5.2節(jié)運(yùn)動(dòng)的合成與分解2023-2024高一物理下學(xué)期課件人教

運(yùn)動(dòng)的合成與分解高中物理Physical樹(shù)禮教育ONE一個(gè)平面運(yùn)動(dòng)的實(shí)例ALLORNOTHINGNOWORNEVERPhysical一個(gè)平面運(yùn)動(dòng)的實(shí)例……1.實(shí)驗(yàn)條件?蠟塊在豎直固定的注滿清水的玻璃管中向上運(yùn)動(dòng)，可以看到其運(yùn)動(dòng)接近于勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)蠟塊在豎直玻璃管內(nèi)向上勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，讓玻璃管向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則蠟塊就參與了豎直方向、水平方向的兩個(gè)不同的分運(yùn)動(dòng)（如圖5-2-1所示），其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)（軌跡、速度、位移）是怎樣的呢?一個(gè)平面運(yùn)動(dòng)的實(shí)例……2.蠟塊的位置?以蠟塊的初始位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右和豎直向上的方向分別為x、y軸的正向建立坐標(biāo)系，如圖5-2-2所示。設(shè)蠟塊的分速度分別為vx和vy，從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)，t時(shí)刻的位置P可以用它的x、y兩個(gè)坐標(biāo)表示：x=vxt①y=vyt②一個(gè)平面運(yùn)動(dòng)的實(shí)例……3.蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡??①②兩式消去t，得，vx、vy均是常量，所以，蠟塊的軌跡是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。4.蠟塊的位移???經(jīng)歷時(shí)間t，蠟塊位移的大小設(shè)OP與x軸的夾角為θ，則tanθ=，即位移的方向可確定。一個(gè)平面運(yùn)動(dòng)的實(shí)例……針對(duì)訓(xùn)練

例1：如圖5-2-8所示，豎直放置的B兩端封閉的玻璃管中注滿清水，內(nèi)有一個(gè)紅蠟塊能在水中以0.1m/s的速度勻速上浮。當(dāng)紅蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時(shí)，使玻璃管水平勻速向右運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紅蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向與水平方向的夾角為30°。(1)玻璃管水平方向的移動(dòng)速度為（）?A.0.1m/sB.0.2m/sC.0.17m/sD.無(wú)法確定(2)若玻璃管的長(zhǎng)度為1.0m,則當(dāng)紅蠟塊從玻璃管底端上浮到頂端的過(guò)程中,蠟塊運(yùn)動(dòng)的位移為（）A.1.0mB.2.0m?C.1.7mD.0.5m?CBTWO運(yùn)動(dòng)的合成與分解ALLORNOTHINGNOWORNEVERPhysical運(yùn)動(dòng)的合成與分解……1.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)??如果某物體同時(shí)參與了幾個(gè)不同方向上的運(yùn)動(dòng)，那么這個(gè)物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)就叫那幾個(gè)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，而把那幾個(gè)運(yùn)動(dòng)叫作這個(gè)實(shí)際運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)。2.運(yùn)動(dòng)的合成與分解?由分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)的過(guò)程叫作運(yùn)動(dòng)的合成;由合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)的過(guò)程叫作運(yùn)動(dòng)的分解。運(yùn)動(dòng)的合成與分解……3.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系獨(dú)立性一個(gè)物體同時(shí)參與兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，其中的任一個(gè)分運(yùn)動(dòng)并不會(huì)因?yàn)橛辛硗獾姆诌\(yùn)動(dòng)的存在而有所改變，即各分運(yùn)動(dòng)是互相獨(dú)立、互不影響的等時(shí)性各個(gè)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)總是同時(shí)開(kāi)始、同時(shí)結(jié)束，經(jīng)歷的時(shí)間相等。不是同時(shí)發(fā)生的運(yùn)動(dòng)不能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成等效性各分運(yùn)動(dòng)合成起來(lái)的效果和合運(yùn)動(dòng)的效果相同，即分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)可以“等效替代”同體性合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)必須對(duì)應(yīng)同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，一個(gè)物體的合運(yùn)動(dòng)不能分解為另一個(gè)物體的分運(yùn)動(dòng)矢量性合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的位移、速度和加速度之間均可以進(jìn)行矢量運(yùn)算運(yùn)動(dòng)的合成與分解……4.運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵循平行四邊形定則運(yùn)動(dòng)的合成與分解包括位移、速度和加速度的合成與分解，這些描述運(yùn)動(dòng)的物理量都是矢量，對(duì)它們進(jìn)行合成與分解時(shí)都要運(yùn)用平行四邊形定則。合成與分解的依據(jù)--平行四邊形定則。運(yùn)動(dòng)分解的原則--按運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果分解。運(yùn)動(dòng)的合成與分解……5.合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡的判斷F、a一定同向F、v方向共線F、v方向不共線直線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)F變化F不變變加速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)F變化變加速曲線運(yùn)動(dòng)F不變勻變速曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解……針對(duì)訓(xùn)練

