人教版高一物理第二學(xué)期第五章5.2

人教版高一物理必修第二冊(cè)第二學(xué)期第五章5.2《5.2運(yùn)動(dòng)的合成與分解》第五章拋體運(yùn)動(dòng)核心素養(yǎng)目標(biāo)1、物理觀念：體驗(yàn)運(yùn)動(dòng)的合成和分解是研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的一種基本方法的物理觀念2、科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的科學(xué)思維方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維過(guò)程以及初步的觀察、分析和概括能力。3、科學(xué)探究：通過(guò)對(duì)一個(gè)平面運(yùn)動(dòng)的實(shí)例-蠟塊的運(yùn)動(dòng)的探究讓學(xué)生能夠運(yùn)用平行四邊形法則解決有關(guān)位移、速度合成和分解的問(wèn)題4、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過(guò)學(xué)生間的對(duì)蠟塊的運(yùn)動(dòng)討論，培養(yǎng)他們的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神以及謙虛好學(xué)的思想和實(shí)事求是的態(tài)度。。教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)：對(duì)一個(gè)運(yùn)動(dòng)能正確地進(jìn)行合成和分解教學(xué)難點(diǎn)：具體問(wèn)題中的合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的判定。教材分析

本節(jié)課所采用的教材是人教版高中物理必修2第五章第二節(jié)的內(nèi)容。運(yùn)動(dòng)的合成與分解是研究較復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的一種方法，即較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)可以看作是幾個(gè)較簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。本節(jié)內(nèi)容既是方法介紹，又是研究平拋運(yùn)動(dòng)的預(yù)備知識(shí)。本節(jié)課通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生理解這一方法，并學(xué)會(huì)在分析平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)用它。這一節(jié)又是平行四邊形定則在第二個(gè)矢量運(yùn)算中的應(yīng)用。學(xué)好這節(jié)課的內(nèi)容能使學(xué)生真正體會(huì)到平行四邊形定則這一矢量運(yùn)算法則，并且能很容易地推廣到其他的矢量運(yùn)算。矢量運(yùn)算始終貫穿在高中物理知識(shí)內(nèi)容的全過(guò)程中，因此無(wú)論從這一章看，還是從整個(gè)教材看，這一節(jié)都是承上啟下的重要知識(shí)。學(xué)好這節(jié)內(nèi)容，一方面可以深化前面所學(xué)的知識(shí)，另一方面又為后續(xù)學(xué)習(xí)打好必要的基礎(chǔ)。1、曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向：2、曲線運(yùn)動(dòng)的條件：上節(jié)回顧質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)（或某一時(shí)刻）速度方向沿著曲線這一點(diǎn)的切線方向。合力的方向與速度方向不在同一條直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)舊知

必修第一冊(cè)我們學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，知道了用速度和位移等公式來(lái)分析勻變速直線運(yùn)動(dòng)。曲線運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜，那么我們用什么方法來(lái)分析它呢？情境導(dǎo)入一個(gè)平面運(yùn)動(dòng)的實(shí)例一條寬闊的大河上有兩個(gè)碼頭A、B隔河正面相對(duì)。小明駕著小船從碼頭A出發(fā)，將一批貨物運(yùn)送到對(duì)岸的碼頭B。他駕船時(shí)始終保持船頭指向與河岸垂直，但小明發(fā)現(xiàn)小船行駛的路線并不與河岸垂直，而是朝河的下游方向偏移到C位置，這是為什么呢？怎樣來(lái)研究這種運(yùn)動(dòng)呢？任務(wù)探究一蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線嗎？水平方向：蠟塊隨管向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)豎直方向：蠟塊相對(duì)管向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)分析

那么，蠟塊的“合運(yùn)動(dòng)”的軌跡是直線嗎？合運(yùn)動(dòng)是

勻速運(yùn)動(dòng)嗎？這些都不是單憑觀察能夠解決的。蠟塊相對(duì)黑板是向右上方運(yùn)動(dòng)的任務(wù)探究二任務(wù)探究二1.建立坐標(biāo)系研究蠟塊在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，可以選擇建立

坐標(biāo)系.如圖1所示，以蠟塊開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)的位置為

，以

的方向和

的方向分別為x軸和y軸的方向，建立平面直角坐標(biāo)系.平面直角原點(diǎn)O水平向右豎直向上設(shè)蠟塊的分速度分別為vx和vy，從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)，t時(shí)刻的位置P可以用x、y兩個(gè)坐標(biāo)表示：x＝vxt ①y＝vyt ②從①②兩式中消去t，得y＝由于vx和vy均是常量，所以蠟塊的軌跡是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。第二步：確定運(yùn)動(dòng)軌跡任務(wù)探究二任務(wù)探究二2.蠟塊運(yùn)動(dòng)的位置：玻璃管向右勻速平移的速度設(shè)為vx，蠟塊沿玻璃管勻速上升的速度設(shè)為vy，在某時(shí)刻t，蠟塊的位置P的坐標(biāo)：x＝

