5.2运动的合成和分解 学案 （有答案）
文档属性
| 名称 | 5.2运动的合成和分解 学案 （有答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.6MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-11-30 09:33:03 | ||
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文档简介
5.2运动的合成和分解
一学科核心素养
物理观念:合运动、分运动、运动的合成和运动的分解。
科学思维:运动的合成与分解方法平行四边形定则和三角形定则。
科学探究:会用平行四边形定则画出位移和速度的合成与分解图;会用数学知识求解合速度、合位移或分速度、分位移。
科学态度与责任:运动合成与分解的方法在生活中的实例。
二学习重难点
重点:1.理解运动的合成与分解的概念。
2.掌握运动的合成与分解的方法。
难点: 1.在具体问题中判断合运动和分运动。
2理解两个直线运动合运动可以是直线运动，也可以是曲线运动。
三课前预习
1．运动的合成与分解
（1）合运动与分运动：一个物体同时参与几个运动，那么物体实际发生的运动叫作______，参与的那几个运动叫作______。
（2）运动的合成与分解
运动的合成：由已知的分运动求______的过程。
运动的分解：由已知的合运动求______的过程。
运算法则：运动的合成与分解遵从______运算法则。
2．如图所示，汽艇在静水中的航行速度是12km/h，当它在流速为4km/h的河水中向着与河岸垂直的方向航行时，则：
（1）汽艇将做______（填“直线运动”或“曲线运动”），汽艇行进的合速度大小为______。
（2）若河水的流速增大为5km/h，汽艇的过河时间将______（填“增大”“减小”或“不变”）。
3．知识点1
（1）实验观察蜡块的运动
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。
（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计时，于是，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＝______。
（3）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＝______为轨迹方程。
（4）蜡块的速度
由勾股定理可得：v＝______，v与x轴正方向间夹角的正切为tan θ＝______。
4．判断下列说法是否正确。
（1）合速度就是两个分速度的代数和。( )
（2）合速度不一定大于任一分速度。( )
（3）合位移一定大于任意一个分位移。( )
（4）运动的合成就是把两个分运动加起来。( )
（5）运动的分解就是把一个运动分成两个完全相同的运动。( )
5．建立坐标系
研究蜡块在平面内的运动，可以选择建立______坐标系。
如图所示，以蜡块开始匀速运动的位置为______，以______的方向和______的方向分别为x轴和y轴的方向，建立平面直角坐标系。
6．某段江面宽80m，水流速度5m/s，有一木船在A点要过江，如图所示。
（1）若木船相对静水速度4m/s，则木船最短渡江时间为___________s；
（2）若A处下游60m的B处是一片与河岸垂直的险滩，木船以相对静水4m/s的速度航行，则木船___________s（选填“能”或“不能”）安全渡河。
7．质量为的质点在平面上做曲线运动，在x方向的速度—时间图象和y方向的位移—时间图象如图所示，质点第1秒末的速度大小为________，质点所受的合外力大小为_____________N。
8．某段江面宽，水流速度，有一木船在A点要过江，如图所示。
（1）若木船相对静水速度，则木船最短渡江时间为_________s；
（2）若A处下游的B处是一片与河岸垂直的险滩，木船以相对静水的速度航行，则木船______（选填“能”或“不能”）安全渡河。
四自我检测
1．已知某船在静水中的最大速度为5 m/s，现让该船渡过某条河，假设河的两岸是平行线，河水流速恒定，河宽d＝100 m，船以最短时间渡河，航线与岸的夹角为60°，则（ ）
A．渡河时间为10 s
B．河水流速为
