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高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第一章 抛体运动第二节 运动的合成与分解授课ppt课件
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这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第一章 抛体运动第二节 运动的合成与分解授课ppt课件，共45页。PPT课件主要包含了学习目标，知识导图，预习新知，运动的合成与分解方法，课堂探究，小船渡河问题，关联速度问题等内容，欢迎下载使用。
1．理解什么是合运动，什么是分运动．2．知道运动的独立性．3．掌握运动的合成与分解的方法．会分析小船过河模型和关联物体的速度分解
运动的分析1.如图所示，用小锤击打弹性金属片，使球沿水平方向飞出.球从抛出点A沿曲线路径运动到落地点D.从运动的效果来看，这一过程可以分解为两个同时进行的分运动，一个是在水平方向上从点A到点B的直线运动，另一个是在竖直方向上从点A到点C的直线运动.实际发生的运动可以看成上述两个分运动合成的结果.
2.在竖直和水平两个方向上的分运动互不影响，具有独立性.
位移和速度的合成与分解1.和力的合成与分解类似，位移的合成与分解同样遵循平行四边形法则，如图甲所示.由位移、时间和速度的关系可知，速度的合成与分解也同样遵循平行四边形法则，如图乙所示.
2.可以应用运动合成与分解的方法，通过位移和速度的合成与分解，把复杂运动转化为简单运动进行研究.
练一练：1.关于运动的独立性，下列说法正确的是（ ）A.运动是独立的，是不可分解的B.物体同时参与的几个分运动是互不干扰、互不影响的C.合运动和分运动是各自独立的，是没有关系的D.各分运动是各自独立的，是不能合成的
解析：运动的独立性是指一个物体同时参与的几个分运动是各自独立、互不影响的，故只有选项B正确.答案：B
2.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
解析：位移是矢量，其运算满足平行四边形法则，A正确；合运动的位移可大于分位移，也可小于分位移，还可等于分位移，B错误；同理可知C错误；合运动和分运动具有等时性，D错误.答案：A
1.合运动与分运动的关系.
2.运动的合成与分解的方法.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，由于它们都是矢量，合成与分解遵循平行四边形定则.（1）如果两个分运动都在同一条直线上，需选取正方向，与正方向同向的量取“＋”，与正方向反向的量取“－”，则矢量运算简化为代数运算.
（2）如果两个分运动互成角度，则遵循平行四边形定则，如图所示.
（3）两个相互垂直的分运动的合成：如果两个分运动都是直线运动，且互成角度为90°，其分位移为s1、s2，分速度为v1、v2，分加速度为a1、a2，则其合位移s、合速度v和合加速度a，可以运用解直角三角形的方法求得，如图所示.
【典例1】 一物体在光滑水平面上运动，它在x轴方向和y轴方向上的两个分运动的速度—时间图像如图所示.（计算结果可保留根号）（1）判断物体的运动性质；（2）计算t＝4.5 s时物体的速度大小；（3）计算物体在前6 s内的位移大小.
判断合运动性质的方法 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a恒定，物体做匀变速运动；若a变化，物体做变加速运动.2.判断轨迹曲直：若a与v0共线，则做直线运动；若a与v0不共线，则做曲线运动.
2.如图甲所示，竖直放置、两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个能在水中以0.3 m/s的速度匀速上浮的红蜡块.若红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，测得红蜡块实际运动的方向与水平方向的夹角为37°，则：（sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8）
（1）根据题意可知玻璃管水平方向的移动速度为 m/s.（2）如图乙所示，若红蜡块从A点匀速上浮的同时，使玻璃管水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图中的 .A.直线P B.曲线QC.曲线R D.无法确定
答案：（1）0.4 （2）B
（2）红蜡块在竖直方向做匀速运动，在水平方向做匀加速直线运动，则红蜡块所受的合力方向水平向右，合速度方向与合力方向不共线，红蜡块做曲线运动；因为合力的方向指向轨迹的凹侧，可知红蜡块实际运动的轨迹是图中的曲线Q.
1.小船参与的两个分运动：小船在河流中实际的运动（站在岸上的观察者看到的运动）可视为船同时参与了这样两个分运动：（1）船相对水的运动（即船在静水中的运动），它的方向与船身的指向相同；（2）船随水漂流的运动（该速度等于水的流速），它的方向与河岸平行.船在流水中实际的运动（合运动）是上述两个分运动的合成.