，y＝

.3.蠟塊運(yùn)動(dòng)的軌跡：將x、y消去t，得到

，可見(jiàn)蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條______

.4.蠟塊運(yùn)動(dòng)的速度：大小v＝

，方向滿足tanθ＝

.vxtvyt過(guò)原點(diǎn)的直線第三步：研究運(yùn)動(dòng)的速度速度方向：大?。喝蝿?wù)探究三觀察蠟塊的運(yùn)動(dòng)蠟塊沿玻璃管勻速上升的速度設(shè)為Vy，玻璃管向右勻速移動(dòng)的速度設(shè)為Vx，從蠟塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻計(jì)時(shí)：設(shè)時(shí)間為t，蠟塊的位置可以建立直角坐標(biāo)系來(lái)表示：X軸坐標(biāo)：x=vxtY軸坐標(biāo)：y=vyt任務(wù)探究三得到蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡方程由于vx與vy都是常量，所以vy/vx也是常量，因此這是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。也就是說(shuō)蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線。蠟塊的位移大小：蠟塊的速度：任務(wù)探究三xyyOθxlVyVxR(x,y)合速度合位移物體沿某一方向的速度叫這一方向的分速度，物體沿某一方向的位移叫這一方向的分位移。物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度又叫合速度，物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)位移又叫合位移。任務(wù)探究三1.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)

在物理學(xué)中，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)產(chǎn)生的效果相同，我們就把物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)叫做這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做這一實(shí)際運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)?；仡櫲蝿?wù)探究四任務(wù)探究四1.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)如果物體同時(shí)參與了幾個(gè)運(yùn)動(dòng)，那么物體

就是合運(yùn)動(dòng)，同時(shí)參與的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)就是分運(yùn)動(dòng).2.運(yùn)動(dòng)的合成與分解：

的過(guò)程，叫作運(yùn)動(dòng)的合成；

的過(guò)程，叫作運(yùn)動(dòng)的分解.3.運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵循

法則.實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)矢量運(yùn)算小實(shí)驗(yàn)如圖所示，在一張白紙上，讓鉛筆沿尺邊橫向移動(dòng)的同時(shí)讓直尺沿縱向移動(dòng)，研究筆尖的橫向位移、縱向位移與筆尖的實(shí)際位移三者有什么關(guān)系？筆尖橫向位移、縱向位移與筆尖的實(shí)際位移之間滿足平行四邊形定則任務(wù)探究四2.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：等時(shí)性——合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間相等。獨(dú)立性——各分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行，互不影響。等效性——各分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律疊加起來(lái)和合運(yùn)動(dòng)的規(guī)律等效。3.運(yùn)動(dòng)的合成與分解：分運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)的分解4.運(yùn)動(dòng)的合成與分解是指a、v、x的合成與分解。合成時(shí)均遵循平行四邊形定則。任務(wù)探究四槍管與水平方向的夾角為60°，子彈射出槍口時(shí)的速度為500m/s，則子彈沿水平方向的分速度的大小為

m/s，沿豎直方向的分速度的大小為

m/s。VxVyV600Vx=Vcos60°=250m/sVy=Vsin60°=433m/s任務(wù)探究五飛機(jī)起飛時(shí)以V=100m/s的速度斜向上飛，飛行方向與水平面的夾角為37°。求飛機(jī)在2s內(nèi)飛行的高度。xyS370S=Vt=200my=Ssin37°=120m任務(wù)探究六繩、桿等連接的兩個(gè)物體，我們稱之為“關(guān)聯(lián)”速度．解決步驟如下：1：先確定合運(yùn)動(dòng)，物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng)．2：確定實(shí)際作用效果，一是沿牽引方向的平動(dòng)效果；二是沿垂直于牽引方向的轉(zhuǎn)動(dòng)效果．3：按平行四邊形定則進(jìn)行分解，作運(yùn)動(dòng)矢量圖．4：根據(jù)沿繩或桿牽引方向的速度相等列方程．歸納總結(jié)小車通過(guò)跨過(guò)滑輪的繩牽引小船B，某一時(shí)刻繩與水平方向的夾角為θ，如圖所示．小船速度vB有兩個(gè)效果(兩個(gè)分運(yùn)動(dòng))：一是沿繩方向的平動(dòng)，二是垂直繩方向的轉(zhuǎn)動(dòng)．將vB沿著這兩個(gè)方向分解，其中v1＝vBcosθ＝vA，v2＝vBsinθ.任務(wù)探究七小船渡河問(wèn)題關(guān)于最短時(shí)間可根據(jù)運(yùn)動(dòng)等時(shí)性原理由船對(duì)靜水的分運(yùn)動(dòng)時(shí)間來(lái)求解，由于河寬一定，當(dāng)船對(duì)靜水速度v1垂直河岸時(shí)，如圖所示，垂直河岸方向的分速度最大，所以必有任務(wù)探究八最短航程若v2＞v1，則最短航程s＝(v2d)/v1，此時(shí)船頭指向應(yīng)與上游河岸成θ′角，且cosθ′＝v1/v2.若v2＜v1：船的最短航程就等于河寬d，此時(shí)船頭指向應(yīng)與上游河岸成θ角，如圖所示，且cosθ＝v2/v1任務(wù)探究九F合（a）與v共線直線運(yùn)動(dòng)a恒定a變化勻變速直線運(yùn)動(dòng)變加速直線運(yùn)動(dòng)F合（a）與v不共線曲線運(yùn)動(dòng)a恒定a變化勻變速曲線運(yùn)動(dòng)變加速曲線運(yùn)動(dòng)a=0勻速直線運(yùn)動(dòng)a≠0

