高一物理（人教版）教学课件 必修二 第五章 第2节　运动的合成与分解

运动的合成与分解(强基课——逐点理清物理观念)第2

节课标要求层级达标1.会用运动的合成与分解的方法分析曲线运动。2.体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。学考层级1.理解合运动与分运动的概念。2.知道运动的合成与分解,理解运动的合成与分解遵循平行四边形定则。选考层级1.会根据研究问题的需要建立合适的平面直角坐标系,并用函数描述直线运动。2.掌握运动的合成与分解的方法。会用作图和计算的方法,求解位移和速度的合成与分解问题。3.能对简单平面运动进行合成与分解。1逐点清(一)一个平面运动的实例2逐点清(二)运动的合成与分解3逐点清(三)合运动性质的判断4课时跟踪检测CONTENTS目录逐点清(一)一个平面运动的实例1.观察蜡块的运动蜡块在竖直玻璃管内向上匀速运动的同时,将玻璃管沿水平方向向右做匀速运动,观察到蜡块向________运动。多维度理解右上方2.蜡块的位置:蜡块沿玻璃管匀速上升的速度设为vy,玻璃管向右匀速移动的速度设为vx。从蜡块开始运动的时刻开始计时,则在时刻t,蜡块的位置P可以用它的x、y两个坐标表示:x=____,y=____。vxtvyt3.蜡块运动的轨迹由以上两式消去t,得y=____,由于vx和vy均是常量,所以蜡块运动的轨迹是一条过原点的直线。y=______为蜡块的运动轨迹方程。

4.蜡块运动的速度由勾股定理可得:v=____________,v与x轴正方向间夹角θ的正切值为tanθ=_____。

1.判断下列说法是否正确。(1)蜡块运动的水平速度、竖直速度与实际速度三者满足平行四边形定则。 ()(2)蜡块运动的水平位移、竖直位移与实际位移三者满足代数运算法则。 ()(3)蜡块运动的水平位移、竖直位移与实际位移三者满足平行四边形定则。 ()全方位练明√×√2.(2024·济南高一阶段检测)竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水,内有一个蜡块能在水中以0.1m/s的速度匀速上浮。在蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时,使玻璃管水平向右匀速运动,测得蜡块实际运动方向与水平方向成30°角,如图所示。若玻璃管的长度为1.0m,在蜡块从底端上升到顶端的过程中,玻璃管水平方向的移动速度大小和水平运动的距离为多少?

逐点清(二)运动的合成与分解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_______,同时参与的几个运动就是________。(均选填“合运动”或“分运动”)多维度理解合运动分运动2.运动的合成与分解(1)由分运动求合运动的过程,叫作运动的合成;________________

的过程,叫作运动的分解。(2)分解方法:可以根据运动的实际效果分解,也可以正交分解。(3)运动的合成与分解是指对位移、速度、加速度的合成与分解,遵循平行四边形定则。由合运动求分运动3.合运动与分运动的四个特性等时性各分运动与合运动同时发生和结束,运动时间相同等效性各分运动的共同效果与合运动的效果相同同体性各分运动与合运动是同一物体的运动独立性各分运动之间互不相干,彼此独立进行,互不影响[典例]如图所示,在某次演习中,演习直升机空投物资。直升机空投物资时,可以停留在空中不动,若飞机停留在离地面100m高处空投物资,设投出的物资离开飞机后由于降落伞的作用在空中能匀速下落,无风时,降落伞和物资的落地速度大小为5m/s。有风时,由于水平风的作用,使降落伞和物资获得1m/s的水平向东的速度,求:(结果可保留根式)

(3)物资在下落过程中水平方向移动的距离。[答案]

20m[解析]

物资在下落过程中水平方向移动的距离为x=vxt=1×20

m=20

m。1.关于两个分运动的合运动,下列说法正确的是(

)A.合运动的速度一定大于两个分运动的速度B.合运动的速度一定大于其中一个分运动的速度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全方位练明√解析:根据平行四边形定则可得,合运动的速度大小可能大于分速度,也可能等于或小于分速度,故A、B错误;根据运动的合成与分解,合运动的方向就是物体实际运动的方向,故C正确;由平行四边形定则可知,根据两个分速度的大小和方向才可以确定合速度的大小,故D错误。

√

3.如图所示,跳伞员在降落伞打开一段时间之后,在空中做匀速运动。若跳伞员在无风时竖直匀速下落,着地速度大小为4.0m/s。现有由正东方向吹来的风,风速大小为3.0m/s,则跳伞员着地时的速度(sin53°=0.8,cos53°=0.6)(

