5.2运动的合成与分解 ppt课件（含视频）-（2019）新人教版高中物理高一必修第二册.rar

5.2 运动的合成与分解运动的合成与分解 抛体运动抛体运动 问题导入：问题导入：若人在河中始终保持头朝正前方游向对岸，你认为他会在对岸的正前方若人在河中始终保持头朝正前方游向对岸，你认为他会在对岸的正前方到达，还是会偏向上游或下游？为什么？到达，还是会偏向上游或下游？为什么？红红蜡蜡块块在在平平面面内内的的运运动动1. 蜡块在做什么样蜡块在做什么样的运动的运动？它的轨迹它的轨迹是直线还是曲线？是直线还是曲线？2. 蜡块的运动是匀蜡块的运动是匀速运动吗？速运动吗？演示实验演示实验一、一、蜡块在平面内的运动蜡块在平面内的运动2. 2. 蜡块速度的大小和方向是否发生变化？蜡块速度的大小和方向是否发生变化？1. 1. 蜡块在做什么样的运动？它的轨迹是直线还是曲线？蜡块在做什么样的运动？它的轨迹是直线还是曲线？ vxvyvxy水平分运动水平分运动合运动合运动竖直分运动竖直分运动水平分速度：水平分速度：vx竖直分速度：竖直分速度：vy水平分位移：水平分位移：x = vxt竖直分位移：竖直分位移：y = vytoP1. 1. 如何描述蜡块的位置？如何描述蜡块的位置？建立坐标系建立坐标系( x,y)OxyP ( x,y)VxVytvxxtvyyxvvyxykxy即过原点的直线过原点的直线2. 2. 蜡块运动的轨迹是什么样的？蜡块运动的轨迹是什么样的？OxyP ( x,y)vxvy22xyvvvvxyvvtan3. 3. 如何描述蜡块的速度？如何描述蜡块的速度？2、物、物体同时参与合成运动的运动叫体同时参与合成运动的运动叫分分运动运动1、物物体体实际实际的运动叫的运动叫合运动合运动b:独立性独立性-各分运动独立进行，互不影响。各分运动独立进行，互不影响。a:等时性等时性-合运动和分运动经历的时间相等。合运动和分运动经历的时间相等。c:等效性等效性-各分运动的规律叠加起来和合运动的规律等效各分运动的规律叠加起来和合运动的规律等效3、合运动与分运动的关系：、合运动与分运动的关系：二、运动的合成与分解二、运动的合成与分解思考：如果将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向匀加速移动，蜡块的轨迹还是一条直线吗？如果一个蜡块在如果一个蜡块在x方向初速度为零，以加速度方向初速度为零，以加速度ax做做匀匀加加速直线运速直线运动动，在，在y方向以速度方向以速度vy做匀速直线运动做匀速直线运动，从曲线运动的条件判断：，从曲线运动的条件判断：P ( x,y)VxVy ( (从速度、加速度、运动轨迹方面分析从速度、加速度、运动轨迹方面分析) )互成角度的两个匀速直线运动的合运动：互成角度的两个匀速直线运动的合运动： ；互成角度的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动：互成角度的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动： ；互成角度两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动：互成角度两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动： ； 互成角度的两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动互成角度的两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动: : 。 探究：两个探究：两个互成角度互成角度的直线运动的合成的直线运动的合成合作学习（汇报展示）1、两个匀速直线运动的合运动是什么运动？、两个匀速直线运动的合运动是什么运动？v1 匀直匀直v合合 v2 匀直匀直匀速直线运动匀速直线运动2、一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运、一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动是什么运动？