②若v水>v船，这时无论船头指向什么方向，都无法使船垂直河岸渡河，即最短位移不可能等于河宽d，寻找最短位移的方法是：如图2所示，按水流速度和船在静水中速度大小的比例，先从出发点A开始做矢量v水，再以v水末端为圆心，v船为半径画圆弧，自出发点A向圆弧做切线为船位移最小时的合运动的方向.
【典例2】 一小船在200 m宽的河中横渡，水流速度是2 m/s，船在静水中的航速是4 m/s，则：（1）小船怎样才能以最短时间渡过河去？需用时多少？（2）小船怎样才能以最短路程渡过河去？需用时多少？核心点拨：（1）当船头的方向与河岸垂直时，渡河时间最短.（2）当合速度的方向与河岸垂直时，渡河路程最短.
3.（多选）一只小船在静水中的速度为4 m/s，要过宽为30 m、水流速度为3 m/s的河流.下列说法中正确的是（ ）A.此船不可能渡过此河B.此船可能垂直到达正对岸C.此船过河的最短时间为6 sD.此船的合速度可能为6 m/s
解析：由题意可知船速大于水速，则船可以垂直到达对岸；小船过河的最短时间等于船头垂直于河岸过河的时间，为7.5 s；小船过河的合速度v合满足1 m/s
（2）确定两个分速度的方向（沿绳或杆方向的分速度和垂直于绳或杆方向的分速度）.（3）按平行四边形定则将合速度进行分解，画出速度分解图.（4）根据三角形的边角关系解三角形，得到分速度大小.
【典例3】 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θ时，杆的A端沿墙下滑的速度大小为v1，B端沿地面滑动的速度大小为v2，则v1、v2的关系是（ ）
A.v1＝v2 B.v1＝v2cs θC.v1＝v2tan θ D.v1＝v2sin θ
解析：如图所示，将杆的A端的速度沿杆的方向和垂直于杆的方向进行分解可得，沿杆方向的分速度为v1∥＝v1cs θ，将杆的B端的速度沿杆的方向和垂直于杆的方向进行分解可得，沿杆方向的分速度v2∥＝v2sin θ.由于v1∥＝v2∥，解得v1＝v2tan θ.故C正确，A、B、D错误.
关于绳端或杆端速度分解的思路：1.确定合运动方向.2.分析合运动效果.3.沿绳或杆和垂直于绳或杆方向分解.4.沿绳或杆方向的分速度大小相等，列方程求解.
1．理解什么是合运动，什么是分运动．2．知道运动的独立性．3．掌握运动的合成与分解的方法．会分析小船过河模型和关联物体的速度分解
运动的分析1.如图所示，用小锤击打弹性金属片，使球沿水平方向飞出.球从抛出点A沿曲线路径运动到落地点D.从运动的效果来看，这一过程可以分解为两个同时进行的分运动，一个是在水平方向上从点A到点B的直线运动，另一个是在竖直方向上从点A到点C的直线运动.实际发生的运动可以看成上述两个分运动合成的结果.
2.在竖直和水平两个方向上的分运动互不影响，具有独立性.
位移和速度的合成与分解1.和力的合成与分解类似，位移的合成与分解同样遵循平行四边形法则，如图甲所示.由位移、时间和速度的关系可知，速度的合成与分解也同样遵循平行四边形法则，如图乙所示.
2.可以应用运动合成与分解的方法，通过位移和速度的合成与分解，把复杂运动转化为简单运动进行研究.
练一练：1.关于运动的独立性，下列说法正确的是（ ）A.运动是独立的，是不可分解的B.物体同时参与的几个分运动是互不干扰、互不影响的C.合运动和分运动是各自独立的，是没有关系的D.各分运动是各自独立的，是不能合成的
解析：运动的独立性是指一个物体同时参与的几个分运动是各自独立、互不影响的，故只有选项B正确.答案：B
2.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
解析：位移是矢量，其运算满足平行四边形法则，A正确；合运动的位移可大于分位移，也可小于分位移，还可等于分位移，B错误；同理可知C错误；合运动和分运动具有等时性，D错误.答案：A
1.合运动与分运动的关系.
2.运动的合成与分解的方法.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，由于它们都是矢量，合成与分解遵循平行四边形定则.（1）如果两个分运动都在同一条直线上，需选取正方向，与正方向同向的量取“＋”，与正方向反向的量取“－”，则矢量运算简化为代数运算.
（2）如果两个分运动互成角度，则遵循平行四边形定则，如图所示.
