《（教科版）物理必修二 1.2《运动的合成与分解》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（教科版）物理必修二 1.2《运动的合成与分解》ppt课件（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、经验的船夫能准确地调整行船方向 , 使渡船在流动的河水里以最短的时间或最短的位移到达对岸 . 1 . 了解分运动和合运动的概念 , 知道分运动的等时性、独立性 . 2 . 知道运动的合成与分解 , 理解运动的合成与分解遵循平行四边形定则 . 概念内容 知识要点 合运动与 分运动 如果一个物体实际发生的运动产生的效果跟另外两个运动共同产生的 效果 相同 , 那么实际发生的运动叫做这两个运动的 合运动 , 这两个运动叫做实际运动的分运动 (1 ) 合运动是我们看到的物体的真实运动 (2 ) 合运动和分运动具有相同的 时间 (3 ) 合运动和分运动是 等效替代 的关系 运动的 合成和 分解 (1 )
2、 运动的合成 : 已知 分运动 求 合运动 的过程 (2 ) 运动的分 解 : 已知 合运动 求 分运动 的过程 (3 ) 运动的合成与分解包括 : 位移的合成、分解 , 速度的合成、分解 , 加速度的合成、分解 (4 ) 运动的合成和分解遵守 平行四边形 定则 ,高中阶段合成和分解的平行四边形多数为矩形 (1 ) 位移、加速度、速度都是矢量 , 矢量的运算都遵守平行四边形定则 (2 ) 合运动的位移、速度大小等可能小于、大于或等于分运动的位移、速度大小 (3 ) 当其中一个分运动变化时 ,其他分运动不受干扰 , 运动性质保持不变 , 但合运动会因为分运动的改变而变化 (4 ) 合成和分解的目
3、的是将复杂的运动简单化 , 利于问题的研究 探究一 探究二 探究三探究一 合运动和分运动的 “ 四性 ” 独立性 分运动具有独立性 , 一个物体同时参与两个分运动 , 其中的任一个分运动并不会因为有另外的分运动的存在而有所改变 . 即各分运动是互相独立、互不影响的 等时性 各个分运动与 合运动总是同时开始、同时结束 , 经历的时间相等 . 因此知道了某一个分运动的时间 , 也就知道了合运动的时间 , 反之也成立 等效性 各分运动共同产生的效果与合运动的效果相同 , 即合运动与分运动可以“ 等效替代 ” 同体性 合运动和它的分运动必须对应同一个物体的运动 , 一个物体的合运动不能分解为另一个物体
4、的分运动 探究四探究一 探究二 探究三【例 1 】 如图所示 , 人沿平直的河岸以速度 v 行走 , 且通过不可伸长的绳拖船 ,船沿绳的方向行进 , 此过程中绳始终与水面平行 . 当绳与河岸的夹角为 时 ,船的速率为 ( ) A. v s B.si n C. v co s D.c o s 探究四解析 : 将人的运动分解为沿绳方向的分运动 ( 分速度为 和与绳垂直方向的分运动 ( 分速度为 如图所示 . 船的速度等于沿绳方向的分速度 , 其大小为v1=v co s , 选项 C 正确 . 答案 : C 探究一 探究二 探究三 探究四探究一 探究二 探究三题后反思 : ( 1 ) 物体实际的运动一
5、定是合运动 , 一般是相对地面的运动 . ( 2 ) 只有同一时间、同一物体参与的运动才能进行合成 . ( 3 ) 几个分运动的合运动是唯一的 , 而对运动分解应按运动的效果进行 . 探究四探究一 探究二 探究三探究二 两个直线运动的合运动的性质和轨迹的判断 运动性质 和轨迹的 判断 两个互成角度的直线运动的合运动的性质和轨迹 , 由两分运动的性质及合初速度与合加速度的方向关系决定 : (1 ) 根据合加速度是否恒定判断合运动是匀变速运动还是非匀变速运动 . 若合加速度不变且不为零 , 则合运动为匀变速运动 ; 若合加速度变化 ,则为非匀变速运动 (2 ) 根据合加速度与合初速度是否共线判断合
