高中物理人教版課件52運(yùn)動的合成與分解

第五章拋體運(yùn)動學(xué)習(xí)目標(biāo)1.結(jié)合平面運(yùn)動的實(shí)例,了解物體做平面運(yùn)動的研究方法,會根據(jù)研究問題的需要建立合適的平面直角坐標(biāo)系,并用函數(shù)描述直線運(yùn)動,培養(yǎng)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識分析物理問題的能力.2.結(jié)合生活實(shí)例,理解合運(yùn)動和分運(yùn)動的概念,會在具體問題中判斷合運(yùn)動和分運(yùn)動,能對簡單的平面運(yùn)動進(jìn)行合成和分解,體會把復(fù)雜運(yùn)動分解為簡單運(yùn)動的物理思想.2

運(yùn)動的合成與分解知識點(diǎn)一一個平面運(yùn)動的實(shí)例1.如圖所示,在一張白紙上放一把刻度尺,沿刻度尺的邊緣放一塊直角三角板,使三角板沿刻度尺水平向右以速度v1勻速運(yùn)動,同時使一支鉛筆從三角板直角邊的最下端沿直角邊向上以速度v2勻速運(yùn)動.試著做一做,鉛筆尖在紙上做什么運(yùn)動?鉛筆尖在紙上留下的軌跡是什么圖形?

答案:鉛筆尖在紙上做勻速直線運(yùn)動.鉛筆尖在紙上留下的軌跡是一條傾斜的直線.2.要想定量地研究鉛筆尖在紙面上的運(yùn)動,就要建立

.如果以鉛筆尖開始運(yùn)動的位置為原點(diǎn)O,以水平向右的方向和豎直向上的方向分別為x軸和y軸的方向,建立平面直角坐標(biāo)系,則經(jīng)過時間t,鉛筆尖的位置坐標(biāo)為x=

,y=

;鉛筆尖運(yùn)動的軌跡方程為

,所以鉛筆尖運(yùn)動的軌跡是

.平面直角坐標(biāo)系v1tv2t過原點(diǎn)的傾斜直線

知識點(diǎn)二運(yùn)動的合成與分解

1.合運(yùn)動和分運(yùn)動:一個物體的實(shí)際運(yùn)動一般可以看成由兩個方向上的運(yùn)動共同構(gòu)成,物體的實(shí)際運(yùn)動就是

,物體同時參與的兩個方向上的運(yùn)動叫作

.2.運(yùn)動的合成與分解:由

求

的過程,叫作運(yùn)動的合成;由

求

的過程,叫作運(yùn)動的分解.3.運(yùn)動的合成與分解實(shí)質(zhì)是對運(yùn)動的位移x、速度v和加速度a的合成與分解,遵從

法則,即平行四邊形定則.合運(yùn)動分運(yùn)動分運(yùn)動合運(yùn)動合運(yùn)動分運(yùn)動矢量運(yùn)算

小試身手

判斷下列說法的正誤并和同學(xué)交流(正確的打“√”,錯誤的打“×”).

√×1.合運(yùn)動的時間一定比分運(yùn)動的時間長. (

)2.合運(yùn)動的位移大小等于兩個分運(yùn)動位移大小之和.(

)3.兩個勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是勻速直線運(yùn)動.(

)4.合運(yùn)動的方向就是物體實(shí)際運(yùn)動的方向. (

)5.合運(yùn)動的速度一定大于兩個分運(yùn)動的速度. (

)6.由兩個分速度的大小就可以確定合速度的大小.(

)×××√探究一一個平面運(yùn)動的實(shí)例問題情境

在一端封閉、長約1m的玻璃管內(nèi)注滿清水,水中放一個紅蠟做的小圓柱體A,將玻璃管的開口端用橡膠塞塞緊(圖甲).把玻璃管倒置(圖乙),蠟塊A沿玻璃管上升.如果在玻璃管旁邊豎立一把刻度尺,可以看到,蠟塊上升的速度大致不變,即蠟塊做勻速直線運(yùn)動.1.在蠟塊勻速上升的同時,將玻璃管緊貼著黑板沿水平方向向右勻速移動(圖丙),觀察蠟塊的運(yùn)動情況.蠟塊同時參與了哪幾個運(yùn)動?蠟塊實(shí)際的運(yùn)動方向是怎樣的?怎樣確定蠟塊的位置和位移?

答案：蠟塊同時參與了水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的勻速直線運(yùn)動.實(shí)際運(yùn)動是沿斜上方的直線運(yùn)動.以蠟塊開始勻速運(yùn)動的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O,以水平向右的方向和豎直向上的方向分別為x軸和y軸的方向,建立平面直角坐標(biāo)系,如圖所示.

2.合運(yùn)動與分運(yùn)動的時間有什么關(guān)系?如何確定蠟塊在時刻t的速度?蠟塊做什么運(yùn)動?

3.在蠟塊勻速上升的同時,如果將玻璃管緊貼著黑板沿水平方向向右勻加速移動,觀察蠟塊的運(yùn)動情況.蠟塊做什么運(yùn)動?試畫出蠟塊大致的運(yùn)動軌跡.

