课件25张PPT。一.渡河问题
(1)最短时间过河
(2)最短路程过河
二.“绳+物”问题
【问题综述】
小船在有一定流速的河中过河时,实际上参与了两个方向的运动:
①船随水流的运动—— v1(水冲船的运动)
②船相对于水的运动—— v2 (即在静水中船的运动)
船的实际运动为合运动—— v 。 渡河问题 V1:水流速度
V2:船相对于静水的速度
(V2的方向为船头的指向)
θ: v2与河岸的夹角
d:河宽。 平行于河岸的速度:V∥ = V1 -V3 = V1 -V2 cosθ ;
垂直于河岸的速度: V⊥ = V2 sinθ
由于V1、 V3、 V∥都平行于河岸,故它们无论多大,对过河均无帮助,只要V⊥ ≠0,船就一定能过河。
且V⊥越大,过河时间越短。
当θ =90°时, V⊥ = V2 ,为最大值,此时过河时间最短。 使小船过河时间最短 过河时间:
当θ =90°时, V⊥ = V2 ,此时过河时间最短。 若v2< v1,则无论船向那个方向划行,v∥ ≠ 0,且与水流方向相同,即船总要被水冲向下游。怎样才能使过河路径最短呢? 如左图,设船头(v2)与河岸成θ角,合速度v与河岸成α角,可以看出,α越大,过河路径越短。
什么条件下α角最大呢? 使小船过河路径最短 若v1= v3,则v∥ = 0,此时合速度(实际速度)为v4 ,与河岸垂直,船的实际航程最短,为河的宽度d。
条件: v2> v1 如左图,设船头(v2)与河岸成θ角,合速度v与河岸成α角,可以看出,α越大,过河路径越短。
什么条件下α角最大呢? 以v1的矢尖为圆心, v2为半径画圆弧,当合速度v与圆弧相切时,可以看出,α最大。
此时
过河的最短路径:
v 【例题】一船准备渡河,已知水流速度为v0=1m/s,船在静水中的航速为v’ =2m/s,则:
①要使船能够垂直地渡过河去,那么应向何方划船?
②要使船能在最短时间内渡河,应向何方划船? 【答案】①θ=600 ②垂直于河岸运动矢量分析 渡河问题 【例题】宽300米,河水流速3m/s,船在静水中的航速为1m/s,则该船渡河的最短时间为 ,渡河的最短位移为 。 运动矢量分析 渡河问题 渡河问题 【答案】请思考:
要使小船能够到达正对岸,小船在静水中的速度应满足什么条件? “绳+物”问题 “绳+物”问题 【问题综述】 此类问题的关键是:
1.准确判断谁是合运动,谁是分运动;实际运动是合运动
2.根据运动效果寻找分运动;
3.一般情况下,分运动表现在:
①沿绳方向的伸长或收缩运动;
②垂直于绳方向的旋转运动。
4.根据运动效果认真做好运动矢量图,是解题的关键。
5.对多个用绳连接的物体系统,要牢记在绳的方向上各点的 速度大小相等。
6.此类问题还经常用到微元法求解。绳子连带问题:典型运动的合成与分解①沿绳方向直线运动②以定滑轮为圆心垂直绳的转动注意:
实际的运动是合运动
实际的速度是合速度【例题】如图所示,纤绳以恒定速率v沿水平方向通过定滑轮牵引小船靠岸,当纤绳与水面夹角为θ时,船靠岸的速度是 ,若使船匀速靠岸,则纤绳的速度是 。(填:匀速、加速、减速) 【答案】减速 “绳+物”问题1、画出绳上需要研究的点(通常是端点)的实际速度(合速度);
2、将各点的实际速度进行分解
(沿绳的方向以及垂直于绳的方向分解)
3、列等式。 (因为绳子既不能伸长,也不能缩短,故各点沿着绳子的分速度相等)【例题】如图所示,汽车沿水平路面以恒定速度v前进,则当拉绳与水平方向成θ角时,被吊起的物体M的速度为vM= 。 【答案】 “绳+物”问题1、画出绳上需要研究的点(通常是端点)的实际速度(合速度);
2、将各点的实际速度进行分解
(沿绳的方向以及垂直于绳的方向分解)
3、列等式。 (因为绳子既不能伸长,也不能缩短,故各点沿着绳子的分速度相等)【例题】如图所示,以速度v沿竖直杆匀速下滑的物体A,用细绳通过定滑轮拉动物体B在水平桌面上运动,当绳与水平面夹角为θ时,物体B的速率为 ,【答案】 vB=vsinθ “绳+物”问题【例题】如图所示,A、B两物体用细绳相连,在水平面上运动,当α=450,β=300时,物体A的速度为2 m/s,这时B的速度为 。【答案】 “绳+物”问题变例:如图所示,A、B两物体系在跨过光滑定滑轮的一根轻绳的两端,当A物体以速度v向左运动时,系A,B的绳分别与水平方向成a、β角,此时B物体的速度大小为 ,方向如何? 1.模型特点
沿绳(或杆)方向的速度分量大小相等.
2.思路与方法
合运动→绳拉物体的实际运动速度v
其一:沿绳(或杆)的分速度v1
分运动→
其二:沿绳(或杆)垂直的分速度v2
方法:v1与v2的合成遵循 定则.
平行四边形【考点逐项排查】答案3.解题的原则
把物体的实际速度分解为 于绳(杆)和 于绳(杆)两个分量,根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解.常见的模型如图所示.垂直平行答案绳(杆)牵连物体的分析技巧
1.解题关键:找出合速度与分速度的关系是求解关联问题的关键.
2.基本思路:
(1)先确定合运动的方向(物体实际运动方向).
(2)分析合运动所产生的实际效果:一方面使绳或杆伸缩;另一方面使绳或杆转动.
(3)确定两个分速度的方向:沿绳或杆方向的分速度和垂直绳或杆方向的分速度,而沿绳或杆方向的分速度大小相同.[方法技巧]返回5.如图所示,在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下,当小车匀速向左运动时,物体M的受力和运动情况是( )
A.绳的拉力等于M的重力
B.绳的拉力大于M的重力
C.物体M向上做匀速运动
D.物体M向上做匀加速运动
解析 当小车匀速向左运动时,沿绳子方向的速度vcos θ增大,物体M向上做变加速运动,绳的拉力大于M的重力,选项B正确.B解析答案THE END!