粤教版（2019）物理必修第二册 1.2 运动的合成与分解 课件(28张ppt）

运动的合成与分解
1、物体受几个恒力作用恰做匀速直线运动，如果突然撤去其中的一个力F2，则它可能做（ ）
A、匀速直线运动
B、匀加速直线运动
C、匀减速直线运动
D、匀变速曲线运动
BCD
2、物体做曲线运动时，物体所受的合外力究竟起到什么作用？
合外力可能改变速度的大小和一定改变速度方向。
v3
v1
v2
v4
v5
可将物体所受的合外力正交分解，一个分力与运动方向共线，另一个分力与运动方向垂直。
与运动方向共线的分力改变运动的快慢，而与运动方向垂直的分力改变运动的方向。
1.F与v方向始终垂直时，物体做匀速圆周运动（速度大小不变，方向时刻变化）
2.F与v方向夹角为
加速曲线运动
3.F与v方向夹角为
注意：F与v不共线时的几种情况
3.曲线运动的条件
减速曲线运动
当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动
（F合与v不共线）
曲线运动
运动的合成与分解
问题：对于曲线运动该如何来研究？
前面已经学过，根据力的作用效果可以将力进行合成与分解，类比此类方法，我们也可以根据运动效果来对运动进行分析
运动分析（观察蜡烛的移动）：
蜡烛匀速向上运动
在蜡烛上升的同时水平向右匀速移动玻璃管
运动的合成与分解
蜡烛的移动：
建立直角坐标系，以蜡烛运动开始时的位置为原点o
记玻璃管向右匀速移动的速度?
蜡块匀速向上运动的速度为
蜡块开始运动的时刻开始计时,在时间t时：
蜡烛的轨迹方程是：
轨迹是一条直线
运动的合成与分解
如何描述蜡烛的速度？
实际速度大小：
实际速度方向：
因此，蜡块的运动是匀速直线运动（合运动，物体实际运动）
我们可以说，蜡块同时参与了水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀速直线运动（分运动）
水平方向：玻璃管匀速运动
竖直方向：匀速运动
y
x
分运动
分运动
合运动
运动的合成：由分运动求合运动的过程
运动的分解：由合运动求分运动的过程
运动的合成与分解遵从矢量运算 法则
运动的合成与分解
运动的效果来看，这一过程可以分解为两个同时进行的分运动，一个是在水平方向上的直线运动，另一个是在竖直方向上的直线运动。实际发生的运动可以看成上述两个分运动合成的结果
如图：用小锤击打弹性金属片，使球沿水平方向飞出。球从抛出点A沿曲线路径运动到落地，小球的实际发生的运动叫做合运动。
问题：小球的实际发生的运动（合运动）会产生哪两个方向的效果（分运动）？
为了探究运动的独立性，我们尝试增加一个做自由落体运动的小球作为参照，比较水平方向运动的变化是否影响竖直方向的运动
如图所示，用小锤击打弹性金属片，使球A沿水平方向飞出，完全相同的球B被同时松开做自由落体运动.比较两球是否同时落地？
观察与思考：
(1)竖直方向
观察实验:A,B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,A球获得一水平初速度,B球自由下落.
A
B
v0
(2)水平方向
观察如下实验,两小球具有相同初速度V0,B球在一光滑平板上.
B
A
V0
运动的合成与分解
合运动与分运动的关系：
⑴等时性——合运动和分运动经历的时间相等(同时开始、同时进行、同时结束) .
⑵独立性——一个复杂的运动可以看成是几个独立进行的分运动的合运动.即各分运动独立进行,互不影响.
⑶等效性——合运动产生的效果是各分运动产生效果的总和（可类比合力与分力的关系）
（4）同一性——分运动与合运动，是指同一物体参与的分运动和实际发生的运动，不是几个不同的物体发生的运动
（5）运动的相关性：分运动的性质决定了合运动的性质和轨迹
“运动的合成与分解”包括：
物体的合运动(实际运动)速度叫合速度.……
物体的合运动 (实际运动)位移叫合位移.……
②速度的合成与分解
③加速度的合成与分解
※运算法则：运动的合成与分解互为逆运算，均遵守平行四边形定则.
①位移的合成与分解
运动的合成与分解
※运算法则：运动的合成与分解互为逆运算，均遵守平行四边形定则.
运动的合成与分解
运动的合成与分解是指 s、v、a 的合成与分解。
1、两互成角度的匀速直线运动的合成
（一定是匀速直线运动）
2、两互成角度的初速为零的匀加速直线运动的合成
（一定是匀加速直线运动）
3、两互成角度的初速不为零的匀加速直线运动的合成
（匀变速直线运动或匀变速曲线运动）
（匀变速直线运动或匀变速曲线运动）
4、一个匀速直线运动和一个匀加速直线运动的合成
分运动的合成情况：（看合力（a）与初速度方向）
d
结论：欲使船渡河时间最短，船头的方向应该垂直于河岸。
根据运动的独立性原理，小船渡河的时间不会因水流速度的变化而改变，只与小船在静水中的速度有关.
时间最短
解:当船头垂直河岸时，所用时间最短
最短时间
此时航程
此时合速度
时间最短
航程最短
θ
d
设船头指向与上游河岸成 θ：
结论：当v船>v水时，最短航程等于河宽d。
小船的速度
渡河所用的时间
船头方向与对岸的夹角
航程最短
若v2（船速）V1
V2
θ
V
α
船头指向上游，与岸的夹角：
牵连速度
牵连物体：是指物拉绳（杆）或绳（杆）拉物体问题
合速度方向：物体实际运动的方向
解题原则：把物体实际速度分解为垂直于绳子（杆）或者沿绳子（杆）两个方向
分速度：①沿着绳方向：使绳子拉伸；②垂直于绳方向：使绳转动
如图，人在岸边通过定滑轮用绳拉小船。人拉住绳子以速度v0匀速前进，当绳子与水平方向成θ角时，求小船的速度v。
拉船靠岸问题
v
v1
v2
拉船靠岸问题
雨滴竖直落地的速度为v1=4m/s，水平向右匀速行驶的汽车的速度为v2=3m/s，求雨滴相对汽车的速度？
解析：雨滴相对汽车，即以汽车为参照系
V雨对车=V雨对地+V地对车
V雨对车
V地对车
V雨对地
V雨对车=5m/s