动是什么运动？a匀变速曲线运动匀变速曲线运动v1 匀直匀直v合合 v2 匀变直匀变直合作学习（汇报展示）3、两个匀变速直线运动的合运动是什么运动？、两个匀变速直线运动的合运动是什么运动？a1 匀加直匀加直a 合合a2 匀变直匀变直a1 v1 匀变直匀变直 v2 a2 匀变直匀变直v合合a合合 v2 a2 匀变直匀变直a1 v1 匀变直匀变直v合合a合合 两个初速度为两个初速度为0 的匀加速直线运动的匀加速直线运动初速度为初速度为0的匀加速直线运动的匀加速直线运动两个初速度不为两个初速度不为0 的匀变速直线运动的匀变速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动匀变速曲线运动匀变速曲线运动 (从速度、加速度、运动轨迹方面分析从速度、加速度、运动轨迹方面分析)互成角度的两个匀速直线运动的合运动：互成角度的两个匀速直线运动的合运动： ；互成角度的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运互成角度的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动：动： ；互成角度两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动：互成角度两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动： ； 互成角度的两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动互成角度的两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动: 。 两个两个互成角度互成角度的直线运动的合成的直线运动的合成V02aV01V0a1a2运动的合成与分解遵循运动的合成与分解遵循平行四边形定则平行四边形定则在物理学中，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产在物理学中，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产生的生的，我们就把，我们就把物体的实际运动物体的实际运动叫做这两个运动的叫做这两个运动的，这两，这两个运动叫做这一实际运动的个运动叫做这一实际运动的。合运动和分运动经历的时间相等。合运动和分运动经历的时间相等。各分运动独立进行，互不影响。各分运动独立进行，互不影响。各分运动的规律叠加起来和合运动的规律等效。各分运动的规律叠加起来和合运动的规律等效。（3）.运动的合成与分解：小结：【例题1】某商场设有步行楼梯和自动扶梯，步行楼梯每级的高度是 0.15 m，自动扶梯与水平面的夹角为 30，自动扶梯前进的速度是 0.76 m/s。有甲、乙两位顾客，分别从自动扶梯和步行楼梯的起点同时上楼，甲在自动扶梯上站立不动，乙在步行楼梯上以每秒上两个台阶的速度匀速上楼。哪位顾客先到达楼上？如果该楼层高4.56 m，甲上楼用了多少时间？质量m2 kg的物体在光滑平面上运动，其分速度vx和vy随时间变化的图像如图所示。求：(1)物体受到的合力和初速度；(2)t8 s时物体的速度；(3)t4 s时物体的位移；(4)物体的运动轨迹方程。思路引导：已知分运动求合运动，要注意各分运动的等时性和矢量(速度、位移、加速度等)合成的平行四边形定则的应用。典例剖析典例剖析 典例典例 2v1v2v沿绳方向使绳伸长沿绳方向使绳伸长垂直于绳方向使绳转动绳(杆)模型绳（杆）端速度分解原则：沿着绳(杆)和垂直绳(杆)则v与v1的关系为 ？注：绳(杆)两端速度大小一般不相等，但两端沿绳(杆)方向速度一定相等v1=vcos三、关联速度问题三、关联速度问题分解原则是：把物体的实际速度分解为垂直于绳和平行于绳的两个分量，根据沿绳方向的分速度大小与绳上各点的速率相同求解。(1)合速度方向：物体实际运动方向。(2)分速度方向：沿绳方向：使绳伸(缩)；垂直于绳方向：使绳转动。运动分析运动分析常见模型常见模型ABv 【典型例题】1.