【课件】运动的合成和分解+课件高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.pptx

运动的合成和分解单击此处添加副标题高中物理课堂引入课堂引入:人在流动的河水中始终保持头朝正前方游向对人在流动的河水中始终保持头朝正前方游向对岸，人会在对岸的正前方到达，还是会偏向上游岸，人会在对岸的正前方到达，还是会偏向上游或下游或下游?对类似上述的运动应该怎样分析呢？对类似上述的运动应该怎样分析呢？让我们从一个简单的平面运动开始让我们从一个简单的平面运动开始研究。研究。高中物理一、一、一个平面运动的实例一个平面运动的实例在一端封闭、长约在一端封闭、长约 1 m1 m 的玻璃管内注满清的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体水，水中放一个红蜡做的小圆柱体A A，将玻璃管，将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧。把玻璃管倒置（图乙）的开口端用橡胶塞塞紧。把玻璃管倒置（图乙），蜡块，蜡块 A A 沿玻璃管上升。如果在玻璃管旁边竖沿玻璃管上升。如果在玻璃管旁边竖立一把刻度尺，可以看到，蜡块上升的速度大立一把刻度尺，可以看到，蜡块上升的速度大致不变，即致不变，即蜡块做匀速直线运动蜡块做匀速直线运动。在蜡块匀速上升的同时，将玻璃管紧贴着黑在蜡块匀速上升的同时，将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右匀速移动（图丙），分析蜡板沿水平方向向右匀速移动（图丙），分析蜡块的运动情况。块的运动情况。分析探究：分析探究：蜡块的运动蜡块的运动高中物理现在请同学们暂停本视频，思考以下问题：问题问题1 1：蜡块在做什么样的运动蜡块在做什么样的运动？它的轨迹是直线还是曲线？它的轨迹是直线还是曲线？问题问题2 2：蜡块速度的大小和方向蜡块速度的大小和方向是否发生变化？是否发生变化？高中物理分析研究：如果一个蜡块在如果一个蜡块在x方向以速度方向以速度vx做匀速做匀速直线运动，在直线运动，在y方向以速度方向以速度vy做匀速直线做匀速直线运动，试分析：运动，试分析：(1)(1)蜡块的运动轨迹蜡块的运动轨迹(2)(2)蜡块的运动速度蜡块的运动速度高中物理分析研究：1.1.建立坐标系建立坐标系研研究究物物体体的的运运动动时时，坐坐标标系系的的选选取取很很重重要要。研研究究物物体体在在平平面面内内的的运运动动时时，可可以以选选择择平平面面直直角角坐标系。坐标系。在研究蜡块的运动时，我们以蜡块开始匀速在研究蜡块的运动时，我们以蜡块开始匀速运动的位置为原点运动的位置为原点O O，以水平向右的方向和竖直，以水平向右的方向和竖直向上的方向分别为向上的方向分别为 x 轴和轴和 y 轴的正方向，建立轴的正方向，建立平面直角坐标系。平面直角坐标系。高中物理分析研究：2.2.蜡块运动的轨迹蜡块运动的轨迹要确定蜡块运动的轨迹，首先要确定任意时刻蜡块的位置要确定蜡块运动的轨迹，首先要确定任意时刻蜡块的位置。蜡块蜡块 x 坐标的值等于它与坐标的值等于它与 y 轴的距离，轴的距离，y 坐标的值等于它坐标的值等于它与与 x 轴的距离。若以轴的距离。若以vx 表示玻璃管向右移动的速度，以表示玻璃管向右移动的速度，以 vy 表表示蜡块沿玻璃管上升的速度，则有示蜡块沿玻璃管上升的速度，则有过原点的直线过原点的直线高中物理3.3.蜡块运动的速度蜡块运动的速度经过时间经过时间t,实际速度大小实际速度大小实际速度方向实际速度方向高中物理二、合运动与分运动1.1.