新教材同步系列2024春高中物理第一章拋體運(yùn)動(dòng)第二節(jié)運(yùn)動(dòng)的合成與分解課件粵教版必修第二冊(cè)

第一章拋體運(yùn)動(dòng)第二節(jié)運(yùn)動(dòng)的合成與分解學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)法指導(dǎo)1．知道用坐標(biāo)系描述物體的位置和位移的方法2．理解運(yùn)動(dòng)的合成與分解的思想，并能夠運(yùn)用合成與分解的方法研究復(fù)雜問題1．通過對(duì)運(yùn)動(dòng)的分析實(shí)驗(yàn)，掌握求解曲線運(yùn)動(dòng)問題的基本方法——運(yùn)動(dòng)的合成與分解2．通過對(duì)生產(chǎn)生活中物體運(yùn)動(dòng)的分析，獲得用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的成就感，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度知識(shí)導(dǎo)圖課前·自主預(yù)習(xí)1．實(shí)驗(yàn)裝置和步驟如圖所示，用小錘擊打彈性金屬片，使球1沿水平方向飛出，完全相同的球2被同時(shí)松開做自由落體運(yùn)動(dòng)，比較兩球是否同時(shí)落地．改變小錘擊打金屬片的作用力大小，使球1沿水平方向飛出的初速度大小發(fā)生變化．重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，以球2為參照物，比較球1和球2是否還是同時(shí)落地．運(yùn)動(dòng)的分析2．實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)類比力的合成與分解的原理．從運(yùn)動(dòng)效果來看，球1的運(yùn)動(dòng)可以視作水平方向和豎直方向兩個(gè)不同方向的運(yùn)動(dòng)，這種物理方法稱作______________．(2)無論球1以多大的水平初速度飛出，在豎直方向上，球1都是做__________運(yùn)動(dòng)，這說明球1在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)具有__________．等效替代法自由落體獨(dú)立性(2023年潮州期末)如圖所示，蠟塊可以在兩端封閉、注滿清水的豎直玻璃管中勻速上升，現(xiàn)若讓蠟塊從豎直管底沿管勻速上升的同時(shí)，使豎直玻璃管沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡是(

)A．一條豎直線B．一條傾斜的直線C．一條拋物線D．一條水平線【答案】B

【解析】由題意可知蠟塊在水平和豎直方向的分運(yùn)動(dòng)都為勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以合運(yùn)動(dòng)也是勻速直線運(yùn)動(dòng)，蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡是一條傾斜的直線．B正確．1．合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)如果一個(gè)物體同時(shí)參與________運(yùn)動(dòng)，那么物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)就叫作那幾個(gè)運(yùn)動(dòng)的_________．那幾個(gè)運(yùn)動(dòng)就叫作這個(gè)實(shí)際運(yùn)動(dòng)的_______．2．運(yùn)動(dòng)的合成與分解的定義(1)運(yùn)動(dòng)的合成：由已知的________求____________的過程．(2)運(yùn)動(dòng)的分解：由已知的__________求________的過程．位移和速度的合成與分解幾個(gè)合運(yùn)動(dòng)分運(yùn)動(dòng)分運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)分運(yùn)動(dòng)3．運(yùn)動(dòng)合成和分解遵從的法則不在同一直線上，按照____________法則進(jìn)行合成與分解，如圖所示．平行四邊形分運(yùn)動(dòng)能獨(dú)立于合運(yùn)動(dòng)而單獨(dú)存在嗎？【答案】不能．分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)都是描述同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，不能獨(dú)立于這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)而存在．分運(yùn)動(dòng)是從不同角度看；合運(yùn)動(dòng)是從整體角度看．如圖所示，下雪天，兩個(gè)同學(xué)并肩行走在回校路上，他們觀察風(fēng)中飄落的雪花，若雪花豎直下落的速度為v1，水平方向的風(fēng)速為v2，那么雪花的合速度怎樣確定？課堂·重難探究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)，物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng)，參與的那幾個(gè)運(yùn)動(dòng)就是分運(yùn)動(dòng)．互成角度兩直線運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)2．運(yùn)動(dòng)的合成與分解(1)運(yùn)動(dòng)的合成與分解法則：合成和分解的對(duì)象是位移、速度、加速度，這些量都是矢量，遵循的法則是平行四邊形法則．(2)運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法：在遵循平行四邊形法則的前提下，靈活采用作圖法和解析法，可以借鑒力的合成與分解的知識(shí)，具體問題具體分析．3．互成角度的兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和軌跡的判斷分運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)矢量圖條件兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)a＝0一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)a與v成α角分運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)矢量圖條件兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)v0＝0兩個(gè)初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)a與v方向相同勻變速曲線運(yùn)動(dòng)a與v成α角[特別提醒]兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)不一定是直線運(yùn)動(dòng)，最終判斷的方法是看合速度方向與合加速度的方向是否在同一條直線上．4．合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系獨(dú)立性不同方向上的分運(yùn)動(dòng)互不干擾等時(shí)性同時(shí)開始，同時(shí)結(jié)束，經(jīng)歷相等的時(shí)間等效性等效替代(可類比分力與合力的關(guān)系來理解)，簡化問題(分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)不能同時(shí)存在)同體性合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)是對(duì)同一物體而言的相關(guān)性分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)決定合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡例1