如图所示，以速度v沿竖直杆匀速下滑的物体A，用细绳通过定滑轮拉动物体B在水平桌面上运动，当绳与水平面夹角为时，物体B的速率为 。vB=vsin sinvvBAy【典型例题】2.如图所示,杆AB它的两端在地板和竖直墙壁上，现拉A端由图示位置以速率v匀速向右运动，B端滑动的速度是 。 vvcosBvvBcosvBcos=vcoscoscosBvvBC 典例剖析典例剖析 典典 题题思路引导：对于这种绳物模型(绳子连结着物体相互作用问题)中，绳端速度分解通常的原则是：分解实际速度(合运动的速度)；两个分速度：一个沿绳子方向，一个与绳垂直。小船渡河问题小船渡河问题 船的船的实际运动实际运动 v（相对于河岸的运动）是合运动；同时参与的两个分运动中，一（相对于河岸的运动）是合运动；同时参与的两个分运动中，一个是个是船相对于静水的运动船相对于静水的运动，它的方向与，它的方向与船头指向船头指向相同，另一个是相同，另一个是船随水漂流的运动船随水漂流的运动，它的方向与河岸平行，船在水中的合运动它的方向与河岸平行，船在水中的合运动(实际相对地面的运动实际相对地面的运动)是上述两个分运动的是上述两个分运动的合成合成回顾：合运动与分运动的关系？等时性 独立性 等效性1(2020江苏省无锡市普通高中高一上学期期末江苏省无锡市普通高中高一上学期期末)小船在静水中的小船在静水中的速度为速度为4 m/s，它在宽为，它在宽为200 m，水流速度为，水流速度为3 m/s的河中渡河，的河中渡河，船头始终与河岸垂直，则小船渡河需要的时间为船头始终与河岸垂直，则小船渡河需要的时间为()A40 sB50 s C90 s D66.7 sB思考1：若划到河中央时，水流速度突然增大，小船渡河时间如何变化？路程如何变化？思考2：若船头往下游偏转一夹角，如图所示，到达对岸时，渡河时间如何变化？思考3：若船头往上游偏转一夹角，如图所示，到达对岸时，渡河时间如何变化？船头与河岸相垂直时2分情况讨论小船渡河问题分情况讨论小船渡河问题第一种情况：v水V水水，渡河，渡河最小最小位移位移L船头与河岸相垂直时(2)(2)怎样才能使渡河位移最短怎样才能使渡河位移最短 小船的运动为实际运动，要使实际运动位移最短只要使合位移最短即可，位移最短为河宽d,船头须向上游倾斜一定角度(如下图所示) X最短最短dv船cos v水t渡渡dv船sin dv2船v2水； tan vv水 若若V船船V水水，渡河，渡河最小最小位移位移L若若V船船 v船船(设水流速度为v水，船在静水中速度为v船，河宽为d)(1)怎样才能使渡河时间最短怎样才能使渡河时间最短 只要使船头沿垂直对岸航行就可以 (2)怎样使渡河位移最短怎样使渡河位移最短船dt最短最短v从出发点A开始作矢量v水，再以v水末端为圆心，以v船的大小为半径画圆弧，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 ，最短位移cosvv船水=cosdx短对点训练对点训练 1唐僧、悟空、沙僧和八戒师徒四人想划船渡过一条宽150 m的河，他们在静水中划船的速度为5 m/s，现在他们观察到河水的流速为4 m/s，对于这次划船过河，他们有各自的看法，其中正确的是()A唐僧说：我们要想到达正对岸就得朝着正对岸划船B悟空说：我们要想节省时间就得朝着正对岸划船C沙僧说：我们要想少走点路就得朝着正对岸划船D八戒说：今天这种情况我们是不可能到达正对岸的B如图所示，小船在静水中的速度为v14 m/s，现让船渡过某条河，假设这条河的两岸是理想的平行线，河宽为d100 m，水流速度为v23 m/s，方向与河岸平行。典例剖析典例剖析 典例典例 2(1)欲使船以最短时间渡河，航向怎样？最短时间是多少？船发生的欲使船以最短时间渡河，航向怎样？最短时间是多少？船发生的位移有多大？位移有多大？(2)欲使船以最小位移渡河，航向又怎样？渡河所用时间是多少？欲使船以最小位移渡河，航向又怎样？渡河所用时间是多少？思路引导：(1)小船渡河用时最短与位移最小是两种不同的运动情景，时间最短时，位移不是最小。(2)求渡河的最小位移时，要先弄清船速与水速的大小关系，不要盲目地认为最小渡河位移一定等于河的宽度。(3)渡河时间与水流速度的大小无关，只要船头指向与河岸垂直，渡河时间即为最短。答案：见解析