高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 运动的合成与分解图文课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 运动的合成与分解图文课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了一个平面运动的实例，水平向右，竖直向上，vxt，vyt，运动的合成与分解，合运动，分运动，平行四边形，答案C等内容，欢迎下载使用。
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1．实验装置和步骤(1)在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水，水中放一个蜡块做的小圆柱体R，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧(图甲)．
(2)将玻璃管倒置(图乙)，蜡块沿玻璃管匀速上升．(3)将玻璃管上下颠倒，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，以黑板为参照物观察蜡块的运动(图丙)．注意：蜡块相对于黑板的运动为合运动，蜡块沿玻璃管匀速上升和沿水平方向向右匀速移动为两个分运动.
2.蜡块的位置、轨迹和速度(1)蜡块的位置．①坐标系的建立：以运动____________时蜡块的位置为原点，以____________的方向为x轴的正方向，以____________的方向为y轴的正方向．②位置坐标：将玻璃管向右匀速移动的速度设为vx，蜡块沿玻璃管匀速上升的速度设为vy，vx、vy都不随时间变化，是常量．在时刻t，蜡块的位置可用它的两个坐标x、y表示：x＝________，y＝________.
(2)蜡块运动的轨迹．①轨迹方程：y＝____________.②几何性质：蜡块相对于黑板的运动轨迹是___________．(3)蜡块的速度．①大小：v＝______________②方向：v与x轴正方向的夹角为θ，则tan θ＝________.
如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度(　　)A．大小和方向均不变B．大小不变，方向改变C．大小改变，方向不变D．大小和方向均改变
【答案】A【解析】橡皮参与了两个分运动，一个是沿水平方向与铅笔速度相同的匀速直线运动，另一个是沿竖直方向与铅笔移动速度大小相等的匀速直线运动，这两个直线运动的合运动是斜向上的匀速直线运动，故A正确．
1．合运动与分运动如果一个物体同时参与________运动，那么物体实际发生的运动就叫作那几个运动的_______.那几个运动就叫作这个实际运动的_______.2．运动的合成与分解的定义(1)运动的合成：由________求______的过程．(2)运动的分解：由________求______的过程．
3．运动合成与分解遵从的法则不在同一直线上，按照____________定则进行合成或分解，如图所示．
【答案】不能．分运动和合运动都是描述同一个物体的运动，不能独立于这个物体的运动而存在．分运动是从不同角度看；合运动是从整体角度看．
分运动能独立于合运动而单独存在吗？　
受风的影响，跳伞运动员实际速度由竖直向下的速度v1和水平方向的速度v2合成，如图所示．某时刻v1＝3 m/s、v2＝4 m/s，其实际速度v的大小是(　　)A．1 m/sB．3 m/sC．5 m/sD．7 m/s 【答案】C
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如图所示，在一张白纸上放置一根直尺，沿直尺的边缘放置一块直角三角板．将三角板沿直尺水平向右匀速移动，同时将一支铅笔从三角板直角边的最下端沿直角边向上移动，思考以下问题．
互成角度的两直线运动合运动的性质
问题(1)若铅笔向上匀速移动，则笔尖在纸上留下的痕迹是直线还是曲线？说明了什么问题？(2)若铅笔向上匀加速移动，则笔尖在纸上留下的痕迹是直线还是曲线？说明了什么问题？【答案】(1)直线．说明两个匀速直线运动的合运动仍是匀速直线运动．(2)曲线．说明不在同一直线上的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动的轨迹不是直线，而是曲线．
探究总结1．合运动与分运动如果物体同时参与了几个运动，物体实际发生的运动就是合运动，参与的那几个运动就是分运动．2．运动的合成与分解(1)运动的合成与分解的法则：合成和分解的对象是位移、速度、加速度，这些量都是矢量，遵循的法则是平行四边形定则．(2)运动的合成与分解的方法：在遵循平行四边形定则的前提下，灵活采用作图法解析法，可以借鉴力的合成和分解的知识，具体问题具体分析．
3．互成角度的两个直线运动的合运动性质和轨迹的判断
[特别提醒]两个直线运动的合运动不一定是直线运动，最终判断的方法是看合速度方向与合加速度的方向是否在同一条直线上．运动轨迹的凹面总量指向合加速度的方向．
4.合运动与分运动的关系
精练1　(2021年阆中名校期中)在光滑的水平面上建立xOy平面直角坐标系，一质点在水平面上从坐标原点开始运动，沿x方向和y方向的xt图像和vyt图像分别如图甲、乙所示，则0～4 s内(　　)
变式1　在学习运动的合成与分解时我们做过如图所示的实验．在长80～100 cm一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个用红蜡做成的小圆柱体(小圆柱体恰能在管中匀速上浮)，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧．然后将玻璃管竖直倒置，在红蜡块匀速上浮的同时使玻璃管紧贴黑板面在水平方向上匀加速移动，你正对黑板面将看到红蜡块相对于黑板面的移动轨迹可能是下列选项中的 (　　)
【答案】C【解析】由于红蜡块匀速上浮，物体在竖直方向做匀速直线运动，而在红蜡块匀速上浮的同时，玻璃管紧贴黑板面在水平方向上匀加速移动，则红蜡块在水平方向上速度越来越大，合速度方向应逐渐向右偏，红蜡块相对于黑板面的移动轨迹可能是选项C.