A運(yùn)動(dòng)的合成與分解……思維拓展：兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)均為勻速直線運(yùn)動(dòng)①當(dāng)兩個(gè)分速度v1、v2等大反向時(shí)，合速度v=0，保持靜止②其他情況時(shí)，合速度大小、方向均不變，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)一個(gè)分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)分運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)①v0與a共線時(shí)，物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)②v0與a不共線時(shí)，物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)均為勻變速直線運(yùn)動(dòng)①v、a共線時(shí),物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)（含v=0）?②v、a不共線時(shí),物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)THREE運(yùn)動(dòng)實(shí)例的分析--小船渡河問(wèn)題ALLORNOTHINGNOWORNEVERPhysical運(yùn)動(dòng)實(shí)例的分析--小船渡河問(wèn)題……1.模型展示小船在渡河時(shí)，同時(shí)參與了兩個(gè)運(yùn)動(dòng)∶一是隨水沿水流方向的運(yùn)動(dòng)，二是船本身相對(duì)于水的運(yùn)動(dòng)。小船實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)是這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。模型主要討論船渡河時(shí)間最短和位移最短這兩個(gè)問(wèn)題。設(shè)一條河寬為d，船在靜水中的速度為vc，水流速度為vs，下面討論小船渡河的這兩類問(wèn)題。運(yùn)動(dòng)實(shí)例的分析--小船渡河問(wèn)題……2.三種速度vc（船在靜水中的速度）、vs（水的流速）、v合（船的實(shí)際速度）。

3.船頭指向與運(yùn)動(dòng)方向船頭指向，是分運(yùn)動(dòng)的方向。船的運(yùn)動(dòng)方向也就是船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向，是合運(yùn)動(dòng)的方向，一般情況下與船頭指向不一致。船頭指向與河岸垂直說(shuō)明船在靜水中的速度方向與河岸垂直;行駛路線與河岸垂直說(shuō)明船的合速度方向與河岸垂直。運(yùn)動(dòng)實(shí)例的分析--小船渡河問(wèn)題……4.分析思路及方法方法一∶根據(jù)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果分解小船在有一定流速的水中過(guò)河時(shí)，實(shí)際上參與了兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，即隨水流的運(yùn)動(dòng)(水的運(yùn)動(dòng)速度為vs)和船相對(duì)于水的運(yùn)動(dòng)（船在靜水中的速度為vc），船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是合運(yùn)動(dòng)（v合）。①當(dāng)小船垂直于河岸過(guò)河時(shí)，過(guò)河路徑最短，此時(shí)應(yīng)將船頭偏向上游，如圖5-2-4所示，過(guò)河時(shí)間（d為河寬）。同時(shí)可以看出若要使小船垂直于河岸過(guò)河，必須使vs,vc和v合構(gòu)成三角形,即滿足vc＞vs，也就是船在靜水中的速度要大于水流速度。②若要小船過(guò)河的時(shí)間最短，應(yīng)使船頭垂直于河岸行駛，如圖5-2-5所示,過(guò)河時(shí)間,此時(shí)小船一定在對(duì)岸下游處靠岸。③如果vc＜vs,要渡河位移最小,小船不能垂直于河岸渡河。以水流速度的末端A為圓心,小船在靜水中速度大小為半作圓,過(guò)O點(diǎn)作該圓的切線,交圓于B點(diǎn),此時(shí)船頭指與半徑AB平行,如圖5-2-6所示。小船實(shí)際運(yùn)動(dòng)的速度(合速度)與垂直于河岸方向的夾角最小時(shí),小船渡河位移最小。由相似三角形可得,解得。渡河時(shí)間仍可以采用①中的方法求解，。運(yùn)動(dòng)實(shí)例的分析--小船渡河問(wèn)題……4.分析思路及方法方法二∶利用正交分解法分解將船相對(duì)于水的速度沿平行于河岸和垂直于河岸方向正交分解，如圖5-2-7所示，則為船實(shí)際沿水流方向的速度，vcsinθ為船垂直于河岸方向的運(yùn)動(dòng)速度。①要使船垂直渡河，則應(yīng)使vs-vccosθ=0，此時(shí)cosθ=（船頭方向與上游河岸夾角θ的余弦值為）渡河位移最小為d②要使渡河時(shí)間最短，則應(yīng)使vcsinθ最大，即當(dāng)θ=90°（船頭方向與河岸垂直）時(shí)，渡河時(shí)間最短，t=。針對(duì)訓(xùn)練

