5.2 运动的合成与分解——小船渡河与关联速度 课件 (共21张PPT) 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册
文档属性
| 名称 | 5.2 运动的合成与分解——小船渡河与关联速度 课件 (共21张PPT) 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-08 10:58:35 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
运动的合成与分解
小船渡河模型
若人在河中始终保持头朝正前方游向对岸，你认为他会在对岸的正前方到达，还是会偏向上游或下游？为什么？
新课引入
小船渡河模型
解决小船过河问题时，要先弄清楚合运动和分运动，小船过河时实际上参与了两个方向的分运动，即随水流的运动（水冲船的运动）和船在静水中的运动（运动方向为船头朝向的方向），船的实际运动（相对于河岸的运动）是合运动。
由于河的宽度是确定的，所以首先应确定渡河的速度，然后计算渡河的时间，再根据等时性分别研究两个分运动或合运动。
新课讲解
v水为水流速度，v船表示船在静水中的速度，河岸的宽度为d
小船渡河模型
新课讲解
1、渡河时间最短问题：
t短＝
当船头垂直指向河岸航行时渡河时间最短（如图）
tanθ=
v水
v船
其最短时间与水流速度无关
(1)当v水小船渡河模型
新课讲解
2、渡河位移最短：
cosθ=
(2)当v水>v船时，从出发点A开始作矢量v水。以v水的末端为圆心，以v船的大小为半径画圆，当合速度与圆相切时，船头与河岸夹角为θ（如图），则 ，最短位移
小船渡河模型
新课讲解
2、渡河位移最短：
cosθ=
1、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v1，水流速度为v2，河宽为d。则下列说法正确的是( )
A．船渡河时间为
B．船渡河时间为
C．船渡河过程被冲到下游的距离为 d
D．船渡河过程被冲到下游的距离为d
课堂练习
2．小明同学遥控小船做过河实验，并绘制了四幅小船过河的航线图如图所示。图中实线为河岸，河水的流动速度不变，方向如图水平向右，虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线，小船相对于静水的速度不变。则( )
A
课堂练习
B
C
D
3．一小船在静水中的速度为3 m/s，它在一条河宽为150 m，水流速度为4 m/s的河流中渡河，则该小船( )
A．能到达正对岸
B．渡河的时间可能少于50 s
C．以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为200 m
D．以最短位移渡河时，位移大小为150 m
课堂练习
4．(多选)河水的流速与某河岸的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示．若要使船以最短时间渡河，下列说法正确的是( )
A．船渡河的最短时间为100 s
B．船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直
C．船在河中航行的轨迹是一条直线
D．船在河水中的最大速度为7 m/s
课堂练习
5、小船要渡过100 m宽的河，水流速度为3 m/s，船在静水中的速度为4 m/s，求：
(1)小船渡河的最短时间为多少？位移有多大
(2)欲使船以最小位移渡河，渡河所有时间是多少？
(4)若水流速度是5 m/s，船在静水中的速度保持是4 m/s不变，船能否垂直渡河？
课堂练习
小船渡河模型
两类常见问题:
1、渡河时间最短
船头垂直于河岸航行即可
2、渡河位移最短
①v船 > v水，船能垂直过河，位移最短
②v水>v船，过河位移最短须满足v船 ⊥ v合
课堂小结
1．模型特点
沿绳(杆)方向的速度分量大小相等。
2．思路与方法
合速度→物体的实际运动速度v
方法：v∥与v⊥的合成遵循平行四边形定则。
3．解题原则：根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解。
分速度→
其一：沿绳（杆）的速度v∥
其二：与绳（杆）垂直的速度v⊥
考点二：关联速度模型
新课讲解
4.解题四步：
①找物体的实际运动方向，即合速度；
②沿绳(杆)方向和垂直于绳(杆)的方向画分速度；
③作平行四边形（矩形）；
④找出绳(杆)方向的分速度与和速度的关系式。
新课讲解
沿绳(杆)方向的速度分量大小相等。
1、如图所示，AB杆和墙的夹角为θ 时，杆的A端沿墙下滑的速度大小为v1，B端沿地面的速度大小为v2，则v1、v2的关系是( )
A．v1＝v2
B．v1＝v2cos θ
C．v1＝v2tan θ
D．v1＝v2sin θ
课堂练习
2、图中套在竖直细杆上的环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连．由于B的质量较大，故在释放B后，A将沿杆上升，当A环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时，其上升速度v1≠0，若这时B的速度为v2，则 ( )
A．v2＝v1 B．v2>v1
C．v2≠0 D．v2＝0
课堂练习
课堂练习
3、如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车以速度v匀速向右运动到如图所示位置时，物体P的速度为( )
A．v B．vcosθ
C. D.
课堂练习
4、(多选)如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为Ff，当轻绳与水面的夹角为θ时，船的速度为v，人的拉力大小为F，则此时( )
A．人拉绳行走的速度为vcosθ
C．船的加速度为
D．船的加速度为
B．人拉绳行走的速度为
课堂练习
6、如图所示，水面上方高度为20 m处有一光滑轻质定滑轮，用绳系住一只船，船离岸的水平距离为 m，岸上的人用3 m/s的恒定速度水平拉绳子，求：
(1)开始时船的速度大小；
(2)5 s末船的速度大小.