)A.大小为5.0m/s,方向偏西B.大小为5.0m/s,方向偏东C.大小为7.0m/s,方向偏西D.大小为7.0m/s,方向偏东√

逐点清(三)合运动性质的判断1.不在同一直线上的两个直线运动的合运动的几种可能情况:多维度理解两个互成角度的分运动合运动的性质两个匀速直线运动匀速直线运动一个匀速直线运动一个匀变速直线运动匀变速曲线运动两个初速度为零的匀加速直线运动匀加速直线运动两个初速度不为零的匀变速直线运动如果v合与a合共线,为匀变速直线运动如果v合与a合不共线,为匀变速曲线运动续表2.分析两个互成角度的直线运动的合运动的性质时,应先求出合运动的合初速度v0和合力F(或合加速度a),然后进行判断。[典例]

(多选)如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其v-t图像如图乙所示,同时人顶着杆沿水平地面运动的x-t图像如图丙所示。若以地面为参考系,下列说法中正确的是(

)A.猴子的运动轨迹为直线B.猴子在2s内做匀变速曲线运动C.t=0时,猴子的速度大小为8m/sD.t=2s时,猴子的加速度大小为4m/s2√√

1.关于曲线运动,下面说法正确的是(

)A.物体的运动状态改变,它一定做曲线运动B.物体做曲线运动,它的运动状态一定在改变C.两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动D.物体做曲线运动时,它的加速度的方向始终和速度的方向垂直全方位练明√解析:物体的运动状态改变,若只是速度大小发生改变,速度方向不变,则物体做变速直线运动,A错误;物体做曲线运动,速度方向时刻发生变化,它的运动状态一定在改变,B正确;两个匀变速直线运动合成时,若合初速度方向与合加速度方向不在同一直线上,则合运动为匀变速曲线运动,C错误;物体做曲线运动时,它的加速度的方向与速度方向不在同一直线上,但不一定相互垂直,D错误。2.(2024·郑州高一检测)随着科技的发展,现在很多教室都安装了可以沿水平方向滑动的黑板,大大方便了教师的教学活动。某教师将黑板以某一速度向左匀速滑动的同时,一支粉笔在黑板的左上角相对于墙壁从静止开始先向下做匀加速直线运动,然后再向下做匀减速直线运动直到停止,以粉笔的初始位置为原点,取水平向右为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向,则下列选项中,能表示粉笔在黑板上画出的轨迹图像的是(

)√解析:由题意可知,粉笔相对黑板水平方向向右做匀速运动,竖直方向先向下做匀加速运动,根据运动的合成和分解可知,此时粉笔做曲线运动,由于粉笔所受合力向下,则粉笔的轨迹曲线向下弯曲;然后粉笔在竖直方向向下做减速运动,同理可知轨迹仍为曲线,由于粉笔所受合力向上,则粉笔的轨迹曲线向上弯曲,故D正确,A、B、C错误。课时跟踪检测12345678910111213(选择题1~8小题,每小题4分;10~12小题,每小题6分。本检测卷满分80分)A级——学考达标1.(多选)关于运动的合成与分解,下列说法正确的是(

)A.两个分运动与合运动的时间一定相等B.两个分运动互相影响C.合运动的速度可能比每一个分运动的速度都大D.合运动的速度可能比每一个分运动的速度都小√√√678910111213解析:分运动与合运动具有等时性,故A正确;合运动的各个分运动具有独立性,互不影响,故B错误;合运动的速度可能比分运动的速度大,也可能比分运动的速度小,也可能与分运动的速度大小相等,故C、D正确。12345156789101112132.在冰球游戏中,冰球以速度v0在水平冰面上向左运动,某同学在水平面上沿图示方向快速击打冰球使冰球瞬间获得一个分速度,不计空气阻力,下列图中的虚线能正确反映冰球被击打后可能的运动路径的是(

)234√15678910111213解析:冰球在受到击打时,沿击打的方向会获得一个分速度,所以合速度的方向一定在初速度方向与击打的方向之间,不能沿击打的方向,之后冰球在水平冰面上只受到与运动方向相反的摩擦力的作用,所以冰球一定做减速直线运动,运动的轨迹是直线,故A正确,B、C、D错误。234156789101112133.如图所示,一辆小火车在平直轨道上匀速行驶,当火车将要从“∩”形框架的下方通过时,突然从火车顶部的小孔中向上弹出一小球,不计空气阻力,该小球越过框架后,恰好落回原来的孔中。下列说法中正确的是(

)23415678910111213A.相对于小火车,小球运动的轨迹是曲线B.相对于地面,小球运动的轨迹是直线C.小球能落回小孔是因为小球在空中运动的过程中受到水平向前的力D.小球能落回小孔是因为小球具有惯性,在水平方向上保持与火车相同的速度234√15678910111213解析:小球弹出后,由于惯性,小球在水平方向与小火车共速,小球在竖直方向,重力与竖直速度共线,做直线运动,故小球相对于小火车运动的轨迹是直线,故A错误;相对于地面,小球在竖直方向上做竖直上抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,所以小球运动的轨迹是曲线,故B错误;小球能落回小孔是因为小球在水平方向上保持与火车相同的速度,故C错误,D正确。234156789101112134.某电视台举办了一期群众娱乐节目,其中有一个环节是让群众演员站在一个旋转较快的大平台边缘上,向大平台圆心处的球筐内投篮球。如果群众演员相对平台静止,则下面各俯视图中的篮球可能被投入球筐的是(图中箭头指向表示投篮方向)(

