運動的合成與分解精講版

1、專題運動的合成與分解 研究運動的合成與分解，目的在于把一些復(fù)雜的運動簡化為比較簡單的直線運動。 運動合成與分解的內(nèi)容：位移、速度、加速度。 運動合成與分解的方法平行四邊形法則。運動的合成與分解的解題要點： 1.在實際解題時，經(jīng)常用到矢量三角形法，應(yīng)注意掌握。 2.認(rèn)真分析誰是合運動、誰是分運動。 （一般說來，能夠觀察到（真實）的運動是合運動） 3.要注意尋求分運動效果。 4.合運動與分運動具有：等時性、獨立性、等效性。 5.分析此類問題的一般方法：運動合成分解法、微元法。運動的合成與分解應(yīng)用實例拋體運動專題運動的合成與分解1.平拋運動（常規(guī)）分解為： 水平方向的勻速直線運動； 豎直方向的自由落

2、體運動。2.斜拋運動（常規(guī)）分解為： 水平方向的勻速直線運動； 豎直方向的豎直上拋運動。解題時，認(rèn)真作出矢量圖，注意物理量的方向。【例題】一個傾角為的矩形光滑斜面，邊長如圖所示，今在M點沿水平方向瞬時擊出一個小球，要使小球正好滾至斜面底部的N點，則小球的初速度v0應(yīng)為多少？【答案】水平方向：斜面方向：專題運動的合成與分解 一.渡河問題 二.“繩+物”問題三.“桿+物”問題四.“物+影”問題五.相對運動六.兩桿交點的運動專題運動的合成與分解 【問題綜述】 v1為水流速度，v2為船相對于靜水的速度，為v1與v2的夾角，d為河寬。 沿水流方向：速度為v=v1+v2cos的勻速直線運動 垂直河岸方向：

3、速度為v=v2sin的勻速直線運動（渡河） 欲使船垂直渡河，v=0 欲使船垂直渡河時間最短，=900 渡河問題 【方法提示】 根據(jù)運動效果認(rèn)真做好運動矢量圖，是解題的關(guān)鍵。 【例題】一船準(zhǔn)備渡河，已知水流速度為v0=1m/s，船在靜水中的航速為v =2m/s，則： 要使船能夠垂直地渡過河去，那么應(yīng)向何方劃船？ 要使船能在最短時間內(nèi)渡河，應(yīng)向何方劃船？ 【答案】=600 垂直于河岸運動矢量分析 渡河問題 【例題】寬300米，河水流速3m/s，船在靜水中的航速為1m/s，則該船渡河的最短時間為 ，渡河的最短位移為 。 請思考： 要使小船能夠到達(dá)正對岸，小船在靜水中的速度應(yīng)滿足什么條件？【答案】運動

4、矢量分析 渡河問題 運動矢量分析渡河問題 【答案】【例題】一人橫渡40米寬的河，河水流速3 m/s，下游距下水30米處有一攔河壩，為保證安全渡河，此人相對于水的速度至少為多少？運動矢量分析【答案】 渡河問題 【例題】小孩游泳的速度是河水流速的二分之一，河寬d=100m，問小孩向什么方向游向?qū)Π?，才能使他被河水沖行的距離最短？這最短的距離是多少？運動矢量分析【答案】 渡河問題 小船垂直河岸做勻速直線運動的速度為： 【例題】在一條流速恒定的河中，有一艘對水恒為v=5m/s運動的小船，先后垂直河岸和沿岸往返同樣距離2l=200m所花時間分別為t1=100s，t2=125s，則水速u多大？所以：兩式相

