物理必修2粵教版1.2 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 課件(42張)

第二節(jié)運(yùn)動(dòng)的合成與分解一、分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)如果一個(gè)物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的效果跟另外兩個(gè)運(yùn)動(dòng)共同產(chǎn)生的________，我們就把這一物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)叫做這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的________，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做這一實(shí)際運(yùn)動(dòng)的________．效果相同合運(yùn)動(dòng)分運(yùn)動(dòng)二、分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的關(guān)系1．運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性．一個(gè)物體同時(shí)參與兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，其中的任意一個(gè)分運(yùn)動(dòng)并不因?yàn)橛衅渌诌\(yùn)動(dòng)而有所改變，即兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)_______________________，這就是運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性．2．運(yùn)動(dòng)的同時(shí)性．整體的合運(yùn)動(dòng)是各分運(yùn)動(dòng)決定的總體效果，物體________參與兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)構(gòu)成合運(yùn)動(dòng)．合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)________開始，________結(jié)束，經(jīng)歷相等的時(shí)間．這就是運(yùn)動(dòng)的同時(shí)性．獨(dú)立進(jìn)行，彼此互不影響同時(shí)同時(shí)同時(shí)3．一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)可以看成是____________________的合運(yùn)動(dòng)．幾個(gè)獨(dú)立進(jìn)行的分運(yùn)動(dòng)三、運(yùn)動(dòng)的合成與分解1．定義．(1)運(yùn)動(dòng)的合成：已知分運(yùn)動(dòng)求________．(2)運(yùn)動(dòng)的分解：已知合運(yùn)動(dòng)求________．2．法則：遵循矢量運(yùn)算法則——________________.3．分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的軌跡關(guān)系．(1)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)均為勻速直線運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)是__________________．合運(yùn)動(dòng)分運(yùn)動(dòng)平行四邊形定則勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)均為直線運(yùn)動(dòng)，一個(gè)為勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，若兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)不在一條直線上，則合運(yùn)動(dòng)為________運(yùn)動(dòng)．(3)一些常見的________運(yùn)動(dòng)如拋體運(yùn)動(dòng)，往往可以分解為兩個(gè)方向上的________，只要分別研究這兩個(gè)方向上的________及________情況，就可以知道復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．曲線曲線直線運(yùn)動(dòng)受力運(yùn)動(dòng)一、對(duì)合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的理解1．合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系．(1)獨(dú)立性：一個(gè)物體同時(shí)參與兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，其中的任一個(gè)分運(yùn)動(dòng)并不會(huì)因?yàn)橛辛硗獾姆诌\(yùn)動(dòng)的存在而有所改變．即各分運(yùn)動(dòng)是互相獨(dú)立、互不影響的．(2)等時(shí)性：各個(gè)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)總是同時(shí)開始、同時(shí)結(jié)束，經(jīng)歷的時(shí)間相等．因此知道了某一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，也就知道了合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，反之也成立．(3)等效性：各分運(yùn)動(dòng)合成起來(lái)和合運(yùn)動(dòng)相同，即分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)可以“等效替代”．(4)同體性：合運(yùn)動(dòng)和它的分運(yùn)動(dòng)必須對(duì)應(yīng)同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，一個(gè)物體的合運(yùn)動(dòng)不能分解為另一個(gè)物體的分運(yùn)動(dòng)．2．合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的判定方法．在一個(gè)具體運(yùn)動(dòng)中判斷哪個(gè)是合運(yùn)動(dòng)，哪個(gè)是分運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵是弄清物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)是哪個(gè)，則這個(gè)運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng)．物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)一般就是相對(duì)于地面發(fā)生的運(yùn)動(dòng)，或者說(shuō)是相對(duì)于靜止參考系的運(yùn)動(dòng)．如下圖所示的小車M在水平向右勻速運(yùn)動(dòng)(速度為v2)的同時(shí)，又勻速向上(速度為v1)提起重物A，則重物A同時(shí)參與了兩個(gè)運(yùn)動(dòng)(分運(yùn)動(dòng))：相對(duì)于小車M的豎直向上的勻速(速度為v1)運(yùn)動(dòng)和隨小車M水平向右的勻速(速度為v2)運(yùn)動(dòng)．重物相對(duì)于地面則以速度v(v是v1和v2的矢量和)做勻速運(yùn)動(dòng)，就是所謂“物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)”，即合運(yùn)動(dòng)．3．合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的求解方法．不管是運(yùn)動(dòng)的合成還是分解，其實(shí)質(zhì)是對(duì)運(yùn)動(dòng)的位移s、速度v和加速度a的合成與分解．因?yàn)槲灰?、速度、加速度都是矢量，所以求解時(shí)遵循平行四邊形定則．二、兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡的判斷1．合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷．2．合運(yùn)動(dòng)軌跡的判斷．看合速度與合加速度的方向關(guān)系3．兩直線運(yùn)動(dòng)合成時(shí)，其合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)與軌跡的幾種情況．三、小船渡河問(wèn)題設(shè)河的寬度為d，船在靜水中的速度為v船，水流的速度為v水，下面從兩個(gè)角度分析船渡河問(wèn)題．1．渡河時(shí)間t.(1)渡河時(shí)間t的大小取決于河岸的寬度d及船沿垂直河岸方向上的速度的大小，即t＝.2．渡河位移最短．求解渡河位移最短問(wèn)題，分為兩種情況：(1)若v水<v船，最短的位移為河寬d，此時(shí)渡河所用時(shí)間t＝，船頭與上游夾角θ滿足v船cosθ＝v水，v合⊥v水，如下圖所示．(2)若v水>v船，這時(shí)無(wú)論船頭指向什么方向，都無(wú)法使船垂直河岸渡河，即最短位移不可能等于河寬d，尋找最短位移的方法是：如右圖所示，按水流速度和船的靜水速度大小的比例，先從出發(fā)點(diǎn)A開始作矢量v水，再以v水末端為圓心，v船為半徑畫圓弧，自出發(fā)點(diǎn)A向圓弧作切線，為船位移最小時(shí)的合運(yùn)動(dòng)的方向．這時(shí)船頭與河岸夾角θ滿足cosθ＝，最短位移s短＝，即v船⊥v合時(shí)位移最短，渡河時(shí)間t＝.運(yùn)動(dòng)的合成與分解