(2023年廣州番禺區(qū)期中)如圖所示，直升機(jī)與貨物以4m/s的速度水平勻速飛行，同時(shí)以3m/s的速度勻速收攏繩索將貨物提到飛機(jī)里，繩索始終豎直，該過程中(

)A．繩索的拉力大于貨物的重力B．貨物相對(duì)地面做曲線運(yùn)動(dòng)C．貨物的速度大小為7m/sD．貨物的速度大小為5m/s【答案】D

變式1

(多選)(2023年肇慶質(zhì)檢)物體從t＝0時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng)，其沿x軸和y軸方向的速度—時(shí)間圖像如圖甲、乙所示，下列說法正確的是(

)A．0～2s內(nèi)物體做曲線運(yùn)動(dòng)B．t＝2s時(shí)，物體速度大小為2m/sC．2～4s內(nèi)物體加速度不變D．t＝4s時(shí)，物體速度大小為4m/s【答案】BC

運(yùn)動(dòng)合成與分解問題的解題思路(1)確定運(yùn)動(dòng)方向(實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向)．(2)分析合運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)效果．(3)依據(jù)合運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果確定分運(yùn)動(dòng)的方向．(4)利用平行四邊形法則、三角形法則或正交分解法作圖，將合運(yùn)動(dòng)的速度、位移、加速度分解到分運(yùn)動(dòng)的方向上．1．小船渡河問題分析思路小船渡河問題2．小船渡河問題的?？寄Ｐ屠?

(2023年清遠(yuǎn)質(zhì)檢)小船曾是人們過河的主要工具．如圖所示，已知河的兩岸平行，寬度為d，河水以大小為v1的速度勻速流動(dòng)，小船在靜水中的速度大小為v2，且v2>v1，下列說法正確的是

(

)A．要使小船渡河的位移最小，渡河時(shí)小船的船頭應(yīng)垂直河岸B．要使小船渡河的時(shí)間最短，小船的船頭應(yīng)與河岸成一定夾角(小于90°)D．若小船船頭垂直河岸渡河，則小船渡河的實(shí)際速度大小為v1＋v2【答案】C

【解析】根據(jù)題意可知，船在靜水中的速度大于水流速度，則調(diào)整船頭方向，使小船的合速度方向正對(duì)河岸時(shí)，小船渡河位移最短，如圖所示．變式2

(多選)(2023年中山二中月考)運(yùn)動(dòng)員在河面上做劃船運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，河水流動(dòng)的速度v大小不變，方向沿河岸向下游方向，運(yùn)動(dòng)員劃船的速度方向沿船頭方向，大小不變．如圖所示，為五幅描述船過河的航線圖，圖中虛線表示船運(yùn)動(dòng)的實(shí)際航線．下列說法正確的是

(

)A．甲、乙、丙、丁四幅圖描繪的航線都可能是符合實(shí)際的船過河的航線B．圖甲所繪航線是符合實(shí)際的，船頭保持圖甲所示方向航行，船過河時(shí)間最短C．圖丙所繪航線是符合實(shí)際的，船頭保持圖丙所示方向航行，船過河位移最小D．圖乙和圖戊所繪航線都是符合實(shí)際的，船頭保持圖示方向航行，船過河位移都可能最小【答案】BD

【解析】船在河面航行過程中同時(shí)參與了水流的運(yùn)動(dòng)和劃船的運(yùn)動(dòng)，實(shí)際運(yùn)動(dòng)是兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，在五幅圖中作出速度合成的矢量圖如圖所示．由圖可見甲、乙、戊三幅圖描繪的航線都是符合實(shí)際的，故A、C錯(cuò)誤；圖甲航線過河時(shí)，船在垂直于河岸方向的速度最大，所以過河時(shí)間最短，故B正確；船沿圖乙航線航行，v船>v，船垂直于河岸過河，位移大小等于河寬，最??；船沿圖戊所示航線航行，v船<v，當(dāng)劃船速度v船方向與合速度v合方向垂直時(shí)，航線與河岸M的夾角最大，過河位移最小，故D正確．核心素養(yǎng)應(yīng)用科學(xué)思維——“關(guān)聯(lián)”速度的分解1．關(guān)聯(lián)速度在運(yùn)動(dòng)過程中，繩、桿等有長度的物體，其兩端點(diǎn)的速度可能是不一樣的，但兩端點(diǎn)的速度是有關(guān)聯(lián)的，我們稱之為“關(guān)聯(lián)”速度．2．關(guān)聯(lián)速度問題的核心特點(diǎn)繩(桿)物關(guān)聯(lián)問題：兩物體通過繩(桿)相牽連，當(dāng)兩物體都發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩物體的速度往往不相等，但因繩(桿)的長度是不變的，因此兩物體的速度沿繩(桿)方向的分速度大小是相等的．3．思路及常見模型(1)分析思路．(2)常見模型．例3

