5.2运动的合成与分解（关联速度问题）人教版（2019）必修第二册(20页ppt）
文档属性
| 名称 | 5.2运动的合成与分解（关联速度问题）人教版（2019）必修第二册(20页ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 954.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-31 15:13:42 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
5.2 运动的合成与分解
（关联速度问题）
思考：
情景：如图所示，岸上的小车A以速度v匀速向左运动，绳跨过光滑轻质定滑轮和小船B相连．
问题：1.小车A和小船B某一时刻的速度大小相等吗？如果不相等，哪个速度大？
2.从运动的合成和分解的角度看，小船上P点的速度可以分解为哪两个分速度？
一、关联速度模型——绳（杆）
模型情景再现：两物体通过不可伸长的轻绳(杆)相连，当两物体都发生运动，且物体运动的方向不在绳(杆)的直线上，两物体的速度是关联的。
思路：正交分解
合速度：实际速度;分速度：沿绳（杆）方向、垂直绳（杆）方向。。
关键：沿绳(杆)方向的分速度大小相等
常见图解
讲
1.如图所示，人用绳通过定滑轮拉船，当船的速度大小为v时，细绳与速度方向的夹角为θ，此时人拉绳的速度大小为（ ）
A.
B.
C.
D.
C.
练
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
测
3.如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为M，货物的质量为m，货车以速度v向左做匀速直线运动，重力加速度为g，则在将货物提升到图示的位置时，下列说法正确的是（ ）
A．缆绳中的拉力FT等于（M+m）g
B．货箱向上运动的速度大于v
C．货箱向上运动的速度等于
D．货箱向上运动的速度一直增大
梳理本节思维导图：
测
4.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＝v2cosθ
C．v1＝v2tanθ D．v1＝v2sinθ
测
5.一轻杆两端分别固定质量为mA和mB的两个小球A和B(可视为质点)，将其放在一个光滑球形容器中，从位置1开始下滑，如图所示，当轻杆到达位置2时球A与球形容器球心等高，其速度大小为v1，已知此时轻杆与水平方向成θ=30°角，B球的速度大小为v2，则（ ）
A. = B. =2
C. = D. =
二、关联速度模型——接触模型
思路：明确两接触物体的速度，分析弹力的方向。两物体接触点的速度分别沿弹力方向和垂直于弹力方向进行分解。（或者沿接触面法向的分速度必定相同，沿接触面切向的分速度在无相对滑动时相同）
关键：沿弹力方向的分速度相等
三、关联速度模型——转动模型
模型情景再现：杆（或张紧的绳）围绕某一点转动。
思路：杆（或张紧的绳）上各点相对转动轴的角速度相同。
1.自1860年出现第一个以蒸汽推动的旋转木马后，如今在各个大小游乐场等地方皆有各式旋转木马，深受游客喜爱。木马上下运动的原理可以简化为如图所示的联动装置，连杆OB、BC可绕图中O、B、C三处的转轴转动，通过连杆OB在竖直面内的圆周运动，可以使与连杆BC连着的滑块A(木马)沿固定的竖直杆上下滑动。已知OB杆长为L，绕O点沿逆时针方向匀速转动的角速度为ω，当连杆BC与竖直方向夹角为α时，BC杆与OB 杆的夹角为β(β>π/2),下列说法正确的是(B)
A.此时滑块A在竖直方向的速度大小为ωL cos β/cos α
B.此时滑块A在竖直方向的速度大小为wL sin β /cos a
C.当α =0时，滑块A的速度最大
D.当β=π/2时，滑块A的速度最小
讲
2.用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M，长杆的一端放在地上通过铰链连接形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处，在杆的中点C处拴一细绳，绕过两个滑轮后挂上重物M，C点与O点距离为L，现在杆的另一端用力，使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度w缓缓转至水平位置(转过了90o角)，此过程中下述说法中正确的是(B)
A.重物M做匀速直线运动
B.重物M先超重后失重
C.重物M的最大速度是ωL，此时杆水平
D.重物M的速度先减小后增大
练
3.如图，不可伸长的细线一端固定在天花板上的0点，另一端穿过一张CD光盘的中央小孔后拴着一个小球，小球静止时，竖直悬线刚好挨着水平桌面的边线.现将CD光盘按在桌面上，并沿桌面边缘以速度v匀速移动，移动过程中，CD光盘中央小孔始终紧挨桌面边线，当悬线与竖直方向的夹角为时，小球上升的速度大小为(A)
A. vsinθ
B.vcosθ
C.vtanθ
D.v
练
4.倾角为a的斜面A放置在水平面上，细线一端固定于墙面，另一端跨过斜面顶端的小滑轮与物块B相连.已知B的质量为m，不计一切摩擦，重力加速度为g.若A在水平外力作用下匀速向右运动，速度大小为v，求:
(1)外力的大小F；
(2)B的速度大小vB.
