高中物理 第1章 第2节 运动的合成与分解精品课件 教科版必修2.ppt

第第2节　运动的合成与分解节　运动的合成与分解 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第2节　节　课前自主学案课前自主学案课标定位课标定位课标定位定位应应用：用：1.用作用作图图法与法与计计算法求解运算法求解运动动的合成与分的合成与分解解问题问题．．2．．“小船渡河小船渡河”问题问题的理解与拓展．的理解与拓展．理解：理解：1.什么是合运什么是合运动动、分运、分运动动．．2．运．运动动的合成与分解所遵循的的合成与分解所遵循的规规律．律．认识认识：：1.质质点在平面内运点在平面内运动动以及合运以及合运动动与分运与分运动动的关系．的关系．2．运．运动动的合成与分解．的合成与分解．课前自主学案前自主学案一、位移和速度的合成与分解一、位移和速度的合成与分解1．合运．合运动动与分运与分运动动小小船船渡渡河河时时，，同同时时参参与与了了______于于河河岸岸的的运运动动和和_____而而下下的的运运动动，，这这两两个个运运动动叫叫____运运动动，，实实际际的运的运动动叫叫___运运动动．．2．位移的合成与分解．位移的合成与分解(1)位移的合成：由位移的合成：由____位移求位移求____位移的位移的过过程．程．垂直垂直顺流顺流分分合合分分合合(2)位移的分解：由位移的分解：由___位移求位移求___位移的位移的过过程．程．3．．速速度度的的合合成成与与分分解解：：与与位位移移的的合合成成与与分分解解是是对对应应的，都遵循的，都遵循_____________定定则则．．二、运二、运动动的合成与分解的的合成与分解的应应用用1．．运运动动的的合合成成：：已已知知___运运动动求求___运运动动的的过过程程．．2．运．运动动的分解：已知的分解：已知___运运动动求求___运运动动的的过过程程．．合合分分平行四边形平行四边形分分合合合合分分思考感悟思考感悟已已知知两两个个分分运运动动的的速速度度，，如如何何确确定定合合运运动动的的速速度度？？提示：提示：像求两个分力的合力一像求两个分力的合力一样样，，应应用平行四用平行四边边形定形定则则可求出两个分运可求出两个分运动动速度的合速度．速度的合速度．核心要点突破核心要点突破一、合运一、合运动动与分运与分运动动1．合运．合运动动与分运与分运动动的定的定义义如果物体同如果物体同时时参与了几个运参与了几个运动动，那么物体，那么物体实际发实际发生的运生的运动动就是合运就是合运动动，那几个运，那几个运动动就是分运就是分运动动．．物体的物体的实际实际运运动动一定是合运一定是合运动动，，实际实际运运动动的位移、的位移、速度、加速度就是它的合位移、合速度、合加速速度、加速度就是它的合位移、合速度、合加速度，而分运度，而分运动动的位移、速度、加速度是它的分位的位移、速度、加速度是它的分位移、分速度、分加速度．移、分速度、分加速度．2．合运．合运动动与分运与分运动动的关系的关系3．合运．合运动动与分运与分运动动的求法的求法已知分运已知分运动动求合运求合运动动，叫运，叫运动动的合成；已知合运的合成；已知合运动动求分运求分运动动，叫运，叫运动动的分解，不管合成的分解，不管合成还还是分解，是分解，其其实质实质是是对对运运动动的位移的位移x、速度、速度v和加速度和加速度a的合成的合成与分解．因与分解．因为为位移、速度、加速度都是矢量，所位移、速度、加速度都是矢量，所以求解以求解时时遵循的原遵循的原则则是矢量运算的平行四是矢量运算的平行四边边形定形定则则．．特特别别提提醒醒：：(1)合合运运动动一一定定是是物物体体的的实实际际运运动动(一一般般是相是相对对于地面的于地面的)．．(2)不不是是同同一一时时间间内内发发生生的的运运动动、、不不是是同同一一物物体体参参与的运与的运动动不能不能进进行合成．行合成．(3)对对速度速度进进行分解行分解时时，不能随意分解，，不能随意分解，应该应该建立建立在在对对物体的运物体的运动动效果效果进进行分析的基行分析的基础础上．上．即即时应时应用用 ( (即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)图图1－－2－－11．．