变式2　如图所示，在某次演习中，演习直升机空投物资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，无风时落地速率为5 m/s.若飞机停留在离地面100 m高处空投物资，由于水平风的作用，使降落伞和物资获得1 m/s的水平方向的速度．求：(结果可保留根式)
(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．
运动合成与分解问题的解题思路(1)确定运动方向(实际运动方向)．(2)分析合运动的运动效果．(3)依据合运动的实际效果确定分运动的方向．(4)利用平行四边形定则、三角形定则或正交分解法作图，将合运动的速度、位移、加速度分解到分运动的方向上．
小船(小船视为质点)在有一定流速的水中渡河时，参与两个方向的分运动，即随水流的运动(水流的速度v水)和小船相对水的运动(即小船在静水中的速度v船)，小船的实际运动是合运动(小船的实际速度v合)．
问题(1)若v船>v水，要使小船垂直于河岸过河(过河位移最短)，应将船头偏向上游，如图所示，此时过河时间怎样计算？
(2)若v船>v水，要使小船过河的时间最短，小船应怎样行驶？最短时间是多少？小船最终到达对岸的什么位置？
探究总结1．小船渡河问题分析思路
2．小船渡河问题的常考模型
精练2　小船要渡过200 m宽的河，水流速度为2 m/s，船在静水中的速度为4 m/s，求：(1)若小船的船头始终正对对岸，它将在何时、何处到达对岸？(2)要使小船到达正对岸，应如何航行？历时多久？(3)小船渡河的最短时间为多少？(4)若水流速度是5 m/s，船在静水中的速度是3 m/s，则怎样渡河才能使船驶向下游的距离最小？最小距离是多少？(结果取整数)
变式3　(2021年浙江名校期中)如图所示为长江一段平行江道，一轮船以相对于水恒定的速率渡江，水匀速流动(假设整个江道水流速度相同)．当水流速度变大时，下列说法正确的是(　　)A．若船头始终垂直指向江岸方向，则轮船行驶位移变大，过江时间变短B．若船头始终垂直指向江岸方向，则轮船行驶位移不变，过江时间不变
C．若保证轮船航行轨迹垂直江岸，则轮船行驶位移不变，过江时间变长D．若保证轮船航行轨迹垂直江岸，则轮船行驶位移不变，过江时间不变
科学思维——“关联”速度的分解1.“关联”速度在运动过程中，绳、杆等有长度的物体，其两端点的速度可能是不一样的，但两端点的速度是有关联的，我们称之为“关联”速度．2．关联速度问题核心特点绳(杆)物关联问题：两物体通过绳(杆)相牵连，当两物体都发生运动时，两物体的速度往往不相等，但因绳(杆)的长度是不变的，因此两物体的速度沿绳(杆)方向的分速度大小是相等的．
3．思路及常见模型(1)分析思路．
专练　图中套在竖直细杆上的环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连．由于B的质量较大，故在释放B后，A将沿杆上升，当A环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时，其上升速度v1≠0，若这时B的速度为v2，则(　　)A．v2＝v1B．v2>v1C．v2≠0D．v2＝0【答案】D
【解析】环上升过程的速度v1可分解为两个分速度v∥和v⊥，如图所示，其中v∥为沿绳方向的速度，其大小等于重物B的速度v2；v⊥为绕定滑轮转动的速度．关系式为v2＝v1cs θ，θ为v1与v∥间的夹角．当A上升至与定滑轮的连线处于水平位置时，θ＝90°，cs θ＝0，即此时v2＝0，D项正确．
课堂小练 | 素养达成
1.(2021年杭州期中)如图所示，红蜡块能在竖直放置并装满水的玻璃管中匀速上升，若红蜡块从A点开始，沿玻璃管匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做直线运动且玻璃管到CD处时红蜡块恰在D点，则下列说法不正确的是(　　)A．若玻璃管匀速运动，则蜡块的轨迹为直线PB．若玻璃管匀加速运动，则蜡块的轨迹可能为曲线RC．若玻璃管匀加速运动，则蜡块的轨迹可能为曲线QD．若玻璃管匀减速运动，则蜡块的轨迹可能为曲线R【答案】B
【解析】若玻璃管匀速运动，两分运动均为匀速直线运动，合运动为匀速直线运动，故蜡块的轨迹为直线P，故A正确；若玻璃管匀加速运动，合力的方向水平向右，轨迹会向受力方向弯曲，故蜡块的轨迹可能为曲线Q，故B错误，C正确；若玻璃管匀减速运动，合力的方向水平向左，轨迹会向受力方向弯曲，故蜡块的轨迹可能为曲线R，故D正确．
2．(2021年芜湖期中)某小船要渡过一条河，渡河时船头垂直指向河对岸，小船在静水中的速度大小保持不变．若船行至河中间时，水流速度突然增大，则(　　)A．小船渡河时间不变B．小船渡河时间减少C．小船渡河时间增加D．小船到达对岸地点不变【答案】A
【解析】因为分运动具有等时性，所以分析过河时间时，只分析垂直河岸方向的速度即可，渡河时小船船头垂直指向河岸，即静水中的速度方向指向河岸，而其大小不变，因此，小船渡河时间不变，故A正确，B、C错误；当水流速度突然增大时，由矢量合成的平行四边形法则知船的合速度方向与大小均变化，因而小船到达对岸地点变化，故D错误．
3．如图所示，河水的流速保持不变，为使小船由O点沿虚线匀速航行，船头的指向应为图中的(　　)A．方向①B．方向②C．方向③D．方向④
【答案】B【解析】因为水流速度小于静水速度，则合速度与河岸垂直时，渡河航程最短，最短航程等于河的宽度，要使航程最短，则船在静水中速度与河岸有一定的夹角，且偏向上游，由题图可知B正确，A、C、D错误．
4．设“歼-20”质量为m，以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升，若飞机在此过程中水平速度保持不变，同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供，不含重力)．求：(1)若测得飞机在水平方向的位移为L时，它的上升高度为h，求“歼-20”受到的升力大小．(2)当飞机上升到h高度时飞机的速度大小和方向．