關(guān)于合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是(

)A．合運(yùn)動(dòng)的速度一定大于分運(yùn)動(dòng)的速度B．分運(yùn)動(dòng)的位移一定小于合運(yùn)動(dòng)的位移C．合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于各分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之和D．組成合運(yùn)動(dòng)的各個(gè)分運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性解析：運(yùn)動(dòng)的合成遵循平行四邊形定則或三角形定則．兩個(gè)分速度間的夾角變大，合速度會(huì)變?。畩A角小到一定值時(shí)合速度可以大于任一分速度；夾角大到一定值時(shí)，合速度可以小于任一分速度；一定夾角范圍內(nèi)，合速度可能大于某一分速度，而小于另一分速度．對(duì)速度如此，對(duì)加速度、位移也都如此．所以AB都錯(cuò)．依照合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)間的等效性、等時(shí)性和獨(dú)立性可知C錯(cuò)，D對(duì)．答案：D合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及軌跡類型(雙選)關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，一定是直線運(yùn)動(dòng)B．兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，可能是曲線運(yùn)動(dòng)C．兩個(gè)互成角度的勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)D．兩個(gè)互成角度的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，一定是勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析：因?yàn)閮蓚€(gè)勻速運(yùn)動(dòng)的合成，就是其速度的合成，其合速度的方向是確定的，等于兩個(gè)分速度的矢量和，加速度為零，即合力為零，故一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)，C對(duì)；至于A、D兩個(gè)選項(xiàng)；兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)加速度可能不為零，則合加速度也可能不為零，其合速度也可能不為零，合加速度方向與合速度的方向不一定在同一直線上，既可能做曲線運(yùn)動(dòng)，也可能做直線運(yùn)動(dòng)，不是“一定”，而是“可能”．因此B正確，A、D錯(cuò)誤．答案：BC思維總結(jié)：(1)v合與a合共線是直線運(yùn)動(dòng)，不共線是曲線運(yùn)動(dòng)．(2)a合恒定是勻變速運(yùn)動(dòng)．船渡河問(wèn)題

河寬為d＝100m，水流速度v1＝3m/s，船在靜水中的速度v2＝4m/s，求：(1)欲使船渡河時(shí)間最短，船應(yīng)怎樣渡河？最短時(shí)間是多少？最短時(shí)間內(nèi)船的位移多大？(2)欲使船航行位移最短，船應(yīng)怎樣渡河？渡河所用時(shí)間是多長(zhǎng)？解析：(1)欲使船渡河時(shí)間最短，應(yīng)使船頭(即船在靜水中的速度方向)垂直河岸方向行駛，如圖(a)所示．由合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性可知：船的位移：s＝vt＝5×25m＝125m(2)欲使船航行距離最短，由于v2>v1，所以船的實(shí)際軌跡可以垂直河岸，船可以到達(dá)正對(duì)岸．最小位移為d＝100m.如圖(b)所示，設(shè)船頭與上游河岸成θ角，思維總結(jié)：小船渡河問(wèn)題，實(shí)際是兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合成，其合運(yùn)動(dòng)依然是勻速直線運(yùn)動(dòng)，其合成包括了速度和位移的合成．現(xiàn)實(shí)生活中這種合成很多．如下雨、刮風(fēng)都與此類似．基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．對(duì)于兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．合運(yùn)動(dòng)的速度一定大于兩分運(yùn)動(dòng)的速度B．合運(yùn)動(dòng)的速度一定大于其中一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度C．合運(yùn)動(dòng)的方向就是物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的方向D．由兩分速度的大小就可確定合速度的大小解析：速度是矢量，速度的合成遵循平行四邊形定則，合速度是平行四邊形的對(duì)角線，故合速度可大于兩分運(yùn)動(dòng)的速度，也可小于兩分運(yùn)動(dòng)的速度，故A、B均錯(cuò)．合運(yùn)動(dòng)是指物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)，故合運(yùn)動(dòng)的方向就是實(shí)際運(yùn)動(dòng)的方向，C正確．速度既然是矢量，那么只有已知兩分速度的大小和方向，才能作出平行四邊形進(jìn)而求出合速度的大小，故D錯(cuò)．答案：C2．(雙選)下列說(shuō)法正確的是(

