全優(yōu)課堂·物理·必修第二冊(人教版) 課件 第5章 2 運(yùn)動的合成與分解

第五章拋體運(yùn)動2運(yùn)動的合成與分解

1.知道用坐標(biāo)系描述物體的位置和位移的方法．2.理解什么是合運(yùn)動和分運(yùn)動，以及運(yùn)動的合成與分解遵循平行四邊形定則．3.掌握運(yùn)動的合成與分解的方法，并能夠運(yùn)用合成與分解的方法研究復(fù)雜問題．課前·自主預(yù)習(xí)1．實(shí)驗(yàn)裝置和步驟(1)在一端封閉、長約1m的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一個蠟塊做的小圓柱體R，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊(圖甲).(2)將玻璃管倒置(圖乙)，蠟塊沿玻璃管勻速上升．(3)將玻璃管上下顛倒，在蠟塊勻速上升的同時，將玻璃管緊貼著黑板沿水平方向向右勻速移動，以黑板為參照物觀察蠟塊的運(yùn)動(圖丙).一個平面運(yùn)動的實(shí)例注意：蠟塊相對于黑板的運(yùn)動為合運(yùn)動，蠟塊沿玻璃管勻速上升和沿水平方向向右勻速移動為兩個分運(yùn)動．2．蠟塊的位置、軌跡和速度(1)蠟塊的位置．①坐標(biāo)系的建立：以運(yùn)動________時蠟塊的位置為原點(diǎn)，以_________的方向?yàn)閤軸的正方向，以_________的方向?yàn)閥軸的正方向．②位置坐標(biāo)：將玻璃管向右勻速移動的速度設(shè)為vx，蠟塊沿玻璃管勻速上升的速度設(shè)為vy，vx、vy都不隨時間變化，是常量．在時刻t，蠟塊的位置可用它的兩個坐標(biāo)x、y表示：x＝________，y＝________．開始水平向右豎直向上vxtvyt(2)蠟塊運(yùn)動的軌跡．①軌跡方程：y＝_______．②幾何性質(zhì)：蠟塊相對于黑板的運(yùn)動軌跡是_______．(3)蠟塊的速度．①大?。簐＝__________．②方向：v與x軸正方向的夾角為θ，則tanθ＝________.直線1．合運(yùn)動與分運(yùn)動如果一個物體同時參與_______運(yùn)動，那么物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動就叫作那幾個運(yùn)動的______．那幾個運(yùn)動就叫作這個實(shí)際運(yùn)動的______．2．運(yùn)動的合成與分解的定義(1)運(yùn)動的合成：由______求______的過程．(2)運(yùn)動的分解：由______求______的過程．運(yùn)動的合成與分解幾個合運(yùn)動分運(yùn)動分運(yùn)動合運(yùn)動合運(yùn)動分運(yùn)動3．運(yùn)動的合成與分解遵循的法則不在同一直線上，按照____________定則進(jìn)行合成或分解，如圖所示．平行四邊形課堂·重難探究1．合運(yùn)動與分運(yùn)動如果物體同時參與了幾個運(yùn)動，物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動就是合運(yùn)動，參與的那幾個運(yùn)動就是分運(yùn)動．互成角度的兩個直線分運(yùn)動的合成2．運(yùn)動的合成與分解(1)運(yùn)動的合成與分解的法則：合成與分解的對象是位移、速度、加速度，這些量都是矢量，遵循的是平行四邊形定則．(2)運(yùn)動的合成與分解的方法：在遵循平行四邊形定則的前提下，靈活采用作圖法分析，可以借鑒力的合成與分解的知識，具體問題具體分析．3．合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系獨(dú)立性不同方向上的分運(yùn)動互不干擾等時性同時開始，同時結(jié)束，經(jīng)歷相等的時間等效性等效替代(可類比分力與合力的關(guān)系來理解)同體性合運(yùn)動與分運(yùn)動是對同一物體而言的例1

(2024年佛山禪城調(diào)研)如圖所示，在一段封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿水，水中放一個由蠟做成的小圓柱體R，R從坐標(biāo)原點(diǎn)以速度v0＝0.01m/s勻速上浮的同時，玻璃管沿x軸正向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，測出某時刻R的x、y坐標(biāo)值分別為0.04m和0.02m，則 (

)A.此時刻速度大小為0.04m/sB．玻璃管的加速度大小為1m/s2C．此時刻速度方向與x軸正方向成45°D．蠟塊運(yùn)動的軌跡是一條曲線【答案】D變式1

