物理必修 第二册第一章 抛体运动第二节 运动的合成与分解授课课件ppt

这是一份物理必修 第二册第一章 抛体运动第二节 运动的合成与分解授课课件ppt，共55页。PPT课件主要包含了课前·自主预习，运动的分析，等效替代法，自由落体，独立性，合运动，分运动，平行四边形，课堂·重难探究，小船渡河问题等内容，欢迎下载使用。

1．实验装置和步骤如图所示，用小锤击打弹性金属片，使球1沿水平方向飞出，完全相同的球2被同时松开做自由落体运动，比较两球是否同时落地．改变小锤击打金属片的作用力大小，使球1沿水平方向飞出的初速度大小发生变化．重复上述实验，以球2为参照物，比较球1和球2是否还是同时落地．
2．实验结论(1)类比力的合成与分解的原理．从运动效果来看，球1的运动可以视作水平方向和竖直方向两个不同方向的运动，这种物理方法称作______________．(2)无论球1以多大的水平初速度飞出，在竖直方向上，球1都是做________运动，这说明球1在两个方向上的运动具有__________．
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做匀速直线移动，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：由已知的________求____________的过程．(2)运动的分解：由已知的__________求________的过程．
位移和速度的合成与分解
3．运动合成和分解遵从的法则不在同一直线上，按照____________法则进行合成与分解，如图所示．
分运动能独立于合运动而单独存在吗？【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．
如图所示，下雪天，两个同学并肩行走在回校路上，他们观察风中飘落的雪花，若雪花竖直下落的速度为v1，水平方向的风速为v2，那么雪花的合速度怎样确定？
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．
互成角度两直线运动合运动的性质
2．运动的合成与分解(1)运动的合成与分解法则：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法则．(2)运动的合成与分解的方法：在遵循平行四边形法则的前提下，灵活采用作图法和解析法，可以借鉴力的合成与分解的知识，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．
4．合运动与分运动的关系
例1　如图所示，AB和CD是彼此平行且笔直的河岸．若河水不流动，小船船头垂直河岸由A点匀速驶向对岸，小船的运动轨迹为直线p.若河水以稳定的速度沿平行河岸方向流动，且水流速度处处相等．现使小船船头垂直河岸由A点匀加速驶向对岸，则小船实际运动的轨迹可能是图中的(　　)A．直线p　　B．曲线qC．直线r　　D．曲线s
【答案】D　【解析】小船沿AC方向做匀加速直线运动，沿AB方向做匀速直线运动，AB方向的匀速直线运动和AC方向的匀加速直线运动的合运动为曲线运动，合外力沿AC方向指向曲线运动轨迹的凹侧，故D正确．
变式1　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.
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)利用平行四边形法则、三角形法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．
1．小船渡河问题分析思路
2．小船渡河问题的常考模型
例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.问：(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)若水流速度为5 m/s，船在静水中的速度为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？(sin 53°＝0.8，cs 53°＝0.6，结果取整数)
【答案】(1)50 s，在正对岸下游100 m处靠岸(2)船头与上游河岸成60°角　 s　(3)50 s　(4)船头与上游河岸的夹角为53°　267 m【解析】(1)小船渡河过程参与了两个分运动，即船随水流的运动和船在静水中的运动．因为分运动之间具有独立性和等时性，故小船渡河时间等于它垂直河岸方向上的分运动的时间，即小船沿水流方向的位移s水＝v水t⊥＝2×50 m＝100 m，即船将在正对岸下游100 m处靠岸．
变式2　一条两岸平行的小河宽度为60 m，水流速度为4 m/s.某小船在静水中的速度为3 m/s，要渡过该河，下列说法正确的是(　　)A．因为船速小于水速，所以小船不能渡过此河B．渡河时船头指向上游适当角度时小船可以行驶到正对岸C．小船渡河的最短时间为20 sD．小船渡河的最小位移为60 m【答案】C　
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．关联速度问题的核心特点绳(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．
例3　如图所示，在水平地面上做匀速直线运动的汽车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体A，若汽车和被吊物体在同一时刻的速度分别为v1和v2，则下面说法正确的是(　　)A．物体做匀速运动，且v2＝v1B．物体做加速运动，且v2＞v1C．物体做加速运动，且v2＜v1D．物体做减速运动，且v2＜v1【答案】C　
【解析】汽车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳方向的两个运动，设两段绳子夹角为θ，由几何关系可得v2＝v1cs θ，所以v1＞v2，而θ逐渐变小，故v2逐渐变大，物体有向上的加速度，是加速运动，C正确，A、B、D错误．
例4　如图所示，一刚性直杆一端可绕固定转轴O无摩擦转动，另一端A点靠在物块上，当直杆与水平方向的夹角为θ时，物块向左运动的速率为v，直杆端点A的速度为(　　)【答案】A　
1．(多选)下列关于曲线运动的说法正确的是(　　)A．速率不变的曲线运动是没有加速度的B．曲线运动速度大小不一定变化C．曲线运动的加速度一定是变化的D．曲线运动速度方向一定变化【答案】BD　
【解析】做曲线运动的物体，速度方向一直在变，所以有加速度，故A错误，D正确；曲线运动的速度方向一直在变，但速度大小不一定变化，故B正确；曲线运动加速度不一定是变化的，比如匀变速曲线运动，加速度不变，故C错误．
2．物体受到几个恒力的作用处于平衡状态，若再对物体施加一个恒力，则物体可能(　　)A．静止　　　　B．做匀速直线运动C．做变加速曲线运动　　　D．做匀变速曲线运动【答案】D　
【解析】物体受几个恒力的作用而处于平衡状态，相当于不受力，速度可能为零，也可能为某个确定的值．若对物体再施加一个恒力，力不为零，不可能保持静止或匀速直线运动，故A、B错误；如果速度与合力不共线，物体就做曲线运动，由于合力是恒力，加速度恒定不变，故可能是匀变速曲线运动，故C错误，D正确．
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①　　B．方向②C．方向③　　D．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．如图所示，竖直放置并装满水的玻璃管中有一红蜡块在匀速上升时，使玻璃管水平向右做初速度为零的匀加速直线运动．以玻璃管开始运动时，红蜡块所在位置为原点O，以水平向右和竖直向上分别为x轴和y轴的正方向，建立平面直角坐标系，则红蜡块的轨迹可能为(　　)
A B C D
【答案】C　【解析】蜡块的加速度向右，与速度不在同一条直线上，所以蜡块做曲线运动，因为合力向右，所以轨迹向右弯曲．
5．(多选)如图所示，将一白纸固定在水平木板上，白纸上再固定一把刻度尺．直角三角板一直角边紧贴在刻度尺上方，若使三角板沿刻度尺向右匀速运动的同时，一支铅笔沿三角板另一直角边向上做匀速直线运动，笔尖在白纸上留下了痕迹．下列说法正确的是(　　)