6、运动是直线运动还是曲线运动 . 若合加速度与合初速度在同一直线上 , 则合运动为直线运动 , 否则为曲线运动 探究四探究一 探究二 探究三合成的常 见类型 不在同一直线上的两个直线运动的合成的几种情况 : (1 ) 两个匀速直线运动的合运动仍然 是匀速直线运动 (2 ) 一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动合成时 , 由于其加速度与合初速度不在同一条直线上 , 故合运动是匀变速曲线运动 (3 ) 两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动 , 加速度等于两分运动的加速度 由于初速度为零 , 故物体的合运动是沿合加速度方向的匀加速直线运动 (4 ) 两个初速度不为零的匀加速直线运动 , 其初速度 加
7、速度 a. 若 v 和 a 在同一条直线上 , 则物体做匀变速直线运动 ; 若 v 和 a 不在同一条直线上 , 则物体做匀变速曲线运动 探究四探究一 探究二 探究三【例 2 】 有关运动的合 成 , 以下说法正确的是 ( ) A. 两个直线运动的合运动一定是直线运动 B. 两个不在一条直线上的匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动 C. 不在同一条直线上的匀加速直线运动和匀速直线运动的合运动一定是曲线运动 D. 两个不在同一条直线上的初速度为零的匀加速直线运动的合运动一定是匀加速直线运动 探究四解析 : 当物体所受的合外力 ( 或加速度 ) 跟物体的速度在一条直线上时 ,物体做直线运动 ,
8、不在一条直线上时 , 物体做曲线运动 . 在匀速直线运动中合外力等于零 , 故两个不在一条直线上的匀速直线运动的合运动一定是沿合速度方向的匀速直线运动 , B 正确 ; 不在同一条直线上的匀加速直线运动和匀速直线运动的合初速度和加速度不共线 , 所以合运动一定是曲线运动 , 两个直线运动的合运动不一定是直线运动 , C 正确 , A 错误 ; 两个不在同一条直线上的初速度为零的匀加速直线运动的合初速度为零 , 所以合运动是沿合加速度方向的匀加速直线运动 , D 正确 . 答案 : 探究一 探究二 探究三 探究四探究一 探究二 探究三题后反思 : 解决曲线运动问题的方法 ( 1 ) 化曲为直 :
9、 对于比较复杂的曲线运动 , 我们可以把它分解为两个方向的直线运动 , 然后分别研究两个直线运动 , 问题就变得简单了 . ( 2 ) 注意初始条件 : 曲线运动的特点是由运动物体的初速度和受力特点 共同决定的 . 若判定轨迹是曲线还是直线 , 关键是分析合速度与合加速度的方向是否在一条直线上 ; 若判定运动性质是匀变速还是非匀变速 , 关键是分析合加速度的大小和方向是否变化 . 探究四探究一 探究二 探究三探究三 小船渡河问题 渡河时 间最短 根据等时性可知船对水的分运动时间等于渡河时间 . 由于河宽一定 , 只有当船对水速度 v 船 垂直河岸时 , 所用时间最短 . 由图可知 , 此时 t
10、 短 =船渡河的位移 x=ds , 位移方向满足 =究二 探究三渡河位 移最短 渡河位移最短问题 , 分为两种情况 : v 水 v 船 , 这时无论船头指向什么方向 , 都无法使船垂直河岸渡河 , 即最短位移不可能等于河宽 d, 此时 , 寻找最短位移的方法是 : 如图 2 所示 , 按水流速度和船在静水中速度大小的比例 , 先从出发点 A 开始作矢量 v 水 , 再以v 水 末端为圆心 , 以 v 船 为半径画圆弧 , 自出发点 A 向圆弧作切线即为船位移最小时的合运动的方向 . 这时船头与河岸夹角 满足 c o s =最短位移 dc o s , 过河时间 t=探究四探究一 探究二 探究三【