合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷歸納總結(jié)兩個(gè)互成角度的直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)取決于兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合初速度和合加速度（合外力）的關(guān)系勻速v1勻速v2va1=0a2=0a=0勻速v1勻加速v2va1=0a2(a)v1=0勻加速aa1a2v=0v2=0勻加速勻速v=0勻加速v1v2va2a1a勻加速勻加速勻加速a2a1a曲線曲線任務(wù)探究十分運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)的分解分速度分位移分加速度合速度合位移合加速度遵循平行四邊形定則等時(shí)性等效性獨(dú)立性小結(jié)：下課歸納總結(jié)互成角度的兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和軌跡的判斷歸納總結(jié)小船渡河模型甲

乙任務(wù)探究十③小船渡河問(wèn)題的?？寄Ｐ腿蝿?wù)探究十任務(wù)探究十一巧解關(guān)聯(lián)速度問(wèn)題①“關(guān)聯(lián)速度”特點(diǎn)用繩、桿相牽連的物體，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩物體的速度通常不同，但物體沿繩或桿方向的速度分量大小相等。②常用的解題思路和方法（1）先確定合運(yùn)動(dòng)的方向（物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的方向），然后分析這個(gè)合運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的實(shí)際效果（一方面是使繩或桿伸縮的效果，另一方面是使繩或桿轉(zhuǎn)動(dòng)的效果）。（2）確定兩個(gè)分速度的方向（沿繩或桿方向的分速度和垂直于繩或桿方向的分速度）。（3）按平行四邊形定則將合速度進(jìn)行分解，畫(huà)出速度分解圖。（4）根據(jù)三角形的邊角關(guān)系解三角形得到分速度大小。注意：還可以依據(jù)速度投影定理分析，盡管不可伸長(zhǎng)的桿或繩各點(diǎn)速度不同，但它們各點(diǎn)速度沿桿或繩方向的投影相同。巧解關(guān)聯(lián)速度問(wèn)題③常見(jiàn)的關(guān)聯(lián)速度模型

丙丁甲乙任務(wù)探究十一常考題型題組一運(yùn)動(dòng)的合成與分解題1［2019·河南洛陽(yáng)高一檢測(cè)］如圖甲所示，豎直放置、兩端封閉的玻璃管中注滿清水，內(nèi)有一個(gè)能在水中以0.3m/s的速度勻速上浮的紅蠟塊。若紅蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時(shí)，使玻璃管水平勻速向右運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紅蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的方向與水平方向的夾角為37°，則：（sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）根據(jù)題意可知玻璃管水平方向的移動(dòng)速度為

m/s。（2）如圖乙所示，若紅蠟塊從A點(diǎn)勻速上浮的同時(shí)，使玻璃管水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則紅蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡是圖中的

。A.直線P B.曲線Q

C.曲線R D.無(wú)法確定0.4甲乙B任務(wù)探究十二題2［2019?廣東陽(yáng)春一中高一檢測(cè)］一物體在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，它在x軸方向和y軸方向上的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象如圖所示。（計(jì)算結(jié)果可保留根號(hào)）（1）判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；（2）計(jì)算t=4.5s時(shí)物體的速度大?。唬?）計(jì)算物體在前6s內(nèi)的位移大小。任務(wù)探究十三任務(wù)探究十四題3［2019·云南玉溪江川區(qū)第二中學(xué)檢測(cè)］一物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是x=3t2m，y=4t2m，則下列說(shuō)法中正確的是（

）①物體在x和y方向上都是做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)②物體的合運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為5m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)③物體的合運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為10m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)④物體的合運(yùn)動(dòng)是加速度為5m/s2的曲線運(yùn)動(dòng)A.①②

B.①③

C.②

D.④

B

小船渡河問(wèn)題題4［2019?南昌八一中學(xué)期末］一艘船在200m寬的河中橫渡，水流速度是2m/s，船在靜水中的航速是4m/s，則（1）小船怎樣才能以最短時(shí)間渡過(guò)河去？用時(shí)多少？（2）小船怎樣才能以最短路程渡過(guò)河去？用時(shí)多少？任務(wù)探究十五任務(wù)探究十六

關(guān)聯(lián)速度問(wèn)題題6［2019·福建莆田一中檢測(cè)］如圖所示，一根長(zhǎng)直輕桿AB在墻角沿豎直墻和水平地面滑動(dòng)。當(dāng)AB桿和墻的夾角為θ時(shí)，桿的A端沿墻下滑的速度大小為v1，B端沿地面滑動(dòng)的速度大小為v2，則v1、v2的關(guān)系是（）A.v1=v2

B.v1=v2cosθC.v1=v2tanθ D.v1=v2sin