2019-2020年高中物理 第五章 曲线运动 5.2 运动的合成与分解领学案新人教版必修2.doc

2019-2020年高中物理 第五章 曲线运动 5.2 运动的合成与分解领学案新人教版必修2学习目标1知道物体的运动轨迹不是直线时，需要建立平面直角坐标系进行研究2初步认识运动的合成与分解遵循平行四边形定则3理解合运动与分运动具有等时性，分运动之间相互独立4应用运动的合成与分解知识解决运动问题学习疑问学习建议【预学能掌握的内容】 1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，这一实际发生的运动叫这两个运动的_，这两个运动叫这一实际运动的_2一个复杂的运动可以看成是几个_进行的分运动的合运动几个分运动_进行，彼此互不影响3已知分运动求合运动叫运动的_，已知合运动求分运动叫运动的_运动的合成与分解所遵循的规律是_【合作探究一】合运动与分运动实验探究1见课本演示实验，将一端封闭玻璃管注满水，水中放一红蜡做的小圆柱体，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，将玻璃管倒置，可观察到 。 2再次将玻璃管倒置，在蜡块上升的同时将玻璃管水平向右匀速移动，可观察到 。 3为了研究蜡块的运动，建立如图所示的直角坐标系，设蜡块在水平与竖直方向的速度分别为vx、vy，从蜡块开始匀速运动的时刻计时，则有（1）蜡块的位置：在t时刻蜡块的位置P的坐标可表示为x= ，y= 。（2）蜡块的的运动轨迹：轨迹方程可表示为 ，蜡块的运动轨迹是 线（3）蜡块的位移大小为s= ，设位移与水平方向的夹角为，则tan= （4）蜡块的速度大小v= ，设速度与水平方向的夹角为则tan= 【归纳总结】一、合运动与分运动1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，这一实际发生的运动叫这两个运动的_，这两个运动叫这一实际运动的_2合位移与分位移: 叫合位移， 叫分位移。3合速度与分速度: 叫合速度, 叫分速度。4.运动的合成：已知 运动求 运动叫运动的合成。5.运动的分解：已知 运动求 运动叫运动的分解。6.合运动与分运动的关系(1)等时性：各个分运动与合运动总是同时 、同时 ，即经历的 相等(不同时的运动不能合成)。(2)等效性：各分运动叠加起来与合运动有 。(3)独立性：一个物体同时参与几个运动，其中的任何一个都会保持其运动性质不变，并不会受其他分运动的干扰。虽然各分运动互相独立，但是它们共同决定合运动的性质和轨迹。(4)同一性：各分运动与合运动是指同一物体参与的分运动和实际发生的运动，不是几个不同物体发生的不同运动。7运动的合成与分解的运算法则运动的合成与分解是指描述运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解，由于它们均是矢量，故合成与分解都遵守 。【典题探究】例题1、对于两个分运动的合运动，下列说法正确的是（ ）A. 合运动速度大小等于两个分运动的速度大小之和B.合运动的速度一定大于一个分运动的速度C. 合运动的方向就是物体实际运动的方向D. 由两个分速度的大小就可以确定合速度的大小【合作探究二】判断合运动的性质思考与讨论如果物体在一个方向上的分运动是匀速直线运动，在与它垂直方向的分运动是匀加速直线运动合运动的轨迹是什么样的?【归纳总结】二、两个直线运动的合运动的性质和轨迹的判断方法1合运动性质的判断（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）2合运动轨迹的判断看合运动的加速度与速度的方向关系，如下：两种情况3互成角度的两个直线运动的合成分运动合运动两个速度不相等的匀速直线运动 运动一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动 运动两个初速度为零的匀加速直线运动沿合加速度方向的 运动两个初速度不为零的匀加速直线运动(其初速度v1和v2的矢量和为v，加速度a1和a2的矢量和为a)v和a在同一条直线上时物体做 运动v和a不在同一条直线上时物体做 运动【典题探究】例题2：(多选)互成角度的两个运动的合成，以下说法正确的是（ ） A.两个速度不同的匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动。 B.两个直线运动的合运动一定是直线运动。 C.某些曲线运动可以分解成两个直线运动。 D.两个初速度为零的匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动。【合作探究三】小船渡河问题问题1、船的实际运动包含哪两个运动？问题2、船随水流向下游运动对船速有没有影响？问题3、小船渡河时间与哪些因素有关？【典题探究】例题3：小船渡河，河宽d180 m，水流速度v12.5 m/s.（1）若船在静水中的速度为v25 m/s，求：欲使船在最短的时间内渡河，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？欲使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？（2）若船在静水中的速度v21.5 m/s，要使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？【归纳总结】三、小船渡河问题1两个运动：船的实际运动是水流的运动和船相对于静水的运动的合运动。2三种速度：v1(船在静水中的速度)、v2(水流速度)、v(船的实际运动速度)。3三种情景(1)过河时间最短船头正对河岸时，渡河时间最短，tmin (d为河宽)。(2)过河路径最短(v2v1时)合速度不可能垂直于河岸，无法垂直渡河。