2020版新教材高中物理第五章抛体运动2运动的合成与分解课件新人教版必修第二册.pptx

1、2运动的合成与分解,必备知识,自我检测,一、一个平面运动的实例 蜡块沿玻璃管匀速上升的速度为vy,玻璃管向右匀速移动的速度为vx(如图甲所示)。则蜡块向右上方运动,那么,怎样定量地研究蜡块的运动呢?,1.建立坐标系:蜡块在竖直平面内运动,则可以选择平面直角坐标系。以蜡块开始匀速运动的位置为原点O,以水平向右的方向和竖直方向分别为x轴和y轴方向,建立平面直角坐标系,如图乙所示。,必备知识,自我检测,2.确定任意时刻蜡块的位置:在时刻t,蜡块的位置可以用它的x、y两个坐标表示x=vxt,y=vyt。,必备知识,自我检测,二、运动的合成与分解 1.分运动、合运动 在蜡块运动这个实例中,我们看到蜡块向

2、右上方的运动可以看成由沿玻璃管向上的运动和水平向右的运动共同构成。蜡块沿玻璃管向上的运动和它随玻璃管向右的运动,都叫作分运动;而蜡块相对于黑板向右上方的运动叫作合运动。 2.运动的合成、运动的分解 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。 3.运动的合成与分解遵从的规律:平行四边形定则。,必备知识,自我检测,正误辨析 (1)合运动的速度大小等于分运动的速度大小之和。 () 答案: (2)合运动的速度一定大于某一个分运动的速度。 () 答案: (3)合运动的方向就是物体实际运动的方向。 () 答案: (4)由分速度的大小就可以确定合速度的大小。() 答案:

3、,探究一,探究二,随堂检测,运动的合成与分解 情景导引 如图所示,在军事演习中,飞机常常一边匀加速收拢绳索提升士兵,一边沿着水平方向匀速飞行,请思考: (1)士兵在水平方向和竖直方向分别做什么运动? (2)如何判断士兵做的是直线运动还是曲线运动?做的是匀变速运动还是非匀变速运动?,探究一,探究二,随堂检测,要点提示:(1)士兵在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做匀加速直线运动。(2)士兵受的合力沿竖直方向,与其合速度不在一条直线上,所以做曲线运动。因士兵加速度恒定,故其运动为匀变速运动。,探究一,探究二,随堂检测,知识归纳 运动的合成与分解的要点 1.合运动与分运动:如果某物体同时参与了几个

4、不同方向上的运动,那么这个物体的实际运动就叫那几个运动的合运动,而把那几个运动叫做物体实际运动的分运动。 2.运动的合成与分解:由分运动的速度、加速度、位移求合运动的速度、加速度、位移的过程叫做运动的合成;由合运动求分运动的过程叫做运动的分解。,探究一,探究二,随堂检测,3.合运动与分运动的关系 (1)等时性:合运动与分运动经历的时间一定相等,即同时开始、同时进行、同时停止。 (2)独立性:分运动各自独立进行,互不影响。 (3)等效性:合运动与各分运动的总运动效果可以相互替代。也就是说,合运动的位移x合、速度v合、加速度a合分别等于对应各分运动的位移x分、速度v分、加速度a分的矢量和。 4.运

5、动的合成与分解应遵循平行四边形定则。 画龙点睛 我们观察到的物体的实际运动是合运动,一般根据运动效果将合运动分解为两个分运动。,探究一,探究二,随堂检测,实例引导 例1现在自然灾害日益严重,在救灾过程中有时不得不出动军用直升机为被困灾民空投物资。直升机空投物资时,可以停留在空中不动,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,无风时落地速度为5 m/s。若飞机停留在离地面100 m高处空投物资,由于在水平方向上受风的作用,使降落伞和物资获得1 m/s的水平向东的速度。求: (1)物资在空中运动的时间。 (2)物资落地时速度的大小。 (3)物资在下落过程中水平方向移动的距离。,探究一

6、,探究二,随堂检测,解析:如图所示,物资的实际运动可以看作是竖直方向的匀速直线运动和水平方向的匀速直线运动的合运动。 (1)分运动与合运动具有等时性,故物资实际运动的时间与竖直方向分运动的时间相等。,(3)物资水平方向的位移大小为 x=vxt=120 m=20 m。,探究一,探究二,随堂检测,规律方法 利用运动的分解处理曲线运动或复杂直线运动的方法 (1)确定合运动方向; (2)根据合运动的效果确定运动的分解方向; (3)根据平行四边形定则,画出合运动的速度、位移、加速度分解图; (4)应用运动学公式分析分运动,应用数学知识确定分矢量与合矢量的关系。,探究一,探究二,随堂检测,变式训练1竖直放