(2023年廣州華師附中月考)繩子通過固定在天花板上的定滑輪，左端與套在固定豎直桿上的物體A連接，右端與放在水平面上的物體B相連，到達(dá)如圖所示位置時(shí)，繩與水平面的夾角分別為α、β，兩物體的速率vA、vB之比為

(

)【答案】A

例4

(2023武漢實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)如圖所示，質(zhì)量相同的小球A、B通過質(zhì)量不計(jì)的細(xì)桿相連接，緊靠豎直墻壁放置．由于輕微擾動(dòng)，小球A、B分別沿水平地面和豎直墻面滑動(dòng)，滑動(dòng)過程中小球和桿始終在同一豎直平面內(nèi)，當(dāng)細(xì)桿與水平方向成37°角時(shí)，小球B的速度大小為v，重力加速度為g，忽略一切摩擦力和阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．則下列說法正確的是(

)【答案】C

小練·隨堂鞏固1．(多選)下列關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)的說法正確的是

(

)A．速率不變的曲線運(yùn)動(dòng)是沒有加速度的B．曲線運(yùn)動(dòng)速度大小不一定變化C．曲線運(yùn)動(dòng)的加速度一定是變化的D．曲線運(yùn)動(dòng)速度方向一定變化【答案】BD

【解析】做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度方向一直在變，所以有加速度，故A錯(cuò)誤，D正確；曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向一直在變，但速度大小不一定變化，故B正確；曲線運(yùn)動(dòng)加速度不一定是變化的，比如勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，加速度不變，故C錯(cuò)誤．2．(多選)(2023年潮州饒平二中月考)跳傘表演是人們普遍喜歡的觀賞性體育項(xiàng)目．如圖所示，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員從直升機(jī)上由靜止跳下后，在下落過程中將會(huì)受到水平風(fēng)力的影響，下列說法正確的是

(

)A．風(fēng)力越大，運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)間越長，運(yùn)動(dòng)員可完成更多的動(dòng)作B．風(fēng)力越大，運(yùn)動(dòng)員著地速度越大，有可能對(duì)運(yùn)動(dòng)員造成傷害C．運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)間與風(fēng)力無關(guān)D．運(yùn)動(dòng)員著地速度與風(fēng)力無關(guān)【答案】BC

【解析】水平風(fēng)力不會(huì)影響豎直方向的運(yùn)動(dòng)，所以運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)間與風(fēng)力無關(guān)，故A錯(cuò)誤，C正確；運(yùn)動(dòng)員落地時(shí)豎直方向的速度是確定的，水平風(fēng)力越大，落地時(shí)水平分速度越大，運(yùn)動(dòng)員著地時(shí)的合速度越大，有可能對(duì)運(yùn)動(dòng)員造成傷害，故B正確，D錯(cuò)誤．3．如圖所示，河水的流速保持不變，為使小船由O點(diǎn)沿虛線勻速航行，船頭的指向應(yīng)為圖中的

(

)A．方向① B．方向②C．方向③

D．方向④【答案】B

【解析】因?yàn)樗魉俣刃∮陟o水速度，則合速度與河岸垂直時(shí)，渡河航程最短，最短航程等于河的寬度．要使航程最短，則船在靜水中速度與河岸有一定的夾角，且偏向上游，由題圖可知，B正確，A、C、D錯(cuò)誤．4．如圖所示，豎直放置并裝滿水的玻璃管中有一紅蠟塊在勻速上升時(shí)，使玻璃管水平向右做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．以玻璃管開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，紅蠟塊所在位置為原點(diǎn)O，以水平向右和豎直向上分別為x軸和y軸的正方向，建立平面直角坐標(biāo)系，則紅蠟塊的軌跡可能為(

)【答案】C

【解析】蠟塊的加速度向右，與初速度不在同一條直線上，所以蠟塊做曲線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)楹狭ο蛴?，所以軌跡向右彎曲．5．(多選)如圖所示，將一白紙固定在水平木板上，白紙上再固