例1-1：已知某船在靜水中的速率為v1=4m/s，現(xiàn)讓船渡過(guò)某條河，假設(shè)這條河的兩岸是理想的平行線，河寬為d=100m，河水的流動(dòng)速度為v2=3m/s，方向與河岸平行。試分析∶（1）欲使船以最短時(shí)間渡過(guò)河，航向怎樣?最短時(shí)間是多少?到達(dá)對(duì)岸的位置怎樣?船順?biāo)l(fā)生的位移是多大??（2）欲使船渡河過(guò)程中的航行距離最短，船的航向又應(yīng)怎樣?渡河所用時(shí)間是多少?（1）船頭指向?qū)Π叮较蛐毕蛳掠蝨=25sx=125mx順=75m（2）船頭指向上游，且與河岸成41.4°t≈38s運(yùn)動(dòng)實(shí)例的分析--小船渡河問(wèn)題……針對(duì)訓(xùn)練

例1-2：如圖5-2-13所示，一條小船位于200m寬的河正中A點(diǎn)處，從這里向下游m處有一危險(xiǎn)區(qū)，當(dāng)時(shí)水流速度為4m/s，為了使小船避開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)沿直線到達(dá)對(duì)岸，小船在靜水中的速度至少是（）A.m/s?B.

m/s?C.2m/s?D.4m/s運(yùn)動(dòng)實(shí)例的分析--小船渡河問(wèn)題……CFOUR合速度與分速度的理解及牽連速模度問(wèn)題ALLORNOTHINGNOWORNEVERPhysical合速度與分速度的理解及牽連速模度問(wèn)題……1.模型展示“牽連物體”是指物拉繩（桿）或繩（桿）拉物問(wèn)題(下面為了方便，統(tǒng)一說(shuō)"繩"）。解題原則是∶把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩和平行于繩的兩個(gè)分量，根據(jù)沿繩方向的分速度大小與繩上各點(diǎn)的速率相同求解。（1）合速度方向∶物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向。?（2）分速度方向∶①沿繩方向∶使繩伸縮;②垂直于繩方向∶使繩轉(zhuǎn)動(dòng)。合速度與分速度的理解及牽連速模度問(wèn)題……2.四種情景情景情景一情景二情景圖示

分解圖示

定量結(jié)論合速度與分速度的理解及牽連速模度問(wèn)題……2.四種情景情景情景三情景四情景圖示

分解圖示

定量結(jié)論針對(duì)訓(xùn)練

例2-1：如圖5-2-15所示，桿AB沿墻滑下，當(dāng)桿與水平面的夾角為α?xí)r，B端的滑動(dòng)速度為vB，求A端的滑動(dòng)速度vA。（桿始終在與墻垂直的豎直面內(nèi)）vA=vBcotα合速度與分速度的理解及牽連速模度問(wèn)題……針對(duì)訓(xùn)練

例2-2:如圖5-2-17所示，不計(jì)所有接觸面之間的摩擦，斜面固定，兩物體質(zhì)量分別為m1和m2，且m1＜m2。若將m2從位置A由靜止釋放，當(dāng)落到位置B時(shí)，m2的速度為v2，且繩子與豎直方向的夾角為θ，則此時(shí)m1的速度大小v1等于（）A.v2sinθB.C.v2cosθD.C合速度與分速度的理解及牽連速模度問(wèn)題……易錯(cuò)1：將運(yùn)動(dòng)的分解與力的分解相混淆

例1：用跨過(guò)定滑輪的繩把湖中小船向右拉到岸邊的過(guò)程中，如圖5-2-19所示，如果保持繩子的速度v不變，則小船的速度（）A.不變B.逐漸增大?C.逐漸減小D.先增大后減小B易錯(cuò)防范……題型1：運(yùn)動(dòng)的合成與分解問(wèn)題

