高中物理 人教版（2019） 必修 第二册5.2 运动的合成与分解小船过河 课件(共25张PPT)

(共25张PPT)
5.2
运动的合成与分解
第2课时
高中物理必修2
一.运动的合成和分解
2.运动的合成和分解的方法
速度、位移、加速度的合成和分解——遵循平行四边形定则
1）合运动：物体实际的运动
2）分运动：与合运动等效的其它方向的运动
3）运动的合成：已知分运动求合运动
4）运动的分解：已知合运动求分运动
1.几个基本概念
s1
s2
s
v1
v2
v
a1
a2
a
s1
s2
s
“矢量三角形法”简介
矢量运算规律小结
1.
两矢量A与B相加，即是两矢量的
首尾相接，合矢量即为
A矢量的尾
指向
B矢量的首
的有向线段。
2.
物体受力平衡，其力矢量图必为：
——
首尾依次相接的封闭多边形。
F1
F2
F
F1
F2
F
O
F1
F2
F
O
O
3.合运动与分运动的关系
1）等效性：合运动的效果与各分运动共同产生的效果相同。
2）等时性：合运动与分运动所用时间相同。
3）独立性：各分运动各自按自己的规律运动，互不干扰。
合运动与分运动的区分原则：物体实际进行的运动一定是合运动，对应于平行四边形的对角线.
曲线运动
定义:运动轨迹是曲线
圆周运动
拐弯
抛体
速度方向沿切线方向
性质是变速运动(速度方向时刻改变)
条件:F合(a)与速度不在同一直线上
a恒定——匀变速曲线
a变化——变加速（或变减速）曲线
轨迹向F合方向弯曲
v0
F
知识回顾
1）是直线运动还是曲线运动？（判断轨迹）
2）是匀变速运动还是非匀变速运动？（判断运动性质）
判断：不在一直线上的两个匀速直线运动的合运动?一个匀速直线运动与一个匀加速直线运动的合运动？两个匀变速直线运动的合运动？
思考：如何判断两个直线运动的合运动的运动轨迹和运动性质？
合力F合的方向或加速度a的方向与合速度v合的方向是否同一直线
合力或加速度是否恒定
4、几种常见运动的合成
(1)．两个匀速直线运动，
(2)．一个匀速直线运动，
一个匀变速直线运动
2）不在同一直线，合运动是匀变速曲线运动
匀速
v1
匀速
v2
v
a1=0
a2=0
a=0
匀速
合运动是匀速直线运动
1）同一直线，合运动是匀变速直线运动
匀速
v1
匀加速
v2
v
a1=0
a2
(a)
曲线
(3)、两个互相垂直分运动的合成
合运动的性质取决于两个分运动的合初速度和合外力的关系
v
a(F合)
v
a(F合)
v
a(F合)
匀速
v1
匀速
v2
v
a1=0
a2=0
a=0
匀速
v1
匀加速
v2
v
a1=0
a2
(a)
v1=0匀加速
a
a1
a2
v=0
v2=0匀加速
匀速
v=0匀加速
v1
v2
v
a2
a1
a
匀加速
匀加速
匀加速
a2
a1
a
曲线
曲线
总结：
1、判断合运动是直线还是曲线，看合加速度与合速度的方向是否共线。
2、判断合运动是匀速运动还是变速运动，看合外力是否为零。
3、判断合运动是匀变速运动还是非匀变速运动，看合外力是否恒定。
1.下列关于曲线运动的描述中，正确的是(
)
A.曲线运动可以是速度不变运动
B.曲线运动一定是变速运动
C.曲线运动可以是匀变速运动
D.曲线运动的加速度可能为0
BC
2、下列关于力和运动的说法中正确的是(
)
A.
