山东省临沭第二中学高中物理 第五章 平面内物体的运动学案（无答案）新人教版必修2.doc

课题：曲线运动（第二课时）【学习目标】知道运动合成与分解，学会运动的合成与分解遵循平行四边形定则。【学习重点】1明确一个复杂的运动可以等效为两个简单的运动的合成或等效分解为两个简单的运动。 2理解运动合成、分解的意义和方法。【学习难点】1分运动和合运动的等时性和独立性。 2应用运动的合成和分解方法分析解决实际问题。【问题导学】一、实验探究1见课本演示实验，将一端封闭玻璃管注满水，水中放一红蜡做的小圆柱体，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，将玻璃管倒置，可观察到 。 2再次将玻璃管倒置，在蜡块上升的同时将玻璃管水平向右匀速移动，可观察到 。3为了研究蜡块的运动，建立如图所示的直角坐标系，设蜡块在水平与竖直方向的速度分别为va、vb，从蜡块开始运动的时刻计时，则有（1）蜡块的位置：在t时刻蜡块的位置p的坐标可表示为x= ，y= 。（2）蜡块的的运动轨迹：轨迹方程可表示为 ，蜡块的运动轨迹是 线（3）蜡块的位移大小为s= ，设位移与水平方向的夹角为，则tan= 。（4）蜡块的速度大小v= ，设速度与水平方向的夹角为，则tan= 。二、基本概念1什么是合运动和分运动？理解：物体的实际运动是 （合、分）运动，几个分运动一般指物体要参与的运动。在上述研究的红蜡块的运动中，合运动是 ，它的两个分运动分别是 和 。2什么是合位移与分位移？3什么是合速度与分速度？4什么是运动的合成与分解？三、合运动与分运动的关系：.独立性：两个分运动可能共线、可能互成角度。两个分运动各自独立，互不干扰。.等效性：两个分运动的规律、位移、速度、加速度叠加起来与合运动的规律、位移、速度、加速度有完全相同效果。.等时性：合运动和分运动进行的时间完全相同。四、基本规律位移、速度与加速度都是矢量，位移、速度与加速度的合成与分解必遵守矢量运算法则，即平行四边形法则。【小船渡河问题】运动的合成与分解是很重要的一种物理思想，它可以把复杂问题简单化。小船渡河问题是运动的合成与分解的最简单、最基本的具体应用，它只是两个匀速直线运动的合成与分解问题。现在我们把小船渡河问题总结一下，在有河水流动的情况下，小船在横渡过河时，船的 (即相对于河岸的运动)是合运动，它的两个分运动可以看成是随水漂流的运动（和水流的速度相同）和以相对于静水的划行运动的合运动。这两个的分运动互不干扰而且具有等时性，如图所示。在横渡过河时，船头指向是 （填合速度或分速度）方向，河水流动方向是 （填合速度或分速度）方向，船的实际运动方向是 （填合速度或分速度）方向。知识点1 渡河时间最短问题 由于船对静水的速度v船是定值，所以，只有船对静水的这个分运动的位移最小时，小船过河的时间最短。只要使船头垂直于河岸航行即可，这样，使船在静水中的速度v船垂直于河岸，渡河时间 (d为河宽)，这种情况下，渡河的位移大小为 (为位移或合速度与水流的夹角)，位移方向 (如图示)例1 在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人，假设江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为v1，摩托艇在静水中的航速为v2，战士救人的地点a离岸边最近处o的距离为d。如战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离o点的距离为 ( )a b0 c d知识点2 渡河路程最短问题（v船v水）由知识点1中可以看出，当船头指向河的对岸行驶时，船的实际运动方向是偏向河的下游的，实际运动的路程比河的宽度要大，当船头偏向河的上游时，船实际运动的方向将变短。设船头与上游河岸成一夹角，合速度垂直于河岸，如图所示，最短航程为河宽d。其中，渡河时间t= 。例2 小船在200 m宽的河中横渡，水流速度为3 ms，船在静水中的航速是5 ms，求：(1)当小船的船头始终正对岸行驶时，它将在何时、何处到达对岸?