C．实际渡河位移为
D．无论如何调整船头方向，船都无法到达正对岸
2．公交车是人们出行的重要交通工具，如图是公交车内部座位示意图，其中座位A和B的连线和车前进的方向垂直，当车在某一站台由静止开始匀加速启动的同时，一个乘客从A座位沿AB连线相对车以2 m/s的速度匀速运动到B，则站在站台上的人看到该乘客（ ）
A．运动轨迹为直线
B．运动轨迹为抛物线
C．因该乘客在车上做匀速运动，所以乘客处于平衡状态
D．当车的速度为2 m/s时，该乘客对地的速度为m/s
3．四人想划船渡过一条宽200 m的河，他们在静水中划船的速度为3 m/s，现在他们观测到河水的流速为5 m/s，对于这次划船过河，下列说法正确的是（ ）
A．要想到达正对岸就得使船头朝向正对岸
B．要想到达正对岸船头必须朝向上游划船
C．要想走最少的路就得朝着正对岸划船
D．这种情况是不可能到达正对岸的
4．下列说法正确的是（ ）
A．物体在变力作用下一定做曲线运动
B．曲线运动中物体的加速度一定发生变化
C．物体做曲线运动，沿垂直速度方向的合力一定不为零
D．两个直线运动的合运动一定是曲线运动
5．下面说法中正确的是（ ）
A．做曲线运动的物体速度方向必定变化
B．速度变化的运动必定是曲线运动
C．加速度恒定的运动不可能是曲线运动
D．加速度变化的运动必定是曲线运动
6．游泳作为一项有氧运动，长期坚持有利于身体健康，因此被越来越多的人所喜爱。假如某人在静水中的速度为v1，某时刻垂直于河岸向对岸游去，水流速度突然变大，则（ ）
A．渡河时间变长 B．渡河时间不变
C．渡河时间变短 D．渡河时间不确定
7．“幸得有你，山河无恙。千里驰援，勇士凯旋”，2020年4月10日，载着最后一批广东援鄂医疗队英雄的客车返回。假设某车在水平公路上转弯，沿曲线MPN行驶，速度逐渐减小，v是汽车经过P点时的速度。图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，其中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．在长征二号F遥十三运载火箭托举神舟十三号载人飞船升空的过程中，地面上的观测者观测到火箭某时刻速度大小为v，方向与水平地面成θ角，如图所示，则火箭水平方向的分速度为（ ）
A．vsinθ B．vcosθ
C． D．
9．如图所示，AB杆以恒定角速度绕A点转动，并带动套在水平杆OC上的小环M运动，运动开始时，AB杆在竖直位置，则小环M的加速度将（ ）
A．逐渐增大 B．先减小后增大
C．先增大后减小 D．逐渐减小
10．关于运动的合成与分解，下列说法不正确的是（ ）
A．两个速度大小不相等的匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动
B．若两个互成角度的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，则合运动一定是曲线运动
C．合运动的方向即为物体实际运动的方向，且其速度一定大于分速度
D．在运动的合成与分解中速度、加速度和位移都遵循平行四边形法则
三课前预习
1． 合运动 分运动 合运动 分运动 矢量
2． 直线运动 不变
3． 右上方 vxt vyt x x
4． 错误 正确 错误 错误 错误
5． 平面直角 原点O 水平向右 竖直向上
6． 20 能
7． 4
8． 20 不能
四自我检测
参考答案：
1．B
【详解】A．当船头垂直于河岸渡河时，时间最短，则最短渡河时间
A错误；
C．由几何关系知实际渡河的位移为
C错误；
B．船沿着河岸方向的位移
则河水的速度
B正确；
D．因为v船>v水，调整船头斜向上游方向，船可以到达正对岸，D错误。
故选B。
2．B
【详解】ABC．乘客沿着车前进方向做初速度为零的匀加速直线运动，而沿AB方向做匀速直线运动，根据运动的合成可知，站在站台上的人看到该乘客的运动轨迹为抛物线，因为加速度不为零，所以乘客处于非平衡状态，故A、C错误，B正确；
D．根据速度的合成与分解可知，当车的速度为2 m/s时，该乘客对地速度为
m/s＝2 m/s
D正确。故选D。
3．D
【详解】A B D．由于水速大于船速，无论怎么开，都无法到达正对岸，A、B错误，D正确；
C．要想走最少的路，应该让水速和船速的合速度方向与船速方向垂直，如图所示，应朝着上游某个方向开，C错误。