物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B.物体在变力作用下不可能做直线运动
C.物体在变力作用下不可能做曲线运动
D.物体在变力作用下可能做曲线运动
D
看轨迹：F合与V0方向
看性质：F合是恒力还是变力
方法1.按运动的实际效果分解
方法2.正交分解
1）分解的原则
2）运动分解的典型问题
a.渡船问题的分解
b.拉绳问题的分解
4.运动的分解
【问题综述】
v1为水流速度，v2为船相对于静水的速度，θ为v1与v2的夹角，d为河宽。
沿水流方向：速度为v∥=v1+v2cosθ的匀速直线运动
垂直河岸方向：速度为v⊥=v2sinθ的匀速直线运动（渡河）
①欲使船渡河时间最短，则应使v⊥最大，θ=900
②欲使船航行距离最短（垂直渡河），v∥=0
渡河问题
【方法提示】
根据运动效果认真做好运动矢量图，是解题的关键。
d
d
1、最短渡河时间：
V1
V2
V
当船头方向垂直于河岸时，渡河时间最短。以最短时间渡河时，渡河距离并不是最短的。
此时船头正对河对岸开
【例题】宽100米，河水流速4m/s，船在静水中的航速为5m/s，欲使船渡河时间最短，船应怎样渡河？最短时间多少？船经过的位移是多大?
V1
V2
V
d
2、渡河的最短距离
在v2＞v1时，,渡河的最短距离为d.此时的渡河时间并不是最短时间.船头的方向应偏向上游；渡河时间：
【例题】宽100米，河水流速4m/s，船在静水中的航速为5m/s，欲使船渡河距离最短，船应怎样渡河？渡河时间多长？
【例题】小孩游泳的速度是河水流速的二分之一，河宽d=100m，问小孩向什么方向游向对岸，才能使他被河水冲行的距离最短？这最短的距离是多少？
运动矢量分析
【答案】
渡河问题
最短航程为smin=d/sinθ
渡河时间最短
tmin=d/v船
航程最短Smin=d
航程为S=d/cosθ
渡河时间为t=d/v船sinθ
1.船头指向正对岸
2.船头偏向上游且v船＞v水
当cosθ=v水/v船
时，
3.若v船＜v水,
v合
v水
A
v船
B
θ
沿流水方向和船在静水中的方向
v船
v水
A
v合
θ
当船头与上游成(900－θ),
sinθ=v船/v水时
v船
v水
v合
θ
v船
θ
练习：一条河宽500m，水流速度是3m/s，小船在静水中的速度是5m/s，求
（1）最短渡河的时间是多小？小船的实际位移，沿下流的位移是多少？
（2）最短位移渡河的时间是多少？最短渡河的位移是多少？
【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的速度大小相等。
“绳+物”问题
(连带运动问题)
【例题】：如图，车拉船运动，车速为v
，当绳与水平方向成α时，船速v’是多少？
α
V，
【例题】：如图，车拉船运动，车速为v
，当绳与水平方向成α时，船速v’是多少？
v
α
V，
v
研究对象：绳与船接触的点。
原因：此点既在绳上又在船上。
在船上，是实际运动（合运动）。
在绳上，同时参与两个分运动。
2.绕滑轮的旋转运动
因为沿绳（杆）方向的分速度相同
所以v’=v/cosα
1.沿绳方向的收缩运动
α增大
v’增大
α
V，
v
“绳+物”问题
(连带运动问题)
练习：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】
寻找分运动效果
减速
“绳+物”问题
(连带运动问题)
沿绳（杆）方向的分速度相同
匀速
研究对象：绳与车接触的点。
原因：此点既在绳上又在车上。
在绳上，参与两个分运动。
在车上，是实际运动（合运动）。
v1
v2
V1
v
θ
V1变大
【例题】：汽车以速度V匀速行驶，当汽车到达P点时，绳子与水平方向的夹角为θ，此时物体M的速度大小是多少？物体上升的速度随时间怎样变化的?
解：V1=Vcosθ
θ减小
“绳+物”问题
(连带运动问题)
沿绳（杆）方向的分速度相同
练习：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】
寻找分运动效果
“绳+物”问题
(连带运动问题)
沿绳（杆）方向的分速度相同
【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
寻找分运动效果
“绳+物”问题
(连带运动问题)
沿绳（杆）方向的分速度相同
【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
。
寻找分运动效果
【答案】
“绳+物”问题
(连带运动问题)
沿绳（杆）方向的分速度相同
B
A