5.2 运动的合成与分解-天津市2020年空中课堂人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共26张PPT)
文档属性
| 名称 | 5.2 运动的合成与分解-天津市2020年空中课堂人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共26张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-05-22 21:25:43 | ||
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文档简介
(共26张PPT)
运动的合成与分解
高一年级 物理
在一次抗洪抢险中，一些群众被泛滥的河流阻隔在水中熄火的汽车上，汽车正对岸上的救援人员试图驾驶冲锋舟，解救被困群众，你认为救援人员应如何驾驶冲锋舟，才能靠近被困汽车呢？
由于，冲锋舟的运动受到引擎驱动与河水的冲击两方面的影响，研究冲锋舟的运动应在一个平面坐标系中进行。我们可以通过分析“蜡块实验”获得启迪，研究冲锋舟救人问题。
一、一个平面运动的实例
在一段封闭的长约1m的玻璃管AB内注满清水，水中放有红蜡做成的小圆柱体R，用胶塞封住玻璃管开口端，把玻璃管倒置，蜡块R沿玻璃管匀速上升。
红蜡块R的运动将如何呢?
如果同时将玻璃管向右匀速移动。
我们发现蜡块R同时参与两个运动，一个是竖直向上的匀速运动，另一个是水平向右的匀速运动，实际表现出来的是斜向右上的运动。
如果把蜡块R实际表现出来的运动称为合运动，那么它在竖直和水平的两个方向的运动就被称为分运动。
接下来我们继续分析蜡块R的运动。
合运动
分运动1
分运动2
首先，我们研究蜡块在竖直平面内做何运动。
1.建立平面直角坐标系
研究蜡块在竖直平面中的运动，需要建立平面直角坐标系。
y
x
o
vy
vx
v
P
x=vxt
y=vyt
蜡块在竖直平面内做直线运动。
2.蜡块的运动轨迹
正比例函数，其图像为过原点的直线。
vy和vx各表示两个匀速运动的速度，它们的比值为常数。
通过刚才的分析，我们发现：通过研究分运动的性质，就可推出合运动的性质。那么在其它方面是否也有这样的规律呢？比如：合运动的速度、位移...等方面。
3.蜡块的速度与位移
根据勾股定理：
蜡块的合运动速度v，与它同时参与的两个分运动的速度vx、vy之间的关系满足矢量运算法则，由于vx垂直于vy，v、vx、vy三者构成直角三角形。
vy
vx
v
同理，蜡块合运动的位移s，与x方向的分位移x以及y方向的分位移y的关系为：
x
y
s
vy
vx
v
根据三角函数知识还可以得到vx与vy有下列关系：
通过对“蜡块实验”的分析，我们获得了哪些启迪呢？
（1）物体的合运动的轨迹、位移、速度可由对分运动的研究得出。
（2）物体的合运动与分运动是同时进行的。
（3）两个分运动之间相互独立，互不干扰。
（4）合运动的位移、速度与分运动的位移、速度之间满足矢量运算 法则。
有了上述结论，我们再看冲锋舟救人问题。
被困群众
水流方向
A
B
C
v水
v船
v合
如果把冲锋舟的船头指向被困群众，冲锋舟会到达被困群众处吗？
冲锋舟在水中同时参与了两个分运动：（1）沿船头方向。（2）沿水流方向。
合速度偏向了下游！
救命啊！
船跑哪去了？我们在这儿呢！
被困群众
A
v船
v水
v合
B
v船
v水
v合
v船
v水
v合
冲锋舟怎样行驶才能到达被困群众处呢？
合速度指向B
应使冲锋舟的合速度方向指向被困群众。
冲锋舟船头应偏向上游一个合适角度
v船
v水
v合
冲锋舟的船头应指向...?