（1） m/s （2）5m/s
课堂练习
学海无涯苦作舟
运动的合成与分解
小船渡河模型
若人在河中始终保持头朝正前方游向对岸，你认为他会在对岸的正前方到达，还是会偏向上游或下游？为什么？
新课引入
小船渡河模型
解决小船过河问题时，要先弄清楚合运动和分运动，小船过河时实际上参与了两个方向的分运动，即随水流的运动（水冲船的运动）和船在静水中的运动（运动方向为船头朝向的方向），船的实际运动（相对于河岸的运动）是合运动。
由于河的宽度是确定的，所以首先应确定渡河的速度，然后计算渡河的时间，再根据等时性分别研究两个分运动或合运动。
新课讲解
v水为水流速度，v船表示船在静水中的速度，河岸的宽度为d
小船渡河模型
新课讲解
1、渡河时间最短问题：
t短＝
当船头垂直指向河岸航行时渡河时间最短（如图）
tanθ=
v水
v船
其最短时间与水流速度无关
(1)当v水
新课讲解
2、渡河位移最短：
cosθ=
(2)当v水>v船时，从出发点A开始作矢量v水。以v水的末端为圆心，以v船的大小为半径画圆，当合速度与圆相切时，船头与河岸夹角为θ（如图），则 ，最短位移
小船渡河模型
新课讲解
2、渡河位移最短：
cosθ=
1、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v1，水流速度为v2，河宽为d。则下列说法正确的是( )
A．船渡河时间为
B．船渡河时间为
C．船渡河过程被冲到下游的距离为 d
D．船渡河过程被冲到下游的距离为d
课堂练习
2．小明同学遥控小船做过河实验，并绘制了四幅小船过河的航线图如图所示。图中实线为河岸，河水的流动速度不变，方向如图水平向右，虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线，小船相对于静水的速度不变。则( )
A
课堂练习
B
C
D
3．一小船在静水中的速度为3 m/s，它在一条河宽为150 m，水流速度为4 m/s的河流中渡河，则该小船( )
A．能到达正对岸
B．渡河的时间可能少于50 s
C．以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为200 m
D．以最短位移渡河时，位移大小为150 m
课堂练习
4．(多选)河水的流速与某河岸的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示．若要使船以最短时间渡河，下列说法正确的是( )
A．船渡河的最短时间为100 s
B．船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直
C．船在河中航行的轨迹是一条直线
D．船在河水中的最大速度为7 m/s
课堂练习
5、小船要渡过100 m宽的河，水流速度为3 m/s，船在静水中的速度为4 m/s，求：
(1)小船渡河的最短时间为多少？位移有多大
(2)欲使船以最小位移渡河，渡河所有时间是多少？
(4)若水流速度是5 m/s，船在静水中的速度保持是4 m/s不变，船能否垂直渡河？
课堂练习
小船渡河模型
两类常见问题:
1、渡河时间最短
船头垂直于河岸航行即可
2、渡河位移最短
①v船 > v水，船能垂直过河，位移最短
②v水>v船，过河位移最短须满足v船 ⊥ v合
课堂小结
1．模型特点
沿绳(杆)方向的速度分量大小相等。
2．思路与方法
合速度→物体的实际运动速度v
方法：v∥与v⊥的合成遵循平行四边形定则。
3．解题原则：根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解。
分速度→
其一：沿绳（杆）的速度v∥
其二：与绳（杆）垂直的速度v⊥
考点二：关联速度模型
新课讲解
4.解题四步：
①找物体的实际运动方向，即合速度；
②沿绳(杆)方向和垂直于绳(杆)的方向画分速度；
③作平行四边形（矩形）；
④找出绳(杆)方向的分速度与和速度的关系式。
新课讲解
沿绳(杆)方向的速度分量大小相等。
1、如图所示，AB杆和墙的夹角为θ 时，杆的A端沿墙下滑的速度大小为v1，B端沿地面的速度大小为v2，则v1、v2的关系是( )
A．v1＝v2
B．v1＝v2cos θ
C．v1＝v2tan θ
D．v1＝v2sin θ
课堂练习
2、图中套在竖直细杆上的环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连．由于B的质量较大，故在释放B后，A将沿杆上升，当A环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时，其上升速度v1≠0，若这时B的速度为v2，则 ( )
A．v2＝v1 B．v2>v1
C．v2≠0 D．v2＝0
课堂练习
课堂练习
3、如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车以速度v匀速向右运动到如图所示位置时，物体P的速度为( )
A．v B．vcosθ
C. D.
课堂练习
4、(多选)如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为Ff，当轻绳与水面的夹角为θ时，船的速度为v，人的拉力大小为F，则此时( )
A．人拉绳行走的速度为vcosθ
C．船的加速度为
D．船的加速度为
B．人拉绳行走的速度为
课堂练习
6、如图所示，水面上方高度为20 m处有一光滑轻质定滑轮，用绳系住一只船，船离岸的水平距离为 m，岸上的人用3 m/s的恒定速度水平拉绳子，求：
(1)开始时船的速度大小；
(2)5 s末船的速度大小.
（1） m/s （2）5m/s
课堂练习
学海无涯苦作舟