5.2运动的合成与分解 课件-2021-2022学年人教版（2019）高中物理必修第二册（31张PPT）

(共31张PPT)
第2节运动的合成与分解
第五章抛体运动
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战士,一边沿着水平方向匀速飞行,请思考
(1)战士在水平方向和竖直方向分别做什么运动
(2)如何判断战士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
新知探究
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知识点
运动的合成与分解
1
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运动描述的实例
1.实验过程
在一端封闭、长约1
m的玻璃管内注满清水,水中放一个用红蜡做成的小圆柱体,将玻璃管口塞紧。然后将玻璃管倒置,在蜡块上升的同时,将玻璃管紧贴黑板沿水平方向向右匀速移动。
知识点
运动的合成与分解
1
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运动描述的实例
2.实验现象
蜡块既向上做匀速运动,又由于玻璃管的移动向右做匀速运动,以黑板为参照物我们看到蜡块是向右上方运动的。
知识点
运动的合成与分解
1
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运动描述的实例
3.实验分析
以蜡块的出发点为坐标原点,水平向右和竖直向上分别为x轴和y轴的方向,建立如图所示直角坐标系,设蜡块向右、向上的速度大小分别为vx、vy。
知识点
运动的合成与分解
1
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运动描述的实例
4.蜡块的位置
经时间t,蜡块的位置坐标:x=vxt,y=vyt。
5.蜡块的速度
6.蜡块的轨迹
知识点
运动的合成与分解
1
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知识点
运动的合成与分解
1
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概念
（1）运动的合成：由分运动求合运动的过程。
（2）运动的分解：由合运动求分运动的过程。
知识点
运动的合成与分解
1
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合运动与分运动的关系
知识点
运动的合成与分解
1
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运动的合成与分解的运算法则
运动的合成与分解是指描述物体运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解。由于它们都是矢量,所以它们都遵循矢量的合成与分解法则。
(1)两分运动在同一直线上时,同向相加,反向相减。
(2)两分运动不在同一直线上时,按照平行四边形定则进行合成或分解。
知识点
运动的合成与分解
1
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物体运动性质和轨迹的判断方法
两个互成角度的直线运动的合运动的性质和轨迹,由两分运动的性质及合初速度与合加速度的方向关系决定。
(1)根据合加速度是否恒定判定合运动是匀变速运动还是非匀变速运动。若合加速度不变且不为零,则合运动为匀变速运动;若合加速度变化,则为非匀变速运动。
(2)根据合加速度与合初速度是否共线判断合运动是直线运动还是曲线运动。若合加速度与合初速度在同一直线上,则合运动为直线运动,否则为曲线运动。
知识点
运动的合成与分解
1
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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
(1)两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动。
(2)一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速曲线运动。
(3)两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动一定是匀加速直线运动,合运动的方向即两个加速度合成的方向。
(4)两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动可能是匀变速直线运动,也可能是匀变速曲线运动,当两个分运动的初速度的合速度方向与两个分运动的合加速度方向在同一直线上时,合运动为匀变速直线运动,否则为匀变速曲线运动。
知识点
运动的合成与分解
1
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【例】如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度
(　　)
A.大小和方向均不变
B.大小不变,方向改变
C.大小改变,方向不变
D.大小和方向均改变
知识点
运动的合成与分解
1
新知探究
解析：橡皮参与了两个分运动,一个是沿水平方向与铅笔速度相同的匀速直线运动,另一个是沿竖直方向与铅笔移动速度大小相等的匀速直线运动,这两个直线运动的合运动是斜向上的匀速直线运动,故选项A正确。
答案：A
知识点
运动的合成与分解
1
新知探究
知识点
运动的合成与分解
1
新知探究
【例】如图所示,在玻璃管的水中有一红蜡块正在匀速上升,若红蜡块在A点匀速上升的同时,使玻璃管从AB位置水平向右做匀加速直线运动,则红蜡块实际运动的轨迹是图中的(　　)
A.直线P
B.曲线Q
C.曲线R
D.三条轨迹都有可能
知识点
运动的合成与分解
1
新知探究
解析：红蜡块参与了竖直方向的匀速直线运动和水平方向的匀加速直线运动这两个分运动,实际运动的轨迹即是合运动的轨迹。由于它在任意一点的合速度方向是向上或斜向右上的,而合加速度就是水平方向的加速度,方向是水平向右的,合加速度和合速度之间有一定夹角,故轨迹是曲线。又因为物体做曲线运动的轨迹曲线总向加速度方向偏折(或加速度方向总指向曲线的凹向),选项B正确。
答案：B
知识点
小船渡河问题
2
新知探究
(1)渡河时间最短问题
知识点
小船渡河问题
2
新知探究
(2)渡河位移最短问题(v水最短的位移为河宽d,此时渡河所用时间
,船头与上游夹角θ满足v船cos
θ=v水,如图所示。
知识点
小船渡河问题
2
新知探究
【例】小船在200
m宽的河中横渡,水流速度是2
m/s,小船在静水中的航速是4
m/s。
(1)要使小船渡河耗时最少,应如何航行
(2)要使小船航程最短,应如何航行
点拨
知识点
小船渡河问题
2
新知探究
解析：(1)如图甲所示,船头始终正对河对岸航行时耗时最少,
(2)如图乙所示,航程最短为河宽d,即应使v合的方向垂直于河对岸,故船头应偏向上游,与河岸成α角,有
知识点
小船渡河问题
2
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知识点
关联速度问题
3
新知探究
1.模型特点
在运动过程中，绳、杆等有长度的物体，其两端点的速度通常大小不同，但是有关联，我们称之为关联速度
2.解答关键
两个物体通过绳（或杆）关联时，两物体沿绳（或杆）方向的速度分量大小相等。
1．(多选)关于运动的合成与分解，下列说法正确的是(　　)
A．合运动的位移是分运动位移的矢量和
B．合运动的速度一定会比其中任何一个分速度大
C．合运动的时间与分运动的时间相等
D．若合运动是曲线运动，则分运动中至少有一个是曲线运动
课堂训练
【解析】　位移是矢量，合位移是分位移的矢量和，选项A正确；速度也是矢量，满足平行四边形定则，根据平行四边形的特点，合速度可以比分速度小，选项B错误；根据合运动与分运动的等时性，选项C正确；两个直线运动的合运动也可以是曲线运动，例如，互成夹角的匀速直线运动与匀加速直线运动合成时，合运动是曲线运动．
【答案】　AC
课堂训练
2．如图所示，在玻璃管的水中有一红蜡块正在匀速上升，若红蜡块在A点匀速上升的同时，使玻璃管从AB位置水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图中的(　　)
A．直线P　　　　　B．曲线Q
C．曲线R
D．三条轨迹都有可能
课堂训练
【解析】　红蜡块参与了竖直方向的匀速直线运动和水平方向的匀加速直线运动这两个分运动，实际运动的轨迹即是合运动的轨迹．由于它在任意一点的合速度方向是向上或斜向右上的，而合加速度就是水平方向的加速度，方向是水平向右的，合加速度和合速度之间有一定夹角，故轨迹是曲线．又因为物体做曲线运动的轨迹总向加速度方向偏折(或加速度方向总指向曲线的凹向)，故选项B正确．
【答案】　B
课堂训练
3．一艘船的船头始终正对河岸方向行驶，如图所示．已知船在静水中行驶的速度为，水流速度为，河宽为d.则下列判断正确的是(　　)
课堂训练
课堂训练
谢谢