答案:玻璃管沿水平方向做勻加速運(yùn)動,蠟塊也被迫在水平方向做勻加速運(yùn)動,說明蠟塊受到的合力沿水平方向,與蠟塊的速度不在同一直線上,所以蠟塊做曲線運(yùn)動.蠟塊大致的運(yùn)動軌跡如圖所示.過程建構(gòu)

【典例1】如圖所示,在長約100cm、一端封閉的玻璃管中注滿清水,水中放一個用紅蠟做成的小圓柱體(小圓柱體恰能在管中勻速上浮),將玻璃管的開口端用橡膠塞塞緊.然后將玻璃管豎直ABCD倒置,在紅蠟塊勻速上浮的同時,使玻璃管緊貼黑板水平向右先勻加速移動后勻減速移動,紅蠟塊在減速階段相對于黑板的運(yùn)動軌跡可能是下列選項(xiàng)中的(

)

解析:減速階段,蠟塊參與了豎直方向上的勻速直線運(yùn)動和水平方向上的勻減速直線運(yùn)動,合力的方向水平向左,而合力的方向大致指向軌跡的凹側(cè),選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A、B、D錯誤.答案:C

【變式】如圖甲所示,在一次海上救援行動中,直升機(jī)沿水平方向勻速飛行,同時懸索系住傷員勻速上拉.以地面為參考系,傷員從A至B的運(yùn)動軌跡是圖乙中的(

)

解析:傷員參與了水平方向勻速運(yùn)動和豎直方向勻速上升運(yùn)動兩個分運(yùn)動,得出的軌跡是傾斜直線,選項(xiàng)A、C、D錯誤,選項(xiàng)B正確.

答案:B甲乙A.折線ACBB.線段ABC.曲線AMBD.曲線ANB探究二運(yùn)動的合成與分解問題情境

如圖所示,小明同學(xué)坐船從河的一岸到對岸去,河寬為d.已知船在靜水中的速度為v船,水的流動速度為v水.

1.小船船頭指向哪個方向,渡河時間最短?最短時間是多少?小船將到達(dá)對岸什么位置?甲乙

2.若v船>v水,小船船頭指向哪個方向,渡河位移最小?最小位移是多少?渡河時間是多少?

過程建構(gòu)1.合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系.

2.常見的兩種運(yùn)動分解方法.(1)效果分解:根據(jù)運(yùn)動的實(shí)際效果來確定兩個分運(yùn)動的方向,進(jìn)行分解.(2)正交分解:建立直角坐標(biāo)系,將運(yùn)動分解到兩個相互垂直的方向上.

3.合運(yùn)動性質(zhì)的判斷.

【典例2】小船橫渡200m寬的河,水流速度為3m/s,船在靜水中的航速是5m/s.(1)當(dāng)小船的船頭始終正對對岸行駛時,它將經(jīng)過多長時間在何處到達(dá)對岸?(2)要使小船到達(dá)河的正對岸,應(yīng)如何行駛?多長時間能到達(dá)對岸?(sin37°=0.6)[學(xué)會審題]

第一步:依據(jù)情境,建構(gòu)物理模型.

由情境“小船渡河”,建構(gòu)小船渡河模型.

第二步:依據(jù)模型特點(diǎn)進(jìn)行破題.(1)“小船的船頭始終正對對岸行駛”,這說明船垂直河岸的分速度的大小等于船在靜水中的航速;(2)“小船到達(dá)河的正對岸”,這說明小船的實(shí)際位移大小等于河寬.

答案:(1)40s在河的正對岸下游120m處靠岸(2)船頭與河岸上游的夾角為53°

50s

求解小船渡河問題的三點(diǎn)提醒(1)船的航行方向是船頭指向,對應(yīng)分運(yùn)動;船的運(yùn)動方向是船的實(shí)際運(yùn)動方向,對應(yīng)合運(yùn)動,一般情況下與船頭指向不一致.(2)渡河時間只與船垂直于河岸方向的分速度有關(guān),與水流速度無關(guān).(3)船渡河位移最小值與v船和v水大小關(guān)系有關(guān).當(dāng)v船>v水時,河寬為最小位移;當(dāng)v船<v水時,應(yīng)利用圖解法求極值的方法處理.課堂評價1.如圖所示,豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水,內(nèi)有一個紅蠟塊能在水中勻速上浮.在紅蠟塊從玻璃管的管口勻速上浮的同時,使玻璃管以速度v水平向右勻速運(yùn)動.紅蠟塊由管口上升到頂端,所需時間為t,相對地面通過的路程為l.則下列說法正確的是 (

)A.v增大時,l減小B.v增大時,l增大C.v增大時,t減小

D.v增大時,t增大

答案:B2.對于兩個分運(yùn)動的合運(yùn)動,下列說法正確的是 (

)A.合運(yùn)動的速度一定大于兩個分運(yùn)動的速度B.合運(yùn)動的速度一定大于一個分運(yùn)動的速度C.合運(yùn)動的方向就是物體實(shí)際運(yùn)動的方向D.由兩個分速度的大小就可以確定合