5、比得：小船沿河岸往返一次所需時間為：往返距離2l的時間為：【解析】 渡河問題 “繩+物”問題 【問題綜述】 此類問題的關(guān)鍵是： 1.準(zhǔn)確判斷誰是合運動，誰是分運動；實際運動是合運動 2.根據(jù)運動效果尋找分運動； 3.一般情況下，分運動表現(xiàn)在： 沿繩方向的伸長或收縮運動； 垂直于繩方向的旋轉(zhuǎn)運動。 4.根據(jù)運動效果認(rèn)真做好運動矢量圖，是解題的關(guān)鍵。 5.對多個用繩連接的物體系統(tǒng)，要牢記在繩的方向上的速度大小相等。 6.此類問題還經(jīng)常用到微元法求解?！纠}】如圖所示，纖繩以恒定速率v沿水平方向通過定滑輪牽引小船靠岸，當(dāng)纖繩與水面夾角為時，船靠岸的速度是 ，若使船勻速靠岸，則纖繩的速度是 。（填：勻

6、速、加速、減速） 【答案】尋找分運動效果減速 “繩+物”問題【例題】如圖所示，汽車沿水平路面以恒定速度v前進，則當(dāng)拉繩與水平方向成角時，被吊起的物體M的速度為vM= 。 【答案】尋找分運動效果 “繩+物”問題【例題】如圖所示，以速度v沿豎直桿勻速下滑的物體A，用細(xì)繩通過定滑輪拉動物體B在水平桌面上運動，當(dāng)繩與水平面夾角為時，物體B的速率為 ，【答案】 vB=vsin尋找分運動效果 “繩+物”問題【例題】如圖所示，A、B兩物體用細(xì)繩相連，在水平面上運動，當(dāng)=450，=300時，物體A的速度為2 m/s，這時B的速度為 。尋找分運動效果【答案】 “繩+物”問題 “桿+物”問題【問題綜述】 此類問題

7、的關(guān)鍵是： 1.準(zhǔn)確判斷誰是合運動，誰是分運動；實際運動是合運動 2.根據(jù)運動效果尋找分運動； 3.一般情況下，分運動表現(xiàn)在： 沿桿方向的運動； 垂直于桿方向的旋轉(zhuǎn)運動。 4.根據(jù)運動效果認(rèn)真做好運動矢量圖，是解題的關(guān)鍵。 5.要牢記在桿上各點沿桿的方向上的速度相等。 6.此類問題還經(jīng)常用到微元法求解?！纠}】如圖所示，滑塊B以速度vB向左運動時，觸點P的沿桿移動的速度如何？【答案】尋找分運動效果【拓展】若已知桿長和P點的位置，求小球的速度。 “桿+物”問題【例題】如圖所示，長L的桿AB，它的兩端在地板和豎直墻壁上，現(xiàn)拉A端由圖示位置以速率v勻速向右運動，則B端坐標(biāo)y和時間的函數(shù)關(guān)系是： 。B

8、端滑動的速度是 ?！敬鸢浮繉ふ曳诌\動效果 “桿+物”問題【例題】圖中細(xì)桿AB長l，端點A、B分別被約束在x和y軸上運動，試求： 桿上與A相距al(0a1)的P點的運動軌跡； 如果圖中角和vA為已知，那么P點的x、y方向分運動速度vPx、 vPy是多少?【答案】尋找分運動效果 “桿+物”問題在水平方向上：在豎直方向上：消去尋找分運動效果 “桿+物”問題【問題綜述】 此類問題的關(guān)鍵是： 1.準(zhǔn)確判斷誰是合運動，誰是分運動；實際運動是合運動 2.根據(jù)運動效果尋找分運動； 3.一般情況下，分運動表現(xiàn)在： 沿光線方向的遠(yuǎn)離或靠近運動； 垂直于光線方向的旋轉(zhuǎn)運動。 4.根據(jù)運動效果認(rèn)真做好運動矢量圖，是解