（3）两个相互垂直的分运动的合成：如果两个分运动都是直线运动，且互成角度为90°，其分位移为s1、s2，分速度为v1、v2，分加速度为a1、a2，则其合位移s、合速度v和合加速度a，可以运用解直角三角形的方法求得，如图所示.
【典例1】 一物体在光滑水平面上运动，它在x轴方向和y轴方向上的两个分运动的速度—时间图像如图所示.（计算结果可保留根号）（1）判断物体的运动性质；（2）计算t＝4.5 s时物体的速度大小；（3）计算物体在前6 s内的位移大小.
判断合运动性质的方法 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a恒定，物体做匀变速运动；若a变化，物体做变加速运动.2.判断轨迹曲直：若a与v0共线，则做直线运动；若a与v0不共线，则做曲线运动.
2.如图甲所示，竖直放置、两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个能在水中以0.3 m/s的速度匀速上浮的红蜡块.若红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，测得红蜡块实际运动的方向与水平方向的夹角为37°，则：（sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8）
（1）根据题意可知玻璃管水平方向的移动速度为 m/s.（2）如图乙所示，若红蜡块从A点匀速上浮的同时，使玻璃管水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图中的 .A.直线P B.曲线QC.曲线R D.无法确定
答案：（1）0.4 （2）B
（2）红蜡块在竖直方向做匀速运动，在水平方向做匀加速直线运动，则红蜡块所受的合力方向水平向右，合速度方向与合力方向不共线，红蜡块做曲线运动；因为合力的方向指向轨迹的凹侧，可知红蜡块实际运动的轨迹是图中的曲线Q.
1.小船参与的两个分运动：小船在河流中实际的运动（站在岸上的观察者看到的运动）可视为船同时参与了这样两个分运动：（1）船相对水的运动（即船在静水中的运动），它的方向与船身的指向相同；（2）船随水漂流的运动（该速度等于水的流速），它的方向与河岸平行.船在流水中实际的运动（合运动）是上述两个分运动的合成.
②若v水>v船，这时无论船头指向什么方向，都无法使船垂直河岸渡河，即最短位移不可能等于河宽d，寻找最短位移的方法是：如图2所示，按水流速度和船在静水中速度大小的比例，先从出发点A开始做矢量v水，再以v水末端为圆心，v船为半径画圆弧，自出发点A向圆弧做切线为船位移最小时的合运动的方向.
【典例2】 一小船在200 m宽的河中横渡，水流速度是2 m/s，船在静水中的航速是4 m/s，则：（1）小船怎样才能以最短时间渡过河去？需用时多少？（2）小船怎样才能以最短路程渡过河去？需用时多少？核心点拨：（1）当船头的方向与河岸垂直时，渡河时间最短.（2）当合速度的方向与河岸垂直时，渡河路程最短.
3.（多选）一只小船在静水中的速度为4 m/s，要过宽为30 m、水流速度为3 m/s的河流.下列说法中正确的是（ ）A.此船不可能渡过此河B.此船可能垂直到达正对岸C.此船过河的最短时间为6 sD.此船的合速度可能为6 m/s
解析：由题意可知船速大于水速，则船可以垂直到达对岸；小船过河的最短时间等于船头垂直于河岸过河的时间，为7.5 s；小船过河的合速度v合满足1 m/s
（2）确定两个分速度的方向（沿绳或杆方向的分速度和垂直于绳或杆方向的分速度）.（3）按平行四边形定则将合速度进行分解，画出速度分解图.（4）根据三角形的边角关系解三角形，得到分速度大小.
【典例3】 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θ时，杆的A端沿墙下滑的速度大小为v1，B端沿地面滑动的速度大小为v2，则v1、v2的关系是（ ）
A.v1＝v2 B.v1＝v2cs θC.v1＝v2tan θ D.v1＝v2sin θ
解析：如图所示，将杆的A端的速度沿杆的方向和垂直于杆的方向进行分解可得，沿杆方向的分速度为v1∥＝v1cs θ，将杆的B端的速度沿杆的方向和垂直于杆的方向进行分解可得，沿杆方向的分速度v2∥＝v2sin θ.由于v1∥＝v2∥，解得v1＝v2tan θ.故C正确，A、B、D错误.
关于绳端或杆端速度分解的思路：1.确定合运动方向.2.分析合运动效果.3.沿绳或杆和垂直于绳或杆方向分解.4.沿绳或杆方向的分速度大小相等，列方程求解.
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