(多選)跳傘表演是人們普遍喜歡的觀賞性體育項(xiàng)目，如圖所示，當(dāng)運(yùn)動員從直升飛機(jī)上由靜止跳下后，在下落過程中將會受到水平風(fēng)力的影響，下列說法正確的是

(

)A．水平風(fēng)力越大，運(yùn)動員下落時間越長，運(yùn)動員可完成更多的動作B．水平風(fēng)力越大，運(yùn)動員著地速度越大，有可能對運(yùn)動員造成傷害C．運(yùn)動員下落時間與水平風(fēng)力無關(guān)D．運(yùn)動員著地速度與水平風(fēng)力無關(guān)【答案】BC【解析】水平風(fēng)力不會影響豎直方向的運(yùn)動，所以運(yùn)動員下落時間與風(fēng)力無關(guān)，A錯誤，C正確；運(yùn)動員落地時豎直方向的速度是確定的，水平風(fēng)力越大，落地時水平分速度越大，運(yùn)動員著地時的合速度越大，有可能對運(yùn)動員造成傷害，B正確，D錯誤．互成角度的兩個直線運(yùn)動的合運(yùn)動性質(zhì)和軌跡的判斷合運(yùn)動性質(zhì)的判斷分運(yùn)動合運(yùn)動矢量圖條件兩個勻速直線運(yùn)動勻速直線運(yùn)動a＝0一個勻速直線運(yùn)動和一個勻變速直線運(yùn)動勻變速曲線運(yùn)動a與v成α角分運(yùn)動合運(yùn)動矢量圖條件兩個初速度為零的勻加速直線運(yùn)動初速度為零的勻加速直線運(yùn)動v0＝0兩個初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動勻變速直線運(yùn)動a與v方向相同勻變速曲線運(yùn)動a與v成α角[特別提醒]兩個直線運(yùn)動的合運(yùn)動不一定是直線運(yùn)動，最終判斷的方法是看合速度與合加速度的方向是否在同一條直線上．合加速度的方向總指向運(yùn)動軌跡的凹面．例2

(2024年衡陽聯(lián)考)一小型無人機(jī)在高空中飛行，將其運(yùn)動沿水平方向和豎直方向分解，水平位移x隨時間t變化的關(guān)系如圖甲所示．豎直方向的速度vy隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示．關(guān)于該小型無人機(jī)，下列說法正確的是 (

)【答案】B變式2

(2024年長沙名校聯(lián)考)如圖所示，武裝直升機(jī)解救士兵之后，水平向右做勻速直線運(yùn)動，機(jī)內(nèi)人員將士兵勻加速提升到直升機(jī)內(nèi)，提升過程中輕繩總保持豎直方向，士兵與繩子沒有相對運(yùn)動．不計(jì)空氣阻力，直升機(jī)及艙內(nèi)人員質(zhì)量為M，士兵質(zhì)量為m，重力加速度為g.在士兵進(jìn)入直升機(jī)之前，以下說法正確的是 (

)A．士兵可能做直線運(yùn)動B．士兵實(shí)際的速度大小保持不變C．空氣對直升機(jī)的“升力”大于(M＋m)g

D．繩子對士兵拉力等于mg【答案】C變式3

(2024年廣州實(shí)驗(yàn)外語學(xué)校期中)現(xiàn)代化教學(xué)手段進(jìn)入課堂后，教室里安裝的黑板可以左右移動，杜老師用粉筆在黑板上豎直向下畫一條直線，同時黑板以某一速度水平勻速移動，在黑板上所畫拋物線軌跡如圖所示．關(guān)于黑板的移動方向和粉筆在黑板上豎直方向的運(yùn)動，下列判斷正確的是 (

)A．黑板向左移動，粉筆向上勻加速運(yùn)動B．黑板向左移動，粉筆向下勻加速運(yùn)動C．黑板向右移動，粉筆向上勻加速運(yùn)動D．黑板向右移動，粉筆向下勻加速運(yùn)動【答案】B【解析】合運(yùn)動軌跡為拋物線，說明合運(yùn)動是由水平方向的勻速運(yùn)動和豎直方向的勻加速直線運(yùn)動合成的結(jié)果．拋物線是向下開口的，這表明粉筆在豎直方向上做了一個向下的勻加速運(yùn)動．水平方向速度向右，故黑板向左移動，B正確．