故选D。
4．C
【详解】A．物体是否做曲线运动，取决于物体所受合外力方向与物体运动方向是否共线，只要两者不共线，无论物体所受合外力是恒力还是变力，物体都做曲线运动；若两者共线，物体做直线运动，故A项错误；
B．物体在恒力的作用下也可能做曲线运动，其加速度恒定，如平抛运动，故B项错误；
C．曲线运动中垂直速度方向的力改变速度的方向，沿速度方向的力改变速度的大小，而曲线运动其速度方向时刻改变，即沿垂直速度方向的合力一定不为零，故C项正确；
D．两个直线运动的合运动可能是直线运动，也可能是曲线运动，故D项错误。
故选C。
5．A
【详解】A．做曲线运动的物体速度大小不一定变化，但速度方向必定变化，A正确；
B．速度变化的运动可能是速度大小在变、方向不变的直线运动，B错误；
C．加速度恒定的运动可能是匀变速直线运动，也可能是匀变速曲线运动，C错误；
D．加速度变化的运动可能是变加速直线运动，也可能是变加速曲线运动，D错误。
故选A。
6．B
【详解】水流速度是平行于河岸的，设河的宽度为，渡河时间
水流速度突然变大不会影响渡河时间。
故选B。
7．C
【详解】AD．汽车在水平公路上转弯，汽车沿曲线由M向P行驶，汽车所受合力F的方向指向运动轨迹的凹侧，故AD错误；
BC．汽车的速度在减小，则合力在做负功，合力的方向与速度方向的夹角大于90°，故B错误，C正确。
故选C。
8．B
【详解】把火箭的速度分解在竖直方向及水平方向上，可得火箭在水平方向的分速度为
vx=vcosθ
故选B。
9．A
【详解】如图所示
环沿OC向右运动，其速度v可分为垂直AB的速度，沿AB方向的，则
故环的速度
环的加速度
即
因为变小，则a变大。
故选A。
10．C
【详解】A．两个速度大小不相等的匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动，A正确；
B．若两个互成角度的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，则合速度与加速度不在同一条直线上，所以合运动一定为曲线运动，B正确；
C．合运动的方向即为物体实际运动方向，但合速度可能大于、小于或等于任意一个分速度，C错误；
D．速度、加速度、位移均为矢量，矢量的合成遵循平行四边形法则，D正确。
故选C。
试卷第1页，共3页
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一学科核心素养
物理观念:合运动、分运动、运动的合成和运动的分解。
科学思维:运动的合成与分解方法平行四边形定则和三角形定则。
科学探究:会用平行四边形定则画出位移和速度的合成与分解图;会用数学知识求解合速度、合位移或分速度、分位移。
科学态度与责任:运动合成与分解的方法在生活中的实例。
二学习重难点
重点:1.理解运动的合成与分解的概念。
2.掌握运动的合成与分解的方法。
难点: 1.在具体问题中判断合运动和分运动。
2理解两个直线运动合运动可以是直线运动，也可以是曲线运动。
三课前预习
1．运动的合成与分解
（1）合运动与分运动：一个物体同时参与几个运动，那么物体实际发生的运动叫作______，参与的那几个运动叫作______。
（2）运动的合成与分解
运动的合成：由已知的分运动求______的过程。
运动的分解：由已知的合运动求______的过程。
运算法则：运动的合成与分解遵从______运算法则。
2．如图所示，汽艇在静水中的航行速度是12km/h，当它在流速为4km/h的河水中向着与河岸垂直的方向航行时，则：
（1）汽艇将做______（填“直线运动”或“曲线运动”），汽艇行进的合速度大小为______。
（2）若河水的流速增大为5km/h，汽艇的过河时间将______（填“增大”“减小”或“不变”）。
3．知识点1
（1）实验观察蜡块的运动
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。
（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计时，于是，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＝______。
（3）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＝______为轨迹方程。