练
5.一个半径为R的半圆柱体沿水平方向向右以速度v0做匀速直线运动，带动直杆沿竖直方向上升，如图所示.杆与柱体的接触点为P，当P点和柱心O点的连线与竖直方向的夹角为θ时，求直杆的速度v。
练
6.将楔形木块B放在光滑水平面上靠墙边处并用手扶着，然后在木块和墙面之间放入一个小球A，楔形木块的倾角为日，放手让小球和木块同时由静止开始运动，某时刻二者速度分别为vA和vB，则(B)
A. VA:VB=1:1
B. VA:VB=sinθ: cosθ
C.VA: VB= cos θ: sinθ
D.VA:VB= sin θ: tanθ
练
7.2021年3月11号，宁夏银川一家餐厅后厨起火后，厨师和餐馆负责人却先跑了，三名顾客被困。大火被扑灭后，三人被救出。两人因未尽到组织引导顾客疏散的义务被刑拘。火灾逃生的首要原则是离开火灾现场，下图是火警设计的一种快捷让当事人逃离现场的救援方案:用一根不变形的轻杆MN支撑在楼面平台AB 上，N端在水平地面上向右以v匀速运动，被救助的人员紧抱在M端随轻杆向平台B端靠近，平台高h，当BN=2h时，则此时被救人员向B点运动的速率是(C)
练
A.v0 B.2v0
C./2 D.v0/2
8.细杆ABD靠在固定的半圆上，两者处于同一竖直平面内，杆的中点B恰好落在圆环上.已知A端沿半圆直径方向移动的速度大小为VA，试求D端的运动速度大小vD.
练
5.2 运动的合成与分解
（关联速度问题）
思考：
情景：如图所示，岸上的小车A以速度v匀速向左运动，绳跨过光滑轻质定滑轮和小船B相连．
问题：1.小车A和小船B某一时刻的速度大小相等吗？如果不相等，哪个速度大？
2.从运动的合成和分解的角度看，小船上P点的速度可以分解为哪两个分速度？
一、关联速度模型——绳（杆）
模型情景再现：两物体通过不可伸长的轻绳(杆)相连，当两物体都发生运动，且物体运动的方向不在绳(杆)的直线上，两物体的速度是关联的。
思路：正交分解
合速度：实际速度;分速度：沿绳（杆）方向、垂直绳（杆）方向。。
关键：沿绳(杆)方向的分速度大小相等
常见图解
讲
1.如图所示，人用绳通过定滑轮拉船，当船的速度大小为v时，细绳与速度方向的夹角为θ，此时人拉绳的速度大小为（ ）
A.
B.
C.
D.
C.