竖竖直放置的两端封直放置的两端封闭闭的玻璃管内注的玻璃管内注满满清水，并清水，并放入一个用放入一个用红红蜡做成的蜡做成的圆圆柱体，玻璃管倒置柱体，玻璃管倒置时圆时圆柱体能匀速上浮，柱体能匀速上浮，现现将玻璃管倒置，在将玻璃管倒置，在圆圆柱体匀柱体匀速上浮的同速上浮的同时时，使玻璃管水平匀速运，使玻璃管水平匀速运动动，如，如图图1－－2－－1所示，所示，问圆问圆柱体参与了几个运柱体参与了几个运动动，哪个运，哪个运动动是合运是合运动动，哪个运，哪个运动动是分运是分运动动？？解解析析：：圆圆柱柱体体参参与与了了竖竖直直方方向向的的匀匀速速直直线线运运动动，，同同时时，，又又随随圆圆柱柱体体在在水水平平方方向向上上做做匀匀速速运运动动．．从从实实际际效效果果上上看看，，圆圆柱柱体体沿沿与与水水平平方方向向成成θ角角的的方方向向做做匀匀速速直直线线运运动动，，这这就就是是合合运运动动，，水水平平和和竖竖直直方方向的匀速直向的匀速直线线运运动动是分运是分运动动．．答案：答案：见见解析解析二、小船渡河二、小船渡河问题问题分析分析设设河河的的宽宽度度为为d，，船船在在静静水水中中的的速速度度为为v船船，，水水流流的的速度速度为为v水水，下面从两个角度分析船渡河，下面从两个角度分析船渡河问题问题．．1．渡河．渡河时间时间t(1)渡渡河河时时间间t的的大大小小取取决决于于河河岸岸的的宽宽度度d及及船船沿沿垂垂直河岸方向上的速度的大小．直河岸方向上的速度的大小．图图1－－2－－2(2)若若v水水>v船船，，这这时时无无论论船船头头指指向向什什么么方方向向，，都都无无法法使使船船垂垂直直河河岸岸渡渡河河，，即即最最短短位位移移不不可可能能等等于于河河宽宽d，，寻寻找最短位移的方法是：找最短位移的方法是： 图图1－－2－－4特特别别提提醒醒：：(1)求求渡渡河河的的最最短短位位移移时时，，要要先先弄弄清清v船船与与v水水的的大大小小关关系系，，不不要要盲盲目目地地认认为为最最短短渡渡河河位位移移一定等于河岸的一定等于河岸的宽宽度．度．(2)渡河渡河时间时间与水流速度大小无关，与水流速度大小无关，仅仅与河与河宽宽以及以及船沿垂直河岸方向上的速度大小有关，而当船船沿垂直河岸方向上的速度大小有关，而当船头头与河岸垂直与河岸垂直时时渡河渡河时间时间最短．最短．解析：解析：选选C.根据运根据运动动的合成与分解的知的合成与分解的知识识，可知，可知要使船垂直达到要使船垂直达到对对岸即要船的合速度垂直指向岸即要船的合速度垂直指向对对岸．根据平行四岸．根据平行四边边形定形定则则，，C对对．．三、两个直三、两个直线线运运动动的合运的合运动动的性的性质质和和轨轨迹的判断迹的判断1．判断方法．判断方法两个互成角度的直两个互成角度的直线线运运动动的合运的合运动动的性的性质质和和轨轨迹，迹，由两分运由两分运动动的性的性质质及合初速度与合加速度的方向及合初速度与合加速度的方向关系决定．关系决定．(1)根据合加速度是否恒定判定合运根据合加速度是否恒定判定合运动动是匀是匀变变速运速运动还动还是非匀是非匀变变速运速运动动．若合加速度不．若合加速度不变变且不且不为为零，零，则则合运合运动为动为匀匀变变速运速运动动；若合加速度；若合加速度变变化，化，则为则为非匀非匀变变速运速运动动．．(2)根据合加速度与合初速度是否共根据合加速度与合初速度是否共线线判断合运判断合运动动是直是直线线运运动还动还是曲是曲线线运运动动．若合加速度与合初速．若合加速度与合初速度在同一直度在同一直线线上，上，则则合运合运动为动为直直线线运运动动，否，否则为则为曲曲线线运运动动．．2．互成角度的两个直．互成角度的两个直线线运运动动的合运的合运动动的几种可能的几种可能情况情况(1)两个匀速直两个匀速直线线运运动动的合运的合运动动仍然是匀速直仍然是匀速直线线运运动动．．(2)一个匀速直一个匀速直线线运运动动与一个匀与一个匀变变速直速直线线运运动动的合的合运运动动一定是匀一定是匀变变速曲速曲线线运运动动．．(3)两个初速度两个初速度为为零的匀加速直零的匀加速直线线运运动动的合运的合运动动一一定是匀加速直定是匀加速直线线运运动动，合运，合运动动的方向即两个加速的方向即两个加速度合成的方向．度合成的方向．