（4）蜡块的速度
由勾股定理可得：v＝______，v与x轴正方向间夹角的正切为tan θ＝______。
4．判断下列说法是否正确。
（1）合速度就是两个分速度的代数和。( )
（2）合速度不一定大于任一分速度。( )
（3）合位移一定大于任意一个分位移。( )
（4）运动的合成就是把两个分运动加起来。( )
（5）运动的分解就是把一个运动分成两个完全相同的运动。( )
5．建立坐标系
研究蜡块在平面内的运动，可以选择建立______坐标系。
如图所示，以蜡块开始匀速运动的位置为______，以______的方向和______的方向分别为x轴和y轴的方向，建立平面直角坐标系。
6．某段江面宽80m，水流速度5m/s，有一木船在A点要过江，如图所示。
（1）若木船相对静水速度4m/s，则木船最短渡江时间为___________s；
（2）若A处下游60m的B处是一片与河岸垂直的险滩，木船以相对静水4m/s的速度航行，则木船___________s（选填“能”或“不能”）安全渡河。
7．质量为的质点在平面上做曲线运动，在x方向的速度—时间图象和y方向的位移—时间图象如图所示，质点第1秒末的速度大小为________，质点所受的合外力大小为_____________N。
8．某段江面宽，水流速度，有一木船在A点要过江，如图所示。
（1）若木船相对静水速度，则木船最短渡江时间为_________s；
（2）若A处下游的B处是一片与河岸垂直的险滩，木船以相对静水的速度航行，则木船______（选填“能”或“不能”）安全渡河。
四自我检测
1．已知某船在静水中的最大速度为5 m/s，现让该船渡过某条河，假设河的两岸是平行线，河水流速恒定，河宽d＝100 m，船以最短时间渡河，航线与岸的夹角为60°，则（ ）
A．渡河时间为10 s
B．河水流速为
C．实际渡河位移为
D．无论如何调整船头方向，船都无法到达正对岸
2．公交车是人们出行的重要交通工具，如图是公交车内部座位示意图，其中座位A和B的连线和车前进的方向垂直，当车在某一站台由静止开始匀加速启动的同时，一个乘客从A座位沿AB连线相对车以2 m/s的速度匀速运动到B，则站在站台上的人看到该乘客（ ）
A．运动轨迹为直线
B．运动轨迹为抛物线
C．因该乘客在车上做匀速运动，所以乘客处于平衡状态
D．当车的速度为2 m/s时，该乘客对地的速度为m/s
3．四人想划船渡过一条宽200 m的河，他们在静水中划船的速度为3 m/s，现在他们观测到河水的流速为5 m/s，对于这次划船过河，下列说法正确的是（ ）
A．要想到达正对岸就得使船头朝向正对岸
B．要想到达正对岸船头必须朝向上游划船
C．要想走最少的路就得朝着正对岸划船
D．这种情况是不可能到达正对岸的
4．下列说法正确的是（ ）
A．物体在变力作用下一定做曲线运动
B．曲线运动中物体的加速度一定发生变化
C．物体做曲线运动，沿垂直速度方向的合力一定不为零
D．两个直线运动的合运动一定是曲线运动
5．下面说法中正确的是（ ）
A．做曲线运动的物体速度方向必定变化
B．速度变化的运动必定是曲线运动
C．加速度恒定的运动不可能是曲线运动
D．加速度变化的运动必定是曲线运动
6．游泳作为一项有氧运动，长期坚持有利于身体健康，因此被越来越多的人所喜爱。假如某人在静水中的速度为v1，某时刻垂直于河岸向对岸游去，水流速度突然变大，则（ ）
A．渡河时间变长 B．渡河时间不变
C．渡河时间变短 D．渡河时间不确定
7．“幸得有你，山河无恙。千里驰援，勇士凯旋”，2020年4月10日，载着最后一批广东援鄂医疗队英雄的客车返回。假设某车在水平公路上转弯，沿曲线MPN行驶，速度逐渐减小，v是汽车经过P点时的速度。图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，其中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．在长征二号F遥十三运载火箭托举神舟十三号载人飞船升空的过程中，地面上的观测者观测到火箭某时刻速度大小为v，方向与水平地面成θ角，如图所示，则火箭水平方向的分速度为（ ）
A．vsinθ B．vcosθ
C． D．
9．如图所示，AB杆以恒定角速度绕A点转动，并带动套在水平杆OC上的小环M运动，运动开始时，AB杆在竖直位置，则小环M的加速度将（ ）