)234√15678910111213解析:如图所示,由于篮球和群众演员随大平台一起旋转,所以篮球投出前有沿v1方向的初速度,要想篮球投出后能沿虚线进入球筐,则应将篮球沿v2方向投出,故B正确。234156789101112135.(2024·河北保定高一阶段练习)中国的杂技历史悠久,源远流长。如图甲所示,在杂技表演中,演员A沿竖直杆匀减速向上爬,同时演员B顶着杆匀速水平向右移动。若建立如图乙所示的坐标系,其中x与y分别表示演员A在水平方向、竖直方向的位移,则在该过程中演员A的运动轨迹可能是选项图中的(

)23415678910111213解析:由题意知,演员B水平向右做匀速直线运动,加速度为零;演员A沿杆向上做匀减速直线运动,加速度向下,故演员A的实际加速度竖直向下;初速度与加速度不在一条直线上,所以演员A的运动轨迹可能为向下弯曲的曲线。故选C。234√156789101112136.(2024·湖南长沙检测)如图,塔吊吊起重物的过程中,吊钩将重物竖直吊起的同时,小车带动吊钩沿水平吊臂以恒定速率v匀速向右运动。第一次重物沿直线ABC运动,直线ABC与竖直方向所成角度为α(图中未标出);第二次重物沿曲线ABC运动,曲线ABC的中点B处的切线与竖直方向所成角度为θ。两次重物都在同一竖直面内运动,则在重物从A运动到C的过程中(

)23415678910111213

234√15678910111213

234156789101112137.(2024·江苏徐州高一期末)如图所示,在行驶的列车上,一位小朋友在水平桌上玩玩具小车,小朋友让玩具小车相对于列车以恒定的速率沿直线从A点跑到B点,再以相同的速率从B点跑到A点,AB连线和列车运动方向垂直,玩具小车从A点跑到B点期间列车匀速行驶,从B点跑到A点期间列车匀加速行驶。下列说法正确的是(

)23415678910111213A.玩具小车从B点到A点相对地面做匀变速曲线运动B.玩具小车从A点到B点相对地面做匀变速直线运动C.玩具小车从A点到B点的时间小于从B点到A点的时间D.玩具小车从A点到B点的时间大于从B点到A点的时间234√15678910111213解析:以地面为参考系时,玩具小车从B点到A点运动时,在BA方向上做匀速运动,同时具有沿列车运动方向的匀加速运动,两分运动方向垂直,可得玩具小车的合运动为匀变速曲线运动,A正确;以地面为参考系时,玩具小车从A点到B点运动时,在AB方向上做匀速运动,同时在沿列车运动方向上做匀速运动,可知玩具小车的合运动为匀速直线运动,B错误;玩具小车相对于列车以恒定的速率沿直线从A点跑到B点,再以相同的速率从B点跑到A点,可得两次运动的时间相同,C、D错误。234156789101112138.两端封闭的玻璃管中注满清水,迅速将管转至图示竖直位置,管内一个红蜡块立即以v1=4cm/s的速度匀速上浮,此时使玻璃管沿x轴正方向移动,当玻璃管沿x轴(

)23415678910111213A.匀速运动时,红蜡块的运动轨迹是一条曲线B.以v2=3cm/s速度匀速运动时,红蜡块的速度大小为7cm/sC.以v2=3cm/s速度匀速运动,2s内红蜡块的位移大小为10cmD.由静止开始做a=4cm/s2的匀加速运动时,红蜡块的运动轨迹是一条直线234√15678910111213

234156789101112139.(14分)某飞行器在飞行时,它的航线方向要严格地从东到西,如果飞行器的速度是160km/h,风从南面吹来,风的速度为80km/h,那么:(1)飞行器应朝哪个方向飞行?答案:西偏南30°

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23415678910111213B级——选考进阶10.路灯维修车如图所示,车上带有竖直自动升降梯。若一段时间内,车匀加速向左沿直线运动的同时,梯子匀加速上升,则关于这段时间内对站在梯子上的工人的描述不正确的是(

)A.工人运动轨迹可能是曲线B.工人运动轨迹可能是直线C.工人一定做匀变速运动D.工人可能做变加速运动234√15678910111213

2341567891011121311.(2024·江西高考)(多选)一条河流某处存在高度差,小鱼从低处向上跃出水面,冲到高处。如图所示,以小鱼跃出水面处为坐标原点,x