高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 运动的合成与分解学案

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 运动的合成与分解学案，共4页。学案主要包含了一个平面运动的实例，运动的合成与分解等内容，欢迎下载使用。

一、一个平面运动的实例
【思考】
北斗卫星导航系统,要想对航行中的轮船进行定位,需要知道轮船所在位置的经度和纬度。
物体在同一平面内做曲线运动的位移如何表示呢?
提示:可用平面直角坐标系的坐标表示。
1.建立坐标系:研究物体运动时,_______的选取很重要。
(1)对于直线运动,应沿着直线建立_____坐标系。
(2)研究物体在平面内的运动时,可以选择_________坐标系。
2.蜡块的运动轨迹:
(1)蜡块的位置:从蜡块开始运动的时刻计时,在t时刻,蜡块的位置P可以用它的x、y两个坐标表示:_____,y=___。
(2)蜡块的速度:大小为____________,速度的方向满足________。
(3)蜡块的运动轨迹:_________,是一条过___________。
二、运动的合成与分解
【思考】
问题1:蜡块的合位移与分位移有什么关系?
问题2:蜡块的合速度与分速度有什么关系?
提示:(1)蜡块的合位移与分位移满足平行四边形定则,两者是等效替代关系。
(2)蜡块的合速度与分速度满足平行四边形定则,两者是等效替代关系。
1.分运动的内涵:蜡块沿玻璃管向上的运动和它随玻璃管向右的运动。
2.合运动的内涵:蜡块相对于_______向右上方的运动。
一 运动的合成与分解
1.内涵:
(1)合运动与分运动:如果物体同时参与了几个运动,那么物体实际发生的运动就是合运动,参与的几个运动就是分运动。
(2)运动的合成与分解:已知分运动求合运动,叫运动的合成;已知合运动求分运动,叫运动的分解。
2.运动的合成与分解的运算法则:合成与分解的内容是位移、速度、加速度的合成与分解,这些量都是矢量,遵循的是平行四边形定则。
3.合运动与分运动的关系:
4.确定合运动性质的方法:
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,确定合运动的合初速度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。
【思考·讨论】
情境:一艘货船需要通过水流恒定的河流将货物运送到正对岸。
讨论:
(1)如果你是船长,你会选择船头正对河岸的方向渡河吗?为什么?(物理观念)
提示:不会,因为在货船渡河时,也会随水流向下游方向运动,无法到达正对岸。
(2)渡河时,这艘货船将要参与几个方向的运动?你会如何确定开船的方向?(科学思维)
提示:货船将参与垂直河岸和沿河岸两个方向的运动;为了保证能够到达正对岸,可以让船头偏向上游适当的角度,以使货船的合运动方向垂直河岸。
【典例示范】
某校进行教学实施改造,在教室安装了可以左右滑动的黑板,如图所示。一位老师用粉笔在其中某块可移动的黑板上画直线,若粉笔相对于黑板从静止开始向上匀加速滑动,同时黑板以某一速度水平向左匀速运动,则粉笔画出的轨迹可能为下列中的( )
【母题追问】
1.在【典例示范】中如何确定粉笔相对地面的实际运动方向?
【解析】粉笔相对于黑板向上运动,同时随黑板向右运动,其实际运动方向可以根据平行四边形定则确定。
答案:见解析
2.关于粉笔在【典例示范】中的运动轨迹,为什么不同的人认为运动轨迹不同?
【解析】由于选择的参考系不同,不同的人观察到的运动轨迹不同。
答案:见解析
【补偿训练】
关于合运动和分运动,下列说法正确的是( )
A.合运动的速度一定比分运动的速度大
B.合运动的位移一定比分运动的位移大
C.合运动的时间等于分运动的时间
D.两个直线运动的合运动一定是直线运动
【解析】选C。速度的合成与位移的合成都遵循平行四边形定则,对角线的长度不一定比平行四边形边长长,即合运动的速度不一定比分运动的速度大,合运动的位移不一定比分运动的位移大,故A、B错误;根据运动合成与分解的性质可知合运动与两个分运动之间具有等时性,故C正确;分运动是直线运动,合运动不一定是直线运动,故D错误。
二 运动的合成与分解的应用
1.确定物体的合运动(实际发生的运动)与分运动。
2.画出矢量(速度、位移或加速度)合成或分解的平行四边形。
3.应用运动学公式分析同一运动(合运动或某一分运动)中的位移、速度、加速度等物理量之间的关系,应用几何知识分析合矢量与分矢量之间的关系。
【思考·讨论】
一艘炮舰正在沿河岸自西向东航行,在炮舰上射击北岸的敌方目标。
要想击中目标,射击方向应直接对准目标,还是应该偏东或是偏西一些?(科学思维)
【素养训练】
1.水滴自高处由静止开始下落,至落地前的过程中遇到水平方向吹来的风,则( )
A.风速越大,水滴下落的时间越长
B.风速越大,水滴落地时的瞬时速度越小
C.水滴着地时的瞬时速度与风速无关
D.水滴下落的时间与风速无关
2.质量为m=2 kg的物体(可视为质点)静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点处,先用沿x轴正方向的力F1=8 N作用2 s,然后撤去F1;再用沿y轴正方向的力F2=10 N作用2 s。则物体在这4 s内的轨迹为 ( )
3.如图所示,在灭火抢险的过程中,消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业。为了节省救援时间,在消防车前进的过程中,人同时相对梯子(与消防车的夹角固定不变)匀速向上运动。从地面上来看消防队员的运动,下列说法正确的是( )
A.当消防车匀速前进时,消防队员一定做曲线运动
B.当消防车匀速前进时,消防队员一定做直线运动
C.当消防车匀加速前进时,消防队员一定做匀速直线运动
D.当消防车匀加速前进时,消防队员一定做匀加速直线运动