(4)两个初速度不两个初速度不为为零的匀零的匀变变速直速直线线运运动动的合运的合运动动可能是匀可能是匀变变速直速直线线运运动动，也可能是匀，也可能是匀变变速曲速曲线线运运动动．当两个分运．当两个分运动动的初速度的合速度方向与其合的初速度的合速度方向与其合加速度方向在同一直加速度方向在同一直线线上上时时，合运，合运动为动为匀匀变变速直速直线线运运动动，否，否则为则为匀匀变变速曲速曲线线运运动动．．特特别别提醒：提醒：(1)两个匀速直两个匀速直线线运运动动的合运的合运动动一定是一定是匀速直匀速直线线运运动动，而两个匀，而两个匀变变速直速直线线运运动动的合运的合运动动不一定是匀不一定是匀变变速直速直线线运运动动．．(2)两个直两个直线线运运动动的合的合运运动动是否是否为为直直线线运运动动，关，关键键是看其合加速度与合是看其合加速度与合速度方向是否在同一直速度方向是否在同一直线线上．上．即即时应时应用用 ( (即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)3．关于运．关于运动动的合成，下列的合成，下列说说法正确的是法正确的是(　　　　)A．两个直．两个直线线运运动动的合运的合运动动一定是直一定是直线线运运动动B．两个匀速直．两个匀速直线线运运动动的合运的合运动动一定是直一定是直线线运运动动C．两个匀加速直．两个匀加速直线线运运动动的合运的合运动动一定是直一定是直线线运运动动D．一个匀速直．一个匀速直线线运运动动与一个匀与一个匀变变速直速直线线运运动动的合的合运运动动可能仍是匀可能仍是匀变变速直速直线线运运动动解析：解析：选选BD.根据运根据运动动合成的平行四合成的平行四边边形定形定则则，求，求出合运出合运动动的速度和加速度，再比的速度和加速度，再比较较合运合运动动的速度的速度和加速度方向之和加速度方向之间间的关系，即可解答此的关系，即可解答此题题．运．运动动的合成是指位移、速度和加速度的合成，且遵循的合成是指位移、速度和加速度的合成，且遵循平行四平行四边边形定形定则则．．对对两个匀速直两个匀速直线线运运动动，其加速，其加速度均度均为为零．因此，无零．因此，无论这论这两个分运两个分运动动是在同一直是在同一直线线，，还还是互成角度，它是互成角度，它们们的合运的合运动动仍是匀速直仍是匀速直线线运运动动，，选项选项B正确；正确；一个匀速直一个匀速直线线运运动动与一个匀与一个匀变变速直速直线线运运动动合成，合成，如果如果这这两个分运两个分运动动在一条直在一条直线线上，上，则则合运合运动动的加的加速度与速度也在一条直速度与速度也在一条直线线上，物体仍做匀上，物体仍做匀变变速直速直线线运运动动，，选项选项D正确；但若正确；但若这这两个分运两个分运动动互成角度，互成角度，合运合运动动的加速度方向与合速度方向就不在一条直的加速度方向与合速度方向就不在一条直线线上，物体将做曲上，物体将做曲线线运运动动，，选项选项A错误错误；两个匀加；两个匀加速直速直线线运运动动合成，当合加速度合成，当合加速度a与合速度与合速度v重合重合时时，，物体做直物体做直线线运运动动，当，当a与与v不重合不重合时时，物体做曲，物体做曲线线运运动动，，选项选项C错误错误．．课堂互堂互动讲练例例例例1 1类类型一型一对两直线运动的合运动性质的理解对两直线运动的合运动性质的理解 关于互成角度的两个匀关于互成角度的两个匀变变速直速直线线运运动动的合的合运运动动，下列，下列说说法中正确的是法中正确的是(　　　　)A．一定是直．一定是直线线运运动动B．一定是曲．一定是曲线线运运动动C．一定是匀．一定是匀变变速运速运动动D．可能是直．可能是直线线运运动动，也可能是曲，也可能是曲线线运运动动【【思路点思路点拨拨】】　判断合运　判断合运动动是直是直线线运运动动，，还还是曲是曲线线运运动动，关，关键键是看合速度与合加速度是否在一条是看合速度与合加速度是否在一条直直线线上，而判断合运上，而判断合运动动是否是否为为匀匀变变速运速运动动，关，关键键是看物体的合加速度或合外力是否恒定不是看物体的合加速度或合外力是否恒定不变变．．【【自自主主解解答答】】　　若若两两个个运运动动均均为为初初速速度度为为零零的的匀匀变变速速直直线线运运动动，，如如图图1－－2－－6甲甲，，则则合合运运动动一一定定是是匀匀变变速直速直线线运运动动．．