(2)要使小船到达河的正对岸，应如何行驶?多长时间能到达对岸?(sin37o.6)绳的关联速度问题如图，人用绳子通过定滑轮拉物体a，当人以速度v0匀速前进时，求物体a的速度。首先要分析物体a的运动与人拉绳的运动之间有什么样的关系，物体a的运动(即绳的末端的运动)是由于滑轮右端的绳子收缩和转动引起的，因此，可看作两个分运动的合成的一是沿绳的方向被牵引，绳长缩短，绳长缩短的速度即等于v0；二是垂直于绳以定滑轮为圆心的转动，它不改变绳长，这样就可以求得物体a的速度。当物体a向左移动，角将逐渐变大，va将逐渐变大，虽然人做匀速直线运动，但物体a却在做变速运动。在进行速度分解时，首先要分清合速度与分速度，合速度就是物体实际运动速度，由物体实际运动得到。由哪些分运动的叠加，找出相应的分速度在上述问题中，若不对物体a的运动认真分析，就很容易得出的错误结论。基础题（一看就懂，一做就会）1.关于运动的合成与分解，下列说法正确的是 ( )a合运动的位移为分位移的矢量和b合运动的速度一定比其每个分运动的速度都大c合运动的时间与分运动的时间相等d若合运动为曲线运动，则分运动不可能是直线运动2.关于合运动的位移和分运动的位移，下列说法正确的是 （ ）a.合运动的位移可能小于分运动的位移中最小的一个分位移b.合运动的位移不可能小于分运动的位移中最小的那个分位移c.合运动的位移一定小于任何一个分位移d.合运动的位移一定大于其中一个分位移3.关于运动的合成与分解，下列说法中正确的是（ ）a.合运动的速度大小等于分运动的速度大小之和b.物体先后按两个分运动运动后的位移与两个分运动同时进行的位移相同c.合运动和分运动具有同时性d.物体沿某一方向的运动不受它参与的其它运动的影响 4小船以恒定航速渡河，当行至河中央时水流速度突然变大，则小船渡河时间将()a增大 b减小 c不变 d不能确定5一轮船以一定的速度垂直河岸向对岸航行，轮船所通过的路程、过河所用时间与水流速度的大小，其正确关系是 ( )a水速越大，路程越长时间越长b水速越大，路程越长，时间越短c水速越大，路程和时间都不变d水速越大，路程越长，时间不变6船在静水中速度为v2，水流速度为v1，河宽为d，当船头垂直于河岸航行时( )a实际航程最短 b过河时间最短c水速减小时渡河时间变长 d水速变大时渡河时间变长7民族运动会上有一个骑射项目，运动员骑在奔驰的马背上，弯弓放箭射击侧向固定目标，运动员要射中目标，他放箭时应 ( )a直接瞄准目标 b瞄向目标前方 c瞄向目标后方 d无法确定达标题（跳起来，摘下丰收果）8竖直放置两端封闭的玻璃管内注满清水和一个用红蜡做成的圆柱体，玻璃管倒置时圆柱体能匀速向上运动，运动的速度是5 cm/s。当玻璃管倒置后又同时向右匀速运动时，可观察到红蜡块沿图中倾斜直线运动，则玻璃管水平运动的速度是 （ ） a5 cm/s b8.66 cm/s c2.5 cm/s d4.33 cm/s 9如下图所示，甲图表示物体在x方向上分速度的v-t图象，乙图表示物体在y方向上分速度的v-t图象，求： (1)在t0时刻物体的速度； (2)在t8 s时刻物体的速度； (3)在t4 s时间内物体的位移 10飞机在航空测量时，它的航线要求严格从西向东，无风时飞机的速度为80 kmh，如果风从南面吹来使飞机获得40 kmh的速度，那么：(1)飞机应该向什么方向才行? (2)如果所测地区长达80 km，则所需时间是多少？11江中某轮渡站两岸的码头a和b正对，如图所示，水流速度恒定且小于船速，若要使渡船直线往返于两码头之间，则船在航行时应 ( )a往返时均使船头垂直河岸航行b往返时均使船头适当偏向上游一侧c往返时均使船头适当偏向下游一侧d从a码头驶往b码头，应使船头适当偏向上游一侧，返 回时应使船头适当偏向下游一侧拓展题（勇往直前，试一试）12玻璃生产线上宽9 m的成型玻璃板以2 ms的速度不断地向前行进，在切割处，割刀的速度为10 ms。为使割下的玻璃板成规定尺寸的矩形，刀的轨道应该如何控制? 切割一次的时间有多长? 13如图所示，河宽d=100 m，设船在