江西省宜中学高中物理《5.1 曲线运动》第2课时导学案（无答案）新人教版必修2.doc

曲线运动 第2课时【学习目标】1、在一个具体问题中知道什么是合运动，什么是分运动，知道合运动和分运动的相互关系。2、理解运动的合成和分解，掌握运动的合成和分解所遵循的平行四边形定则。3、会用作图法和直角三角形知识解决有关位移、速度和加速度的合成、分解问题。4、会用运动合成和分解的方法解决一些具体问题。5、体验数学方法在物理学中的重要地位。【自主学习】一、合运动与分运动1、合运动与分运动定义：如果物体同时参与了两种运动，那么物体实际发生的运动叫做那两种运动的合运动，那两种运动叫做这个实际运动的分运动。2、在一个具体问题中判断哪个是合运动，哪个是分运动的关键是弄清物体实际发生的运动是哪个，则这个运动就是合运动。物体实际发生的运动就是物体相对地面发生的运动，或者说是相对于地面上的观察者所发生的运动。3、相互关系运动的独立性：分运动之间是互不相干的，即各个分运动均按各自规律运动，彼此互不影响。因此在研究某个分运动的时候，就可以不考虑其他的分运动，就像其他分运动不存在一样。运动的等时性：各个分运动及其合运动总是同时发生，同时结束，经历的时间相等；因此，若知道了某一分运动的时间，也就知道了其他分运动及合运动经历的时间；反之亦然。运动的等效性：各分运动叠加起来的效果与合运动相同。运动的相关性：分运动的性质决定合运动的性质和轨迹。4合运动分解的原则：与力的分解类似若没有限制条件，一个实际运动可分解为无数对分运动，但在实际问题中往往分解成两个便于分析求解的简单运动5合成和分解的方法：运动的合成和分解常包括位移、速度和加速度的合成和分解，由于它们都是矢量，所以遵循平行四边形定则6对于在平面内运动的物体，常将其运动在某直角坐标系中进行正交分解，则有：vxvcos_，vyvsin_(为速度方向与x轴的夹角)xscos_，yssin_(为位移方向与x轴的夹角)【合作探究】探究点1 观察蜡块的运动一个一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体r，将开口用橡皮塞塞紧。（图甲）1、将玻璃管倒置（图乙），旁边放一刻度尺，可以看到蜡块大致怎么运动的？2、再次将玻璃管颠倒，在蜡块上升的同时将管子贴着黑板水平向右匀速运动。观察蜡块大致怎么运动的？引导1：同学们仔细体味实验会发现：实验中蜡块同时参与了两个运动（分运动），一方面沿着管子匀速上升（一个分运动）；一方向随着管子向右匀速运动（另一个分运动）。蜡块实际的运动是合运动交流讨论1、合运动与分运动有什么关系？蜡块任一时刻的位置（我们就沿水平和竖直方向建立直角坐标系，以起点为原点，如图所示。）引导1：设蜡块竖直向上的速度为，蜡块水平向右的速度为则蜡块任一时刻的位置坐标是什么？引导2：那t时间内物体的位移如何计算呢？蜡块运动的轨迹引导3：蜡块的轨迹是什么样的？那蜡块运动过程中任一时刻的位置坐标x、y之间存在怎样关系呢？（如果能找到它们的关系式，就能了解关系式所描述的曲线的特点）参考知识：在数学上，关于x、y两个变量的关系式描述一条曲线（包括直线），如y=2x+1这个关系式描述的是一条直线；y=x2+1关系式描述的是一条曲线。蜡块的速度引导4：蜡块的运动轨迹我们已经知道了，那蜡块做的是匀速直线运动还是变速直线运动呢？交流讨论2、红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若红蜡块在a点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做匀加速直线运动，你能粗略画出红蜡块实际运动的轨迹吗?探究归纳： 探究点2 小船过河问题小船的实际运动(站在岸上的人看到的运动)为合运动，同时参与的两个分运动，一个是船相对于静止水的运动，它的方向与船身指向相同；另一个是船随水漂流的运动，它的方向与河岸平行船在水中的合运动(实际看到的运动)是上述两个分运动的合成分情况讨论小船的渡河问题第一种情况：船速大于水速，即v1v2(设船在静水中的速度为v1，水流速度为v2，河宽为d)1怎样才能使渡河的时间最短2怎样才能使渡河的位移最短第二种情况：船速小于水速，即v1v21怎样才能使渡河的时间最短2怎样才能使渡河的位移最短情景解答：一艘小船在100 m宽的河中横渡到对岸，已知水流的速度是3 m/s，小船在静水中的速度是4 m/s问：(1)欲使船渡河的时间最短，船应该怎样渡河？最短时间是多少？船经过的位移为多大？(2)欲使船航行的距离最短，船应该怎样渡河？渡河时间为多长？探究点三 关于对“绳端速度分解”问题的研究已知如图所示，通过定滑轮用恒定速率v拉船靠岸，试问：当绳与水平方向成角时，船的靠岸速度为多大? 情景解答：如图所示，小船以速度v行驶，拉车运动，当细绳与水平方向夹角为时，车的速度为多大?【达标提升】1、互成角度的两个匀速直线运动合运动，下列说法正确的是 ( )a、一定是直线运动 b、一定是曲线运动c、可能是直线，也可能是曲线运动 d、以上都不符2、互成角度的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动，正确说法是( )a、一定是直线运动 b、一定是曲线运动c、可能是直线运动，也可能是曲线运动 d、以上都不对3、游泳运动员以恒定的速率垂直河岸横渡，当水速突然增大时，对运动员横渡经历的路程、时间发生的影响是（ ） a、路程增加、时间增加 b、路程增加、时间缩短 c、路程增加、时间不变 d、路程、时间均与水速无关 4.一人游泳渡河以垂直河岸不变的速度(相对水)向对岸游去，河水流动速度恒定.下列说法中正确的是()a.河水流动速度对人渡河无任何影响 b.人可以垂直到达对岸c.由于河水的流动的影响，人到达对岸的时间与静水中不同d.由于河水流动影响，人到达对岸的位置，向下游方向偏移5.小船在静水中的速度已知，今小船要渡过一条河，渡河时小船船头垂直指向河岸，若船行到河中间时，水流速度突然增大，则()a.小船渡河时间不变 b.小船渡河时间增加c.小船到达对岸地点在预定点下游某处d.无法确定渡河时间及到达对岸地点如何变化6.某人站在自动扶梯上，经时间t1由一楼升到二楼如果自动扶梯不动，人从一楼走到二楼的时间为t2现在扶梯正常运行，人也保持原来的速率沿扶梯向上走,则人从一楼到二楼的时间是()7.关于互成角度的两个初速度不为零的匀变速直线运动的台运动，下列说法中正确的是()a.一定是直线运动 b.一定是曲线运动c.可能是直线运动，也可能是曲线运动 d.以上都不对8、河宽400 m，船在静水中速度为5m/s，水流速度是3m/s，则船过河的最短时间为 ，此时船行驶的位移为 ；若船用最短位移渡河，则船行驶时间为 。9、质量m=2kg的物体在光滑的平面上运动，其分速度vx和vy随时间变化的图线如图所示，求：（1）物体的初速度；（2）物体受的合力；（3）t=8s时物体的速度；（4）t=4s时