11、例 3 】 小船在 200m 宽的河中行驶 , 水流速度为 3 m /s , 船在静水中的航速是5 m /s , 求 : ( 1 ) 当小船的船头始终正对河岸行驶时 , 它将在何时、何处到达对岸 ? ( 2 ) 要使小船到达河的正对岸 , 应如何行驶 ? 多长时间能到达对岸 ?( 7 = 0 . 6 ) 探究四探究一 探究二 探究三解析 : ( 1 ) 因为小船垂直河岸的速度即小船在静水中的行驶速度 , 且在这一方向上 , 小船做匀速运动 , 故渡河时间 t=船=2005s = 40s , 小船 沿水流方向的位移 x= v 水 t= 3 40m = 120m , 即小船经过 4 0 s , 在
12、正对岸的下游 1 2 0 m 处靠岸 . 探究四( 2 ) 要使小船到达河的正对岸 , 则 v 水 、 v 船 的合速度 v 合 应垂直于河岸 , 如图所示 , 则 v 合 = 船2- 水2= 4 m /s 经历时间 t=合=2004s = 50s . 又 =水船=35= 0 . 6 , 即船的航向与上游河岸所成角度为 5 3 . 答案 : ( 1 ) 40s 正对岸下游 1 2 0 m ( 2 ) 船的航向与上游河岸成 53 夹角 50s 探究一 探究二 探究三 探究四探究一 探究二 探究三题后反思 : ( 1 ) 船头的指向是小船在静水中行驶的速度方向 ;( 2 ) 要使小船到达河的正对岸
13、 , 小船的合速度方向应与河岸垂直 . 探究四探究四 连接点末端的速度分解问题 两个模型 (1 ) 与绳关联的速度分解 物体实际运动的方向为合速度的方向 , 两个分速度方向通常是沿绳子方向和与绳垂直的方向 (2 ) 与杆关联的速度分解 杆的两端实际运动的方向为合运动的方向 , 两个分运动的方向通常是沿杆和与杆垂直的方向 , 同时两端沿杆方向的分速度是相等的 解题步骤 (1 ) 选定研究对象 (2 ) 将物体的运动速度沿绳或杆的方向和垂直于绳或杆的方向进行分解 , 分解 的平行四边形为矩形 (3 ) 沿绳或杆的方向速度相等 , 利用几何知识和数学函数关系列方程求解 探究一 探究二 探究三 探究四
14、 【例 4 】 如图所示 , 用船 A 拖着车 B 前进 , 若船匀速前进 , 速度为 v A , 当 与水平方向夹角为 时 , 求 : ( 1 ) 车 B 运动的速度 v B 为多大 ? ( 2 ) 车 B 是否做匀速运动 ? 探究一 探究二 探究三 探究四探究一 探究二 探究三解析 : ( 1 ) 把 如图所示 , 所以车前进的速度 即vB=v1=s . ( 2 ) 当船匀速向前运动时 , 角逐渐减小 , 车速 因此 , 车 答案 : ( 1 ) s ( 2 ) 不做匀速运动 探究四1 雨滴在竖直下落过程中 , 有一股自北向南的风吹来 , 站在地面上的人看 , 雨滴落地的速度方向是 ( ) A. 下偏北 B. 下偏南 C. 一定下偏北 45 D. 一定下偏南 45 解析 : 雨滴的两个分速度分别为向下、向南 , 其合速度为下偏南 , 由于两个分速度的大小未知 , 故合速度的方向不能准确确定 , 所以 A 、 C 、 D 错误 , B 正确 . 答案 : B 1 2 3 4 5 2 如图所示 , 竖直放置、两端封闭的玻璃管内注满清水 , 管内有一个用红蜡块做成的圆柱体 , 当玻璃管倒置时圆柱体恰能匀速上升 . 现将玻璃管倒置 , 在圆柱体匀速上升的同时让玻璃管水平匀速运动 . 已知圆柱体运动的合速度是 5 s ,
