物理魯科版（2019）必修第二冊 2.1運動的合成與分解課件

第1節(jié)運動的合成與分解學習目標思維導圖1.知道曲線運動是變速運動,會判定曲線運動的速度方向。2.知道物體做曲線運動的條件,會判斷曲線運動的軌跡。3.通過探究竹筏渡河運動,體會運動合成與分解的方法。4.會運用運動的合成和分解的方法研究實際物體的運動。必備知識自我檢測一、曲線運動1.概念:軌跡是曲線的運動。2.速度方向:做曲線運動的物體在某一點的速度方向,為沿曲線在該點的切線方向。曲線運動中速度的方向時刻在變化,因此曲線運動是變速運動。3.物體做曲線運動的條件:當物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時,物體做曲線運動。必備知識自我檢測二、運動的合成與分解1.合運動和分運動如圖所示,(1)若河水不流動,竹筏在靜水中沿AB'方向劃動,經(jīng)過時間t,從A點以速度v1勻速運動到B',位移為s1;(2)若竹筏沒有劃動,河水使竹筏從A點以速度v2勻速運動到A'點,時間為t,位移為s2;(3)竹筏在流速為v2的流動的河水中,以速度v1始終向AB'劃動時,經(jīng)時間t,從A點到B點,位移為s,速度為v。必備知識自我檢測如果一個物體同時參與了幾個運動,那么物體實際發(fā)生的運動就是這幾個運動的合運動;這幾個運動就是物體實際運動的分運動。在上述情景中,當竹筏在流動的河水中始終向AB'劃動時,我們觀察到竹筏卻從A向B運動。竹筏從A到B的運動即竹筏實際的運動,叫合運動。竹筏從A到B的運動是竹筏同時參與從A到B'和從A到A'運動的共同效果。物體同時參與的幾個運動叫分運動。必備知識自我檢測2.運動的合成、運動的分解由分運動求合運動的過程,叫作運動的合成;由合運動求分運動的過程,叫作運動的分解。3.運動的合成與分解遵循的規(guī)律:運動的合成與分解實質(zhì)上是對描述運動的物理量如位移、速度、加速度的合成與分解。這些量是矢量,因此遵循平行四邊形定則。在上述竹筏過河情景中,竹筏合必備知識自我檢測正誤辨析1.物體做曲線運動時,路程一定大于位移的大小。(

)答案:√2.曲線運動一定是變速運動,但變速運動不一定是曲線運動。(

)答案:√3.物體的速度不斷改變,它一定做曲線運動。(

)解析:物體速度不斷改變,也可能做直線運動。例如勻加速直線運動、勻減速直線運動。答案:×必備知識自我檢測4.做曲線運動的物體,速度與合外力不可能在同一條直線上。

(

)答案:√5.合運動的速度大小等于分運動的速度大小之和。(

)答案:×6.合運動的速度一定大于某一個分運動的速度。(

)答案:×7.合運動的方向就是物體實際運動的方向。(

)答案:√8.只由分速度的大小就可以確定合速度的大小。(

)答案:×問題一問題二隨堂檢測運動的合成與分解情境導引如圖所示,在軍事演習中,飛機常常一邊勻加速收攏繩索提升士兵,一邊沿著水平方向勻速飛行,請思考:(1)士兵在水平方向和豎直方向分別做什么運動?(2)如何判斷士兵做的是直線運動還是曲線運動?做的是勻變速運動還是非勻變速運動?要點提示:(1)士兵在水平方向做勻速直線運動,在豎直方向做勻加速直線運動。(2)士兵受的合力沿豎直方向,與其合速度不在一條直線上,所以做曲線運動。因士兵加速度恒定,故其運動為勻變速運動。問題一問題二隨堂檢測知識點撥運動的合成與分解的要點1.合運動與分運動:如果一個物體同時參與了幾個運動,那么物體實際發(fā)生的運動就是這幾個運動的合運動,這幾個運動就是物體實際運動的分運動。2.運動的合成與分解:由分運動的速度、加速度、位移求合運動的速度、加速度、位移的過程叫作運動的合成;由合運動求分運動的過程叫作運動的分解。問題一問題二隨堂檢測3.合運動與分運動的關系(1)等時性:合運動與分運動經(jīng)歷的時間一定相等,即同時開始、同時進行、同時停止。(2)獨立性:分運動各自獨立進行,互不影響。(3)等效性:合運動與各分運動的總運動效果可以相互替代。也就是說,合運動的位移s合、速度v合、加速度a合分別等于對應各分運動的位移s分、速度v分、加速度a分的矢量和。4.運動的合成與分解應遵循平行四邊形定則。畫龍點睛

我們觀察到的物體的實際運動是合運動,一般根據(jù)運動效果將合運動分解為兩個分運動。問題一問題二隨堂檢測實例引導例1現(xiàn)在自然災害日益嚴重,在救災過程中有時不得不出動軍用直升機為被困災民空投物資。直升機空投物資時,可以停留在空中不動,設投出的物資離開飛機后由于降落傘的作用在空中能勻速下落,無風時落地速度為5m/s。若飛機停留在離地面100m高處空投物資,由于在水平方向上受風的作用,使降落傘和物資獲得1m/s的水平向東的速度。求:(1)物資在空中運動的時間。(2)物資落地時速度的大小。(3)物資在下落過程中水平方向移動的距離。問題一問題二隨堂檢測解析:如圖所示,物資的實際運動可以看作是豎直方向的勻速直線運動和水平方向的勻速直線運動的合運動。(1)分運動與合運動具有等時性,故物資實際運動的時間與豎直方向分運動的時間相等。問題一問題二隨堂檢測規(guī)律方法