确定方法如下：如图所示，以v2矢量末端为圆心，以v1矢量的大小为半径画弧，从v2矢量的始端向圆弧作切线，则合速度沿此切线方向时航程最短。由图可知sin ，最短航程xmin 。【合作探究四】关联速度问题四、关联速度问题指物拉绳(杆)或绳(杆)拉物问题1问题特点：沿绳(或杆)方向的 大小相等。2思路与原则(1)思路明确合速度 ；明确分速度其一： ；其二： 。(2)原则：v1与v2的合成遵循 。3解题方法把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)两个分量，根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解。常见的模型如图所示。【典题探究】例题4：如图所示，小车A以速度v水平向右匀速运动牵引物体B上升，在此过程中（ ）A物体B匀速上升 B物体B加速上升C物体B减速上升 D绳子的拉力大于物体B的重力【课堂检测】1关于合运动、分运动的说法，正确的是（ ）A合运动的位移为分运动位移的矢量和B合运动的位移一定比其中的一个分位移大C合运动的速度一定比其中的一个分速度大D合运动的时间一定比分运动的时间长2关于运动的合成和分解，下列说法正确的是（ ）A分运动是直线运动，则合运动必是直线运动B曲线运动的加速度方向可能与速度在同一直线上C匀变速运动的轨迹可以是直线，也可以是曲线D合运动的时间等于两个分运动的时间之和3(多选)关于运动的合成，下列说法中正确的是（ ）A两个直线运动的合运动，一定是直线运动B两个直线运动的合运动，可能是曲线运动C两个互成角度的匀速直线运动的合运动，一定是匀速直线运动D两个互成角度的匀加速直线运动的合运动，一定是匀加速直线运动4关于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，下列说法中正确的是（ ）A一定是直线运动B一定是曲线运动C可能是直线运动，也可能是曲线运动D以上说法都不对5(多选)两个互相垂直的匀变速直线运动，初速度分别为v1和v2，加速度分别为a1和a2，它们的合运动轨迹（ ）A如果v1v20，那么轨迹一定是直线B如果v10，v20，那么轨迹一定是曲线C如果a1a2，那么轨迹一定是直线D如果，那么轨迹一定是直线6跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升机由静止跳下后，在下落过程中不免会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是（ ）A风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作B风力越大，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害C运动员下落时间与风力有关C运动员着地速度与风力无关7(多选)若河水的流速大小与水到河岸的距离有关，河中心水的流速最大，河岸边缘处水的流速最小现假设河的宽度为120 m，河中心水的流速大小为4 m/s，船在静水中的速度大小为3 m/s，要使船以最短时间渡河，则（ ）A船渡河的最短时间是24 sB在行驶过程中，船头始终与河岸垂直C船在河水中航行的轨迹是一条直线D船在河水中的最大速度为5 m/s8一小船在静水中的速度为3 m/s，它在一条宽150 m、水流速度为4 m/s的河流中渡河，则该小船（ ）A能到达正对岸 B渡河的时间可能少于50 sC以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为200 mD以最短位移渡河时，位移大小为150 m9有一个质量为2 kg的质点在xy平面上运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（ ）A质点所受的合力为3 NB质点的初速度为3 m/sC质点做匀变速直线运动D质点初速度的方向与合力的方向垂直10(多选)如图所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A，小车下装有吊着物体B的吊钩，在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向做匀速直线运动的同时，吊钩将物体B向上吊起，A、B之间的距离以dH2t2(SI)(SI表示国际单位制，式中H为吊臂离地面的高度)规律变化，则物体做（ ）A速度大小不变的曲线运动B速度大小增加的曲线运动C加速度大小、方向均不变的曲线运动D加速度大小、方向均变化的曲线运动11.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（ ）Avsin B. Cvcos D.12如图所示，一根长直轻杆AB在墙角沿竖直墙和水平地面滑动，当AB杆和墙的夹角为时，杆的A端沿墙下滑的速度大小为v1，B端沿地面的速度大小为v2.则v1、v2的关系是（ ）Av1v2Bv1v2cosCv1v2tanDv1v2sin13.如图所示，物体A、B经无摩擦的定滑轮用细线连在一起，A物体受水平向右的力F的作用，此时B匀速下降，A水平向左运动，可知（ ）A.物体A做匀速运动B.物体A做加速运动C.物体A所受摩擦力逐渐增大D.物体A所受摩擦力逐渐减小14小船在200 m宽的河中横渡，水流速度为2 m/s，船在静水中的航速是4 m/s，求：(1)当小船的船头始终正对对岸时，它将在何时、何处到达对岸？ (2)要使小船到达正对岸，应如何行驶？历时多长？15某直升机空投物资时，可以停留在空中不动，设投出的物资离开飞机后由于降落伞的作用在空中能匀速下落，无风时落地速度为5 m/s.若飞机停留在离地面100 m高处空投物资，由于风的作用，使降落伞和物资以1 m/s的速度匀速水平向北运动，求：(1)物资在空中运动的时间；(2)物资落地时速度的大小；(3)物资在下落过程中水平方向移动的距离