高中物理必修二《2 运动的合成与分解》优质课教案教学设计
17页1、2.运动的合成与分解1知道什么是合运动和分运动。2理解分运动的独立性,掌握运动合成与分解的方法。3能用平行四边形定则分析运动的合成与分解。1.一个平面运动的实例在蜡块匀速上升的同时,将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右匀速移动。(1)建立坐标系:以蜡块开始匀速运动的位置为原点O,以水平向右的方向和竖直向上的方向分别为x轴和y轴的方向,建立平面直角坐标系。(2)蜡块运动的轨迹:若以vx表示玻璃管向右匀速移动的速度,以vy表示蜡块沿玻璃管匀速上升的速度,则有xvxt,yvyt。消去t,得到yx,可知蜡块的运动轨迹是直线。(3)蜡块运动的速度:v ,方向满足tan。2运动的合成与分解(1)合运动与分运动:如果一个物体同时参与几个运动,那么物体实际发生的运动就叫作那几个运动的合运动。那几个运动就叫作这个实际运动的分运动。(2)运动的合成:由分运动求合运动的过程。(3)运动的分解:由合运动求分运动的过程。(4)运动的合成与分解实质是对物体的速度、加速度、位移等物理量进行合成与分解。(5)运动的合成与分解遵从矢量运算法则。判一判(1)合速度就是两个分速度的代数和。()(2)合速度不一定大于任一分速度。
2、()(3)合位移一定大于任意一个分位移。()(4)运动的合成就是把两个分运动加起来。()(5)运动的分解就是把一个运动分成两个完全相同的运动。()(6)运动的合成与分解遵循平行四边形定则。()提示:(1)合速度是各分速度的矢量和,而不是代数和。(2)(3)根据矢量三角形可知,合位移不一定大于任一分位移。(4)运动的合成遵从平行四边形定则,而不是简单相加。(5)(6)课堂任务运动的合成与分解仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。活动1:如果玻璃管沿水平方向匀速运动,蜡块实际的运动会怎么样?提示:蜡块参与了两个运动,就是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀速直线运动。蜡块实际上做匀速直线运动,如图乙中斜线。活动2:如果玻璃管沿水平方向做加速运动,蜡块的运动又会怎么样?提示:玻璃管沿水平方向做加速运动,蜡块也被迫在水平方向做加速运动,这样,蜡块运动到玻璃管顶部的过程不再是条直线而是曲线。活动3:怎么求蜡块经过一段时间后的位移和速度?提示:可以建立平面直角坐标系,分别求蜡块经过一段时间后在两个方向的位移和速度,再求合位移、合速度即可。活动4:讨论、交流、展示,得出结论。1合运动与分运动的关系
3、(1)等时性:合运动与分运动经历的时间相等,即同时开始、同时进行、同时停止。(2)独立性:各分运动之间互不相干、彼此独立、互不影响。(3)等效性:各分运动的共同效果与合运动的效果相同。2合运动性质的判断分析两个直线运动的合运动的性质时,应先根据平行四边形定则,求出合运动的合初速度v0和合加速度a,然后进行判断。(1)判断是否做匀变速运动若a0,物体沿合初速度v0的方向做匀速直线运动。若a0且a恒定,物体做匀变速运动。若a变化,物体做非匀变速运动。(2)判断轨迹的曲直若a与v0共线,物体做直线运动。若a与v0不共线,物体做曲线运动。3合位移和合速度的计算位移和速度的合成与分解都遵循平行四边形定则。例如:上图中蜡块在水平和竖直两个方向均做匀速直线运动时,设速度分别为vx、vy,则经过时间t,蜡块在水平方向的位移xvxt,竖直方向的位移yvyt,蜡块的合位移为l t,设位移与水平方向的夹角为,则tan,蜡块的合速度v,合速度方向与vx方向的夹角的正切值为tan。4运动的分解:运动的分解是运动合成的逆运算,可以将曲线运动问题转化为直线运动问题。例1(多选)质量为2 kg的质点在xOy平面内做曲
4、线运动,在x方向的速度图像和y方向的位移图像如图所示,下列说法正确的是()A质点的初速度大小为5 m/sB质点所受的合外力为3 N,做匀变速曲线运动C2 s末质点速度大小为6 m/sD2 s内质点的位移大小约为12 m(1)通过速度图像能看出什么?提示:质点在x方向的初速度为3 m/s,加速度为a m/s21.5 m/s2。(2)通过位移图像能看出什么?提示:质点在y方向做匀速直线运动,速度大小为v m/s4 m/s。规范解答由x方向的速度图像可知,在x方向的初速度为3 m/s,加速度为1.5 m/s2,受力Fx3 N,由y方向的位移图像可知在y方向做匀速直线运动,速度为vy4 m/s,受力Fy0。因此质点的初速度大小为5 m/s,A正确;受到的合外力为3 N,显然,质点初速度方向与合外力方向不在同一条直线上,质点做匀变速曲线运动,B正确;2 s末质点速度大小应该为v m/s2 m/s,C错误;2 s内,xvx0tat29 m,y8 m,合位移大小l m12 m,D正确。完美答案ABD求解合运动或分运动的步骤(1)根据题意确定物体的合运动与分运动。(2)根据平行四边形定则作出矢量合成或
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