筒射出時速度大小為800m/s，求炮彈射出時在豎直方向和水平方向的分速度大?。芰μ嵘?.(雙選)一只船在靜水中的速度是3m/s，它要橫渡一條30m寬的河，流水速度為4m/s，下列說法正確的是（）

A.這只船不可能到達(dá)正對岸

B.這只船對河岸速度一定是5m/sC.過河時間可能是6sD.過河時間可能是12s

解析：如下圖所示，要使船到達(dá)正對岸，必須使合速度垂直河岸，，但本題中由于,所以合速度不可能垂直河岸，船不可能到正對岸，A正確.

的方向是任意的，由平行四邊形定則，船對岸的合速度范圍為,只有當(dāng)垂直于河岸時，合速度，所以B錯誤.

由圖可知，渡河時間即垂直于河岸時，渡河時間最短，最短時間為,所以C不可能，D可能.正確答案為AD.

答案：

AD

8.(雙選)有a、b兩個分運動，它們的合運動為c,則下列說法正確的是（）

A．若a、b的軌跡為直線，則c的軌跡必為直線

B．若c的軌跡為直線，則a、b必為勻速運動

C．若a為勻速直線運動，b為勻速直線運動，則c必為勻速直線運動

D．若a、b均為初速度為零的勻變速直線運動，則c必為勻變速