運(yùn)動合成與分解問題的解題思路(1)確定運(yùn)動方向(實(shí)際運(yùn)動方向).(2)分析合運(yùn)動的運(yùn)動效果．(3)依據(jù)合運(yùn)動的實(shí)際效果確定分運(yùn)動的方向．(4)利用平行四邊形定則、三角形定則或正交分解法作圖，將合運(yùn)動的速度、位移、加速度分解到分運(yùn)動的方向上．小練·隨堂鞏固1．(2024年華南師大附中期中)如圖所示，蠟塊能在充滿水的玻璃管中勻速上升．若在玻璃管沿水平向右做直線運(yùn)動的同時，蠟塊從玻璃管底端開始勻速上升，則關(guān)于蠟塊實(shí)際運(yùn)動軌跡的說法正確的是 (

)A．軌跡1，玻璃管可能做勻加速直線運(yùn)動B．軌跡2，玻璃管可能做勻減速直線運(yùn)動C．軌跡3，玻璃管可能先做勻加速直線運(yùn)動，然后做勻減速直線運(yùn)動D．軌跡4，玻璃管可能做勻減速直線運(yùn)動【答案】C【解析】若玻璃管沿水平向右做勻減速直線運(yùn)動，加速度向左，則合力向左，而合速度向右上，則蠟塊相對于地面的運(yùn)動軌跡為開口向左的拋物線，如軌跡1，A錯誤；若玻璃管沿水平向右做勻速直線運(yùn)動，則蠟塊相對于地面的運(yùn)動軌跡為過原點(diǎn)的傾斜直線，如軌跡2，B錯誤；若玻璃管沿水平向右先做勻加速運(yùn)動后做勻減速運(yùn)動，加速度先向右后向左，即合力先向右后向左，則蠟塊的運(yùn)動軌跡可能如軌跡3所示，C正確；若玻璃管沿水平向右做勻加速直線運(yùn)動，加速度向右，則合力向右，而合速度向右上，則蠟塊相對于地面的運(yùn)動軌跡為開口向右的拋物線，如軌跡4，D錯誤．2．(多選)如圖所示，騎射運(yùn)動中，運(yùn)動員騎馬沿直線AB運(yùn)動，C處有一標(biāo)靶，AB垂直BC，運(yùn)動員在B處沿垂直AB方向放箭，沒有擊中標(biāo)靶．要擊中靶，下列調(diào)整可行的是 (

)A．在B點(diǎn)左側(cè)垂直AB方向放箭B．在B點(diǎn)右側(cè)垂直AB方向放箭C．在B點(diǎn)朝標(biāo)靶左側(cè)放箭D．在B點(diǎn)朝標(biāo)靶右側(cè)放箭【答案】AC【解析】由于慣性，箭射出后有向右運(yùn)動的速度，垂直AB方向放箭要擊中靶，就要在B點(diǎn)左側(cè)放箭，A正確，B錯誤；在B點(diǎn)放箭要擊中靶，就要在B點(diǎn)朝標(biāo)靶左側(cè)放箭，C正確，D錯誤．3．(2024年廣州廣雅中學(xué)期中)同學(xué)們到中國科技館參觀，看到了一個有趣的科學(xué)實(shí)驗(yàn)．如圖所示，一輛小火車在平直軌道上勻速行駛，當(dāng)火車將要從“∩”形框架的下方通過時，突然從火車頂部的小孔中向上彈出一小球，該小球越過框架后，又與通過框架的火車相遇，并恰好落回原來的孔中．下列說法正確的是

(

)A．相對于地面，小球運(yùn)動的軌跡是直線B．相對于地面，小球運(yùn)動的軌跡是曲線C．小球能落回小孔是因?yàn)樾∏蛟诳罩羞\(yùn)動的過程中受到水平向前的力D．小球能落回小孔純屬巧合【答案】B【解析】相對于地面，小球豎直方向做豎直上拋運(yùn)動，水平方向做勻速運(yùn)動，軌跡是曲線，A錯誤，B正確；能落回小孔是因?yàn)樾∏蚓哂袘T性，在水平方向與火車保持相同的速度，C、D錯誤．4．無人機(jī)燈光表演給喜慶的節(jié)日氛圍增添了幾許驚艷．在一次無人機(jī)表演中，若分別以水平向右、豎直向上為x軸、y軸的正方向．某架參演的無人機(jī)在x、y方向的v-t圖像分別如圖甲、乙所示，則在0～t2時間內(nèi)，該無人機(jī)的運(yùn)動軌跡為 (

)【答案】A【解析】由圖可知，在0～t1時間內(nèi)無人機(jī)豎直方向做勻速直線運(yùn)動，水平方向向右做勻減速直線運(yùn)動，可知在0～t1時間內(nèi)無人機(jī)受到的合外力方向水平向左，且合外力指向軌跡凹處．在t1～t2時間內(nèi)無人機(jī)豎直方向向上做勻減速直線運(yùn)動，水平方向做勻速直線