练
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
测
3.如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为M，货物的质量为m，货车以速度v向左做匀速直线运动，重力加速度为g，则在将货物提升到图示的位置时，下列说法正确的是（ ）
A．缆绳中的拉力FT等于（M+m）g
B．货箱向上运动的速度大于v
C．货箱向上运动的速度等于
D．货箱向上运动的速度一直增大
梳理本节思维导图：
测
4.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＝v2cosθ
C．v1＝v2tanθ D．v1＝v2sinθ
测
5.一轻杆两端分别固定质量为mA和mB的两个小球A和B(可视为质点)，将其放在一个光滑球形容器中，从位置1开始下滑，如图所示，当轻杆到达位置2时球A与球形容器球心等高，其速度大小为v1，已知此时轻杆与水平方向成θ=30°角，B球的速度大小为v2，则（ ）
A. = B. =2
C. = D. =
二、关联速度模型——接触模型
思路：明确两接触物体的速度，分析弹力的方向。两物体接触点的速度分别沿弹力方向和垂直于弹力方向进行分解。（或者沿接触面法向的分速度必定相同，沿接触面切向的分速度在无相对滑动时相同）
关键：沿弹力方向的分速度相等
三、关联速度模型——转动模型
模型情景再现：杆（或张紧的绳）围绕某一点转动。
思路：杆（或张紧的绳）上各点相对转动轴的角速度相同。
1.自1860年出现第一个以蒸汽推动的旋转木马后，如今在各个大小游乐场等地方皆有各式旋转木马，深受游客喜爱。木马上下运动的原理可以简化为如图所示的联动装置，连杆OB、BC可绕图中O、B、C三处的转轴转动，通过连杆OB在竖直面内的圆周运动，可以使与连杆BC连着的滑块A(木马)沿固定的竖直杆上下滑动。已知OB杆长为L，绕O点沿逆时针方向匀速转动的角速度为ω，当连杆BC与竖直方向夹角为α时，BC杆与OB 杆的夹角为β(β>π/2),下列说法正确的是(B)
A.此时滑块A在竖直方向的速度大小为ωL cos β/cos α
B.此时滑块A在竖直方向的速度大小为wL sin β /cos a
C.当α =0时，滑块A的速度最大
D.当β=π/2时，滑块A的速度最小
讲
2.用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M，长杆的一端放在地上通过铰链连接形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处，在杆的中点C处拴一细绳，绕过两个滑轮后挂上重物M，C点与O点距离为L，现在杆的另一端用力，使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度w缓缓转至水平位置(转过了90o角)，此过程中下述说法中正确的是(B)
A.重物M做匀速直线运动
B.重物M先超重后失重
C.重物M的最大速度是ωL，此时杆水平
D.重物M的速度先减小后增大
练
3.如图，不可伸长的细线一端固定在天花板上的0点，另一端穿过一张CD光盘的中央小孔后拴着一个小球，小球静止时，竖直悬线刚好挨着水平桌面的边线.现将CD光盘按在桌面上，并沿桌面边缘以速度v匀速移动，移动过程中，CD光盘中央小孔始终紧挨桌面边线，当悬线与竖直方向的夹角为时，小球上升的速度大小为(A)
A. vsinθ
B.vcosθ
C.vtanθ
D.v
练
4.倾角为a的斜面A放置在水平面上，细线一端固定于墙面，另一端跨过斜面顶端的小滑轮与物块B相连.已知B的质量为m，不计一切摩擦，重力加速度为g.若A在水平外力作用下匀速向右运动，速度大小为v，求:
(1)外力的大小F；
(2)B的速度大小vB.
练
5.一个半径为R的半圆柱体沿水平方向向右以速度v0做匀速直线运动，带动直杆沿竖直方向上升，如图所示.杆与柱体的接触点为P，当P点和柱心O点的连线与竖直方向的夹角为θ时，求直杆的速度v。
练
6.将楔形木块B放在光滑水平面上靠墙边处并用手扶着，然后在木块和墙面之间放入一个小球A，楔形木块的倾角为日，放手让小球和木块同时由静止开始运动，某时刻二者速度分别为vA和vB，则(B)
A. VA:VB=1:1
B. VA:VB=sinθ: cosθ
C.VA: VB= cos θ: sinθ
D.VA:VB= sin θ: tanθ
练
7.2021年3月11号，宁夏银川一家餐厅后厨起火后，厨师和餐馆负责人却先跑了，三名顾客被困。大火被扑灭后，三人被救出。两人因未尽到组织引导顾客疏散的义务被刑拘。火灾逃生的首要原则是离开火灾现场，下图是火警设计的一种快捷让当事人逃离现场的救援方案:用一根不变形的轻杆MN支撑在楼面平台AB 上，N端在水平地面上向右以v匀速运动，被救助的人员紧抱在M端随轻杆向平台B端靠近，平台高h，当BN=2h时，则此时被救人员向B点运动的速率是(C)
练
A.v0 B.2v0
C./2 D.v0/2
8.细杆ABD靠在固定的半圆上，两者处于同一竖直平面内，杆的中点B恰好落在圆环上.已知A端沿半圆直径方向移动的速度大小为VA，试求D端的运动速度大小vD.
练