9、題的關(guān)鍵。 5. 此類問題還經(jīng)常用到微元法求解。 “物+影”問題【例題】高為H處有一小燈，燈下有一個身高為h的人，由燈的正下方出發(fā)，沿直線方向在水平地面上以v0速度遠(yuǎn)離小燈。試求t時刻此人頭頂在地面投影的速度。【答案】微元法求解尋找分運動效果 “物+影”問題尋找分運動效果B、D角速度相等 “物+影”問題【例題】以探照燈照在云層底面上，這底面是與地面平行的平面，如圖所示，云層底面離地面的高度為h。設(shè)探照燈以勻角速度在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，當(dāng)光束與豎直線的夾角為時，試求云層底面光點的速度?！敬鸢浮繉ふ曳诌\動效果 “物+影”問題【例題】如圖所示，點光源S距墻MN的水平距離為L，現(xiàn)從S處以水平速度v0拋出一

10、個小球P，P在墻上形成的影是P，在球做平拋運動的過程中，其影P的運動速度v是多大？【答案】微元法求解 “物+影”問題【問題綜述】 此類問題的關(guān)鍵是： 1.準(zhǔn)確判斷誰是合運動，誰是分運動；實際運動是合運動 2.根據(jù)運動效果尋找分運動； 3.根據(jù)運動效果認(rèn)真做好運動矢量圖，是解題的關(guān)鍵。 4.解題時經(jīng)常用到的矢量關(guān)系式： 相對運動【例題】當(dāng)自行車向正東方向以5km/h的速度行駛時，人感覺風(fēng)從正北方向吹來；當(dāng)自行車的速度增加兩倍時，人感覺風(fēng)從正東北方向吹來，求風(fēng)對地的速度和風(fēng)向?！敬鸢浮窟\動矢量分析 相對運動【例題】模型飛機以相對空氣v=39km/h的速度繞一個邊長為2km的等邊三角形飛行，設(shè)風(fēng)速u

11、=21km/h，方向與三角形的AB邊平行并和飛機起飛方向相同。求飛機繞三角形一周需要多少時間?【答案】運動矢量分析 相對運動【問題綜述】 此類問題的關(guān)鍵是： 1.一般說來，此類問題最常用微元法求解，所以根據(jù)運動情況認(rèn)真做好運動示意圖，尤為重要。 2.根據(jù)解題的需要，有時也可用運動的合成與分解求解。 此時，以下步驟仍很關(guān)鍵。 準(zhǔn)確判斷誰是合運動，誰是分運動；實際運動是合運動 根據(jù)運動效果尋找分運動； 根據(jù)運動效果認(rèn)真做好運動矢量圖。 兩桿交點的運動【例題】如圖所示，一平面內(nèi)有兩根細(xì)桿L1和L2，各自以垂直于自己的速度v1和v2在該平面內(nèi)運動，試求交點相對于紙面的速度及交點相對于每根桿的速度。 【

12、答案】微元法求解 兩桿交點的運動【例題】細(xì)桿OM繞O軸以勻角速度轉(zhuǎn)動，并推動套在桿和鋼絲AB上的小球C沿AB運動。O軸與AB的距離為OD=d，試求小球與D點距離為x時，小球沿AB滑動的速度和沿OM滑動的速度。【答案】尋找分運動效果 兩桿交點的運動【例題】兩個相同的正方形鐵絲框如圖放置，并沿對角線方向分別以速度v和2v向背運動，則兩線框交點M的運動速度為 ?！敬鸢浮课⒃ㄇ蠼?兩桿交點的運動兩桿交點的運動【答案】微元法求解【例題】兩直桿交角為，交點為A，若二桿各以垂直于自身的速度v1、v2沿著紙平面運動，則交點A運動速度的大小為 。【答案】微元法求解 兩桿交點的運動微元法求解 兩桿交點的運動【答案】“矢量三角形法”簡介矢量運算規(guī)律小結(jié)1. 兩矢量A與B相加，即是兩矢量的 首尾相接，合矢量即為 A矢量的尾 指向 B矢量的首 的有向線段。2. 物體受力平衡，其力矢量圖必為： 首