2019-2020年高中物理 第3章 抛体运动 第1讲 运动的合成与分解学案 鲁科版必修2.doc

2019-2020年高中物理 第3章 抛体运动 第1讲 运动的合成与分解学案 鲁科版必修2目标定位1.理解合运动、分运动及运动的独立性.2.掌握运动的合成与分解方法平行四边形定则.3.会用平行四边形定则分析速度、位移的合成与分解问题一、运动的独立性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这几个运动的_，参与的这几个运动就叫作这个实际运动的_2运动的独立性：同时参与物体运动的几个分运动互不影响，是相互_二、运动的合成与分解的方法1运动的合成：由已知的分运动求_的过程2运动的分解：由已知的合运动求_的过程3运动的合成与分解实质是对物体的_、加速度、位移等运动量进行合成与分解4运动的合成与分解的方法：(1)如果两个分运动方向在同一直线上，求合运动时直接进行_加减(2)如果两个分运动方向不在同一条直线上，而是成一定夹角，根据_进行合成与分解想一想在满足平行四边形定则的前提下，可以将物体的速度任意分解吗？一、运动的合成和分解1合运动的判定在一个具体运动中，物体的实际运动是合运动，合运动往往是物体相对于静止地面的运动2分运动与合运动的关系(1)等效性：各分运动的共同作用效果与合运动的作用效果相同(2)等时性：各分运动与合运动同时发生和结束(3)独立性：各分运动之间互不相干、彼此独立、互不影响在解决此类问题时，要深刻理解“等效性”；利用“等时性”把两个分运动与合运动联系起来；坚信两个分运动的“独立性”；放心大胆地在两个方向上分别研究例1如图1所示，一名92岁的南非妇女从距地面大约2 700米的飞机上，与跳伞教练绑在一起跳下，成为南非已知的年龄最大的高空跳伞者假设没有风的时候，落到地面所用的时间为t，而实际上在下落过程中受到了水平方向的风的影响，则实际下落所用时间()图1A仍为t B大于tC小于t D无法确定二、运动的合成与分解的方法1运动的合成与分解的实质运动的合成与分解实质上是对描述物体运动状态的位移、速度及加速度的合成与分解2运动的合成与分解的方法位移、速度、加速度都是矢量，因此运动的合成与分解遵循矢量运算法则，应用平行四边形定则进行运动的合成与分解3小船渡河问题 (1)渡河时间最短问题若要渡河时间最短，由于水流速度始终沿河道方向，不能提供指向河对岸的分速度因此只要使船头垂直于河岸航行即可由图2可知，此时t短，此时船渡河的位移s，位移方向满足tan .图2(2)渡河位移最短问题(v水v船)图3最短的位移为河宽d，此时渡河所用时间t，船头与上游夹角满足v船cos v水，如图3所示例2质量m2 kg的物体在光滑水平面上运动，其分速度vx和vy随时间变化的图线如图4(a)、(b)所示，求：(1)物体所受的合力；(2)物体的初速度；(3)t8 s时物体的速度；(4)t4 s内物体的位移图4例3小船在200 m宽的河中横渡，水流速度是2 m/s，小船在静水中的航速是4 m/s.求：(1)要使小船渡河耗时最少，应如何航行？(2)要使小船航程最短，应如何航行？三、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)若a0时，物体沿合初速度v0的方向做匀速直线运动(2)若a0且a与v0的方向共线时，物体做直线运动，a恒定时做匀变速直线运动(3)若a0且a与v0的方向不共线时，物体做曲线运动，a恒定时做匀变速曲线运动例4如图5所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中以速度v匀速上浮红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管由静止水平匀加速向右运动，则蜡块的轨迹可能是()图5A直线P B曲线QC曲线R D无法确定借题发挥互成角度的两个直线运动的合运动的性质：(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)两个都是从静止开始的匀加速直线运动的合运动一定是匀加速直线运动(4)两个匀加速直线运动的合运动，可能是直线运动，也可能是曲线运动，但一定是匀变速运动对分运动与合运动的理解1关于运动的合成，下列说法中正确的是()A合运动的速度一定比每一个分运动的速度大B合运动的时间一定比每一个分运动的时间大C分运动的时间一定与它们合运动的时间相等D合运动的速度可以比每个分运动的速度小合运动性质的判断2塔式起重机模型如图6，小车P沿吊臂向末端M水平匀速运动，同时将物体Q从地面竖直向上匀加速吊起，下列选项中能大致反映Q运动轨迹的是()图6运动的合成与分解3.竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个蜡块能在水中以0.1 m/s的速度匀速上浮在蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管水平匀速向右运动，测得蜡块实际运动方向与水平方向成30角，如图7所示若玻璃管的长度为1.0 m，在蜡块从底端上升到顶端的过程中，玻璃管水平方向的移动速度和水平运动的距离约为()图7A0.1 m/s,1.73 m B0.173 m/s,1.0 mC0.173 m/s,1.73 m D0.1 m/s,1.0 m4小船在200 m宽的河中横渡，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对岸行驶时，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？(sin 370.6)答案精析第3章抛体运动第1讲运动的合成与分解预习导学一、1.合运动分运动2独立的二、1.合运动2分运动3速度4(1)代数(2)平行四边形定则想一想对物体速度的分解既要遵循平行四边形定则，又要根据实际效果，不能脱离物体的实际运动效果任意分解课堂讲义例1A水平风力并不影响跳伞者在竖直方向的运动规律，有风与无风的情况下，下落时间均为t，故A正确例2(1)1 N，方向沿y轴正方向(2)3 m/s，方向沿x轴正方向(3)5 m/s，方向与x轴正方向的夹角为53(4)12.6 m，方向与x轴正方向的夹角为arctan 解析(1)物体在x方向：ax0；y方向：ay0.5 m/s2根据牛顿第二定律：F合may1 N，方向沿y轴正方向(2)由题图可知vx03 m/s，vy00，则物体的初速度为v03 m/s，方向沿x轴正方向(3)由题图知，t8 s时，vx3 m/s，vy4 m/s，物体的合速度为v 5 m/s，tan ，53，即速度方向与x轴正方向的夹角为53.(4)t4 s内，xvxt12 m，yayt24 m.物体的位移l 12.6 mtan ，所以arctan 即方向与x轴正方向的夹角为arctan .例3(1)船头正对河岸航行耗时最少，最短时间为50 s.(2)船头偏向上游，与河岸成60角，最短航程为200 m.解析(1)如图甲所示，船头始终正对河对岸航行时耗时最少，即最短时间tmin s50 s.(2)如图乙所示，航程最短为河宽d，即应使v合的方向垂直于河对岸，故船头应偏向上游，与河岸成角，有cos ，解得60.例4B红蜡块在竖直方向上做匀速直线运动，在水平方向上做匀加速直线运动，所受合力水平向右，合力方向与合速度方向不共线，红蜡块的轨迹应为曲线，A错误；由于做曲线运动的物体所受合力应指向曲线弯曲的一侧，故B正确，C、D错误对点练习1CD2.B3C设蜡块沿玻璃管匀速上升的速度为v1，位移为s1，蜡块随玻璃管水平向右移动的速度为v2，位移为s2，如图所示，v2 m/s0.173 m/s.蜡块沿玻璃管匀速上升的时间t s10 s由于合运动与分运动具有等时性，故玻璃管水平移动的时间为10 s水平运动的距离s2v2t0.17310 m1.73 m，故选项C正确4(1)40 s下游120 m(2)船头与岸的上游成53角50 s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 s40 s，小船沿河流方向的位移sv水t340 m120 m，即小船经过40 s，在正对岸下游120 m处靠岸(2)要使小船到达河的正对岸，则v水、v船的合运动v合应垂直于河岸，如图所示，则v合 4 m/s.经历时间t s50 s又cos 0.6，即船头与岸的上游所成角度为53.