高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 运动的合成与分解教学演示ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 运动的合成与分解教学演示ppt课件，共57页。PPT课件主要包含了课前·基础认知，课堂·重难突破，素养·目标定位，随堂训练，素养•目标定位，目标素养，知识概览，二小船渡河问题，答案C等内容，欢迎下载使用。
1.理解什么是合运动、分运动,知道合运动与分运动间的关系。2.知道运动的合成与分解的定义,知道运动的合成与分解遵从平行四边形定则。3.掌握运动的合成与分解的方法,会确定互成角度的两分运动的合运动的运动性质,会分析小船渡河、速度关联等实际问题。
一、一个平面运动的实例蜡块在竖直固定的注满清水的玻璃管中向上运动,可以看到其运动接近于匀速直线运动。蜡块在竖直玻璃管内向上匀速运动的同时,让玻璃管向右做匀速直线运动,则蜡块就参与了竖直方向、水平方向的两个不同的分运动,如图所示,可分析蜡块的位置、蜡块的运动轨迹、蜡块的速度。
1.蜡块的位置。从蜡块开始运动的时刻计时,在时刻t,蜡块的位置P可以用它的x、y两个坐标表示。蜡块沿玻璃管匀速上升的速度设为vy,玻璃管向右移动的速度设为vx,有x=　vxt　,y=　vyt　。 2.蜡块的运动轨迹。
微思考在蜡块运动的描述中,如果只让玻璃管向右移动的速度变大,蜡块的速度如何变?
二、运动的合成与分解1.合运动和分运动:一个物体同时参与两种运动时,这两种运动叫作　分运动　,而物体的实际运动叫作　合运动　。 2.由分运动求合运动的过程,叫作运动的　合成　;由合运动求分运动的过程,叫作运动的　分解　。运动的合成与分解遵从　矢量运算法则　。 
3.运动的合成与分解包括位移、速度、加速度的合成与分解。(1)位移的合成与分解一个物体同时发生两个方向的位移(分位移),它的效果可以用　合位移　来替代;同样,这个物体运动的合位移也可以用两个　分位移　来替代。由分位移求合位移叫作位移的　合成　,由合位移求分位移叫作位移的　分解　。 (2)位移、速度、加速度的合成与分解都遵从矢量运算法则,即　平行四边形　定则。 
微判断1.合运动的位移、速度、加速度等于各分运动的位移、速度、加速度的代数和。(　　)2.合运动的位移、速度、加速度与各分运动的位移、速度、加速度间遵从平行四边形定则。(　　)3.一个物体,同时参与的两个分运动方向必须相互垂直。 (　　)4.合运动的时间一定比分运动的时间长。(　　)
一 合运动与分运动的关系　合运动的性质
重难归纳1.合运动与分运动关系的四个特性。等效性→各分运动的共同效果与合运动的效果相同↓等时性→各分运动与合运动同时发生和结束,经历的时间相等↓独立性→各分运动之间互不相干,彼此独立,互不影响↓同体性→各分运动与合运动是同一物体的运动
2.合运动性质的判断。
提示:以运动员为参考系,气流水平方向上有向正西方向的v1=4 m/s的速度,向正南方向的v2=4 m/s的速度,如图所示,所以合速度为v= m/s,方向为西南方向,即车手感觉到的是东北风。
典例剖析【例1】(多选)在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动,同时人顶着直杆以速度v0沿水平地面匀速移动,经过时间t,猴子沿杆向上移动的高度为h,人顶杆沿水平地面移动的距离为x,如图所示。关于猴子的运动情况,下列说法正确的是(　　)A.相对地面的运动轨迹为直线B.相对地面做匀变速曲线运动C.t时刻猴子相对地面的速度大小为v0+at
答案:BD解析:猴子在水平方向上做匀速直线运动,竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,猴子的实际运动轨迹为曲线,选项A错误;因为猴子运动的加速度恒定,所以相对地面猴子做的是匀变速曲线运动,选项B正确;t时刻猴子相对地面的速度
规律总结 合运动性质的判断流程两个分运动的性质 求出合初速度v0和合加速度a→判断合运动的性质
学以致用1.(多选)关于运动的合成,下列说法正确的是(　　)A.两个直线运动的合运动一定是直线运动B.两个不在一条直线上的匀速直线运动的合运动一定是直线运动C.两个匀加速直线运动的合运动一定是直线运动D.一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动可能仍是匀变速直线运动答案:BD
解析:对于两个匀速直线运动,其加速度均为零,因此,无论这两个分运动在同一直线上,还是互成角度,它们的合运动仍是匀速直线运动,选项B正确;一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动合成,如果这两个分运动在一条直线上,则合运动的加速度与速度也在一条直线上,物体仍做匀变速直线运动,选项D正确;但若这两个分运动互成角度,合运动的加速度方向与合速度方向就不在一条直线上,物体将做曲线运动,故选项A错误;两个匀加速直线运动合成,当合加速度a与合速度v在一条直线上时,物体做直线运动,反之,物体做曲线运动,选项C错误。
重难归纳1.小船参与的两个分运动。(1)船相对水的运动(即船在静水中的运动),它的方向与船头的指向相同。(2)船随水漂流的运动,它的方向与河岸平行。