利用運動的分解處理曲線運動或復雜直線運動的方法(1)確定合運動方向;(2)根據(jù)合運動的效果確定運動的分解方向;(3)根據(jù)平行四邊形定則,畫出合運動的速度、位移、加速度分解圖;(4)應用運動學公式分析分運動,應用數(shù)學知識確定分矢量與合矢量的關系。問題一問題二隨堂檢測變式訓練1豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水,內(nèi)有一個蠟塊能在水中以0.1m/s的速度勻速上浮。在蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時,使玻璃管沿水平方向勻速向右運動,測得蠟塊實際運動方向與水平方向成30°,如圖所示。若玻璃管的長度為1.0m,在蠟塊從底端上升到頂端的過程中,玻璃管水平方向的移動速度和水平運動的距離為(

)A.0.1m/s,1.73m B.0.173m/s,1.0mC.0.173m/s,1.73m D.0.1m/s,1.0m問題一問題二隨堂檢測答案:C問題一問題二隨堂檢測合運動性質(zhì)和軌跡的判斷情境導引如圖所示,旋臂式起重機的旋臂保持不動,可沿旋臂“行走”的天車有兩個功能,一是吊著貨物沿豎直方向運動,二是吊著貨物沿旋臂水平方向運動。現(xiàn)天車吊著貨物正在沿水平方向向右勻速行駛,同時又使貨物沿豎直方向做向上的勻減速運動。貨物做直線運動還是曲線運動?在地面上觀察到貨物運動的軌跡是怎樣的?問題一問題二隨堂檢測要點提示:貨物做曲線運動。軌跡如圖所示。

問題一問題二隨堂檢測知識點撥物體運動性質(zhì)和軌跡的判斷方法問題一問題二隨堂檢測實例引導例2(多選)下列說法正確的是(

)A.互成角度的兩個勻速直線運動的合運動一定是勻速直線運動B.互成角度的一個勻速直線運動與另一個初速度為零的勻變速直線運動的合運動一定是勻變速曲線運動C.互成角度的兩個初速度不為零的勻變速直線運動的合運動一定是曲線運動D.互成角度的兩個初速度不為零的勻變速直線運動的合運動可能是直線運動,也可能是曲線運動問題一問題二隨堂檢測解析:選項A中,分運動的加速度都為零,則合加速度一定為零,因而正確;選項B中,合加速度等于分加速度且不變,合初速度等于勻速運動的速度,二者一定不共線,因而正確;選項C、D中,合加速度與合初速度可能共線,也可能不共線,合運動可能是直線或曲線運動。如圖甲、乙所示。答案:ABD問題一問題二隨堂檢測規(guī)律方法

不在一條直線上的兩個直線運動的合運動的幾種可能情況兩個互成角度的分運動合運動的性質(zhì)兩個勻速直線運動勻速直線運動一個勻速直線運動一個勻變速直線運動勻變速曲線運動兩個初速度為零的勻加速直線運動勻加速直線運動兩個初速度不為零的勻變速直線運動如果v合與a合共線,為勻變速直線運動如果v合與a合不共線,為勻變速曲線運動問題一問題二隨堂檢測變式訓練2(多選)兩個互相垂直的勻變速直線運動,初速度分別為v1和v2,加速度分別為a1和a2,關于它們的合運動軌跡,下列說法正確的是(

)A.如果v1=v2=0,那么軌跡一定是直線B.如果v1≠0,v2≠0,那么軌跡一定是曲線C.如果a1=a2,那么軌跡一定是直線問題一問題二隨堂檢測解析:選項A,合初速度為零,合加速度不為零且不變,則合運動的軌跡一定為直線,選項A正確;選項B,如圖甲所示,由于分加速度的關系不確定,若合加速度的方向與合速度的方向不共線,則合運動的軌跡為曲線,若合加速度方向與合速度方向共線,則合運動的軌跡為直線;選項C,如圖乙所示,合加速度的方向可能與合速度的方向不共線,則合運動的軌跡可能為曲線;選項D,如圖丙所示,合加速度的方向一定與合速度的方向共線,則合運動的軌跡一定為直線,選項D正確。答案:AD問題一問題二隨堂檢測1.跳傘員在降落傘打開一段時間以后,在空中做勻速運動。若跳傘員在無風時豎直勻速下落,著地速度大小是4.0m/s。當有正東方向吹來的風時,跳傘員受此影響在水平方向速度大小是3.0m/s,則跳傘員著地時的速度(tan37°=0.75)(

)A.大小為5.0m/s,方向為下偏西37°B.大小為5.0m/s,方向為下偏東37°C.大小為7.0m/s,方向為下偏西37°D.大小為7.0m/s,方向為下偏東37°答案:A問題一問題二隨堂檢測2.如圖所示是由v1、v2、v3為邊長組成的四個三角形,且v1<v2<v3,根據(jù)運動的合成,在四個圖中三個速度v1、v2和v3的合速度最大的是(

)解析:由三角形定則知,圖A中v1、v2的合速度為v3,再與圖中v3合成,合速度為2v3;圖B中合速度為0,圖C中合速度為2v1,圖D中合速度為2v2,其中最大的合速度為2v3,A項正確。答案:A問題一問題二隨堂檢測3.雨點正在以4m/s的速度豎直下落,忽然一陣風以3m/s的速度水平吹來,雨中撐傘正在行走的人為使雨點盡量不落在身上,手中傘桿應與豎直方向所成夾角為(tan37°=0.75)(

)A.30° B.37°C.45° D.0°解析:雨點同時參與兩個方向的分運動,一是豎直向下的勻速直線運動,二是沿水平方向的勻速直線運動,其合速度方向與豎直方向的夾角為θ,tan

θ=,所以θ=37