5.2《質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)》(必修2)

第五章曲線運(yùn)動(dòng)5.2質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)張成進(jìn)江蘇徐州睢寧魏集中學(xué)ks5u精品課件學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、在具體的情景中知道什么是合運(yùn)動(dòng)，什么是分運(yùn)動(dòng)，知道其等時(shí)性和獨(dú)立性2、知道運(yùn)動(dòng)的合成分解，理解平行四邊形定則。3、會(huì)用作圖和計(jì)算的方法求分解合成問題。ks5u精品課件直線運(yùn)動(dòng)的研究

沿著物體運(yùn)動(dòng)的軌跡建立直線坐標(biāo)系，通過物體坐標(biāo)的變化可以確定其位移，從而達(dá)到研究物體運(yùn)動(dòng)過程的目的。物體速度是增加還是減小由加速度與速度的方向決定，同向加速，反向減速，加速度為0則勻速。與加速度的大小無關(guān)。ks5u精品課件例1、某人從t=0開始做初速度為5m/s，加速度為2m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求此人1秒末的速度、1秒末的位移。設(shè)初速度方向?yàn)檎较?。則a=2m/s2。則有=7m/s=6m=5m/s，ks5u精品課件例2、在一列以5m/s的速度勻速行駛的列車上，一名乘客相對(duì)于車廂靜止站立，則該名乘客相對(duì)地面的速度是多大？人靜止于車廂時(shí)，由于車廂相對(duì)于地面速度為5m/s，所以人相對(duì)于地面的速度也是5m/s。若乘客在車廂內(nèi)沿列車行駛反方向以5m/s速度勻速跑動(dòng)，則此時(shí)他相對(duì)于地面的速度是多大？人沿列車行駛反方向在車廂內(nèi)勻速跑動(dòng)時(shí)，相對(duì)于地面的速度為5-5=0m/s,即人相對(duì)于地面是靜止的。ks5u精品課件若在t=0開始該乘客在車廂內(nèi)以2m/s2

的加速度加速起跑，則1秒末人相對(duì)于地面的速度是多大？1秒末人相對(duì)于地面的位移是多大？

1秒末人相對(duì)于車廂的速度為=2m/s，人相對(duì)于地面的速度則為5+2=7m/s，1秒內(nèi)人相對(duì)于地面的位移為=1m，但人相對(duì)于地面的位移是5×1+1=6m。ks5u精品課件【比較例1、例2】

例2中乘客其實(shí)同時(shí)參與了兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，一是隨車以5m/s速度勻速，一是相對(duì)于車廂的運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合起來的最終效果才是人相對(duì)于地面的真實(shí)運(yùn)動(dòng)。例2中t=0開始乘客在以5m/s勻速的車廂內(nèi)以2m/s2的加速度加速起跑的運(yùn)動(dòng)結(jié)果等效于例1中人從t=0開始做初速度為5m/s，加速度為2m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。ks5u精品課件【思考】

我們討論例1例2時(shí)發(fā)現(xiàn)對(duì)于物體的運(yùn)動(dòng)也存在一種等效關(guān)系，那是不是物體的運(yùn)動(dòng)也能用平行四邊形定則進(jìn)行分解合成呢？答案是肯定的！運(yùn)動(dòng)也可以進(jìn)行分解合成。【牢記】：只要是矢量，都能用平行四邊形定則進(jìn)行分解合成，判斷一個(gè)量是否是矢量就看它能否用平行四邊形定則進(jìn)行分解合成。ks5u精品課件【分析思考】

例1中例2中初速度為5m/s，加速度為2m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)可以分解成速度為5m/s的勻速直線運(yùn)動(dòng)和初速度為0，加速度為2m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。ks5u精品課件運(yùn)動(dòng)的分解合成

演示實(shí)驗(yàn)

ks5u精品課件ks5u精品課件蠟塊運(yùn)動(dòng)的研究對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，我們可以建立直線坐標(biāo)系來研究，但在無法確定物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是不是直線的情況下我們是不能建立直線坐標(biāo)系來研究物體的運(yùn)動(dòng)的，就像實(shí)驗(yàn)中蠟塊的運(yùn)動(dòng)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)中蠟塊的運(yùn)動(dòng)，雖然我們不能確定它的運(yùn)動(dòng)軌跡是否是一條直線，但我們可以肯定的是，蠟塊一定在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。這時(shí)候我們可以選擇建立平面坐標(biāo)系，比如選擇我們最熟悉的平面直角坐標(biāo)系。ks5u精品課件蠟塊任一時(shí)刻的位置

設(shè)蠟塊豎直向上的速度為蠟塊水平向右的速度為任一時(shí)刻的x坐標(biāo)任一時(shí)刻的y坐標(biāo)

OxyPt時(shí)間內(nèi)物體的位移ks5u精品課件蠟塊運(yùn)動(dòng)的軌跡

其中是常量。描述的是一條過原點(diǎn)的直線。也就是說蠟塊相對(duì)于黑板的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線。ks5u精品課件蠟塊的速度

可知任一時(shí)間段內(nèi)所以蠟塊做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)。

的平均速度均是,是恒定不變的,ks5u精品課件運(yùn)動(dòng)的分解合成

我們把蠟塊沿玻璃管向上的運(yùn)動(dòng)和它隨著玻璃管向右的運(yùn)動(dòng)，都叫做分運(yùn)動(dòng)；而蠟塊相對(duì)于黑板向右上方的運(yùn)動(dòng)叫做合運(yùn)動(dòng)。由分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)的過程叫做運(yùn)動(dòng)的合成；由合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)的過程叫做運(yùn)動(dòng)的分解。ks5u精品課件知識(shí)要點(diǎn)