一艘货船需要通过水流恒定的河流将货物运送到正对岸。(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?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,这艘货船要参与几个方向的运动?你会如何确定开船的方向?提示:货船参与垂直河岸和沿河岸两个方向的运动。为了保证货船能够到达河正对岸,可以让船头偏向上游适当角度行驶,以使货船的合运动方向垂直于河岸。
典例剖析【例2】 一条宽d=200 m的河,水流速度v1=3 m/s,船在静水中的速度v2=5 m/s。问:(1)欲使船渡河时间最短,船应怎样渡河?最短时间是多少?船经过的位移多大?(2)欲使船航行距离最短,船应怎样渡河?渡河时间多长?答案:(1)船头指向对岸　40 s　233 m(2)船头指向上游,与岸所成角的余弦值为 　50 s
误区警示 小船渡河问题注意两点(1)小船渡河时间仅与河宽和船沿垂直于河岸方向上的速度大小有关,与河水流动的速度无关。(2)小船渡河用时最短与位移最短是两种不同的运动情景,时间最短时,位移不是最短。
学以致用2.(多选)一条宽为80 m的河,水流速度为3 m/s,一艘船在静水中的速度为4 m/s,则该小船渡河时(　　)A.小船不能到达正对岸B.以最短位移渡河时,位移大小为80 mC.渡河时间可能少于20 sD.以最短时间渡河时,它沿水流方向位移大小为60 m答案:BD
重难归纳速度关联问题主要是指由绳子、杆一端所连接的物体的运动问题,解决这类问题的方法是运动的合成与分解,关键是分清哪个是合运动,哪个是分运动。1.在求解用绳子或者杆所连接的两个物体的速度关系时,可以按照以下解题思路进行:
三 “绳、杆关联物体”的速度分解问题
(1)找合速度:连接点(包括绳端、杆端或其端点所连接的物体)的实际运动是合运动。注意:沿绳或杆方向的运动一般不是合运动,只有它们与实际运动方向相同时才是合运动。(2)分解运动:将各端点的合速度沿绳或杆的方向及与绳或杆垂直的方向分解。(3)关联:绳(或杆)两端物体沿绳(或杆)方向的速度分量大小相等。
2.常见的模型如图所示。
典例剖析【例3】 如图所示,沿竖直杆以速度v匀速下滑的物体A通过轻质细绳拉光滑水平面上的物体B,细绳与竖直杆间的夹角为θ,则以下说法正确的是(　　)A.物体B向右做匀速运动B.物体B向右做加速运动C.物体B向右做减速运动D.物体B向右做匀加速运动
答案:B解析:将A的实际运动按其运动效果分解,如图所示,使绳伸长的速度v1即为物体B向前运动的速度,根据三角函数关系可知v1=vcs θ,随着θ减小,cs θ增大,则v1增大,所以物体B做加速运动,但不是匀加速运动,选项B正确。
规律总结 速度关联问题的解题原则是把物体的实际速度分解为垂直于绳(或杆)和平行于绳(或杆)两个分量,根据绳(或杆)两端物体沿绳(或杆)方向的分速度大小相等求解。
答案:D解析:设物体B的运动速度为vB,速度分解如图甲所示,
1.对于两个分运动的合运动,下列说法正确的是(　　)A.合运动的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某一个分运动的速度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答案:C
解析:根据平行四边形定则知,邻边表示两个分运动的速度,合运动的速度的大小和方向可由对角线表示,由几何关系知,两邻边和对角线的长短关系因两邻边的夹角不同而不同,当两邻边长短不变,而夹角改变时,对角线的长短也将发生改变,即合速度也将变化,选项A、B、D错误,C正确。
2.(多选)关于运动的合成,下列说法正确的是(　　)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答案:BC
解析:两个匀速直线运动的合成,就是其速度的合成,其合速度是确定的,等于两个分速度的矢量和,加速度为零,即合力为零,故合运动一定是匀速直线运动,选项C正确;两个分运动的合加速度的方向与合速度的方向不一定在同一直线上,既有可能做曲线运动,也有可能做直线运动,不是“一定”,而是“可能”,故选项A、D错误,B正确。
3.(多选)跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,如图所示,当运动员从直升机上由静止跳下后,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无关D.运动员着地速度与风力无关
答案:BC解析:根据运动的独立性原理,水平方向吹来的风不会影响竖直方向的运动,选项A错误,C正确;根据速度的合成,落地时速度v= ,风速越大,vx越大,则降落伞落地时速度越大,选项B正确,D错误。
4.如图所示,中间有孔的物块A套在光滑的竖直杆上,通过滑轮用不可伸长的轻绳将物体拉着匀速向上运动。则关于拉力F及拉力作用点的移动速度v,下列说法正确的是(　　)A.F不变、v不变B.F增大、v不变C.F增大、v增大D.F增大、v减小答案:D
解析:设绳子与竖直方向上的夹角为θ,因为A做匀速直线运动,在竖直方向上合力为零,有Fcs θ=mg,因为θ增大,则F增大。物体A沿绳子方向上的分速度v=v物cs θ,因为θ增大,则v减小,选项D正确。
6.在一次漂流探险中,探险者驾驶摩托艇想上岸休息,江岸是平直的,江水沿江向下流速为v,摩托艇在静水中航速为u,探险者离岸最近点O的距离为d。如果探险者想在最短的时间内靠岸,则摩托艇登陆的地点离O的距离为多少?