)A．兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)互相影響，不能獨(dú)立進(jìn)行B．合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定比分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)C．合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，即同時(shí)開始，同時(shí)結(jié)束D．合運(yùn)動(dòng)的位移大小可能等于兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的位移大小之和解析：兩分運(yùn)動(dòng)之間是相互獨(dú)立的，它們互不影響，能夠各自獨(dú)立進(jìn)行，A錯(cuò)；由于合運(yùn)動(dòng)可以分解為物體“同時(shí)參與”的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)是相互替代關(guān)系，且具有“同時(shí)性”，故B錯(cuò)誤，C正確；又因合位移與分位移間遵循平行四邊形定則，兩分位移間夾角不同，則合位移的大小不同，兩分位移方向相同時(shí)合位移的大小等于它們的大小之和，故D正確．答案：CD3.某人游珠江，他以一定速度始終垂直河岸向?qū)Π队稳ィ懈魈幩魉俣认嗟?，他游過(guò)的路程、過(guò)河所用的時(shí)間與水速的關(guān)系是(

)A．水速大時(shí)，路程長(zhǎng)，時(shí)間長(zhǎng)B．水速大時(shí)，路程長(zhǎng)，時(shí)間短C．水速大時(shí)，路程長(zhǎng)，時(shí)間不變D．路程、時(shí)間與水速無(wú)關(guān)解析：此人垂直河岸速度不變，因此過(guò)河時(shí)間不變；但水速越大，合速度與河岸夾角越小，路程越長(zhǎng)，故C正確．答案：C4.如圖所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向運(yùn)動(dòng)的小車A，小車下裝有吊著物體B的吊鉤，在小車A與物體B以相同的水平速度沿吊臂方向勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，吊鉤將物體B向上吊起，A、B之間的距離以表示國(guó)際單位制，式中H為吊臂離地面的高度)規(guī)律變化，則物體B做（）

A．速度大小不變的曲線運(yùn)動(dòng)

B．速度大小增加的曲線運(yùn)動(dòng)

C．加速度大小、方向均不變的曲線運(yùn)動(dòng)

D．加速度大小、方向均變化的曲線運(yùn)動(dòng)

解析：物體B參與了兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)：在水平方向上和小車A以相同的水平速度沿吊臂方向勻速運(yùn)動(dòng)；在豎直方向上，由于A、B之間的距離以d=H-(SI)規(guī)律變化，所以物體與地面間的豎直距離關(guān)系式為s==×a×,所以物體在豎直方向上以4m/的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則物體做加速度大小、方向均不變的曲線運(yùn)動(dòng)，且速度不斷地在增加，故正確答案為B、C.

答案：BC5．(雙選)船在靜水中的速度保持5m/s不變，水流的速度恒為3m/s，則河岸上的人看到船的實(shí)際速度大小可能是(

)A．1m/s

B．3m/s

C．5m/s

D．10m/sBC6．炮筒與水平方向的夾角為45°，炮彈從炮筒射出時(shí)速度大小為800m/s，求炮彈射出時(shí)在豎直方向和水平方向的分速度大?。芰μ嵘?.(雙選)一只船在靜水中的速度是3m/s，它要橫渡一條30m寬的河，流水速度為4m/s，下列說(shuō)法正確的是（）

A.這只船不可能到達(dá)正對(duì)岸

B.這只船對(duì)河岸速度一定是5m/sC.過(guò)河時(shí)間可能是6sD.過(guò)河時(shí)間可能是12s

解析：如下圖所示，要使船到達(dá)正對(duì)岸，必須使合速度垂直河岸，，但本題中由于,所以合速度不可能垂直河岸，船不可能到正對(duì)岸，A正確.

的方向是任意的，由平行四邊形定則，船對(duì)岸的合速度范圍為,只有當(dāng)垂直于河岸時(shí)，合速度，所以B錯(cuò)誤.

由圖可知，渡河時(shí)間即垂直于河岸時(shí)，渡河時(shí)間最短，最短時(shí)間為,所以C不可能，D可能.正確答案為AD.

答案：

AD

8.(雙選)有a、b兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，它們的合運(yùn)動(dòng)為c,則下列說(shuō)法正確的是（）

A．若a、b的軌跡為直線，則c的軌跡必為直線

B．若c的軌跡為直線，則a、b必為勻速運(yùn)動(dòng)

C．若a為勻速直線運(yùn)動(dòng)，b為勻速直線運(yùn)動(dòng)，則c必為勻速直線運(yùn)動(dòng)

D．若a、b均為初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則c必為勻變速