【牢記】：物體的真實(shí)運(yùn)動(dòng)（相對(duì)于地面）是合運(yùn)動(dòng)。【牢記】：分運(yùn)動(dòng)的形象理解：根據(jù)需要在物體運(yùn)動(dòng)的平面或空間內(nèi)建立一個(gè)坐標(biāo)系，分運(yùn)動(dòng)可以理解成是物體運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)應(yīng)的各方向上位置坐標(biāo)的變化規(guī)律。ks5u精品課件運(yùn)動(dòng)分解合成的本質(zhì)

分運(yùn)動(dòng)X方向Y方向位移速度加速度00合運(yùn)動(dòng)0運(yùn)動(dòng)的分解合成就是決定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量：速度、加速度、位移的分解合成。ks5u精品課件ks5u精品課件思考

1、演示實(shí)驗(yàn)中玻璃管是做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為a，則請(qǐng)你大致畫出物體運(yùn)動(dòng)的軌跡。Oxyks5u精品課件2、你能計(jì)算出從0時(shí)刻至某一時(shí)刻t過程中蠟塊的位移以及t時(shí)刻的速度嗎？

ks5u精品課件ks5u精品課件3、讓玻璃管傾斜一個(gè)適當(dāng)?shù)慕嵌?，蠟塊沿玻璃管仍是勻速的，在蠟塊上升的同時(shí)玻璃管沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，如圖所示，請(qǐng)大家思考如何確定紅蠟塊的位置、運(yùn)動(dòng)軌跡以及紅蠟塊的速度．ks5u精品課件分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的關(guān)系

1、分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性。2、各分運(yùn)動(dòng)間的獨(dú)立性。ks5u精品課件例6、用跨過定滑輪的繩把湖中小船拉靠近岸，如圖所示，如果要保證小船的速度保持V

不變，則拉繩的速度（）CA、不變B、逐漸增大C、逐漸減小D、先增大后減小

θks5u精品課件總結(jié)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)（等效運(yùn)動(dòng)）的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析分別與兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的初速度和加速度合成合成后的合初速度與合加速度分析與合速度及合加速度對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)合運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析與合運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的初速度和加速度分解分解后兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)方向分別得到的初速度和加速度。分析兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)方向各自對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)運(yùn)動(dòng)的分解運(yùn)動(dòng)合成ks5u精品課件小船過河

例7、一條寬度為L的河，水流速度為v水，已知船在靜水中的速度為v船（1）怎樣渡河時(shí)間最短？設(shè)船頭斜向上游與河岸成任意角θ．這時(shí)船速在垂直于河岸方向的速度分量為v1＝v船sinθ，渡河所需的時(shí)間為：t＝＝當(dāng)θ＝90°時(shí)，sinθ＝1（最大tmin＝

ks5u精品課件（2）若v船>v水，怎樣渡河位移最??？渡河的最小位移即河的寬度．為了使渡河位移等于L，必須使船的合速度v的方向與河岸垂直，即使沿河岸方向的速度分量＝0．這時(shí)船頭應(yīng)指向河的上游，并與河岸成一定的角度θ．根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系有v船cosθ－v水＝0cosθ＝

θ＝arccos

因?yàn)?≤cosθ≤1，所以只有在v船>v水時(shí)，船才有可能垂直河岸渡過ks5u精品課件（3）若v船<v水，怎樣渡河位移最?。克魉俣却笥诖陟o水中的航行速度，則不論船的航向如何，總是被水沖向下游。設(shè)船頭與河岸成θ角，合速度v與河岸成α角?？梢钥闯觯害两窃酱?，船漂下的距離x越短。以v水的矢尖為圓心、v船為半徑畫圓，當(dāng)v與圓相切時(shí)，α角最大．根據(jù)cosθ＝v船/v水，船頭與河岸的夾角應(yīng)為θ＝arccos

此時(shí)渡河的最短位移：s＝＝

ks5u精品課件ks5u精品課件運(yùn)動(dòng)合成的幾種情況

①兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)②一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍然是勻變速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)二者共線時(shí)為直線運(yùn)動(dòng)，不共線時(shí)為曲線運(yùn)動(dòng)．③兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍然是勻變速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)合初速度方向與合加速度方向在一條直線上，是直線運(yùn)動(dòng)；若合初速度方向與合加速度不在一條直線上，是曲線運(yùn)動(dòng)．ks5u精品課件ks5u精品課件補(bǔ)充

進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成時(shí)，一般采用兩個(gè)觀點(diǎn)：1、所有的分運(yùn)動(dòng)必須轉(zhuǎn)換成對(duì)于同一個(gè)物體的，也就是說，只有同一物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)才能合成。如果選擇運(yùn)動(dòng)的物體為參照物，則參照物的運(yùn)動(dòng)和物體相對(duì)于參照物的運(yùn)動(dòng)是分運(yùn)動(dòng)。（理解：由于兩分運(yùn)動(dòng)互不影響，可假設(shè)其中一個(gè)分運(yùn)動(dòng)靜止來確定另外一個(gè)分運(yùn)動(dòng)。如人在勻速行駛的汽車上相對(duì)于汽車運(yùn)動(dòng)，求