完成了救援行动，我们再看今天学习的课题
运动的合成与分解
这是指...？
二、运动的合成与分解
已知分运动求合运动的过程叫做运动的合成，已知合运动求分运动的过程叫做运动的分解。
合运动与分运动的位移、速度、加速度等矢量之间都只遵从矢量运算法则。
思考题
1.前面的“蜡块实验”中如果将玻璃管从静止开始，向右做加速度为a的匀加速直线运动，假设蜡块在竖直方向仍做匀速运动，蜡块的运动轨迹还是一条直线吗？
o
y
x
分析x、y两个方向位移关系：
这是一个二次函数，显然不是直线运动，是一条抛物线
虽然两个分运动都是直线运动，但合运动却是曲线运动
说到这里，你一定有所感悟，说说你的感悟。
既然两个直线运动可以合成为一个曲线运动，那么分析曲线运动时，能不能把它分为两个直线运动呢？
我们解决曲线运动问题的方法，就是将它分解为两个相对简单的直线运动，先研究分运动（位移、速度、加速度），再利用矢量的合成法则，求得合运动的位移、速度、加速度等物理量。需要注意的是：分运动与合运动的时间是相同的。
学习感悟:
课堂练习
【例题】关于合运动与分运动，下列说法正确地是（ ）
A．合运动的时间等于各个分运动的时间之和
B．合运动的速度一定大于分运动速度
C．当合运动速度增大时，各分运动速度一定增大
D．分运动之间时是彼此独立的互不影响
D
v船
v水
v合
【例题】武装泅渡的战士以一定的速度垂直河岸向对岸游去，当水流匀速时，关于他过河所需时间、发生的位移与水速的关系正确的是：（ ）
A．水速小时，位移小，时间短；
B．水速大时，位移大，时间短；
C．水速大时，位移大，时间不变；
D ．位移、时间与水速无关。
C
水流
d
v水
v人
v合
v合1
v水1
v水增大对v人没有影响，渡河时间：
不变。
【例题】如图为一空间探测器的示意图，p1 、p2、 p3 、p4 是四个喷气发动机，p1、 p3 的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，p2、p4的连线与y轴平行，每个发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动，开始时，探测器以恒定的速率v0,向正x方向运动。要使探测器改为正x 偏负y 600的方向以原来的速率v0运动,则 （ ）
A．先开动p1 适当时间，再开动p4适当时间
B．先开动p3 适当时间，再开动p2适当时间
C．先开动p3 适当时间，再开动p4适当时间
D．先开动p2 适当时间，再开动p1适当时间
x
y
o
p1
p2
p3
p4
x
y
o
p1
p2
p3
p4
v0
v1
600
改为向正x 偏负y 600的方向运动，速率的大小不变,速度变为v1
选A
解析：
v0
探测器原来沿x正向运动，速度为v0。
vx
vy
应使，
x方向速度：从v0减小为vx，（须开启P1发动机减速）
y方向速度：从0 增大为vy，（须开启P4发动机加速）
【例题】如图所示，汽车以水平方向速度v匀速行驶，到达如图所示位置时，绳子与水平方向的夹角为θ ，此时物体M的速度大小为多少？
v
M
v
M
解析：
M物体的速度，与汽车拉动绳子的速度大小相等。
研究绳子被拉动的速度，应选取绳子与汽车的拴结点A为研究对象。
v
v1
v2
A
A点的合运动方向水平，
一个分运动方向沿绳子方向
另一个分运动方向垂直绳子。
根据数学知识：
课堂小结
（2）物体的合运动与分运动是同时进行的。
（3）分运动之间相互独立，互不影响。
（4）合运动与分运动之间满足矢量运算法则。
（5）分析曲线运动的一般方法是，将它分解为两个直线运动。
（1）合运动、分运动、运动的合成与分解。
课后作业
2.教材P9练习与应用1、2、3、4、5
如果将一个物体以水平初速度抛出，物体将做曲线运动，对于这个曲线运动，我们最好将它分解为哪两个分运动呢？
1.课后思考题
谢谢同学们，再见
运动的合成与分解
高一年级 物理
在一次抗洪抢险中，一些群众被泛滥的河流阻隔在水中熄火的汽车上，汽车正对岸上的救援人员试图驾驶冲锋舟，解救被困群众，你认为救援人员应如何驾驶冲锋舟，才能靠近被困汽车呢？
由于，冲锋舟的运动受到引擎驱动与河水的冲击两方面的影响，研究冲锋舟的运动应在一个平面坐标系中进行。我们可以通过分析“蜡块实验”获得启迪，研究冲锋舟救人问题。
一、一个平面运动的实例
在一段封闭的长约1m的玻璃管AB内注满清水，水中放有红蜡做成的小圆柱体R，用胶塞封住玻璃管开口端，把玻璃管倒置，蜡块R沿玻璃管匀速上升。
红蜡块R的运动将如何呢?
如果同时将玻璃管向右匀速移动。
我们发现蜡块R同时参与两个运动，一个是竖直向上的匀速运动，另一个是水平向右的匀速运动，实际表现出来的是斜向右上的运动。
如果把蜡块R实际表现出来的运动称为合运动，那么它在竖直和水平的两个方向的运动就被称为分运动。
接下来我们继续分析蜡块R的运动。
合运动
分运动1
分运动2
首先，我们研究蜡块在竖直平面内做何运动。
1.建立平面直角坐标系
研究蜡块在竖直平面中的运动，需要建立平面直角坐标系。
y
x
o
vy
vx
v
P
x=vxt
y=vyt
蜡块在竖直平面内做直线运动。
2.蜡块的运动轨迹
正比例函数，其图像为过原点的直线。
vy和vx各表示两个匀速运动的速度，它们的比值为常数。
通过刚才的分析，我们发现：通过研究分运动的性质，就可推出合运动的性质。那么在其它方面是否也有这样的规律呢？比如：合运动的速度、位移...等方面。
3.蜡块的速度与位移
根据勾股定理：
蜡块的合运动速度v，与它同时参与的两个分运动的速度vx、vy之间的关系满足矢量运算法则，由于vx垂直于vy，v、vx、vy三者构成直角三角形。
vy
vx
v
同理，蜡块合运动的位移s，与x方向的分位移x以及y方向的分位移y的关系为：
x
y
s
vy
vx
v
根据三角函数知识还可以得到vx与vy有下列关系：
通过对“蜡块实验”的分析，我们获得了哪些启迪呢？
（1）物体的合运动的轨迹、位移、速度可由对分运动的研究得出。
（2）物体的合运动与分运动是同时进行的。
（3）两个分运动之间相互独立，互不干扰。
（4）合运动的位移、速度与分运动的位移、速度之间满足矢量运算 法则。
有了上述结论，我们再看冲锋舟救人问题。
被困群众
水流方向
A
B
C
v水
v船
v合
如果把冲锋舟的船头指向被困群众，冲锋舟会到达被困群众处吗？
冲锋舟在水中同时参与了两个分运动：（1）沿船头方向。（2）沿水流方向。
合速度偏向了下游！
救命啊！
船跑哪去了？我们在这儿呢！
被困群众
A
v船
v水
v合
B
v船
v水
v合
v船
v水
v合
冲锋舟怎样行驶才能到达被困群众处呢？
合速度指向B
应使冲锋舟的合速度方向指向被困群众。
冲锋舟船头应偏向上游一个合适角度
v船
v水
v合
冲锋舟的船头应指向...?