A．逐渐增大 B．先减小后增大
C．先增大后减小 D．逐渐减小
10．关于运动的合成与分解，下列说法不正确的是（ ）
A．两个速度大小不相等的匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动
B．若两个互成角度的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，则合运动一定是曲线运动
C．合运动的方向即为物体实际运动的方向，且其速度一定大于分速度
D．在运动的合成与分解中速度、加速度和位移都遵循平行四边形法则
三课前预习
1． 合运动 分运动 合运动 分运动 矢量
2． 直线运动 不变
3． 右上方 vxt vyt x x
4． 错误 正确 错误 错误 错误
5． 平面直角 原点O 水平向右 竖直向上
6． 20 能
7． 4
8． 20 不能
四自我检测
参考答案：
1．B
【详解】A．当船头垂直于河岸渡河时，时间最短，则最短渡河时间
A错误；
C．由几何关系知实际渡河的位移为
C错误；
B．船沿着河岸方向的位移
则河水的速度
B正确；
D．因为v船>v水，调整船头斜向上游方向，船可以到达正对岸，D错误。
故选B。
2．B
【详解】ABC．乘客沿着车前进方向做初速度为零的匀加速直线运动，而沿AB方向做匀速直线运动，根据运动的合成可知，站在站台上的人看到该乘客的运动轨迹为抛物线，因为加速度不为零，所以乘客处于非平衡状态，故A、C错误，B正确；
D．根据速度的合成与分解可知，当车的速度为2 m/s时，该乘客对地速度为
m/s＝2 m/s
D正确。故选D。
3．D
【详解】A B D．由于水速大于船速，无论怎么开，都无法到达正对岸，A、B错误，D正确；
C．要想走最少的路，应该让水速和船速的合速度方向与船速方向垂直，如图所示，应朝着上游某个方向开，C错误。
故选D。
4．C
【详解】A．物体是否做曲线运动，取决于物体所受合外力方向与物体运动方向是否共线，只要两者不共线，无论物体所受合外力是恒力还是变力，物体都做曲线运动；若两者共线，物体做直线运动，故A项错误；
B．物体在恒力的作用下也可能做曲线运动，其加速度恒定，如平抛运动，故B项错误；
C．曲线运动中垂直速度方向的力改变速度的方向，沿速度方向的力改变速度的大小，而曲线运动其速度方向时刻改变，即沿垂直速度方向的合力一定不为零，故C项正确；
D．两个直线运动的合运动可能是直线运动，也可能是曲线运动，故D项错误。
故选C。
5．A
【详解】A．做曲线运动的物体速度大小不一定变化，但速度方向必定变化，A正确；
B．速度变化的运动可能是速度大小在变、方向不变的直线运动，B错误；
C．加速度恒定的运动可能是匀变速直线运动，也可能是匀变速曲线运动，C错误；
D．加速度变化的运动可能是变加速直线运动，也可能是变加速曲线运动，D错误。
故选A。
6．B
【详解】水流速度是平行于河岸的，设河的宽度为，渡河时间
水流速度突然变大不会影响渡河时间。
故选B。
7．C
【详解】AD．汽车在水平公路上转弯，汽车沿曲线由M向P行驶，汽车所受合力F的方向指向运动轨迹的凹侧，故AD错误；
BC．汽车的速度在减小，则合力在做负功，合力的方向与速度方向的夹角大于90°，故B错误，C正确。
故选C。
8．B
【详解】把火箭的速度分解在竖直方向及水平方向上，可得火箭在水平方向的分速度为
vx=vcosθ
故选B。
9．A
【详解】如图所示
环沿OC向右运动，其速度v可分为垂直AB的速度，沿AB方向的，则
故环的速度
环的加速度
即
因为变小，则a变大。
故选A。
10．C
【详解】A．两个速度大小不相等的匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动，A正确；
B．若两个互成角度的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，则合速度与加速度不在同一条直线上，所以合运动一定为曲线运动，B正确；
C．合运动的方向即为物体实际运动方向，但合速度可能大于、小于或等于任意一个分速度，C错误；
D．速度、加速度、位移均为矢量，矢量的合成遵循平行四边形法则，D正确。
故选C。
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