若若两两个个运运动动之之一一为为初初速速度度为为零零的的匀匀变变速速直直线线运运动动，，另另一一个个初初速速度度不不为为零零，，如如图图1－－2－－6乙乙，，则则合合运运动动一定是曲一定是曲线线运运动动．．若两个运若两个运动动均均为为初速度不初速度不为为零的匀零的匀变变速直速直线线运运动动，，则则合运合运动动又有两种情况：如又有两种情况：如图图1－－2－－6丙．丙．图图1－－2－－6(1)合合速速度度v与与合合加加速速度度a不不共共线线，，则则合合运运动动为为曲曲线线运运动动．．(2)合速度合速度v与合加速度与合加速度a恰好共恰好共线线，，则则合运合运动动也是也是匀匀变变速直速直线线运运动动．由于两个匀．由于两个匀变变速直速直线线运运动动的合的合加速度恒定，故上述直加速度恒定，故上述直线线运运动动和曲和曲线线运运动动均均为为匀匀变变速运速运动动．．【【答案答案】】　　CD【【方法方法总结总结】】　根据两个分运　根据两个分运动动的初速度及加速的初速度及加速度的不同情况，度的不同情况，结结合平行四合平行四边边形定形定则则，分析加速，分析加速度与初速度的方向关系，度与初速度的方向关系，对对合运合运动动的性的性质质做出做出““一定一定””或或““可能可能””的判断．的判断．类类型二型二小船过河问题小船过河问题例例例例2 2 河河宽宽d＝＝100 m，，水水流流速速度度v1＝＝3 m/s，，船船在在静水中的速度是静水中的速度是v2＝＝4 m/s.求：求：(1)欲欲使使船船渡渡河河时时间间最最短短，，船船应应怎怎样样渡渡河河？？最最短短时时间间是多少？船是多少？船经过经过的位移多大？的位移多大？(2)欲欲使使船船航航行行距距离离最最短短，，船船应应怎怎样样渡渡河河？？渡渡河河时时间间多多长长？？【【思路点思路点拨拨】】　解答本　解答本题时应题时应注意以下三个方面：注意以下三个方面：(1)小小船船在在静静水水中中的的速速度度和和水水速速均均恒恒定定，，故故小小船船做做匀速直匀速直线线运运动动．．(2)小船抵岸的位置由合速度方向决定．小船抵岸的位置由合速度方向决定．(3)小船小船过过河河时间时间由小船在垂直河岸方向的分速度由小船在垂直河岸方向的分速度决定．决定．图图1－－2－－7图图1－－2－－8 在高在高处处拉低拉低处处的小船的小船时时，通常在河岸上通，通常在河岸上通过过滑滑轮轮用用钢绳钢绳拉船，如拉船，如图图1－－2－－9所示，若拉所示，若拉绳绳的的速度速度为为4 m/s，当拉船的，当拉船的绳绳与水平方向成与水平方向成60°角角时时，，船的速度是多少？船的速度是多少？图图1－－2－－9类类型三型三关联速度问题关联速度问题例例例例3 3【【思路点思路点拨拨】】　解答　解答该题应该题应把握以下三点：把握以下三点：(1)小船的运小船的运动为实际动为实际运运动动，即合运，即合运动动．．(2)绳绳子的速度等于小船沿子的速度等于小船沿绳绳子方向的分速度．子方向的分速度．(3)正确作出速度分解的矢量三角形，利用几何知正确作出速度分解的矢量三角形，利用几何知识识求解．求解．【【精精讲讲精精析析】】　　船船同同时时参参与与了了两两个个运运动动，，一一个个是是随随绳绳靠靠近近滑滑轮轮的的运运动动，，另另一一个个是是垂垂直直绳绳绕绕滑滑轮轮的的转转动动．．所所以以可可以以将将船船的的运运动动分分解解成成沿沿绳绳子子方方向向的的运运动动和和垂垂直直于于绳绳子子方方向向所所做做的的圆圆周周运运动动，，如如图图1－－2－－10所示．由所示．由图图可知，船的速度可知，船的速度为为图图1－－2－－10v＝＝v1/cos60°＝＝8 m/s.讨论讨论：：设绳设绳与水平方向的与水平方向的夹夹角角为为α，，则则v＝＝v1/cosα，当，当v1恒定恒定时时，小船靠岸的速度越来越大．，小船靠岸的速度越来越大．【【答案答案】】　　8 m/s【【方法方法总结总结】】　物体的　物体的实际实际运运动动一定是合运一定是合运动动，，对对运运动进动进行分解行分解时时先弄清楚物体的先弄清楚物体的实际实际运运动动的方的方向以及向以及该该运运动动所所产产生的效果．在分解生的效果．在分解时时将将实际实际运运动动按效果按效果进进行分解．行分解．答案：答案：vsinθ。