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

第一章拋體運動第二節(jié)運動的合成與分解學(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．理解運動的合成與分解的思想，并能夠運用合成與分解的方法研究復(fù)雜問題1．通過對運動的分析實驗，掌握求解曲線運動問題的基本方法——運動的合成與分解2．通過對生產(chǎn)生活中物體運動的分析，獲得用物理知識解決實際問題的成就感，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度知識導(dǎo)圖課前·自主預(yù)習(xí)1．實驗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被同時松開做自由落體運動，比較兩球是否同時落地．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)上述實驗，以球2為參照物，比較球1和球2是否還是同時落地．運動的分析2．實驗結(jié)論(1)類比力的合成與分解的原理．從運動效果來看，球1的運動可以視作水平方向和豎直方向兩個不同方向的運動，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__________運動，這說明球1在兩個方向上的運動具有__________．等效替代法自由落體獨立性(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，使豎直玻璃管沿水平方向做勻速直線運動，蠟塊實際運動軌跡是(

)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動都為勻速直線運動，所以合運動也是勻速直線運動，蠟塊實際運動軌跡是一條傾斜的直線．B正確．1．合運動與分運動如果一個物體同時參與________運動，那么物體實際發(fā)生的運動就叫作那幾個運動的_________．那幾個運動就叫作這個實際運動的_______．2．運動的合成與分解的定義(1)運動的合成：由已知的________求____________的過程．(2)運動的分解：由已知的__________求________的過程．位移和速度的合成與分解幾個合運動分運動分運動合運動合運動分運動3．運動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．平行四邊形分運動能獨立于合運動而單獨存在嗎？【答案】不能．分運動和合運動都是描述同一個物體的運動，不能獨立于這個物體的運動而存在．分運動是從不同角度看；合運動是從整體角度看．如圖所示，下雪天，兩個同學(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．合運動與分運動如果物體同時參與了幾個運動，物體實際發(fā)生的運動就是合運動，參與的那幾個運動就是分運動．互成角度兩直線運動合運動的性質(zhì)2．運動的合成與分解(1)運動的合成與分解法則：合成和分解的對象是位移、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)運動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，具體問題具體分析．3．互成角度的兩個直線運動的合運動性質(zhì)和軌跡的判斷分運動合運動矢量圖條件兩個勻速直線運動勻速直線運動a＝0一個勻速直線運動和一個勻變速直線運動勻變速曲線運動a與v成α角分運動合運動矢量圖條件兩個初速度為零的勻加速直線運動初速度為零的勻加速直線運動v0＝0兩個初速度不為零的勻加速直線運動勻變速直線運動a與v方向相同勻變速曲線運動a與v成α角[特別提醒]兩個直線運動的合運動不一定是直線運動，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．合運動與分運動的關(guān)系獨立性不同方向上的分運動互不干擾等時性同時開始，同時結(jié)束，經(jīng)歷相等的時間等效性等效替代(可類比分力與合力的關(guān)系來理解)，簡化問題(分運動與合運動不能同時存在)同體性合運動與分運動是對同一物體而言的相關(guān)性分運動的性質(zhì)決定合運動的性質(zhì)和軌跡例1

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

)A．繩索的拉力大于貨物的重力B．貨物相對地面做曲線運動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時刻開始運動，其沿x軸和y軸方向的速度—時間圖像如圖甲、乙所示，下列說法正確的是(

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

運動合成與分解問題的解題思路(1)確定運動方向(實際運動方向)．(2)分析合運動的運動效果．(3)依據(jù)合運動的實際效果確定分運動的方向．(4)利用平行四邊形法則、三角形法則或正交分解法作圖，將合運動的速度、位移、加速度分解到分運動的方向上．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，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，渡河時小船的船頭應(yīng)垂直河岸B．要使小船渡河的時間最短，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河岸時，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)運動員在河面上做劃船運動訓(xùn)練，河水流動的速度v大小不變，方向沿河岸向下游方向，運動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，圖中虛線表示船運動的實際航線．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際的船過河的航線B．圖甲所繪航線是符合實際的，船頭保持圖甲所示方向航行，船過河時間最短C．圖丙所繪航線是符合實際的，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參與了水流的運動和劃船的運動，實際運動是兩個運動的合運動，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際的，故A、C錯誤；圖甲航線過河時，船在垂直于河岸方向的速度最大，所以過河時間最短，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，最小；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，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)速度在運動過程中，繩、桿等有長度的物體，其兩端點的速度可能是不一樣的，但兩端點的速度是有關(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)生運動時，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，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武漢實驗中學(xué)月考)如圖所示，質(zhì)量相同的小球A、B通過質(zhì)量不計的細(xì)桿相連接，緊靠豎直墻壁放置．由于輕微擾動，小球A、B分別沿水平地面和豎直墻面滑動，滑動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，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)于曲線運動的說法正確的是

(

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

【解析】做曲線運動的物體，速度方向一直在變，所以有加速度，故A錯誤，D正確；曲線運動的速度方向一直在變，但速度大小不一定變化，故B正確；曲線運動加速度不一定是變化的，比如勻變速曲線運動，加速度不變，故C錯誤．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目．如圖所示，當(dāng)運動員從直升機上由靜止跳下后，在下落過程中將會受到水平風(fēng)力的影響，下列說法正確的是

(

)A．風(fēng)力越大，運動員下落時間越長，運動員可完成更多的動作B．風(fēng)力越大，運動員著地速度越大，有可能對運動員造成傷害C．運動員下落時間與風(fēng)力無關(guān)D．運動員著地速度與風(fēng)力無關(guān)【答案】BC

【解析】水平風(fēng)力不會影響豎直方向的運動，所以運動員下落時間與風(fēng)力無關(guān)，故A錯誤，C正確；運動員落地時豎直方向的速度是確定的，水平風(fēng)力越大，落地時水平分速度越大，運動員著地時的合速度越大，有可能對運動員造成傷害，故B正確，D錯誤．3．如圖所示，河水的流速保持不變，為使小船由O點沿虛線勻速航行，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】因為水流速度小于靜水速度，則合速度與河岸垂直時，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，使玻璃管水平向右做初速度為零的勻加速直線運動．以玻璃管開始運動時，紅蠟塊所在位置為原點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，所以蠟塊做曲線運動，因為合力向右，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