7、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0.1 m/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,使玻璃管沿水平方向匀速向右运动,测得蜡块实际运动方向与水平方向成30,如图所示。若玻璃管的长度为1.0 m,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和水平运动的距离为() A.0.1 m/s,1.73 m B.0.173 m/s,1.0 m C.0.173 m/s,1.73 m D.0.1 m/s,1.0 m,探究一,探究二,随堂检测,解析:,答案:C,探究一,探究二,随堂检测,合运动性质和轨迹的判断 情景导引 如图所示,旋臂式起重机的旋臂保持不动,可沿旋臂

8、“行走”的天车有两个功能,一是吊着货物沿竖直方向运动,二是吊着货物沿旋臂水平方向运动。现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶,同时又使货物沿竖直方向做向上的匀减速运动。货物做直线运动还是曲线运动?在地面上观察到货物运动的轨迹是怎样的?,探究一,探究二,随堂检测,要点提示:货物做曲线运动。轨迹如图所示。,探究一,探究二,随堂检测,知识归纳 物体运动性质和轨迹的判断方法,探究一,探究二,随堂检测,实例引导 例2(多选)下列说法正确的是() A.互成角度的两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动 B.互成角度的一个匀速直线运动与另一个初速度为零的匀变速直线运动的合运动一定是匀变速曲线运动 C.互

9、成角度的两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动 D.互成角度的两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动可能是直线运动,也可能是曲线运动,探究一,探究二,随堂检测,解析:选项A中,分运动的加速度都为零,则合加速度一定为零,因而正确;选项B中,合加速度等于分加速度且不变,合初速度等于匀速运动的速度,二者一定不共线,因而正确;选项C、D中,合加速度与合初速度可能共线,也可能不共线,合运动可能是直线或曲线运动。如图甲、乙所示。,答案:ABD,探究一,探究二,随堂检测,规律方法 不在一条直线上的两个直线运动的合运动的几种可能情况,探究一,探究二,随堂检测,变式训练2(多选)两个互相垂直的

10、匀变速直线运动,初速度分别为v1和v2,加速度分别为a1和a2,它们的合运动轨迹有() A.如果v1=v2=0,那么轨迹一定是直线 B.如果v10,v20,那么轨迹一定是曲线 C.如果a1=a2,那么轨迹一定是直线,探究一,探究二,随堂检测,解析:选项A,合初速度为零,合加速度不为零且不变,则合运动的轨迹一定为直线,选项A正确;选项B,如图甲所示,由于分加速度的关系不确定,若合加速度的方向与合速度的方向不共线,则合运动的轨迹为曲线,若合加速度方向与合速度方向共线,则合运动的轨迹为直线;选项C,如图乙所示,合加速度的方向可能与合速度的方向不共线,则合运动的轨迹可能为曲线;选项D,如图丙所示,合加

11、速度的方向一定与合速度的方向共线,则合运动的轨迹一定为直线,选项D正确。,答案:AD,探究一,探究二,随堂检测,1.跳伞员在降落伞打开一段时间以后,在空中做匀速运动。若跳伞员在无风时竖直匀速下落,着地速度大小是4.0 m/s。当有正东方向吹来的风时,跳伞员受此影响在水平方向速度大小是3.0 m/s,则跳伞员着地时的速度() A.大小为5.0 m/s,方向为下偏西37 B.大小为5.0 m/s,方向为下偏东37 C.大小为7.0 m/s,方向为下偏西37 D.大小为7.0 m/s,方向为下偏东37,答案:A,探究一,探究二,随堂检测,2.如图所示是由v1、v2、v3为边长组成的四个三角形,且v1v2v3,根据运动的合成,在四个图中三个速度v1、v2和v3的合速度最大的是(),解析:由三角形定则,图A中v1、v2的合速度为v3,再与图中v3合成,合速度为2v3;图B中合速度为0,图C中合速度为2v1,图D中合速度为2v2,其中最大的合速度为2v3,A项正确。 答案:A,探究一,探究二,随堂检测,3.雨点正在以4 m/s的速度竖直下落,忽然一阵风以3 m/s的速度水平吹来,雨中撑伞正在行走的人为使雨点尽量不落在身上,手中伞杆应与竖直