完成了救援行动，我们再看今天学习的课题
运动的合成与分解
这是指...？
二、运动的合成与分解
已知分运动求合运动的过程叫做运动的合成，已知合运动求分运动的过程叫做运动的分解。
合运动与分运动的位移、速度、加速度等矢量之间都只遵从矢量运算法则。
思考题
1.前面的“蜡块实验”中如果将玻璃管从静止开始，向右做加速度为a的匀加速直线运动，假设蜡块在竖直方向仍做匀速运动，蜡块的运动轨迹还是一条直线吗？
o
y
x
分析x、y两个方向位移关系：
这是一个二次函数，显然不是直线运动，是一条抛物线
虽然两个分运动都是直线运动，但合运动却是曲线运动
说到这里，你一定有所感悟，说说你的感悟。
既然两个直线运动可以合成为一个曲线运动，那么分析曲线运动时，能不能把它分为两个直线运动呢？
我们解决曲线运动问题的方法，就是将它分解为两个相对简单的直线运动，先研究分运动（位移、速度、加速度），再利用矢量的合成法则，求得合运动的位移、速度、加速度等物理量。需要注意的是：分运动与合运动的时间是相同的。
学习感悟:
课堂练习
【例题】关于合运动与分运动，下列说法正确地是（ ）
A．合运动的时间等于各个分运动的时间之和
B．合运动的速度一定大于分运动速度
C．当合运动速度增大时，各分运动速度一定增大
D．分运动之间时是彼此独立的互不影响
D
v船
v水
v合
【例题】武装泅渡的战士以一定的速度垂直河岸向对岸游去，当水流匀速时，关于他过河所需时间、发生的位移与水速的关系正确的是：（ ）
A．水速小时，位移小，时间短；
B．水速大时，位移大，时间短；
C．水速大时，位移大，时间不变；
D ．位移、时间与水速无关。
C
水流
d
v水
v人
v合
v合1
v水1
v水增大对v人没有影响，渡河时间：
不变。
【例题】如图为一空间探测器的示意图，p1 、p2、 p3 、p4 是四个喷气发动机，p1、 p3 的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，p2、p4的连线与y轴平行，每个发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动，开始时，探测器以恒定的速率v0,向正x方向运动。要使探测器改为正x 偏负y 600的方向以原来的速率v0运动,则 （ ）
A．先开动p1 适当时间，再开动p4适当时间
B．先开动p3 适当时间，再开动p2适当时间
C．先开动p3 适当时间，再开动p4适当时间
D．先开动p2 适当时间，再开动p1适当时间
x
y
o
p1
p2
p3
p4
x
y
o
p1
p2
p3
p4
v0
v1
600
改为向正x 偏负y 600的方向运动，速率的大小不变,速度变为v1
选A
解析：
v0
探测器原来沿x正向运动，速度为v0。
vx
vy
应使，
x方向速度：从v0减小为vx，（须开启P1发动机减速）
y方向速度：从0 增大为vy，（须开启P4发动机加速）
【例题】如图所示，汽车以水平方向速度v匀速行驶，到达如图所示位置时，绳子与水平方向的夹角为θ ，此时物体M的速度大小为多少？
v
M
v
M
解析：
M物体的速度，与汽车拉动绳子的速度大小相等。
研究绳子被拉动的速度，应选取绳子与汽车的拴结点A为研究对象。
v
v1
v2
A
A点的合运动方向水平，
一个分运动方向沿绳子方向
另一个分运动方向垂直绳子。
根据数学知识：
课堂小结
（2）物体的合运动与分运动是同时进行的。
（3）分运动之间相互独立，互不影响。
（4）合运动与分运动之间满足矢量运算法则。
（5）分析曲线运动的一般方法是，将它分解为两个直线运动。
（1）合运动、分运动、运动的合成与分解。
课后作业
2.教材P9练习与应用1、2、3、4、5
如果将一个物体以水平初速度抛出，物体将做曲线运动，对于这个曲线运动，我们最好将它分解为哪两个分运动呢？
1.课后思考题
谢谢同学们，再见