例1-1(2019·全國(guó)卷Ⅱ·物理觀念,科學(xué)思維)(多選)如圖5-2-20甲所示,在跳臺(tái)滑雪比賽中,運(yùn)動(dòng)員在空中滑翔時(shí)身體的姿態(tài)會(huì)影響其下落的速度和滑翔的距離。某運(yùn)動(dòng)員先后兩次從同一跳臺(tái)起跳，每次都從離開(kāi)跳臺(tái)開(kāi)始計(jì)時(shí)，用v表示他在豎直方向的速度，其v-t圖像如圖乙所示，t1和t2是他落在傾斜雪道上的時(shí)刻。則（）?A.第二次滑翔過(guò)程中在豎直方向上的位移比第一次的小?B.第二次滑翔過(guò)程中在水平方向上的位移比第一次的大C.第二次滑翔過(guò)程中在豎直方向上的平均加速度比第一次的大D.豎直方向速度大小為v1時(shí),第二次滑翔在豎直方向上所受阻力比第一次的大BD真題探源……題型1：運(yùn)動(dòng)的合成與分解問(wèn)題

例1-2（經(jīng)典·四川卷·科學(xué)思維）：有一條兩岸平直、河水勻速流動(dòng)且流速為v的大河。小明駕著小船渡河，去程時(shí)船頭指向始終與河岸垂直，回程時(shí)行駛路線與河岸垂直。去程與回程所用時(shí)間的比值為k，船在靜水中的速度大小相同，則小船在靜水中的速度大小為（）B真題探源……FIVE課后訓(xùn)練ALLORNOTHINGNOWORNEVERPhysical課后訓(xùn)練……基礎(chǔ)訓(xùn)練

1（2020·如皋期末·知識(shí)點(diǎn)1）如圖5-2-21所示，在一張白紙上放置一根直尺,沿直尺的邊緣放置一塊直角三角板。將三角板沿直尺水平向右勻速移動(dòng)，同時(shí)將一支鉛筆從三角板直角邊的最下端沿直角邊向上移動(dòng)，而且向上的速度越來(lái)越大，則筆尖在紙上留下的痕跡可能是（）C課后訓(xùn)練……基礎(chǔ)訓(xùn)練

2（2020·山東檢測(cè)·能力點(diǎn)1）某小船船頭垂直指向河岸渡河，若水流速度突然增大，其他條件不變，下列判斷正確的是（?）A.小船渡河的時(shí)間不變B.小船渡河的時(shí)間減少C.小船渡河的時(shí)間增加??D.小船到達(dá)對(duì)岸地點(diǎn)不變A課后訓(xùn)練……基礎(chǔ)訓(xùn)練

D課后訓(xùn)練……基礎(chǔ)訓(xùn)練

4(2020·上海檢測(cè)·能力點(diǎn)2)(多選)如圖5-2-24所示，在高為h的光滑平臺(tái)上有一物體，用繩子跨過(guò)定滑輪C，由地面上的人以恒定的速度v0向右拉動(dòng)，不計(jì)人的高度。若人從地面上平臺(tái)的邊緣A處向右行走距離s到達(dá)B處，則此時(shí)（）A.物體的速度大小為?B.物體的速度大小為?C.物體水平移動(dòng)的距離為D.物體水平移動(dòng)的距離為AD課后訓(xùn)練……B高考訓(xùn)練

5某電視臺(tái)舉辦了一期群眾娛樂(lè)節(jié)目，其中有一個(gè)環(huán)節(jié)是讓群眾站在一個(gè)旋轉(zhuǎn)較快的大平臺(tái)邊緣上，向大平臺(tái)圓心處的籃筐內(nèi)投籃球。如果群眾相對(duì)于平臺(tái)靜止，則下面各俯視圖中籃球可能被投入籃筐的是（圖5-2-25中箭頭指向表示投籃方向）（）C課后訓(xùn)練……B高考訓(xùn)練

B課后訓(xùn)練……B高考訓(xùn)練

7（2020·衡水模擬·能力點(diǎn)2）如圖5-2-27所示，將楔形木塊B放在光滑水平面上靠墻邊處并用手扶著，然后在木塊和墻面之間放入一個(gè)小球A，楔形木塊的傾角為θ，放手讓小球和木塊同時(shí)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，某一時(shí)刻二者速度分別vA和vB，則（）A.vA:vB=1:1B.vA:vB=sinθ