合运动与分运动的合运动与分运动的概念概念 一个物体实际发生的运动产生的效果跟另外两个运动共同产生的一个物体实际发生的运动产生的效果跟另外两个运动共同产生的效果相同效果相同,这一物体实际发这一物体实际发生的运动叫做这两个运动的生的运动叫做这两个运动的合运动合运动，这两个运动叫做这一实际运动的，这两个运动叫做这一实际运动的分运动分运动。2.2.合运动与分运动的关系合运动与分运动的关系(1)(1)等时性等时性-合运动和分运动经历的时间相等；合运动和分运动经历的时间相等；(2)(2)独立性独立性-各分运动独立进行，互不影响；各分运动独立进行，互不影响；(3)(3)等效性等效性-各分运动的规律叠加起来和合运动的规律等效。各分运动的规律叠加起来和合运动的规律等效。高中物理三、运动的合成与分解三、运动的合成与分解三、运动的合成与分解三、运动的合成与分解1.1.运动的合成与分解运动的合成与分解分运动分运动合运动合运动运动的合成运动的合成运动的分解运动的分解2.2.分解原则分解原则:根据运动的根据运动的实际效果实际效果分解，也可以分解，也可以正交分解正交分解。3.3.遵循规律遵循规律:平行四边形法则或三角形定则。平行四边形法则或三角形定则。高中物理三、运动的合成与分解三、运动的合成与分解三、运动的合成与分解三、运动的合成与分解【例题】【例题】某商场设有步行楼梯和自动扶梯，步行楼梯每级的高度是某商场设有步行楼梯和自动扶梯，步行楼梯每级的高度是 0.15 m 0.15 m，自动扶梯与水平面的夹角，自动扶梯与水平面的夹角为为 30 30，自动扶梯前进的速度是，自动扶梯前进的速度是 0.76 m/s 0.76 m/s。有甲、乙两位顾客，分别从自动扶梯和步行楼梯的起点同。有甲、乙两位顾客，分别从自动扶梯和步行楼梯的起点同时上楼，甲在自动扶梯上站立不动，乙在步行楼梯上以每秒上两个台阶的速度匀速上楼。哪位顾客先到时上楼，甲在自动扶梯上站立不动，乙在步行楼梯上以每秒上两个台阶的速度匀速上楼。哪位顾客先到达楼上？如果该楼层高达楼上？如果该楼层高4.56 m4.56 m，甲上楼用了多少时间？，甲上楼用了多少时间？【解析】如图所示，甲在竖直方向的速度 乙在竖直方向的速度 因此v甲y v乙,甲先到楼上甲比乙先到达楼上，甲上楼用了12 s。高中物理四、小船渡河模型四、小船渡河模型 船的船的实际运动实际运动 v（相对于河岸的运动）可看成是随水以速度（相对于河岸的运动）可看成是随水以速度 v水水 漂流的运动和漂流的运动和以速度以速度 v船船 相对于静水的划行运动的相对于静水的划行运动的合运动合运动。高中物理四、小船渡河模型四、小船渡河模型1.渡河时间最短：渡河时间最短：即当v船 垂直于河岸时，渡河时间最短：tan=v水 v船tmin=v船 dv水渡河时间：dv船高中物理四、小船渡河模型四、小船渡河模型2.渡河位移最短：渡河位移最短：情景情景1 1：当：当v v船船 v v水水即合速度方向垂直于河岸时，渡河位移最短，且为河宽d。此时渡河时间：即当：t=vdv船 sindd当当v船船方向与合速度方向与合速度v 方向垂直时，有最短方向垂直时，有最短渡河位移渡河位移xmin 。v水XminBCDEAv船最短位移：最短位移：vv船2.渡河位移最短：渡河位移最短：情景情景2 2：v v船船 v v水水四、小船渡河模型四、小船渡河模型高中物理五、关联速度模型五、关联速度模型 如图，绳以恒定速率如图，绳以恒定速率v 沿水平方向通过定滑轮牵引小船靠岸，当绳与水面夹角为沿水平方向通过定滑轮牵引小船靠岸，当绳与水面夹角为时，船的速度时，船的速度为多大？为多大？若要使船匀速靠岸，则拉绳的速度若要使船匀速靠岸，则拉绳的速度v有何特点？有何特点？（匀速？加速？减速？）（匀速？加速？减速？）高中物理五、关联速度模型五、关联速度模型1.1.“关联速度关联速度”特点：特点：用绳、杆相牵连的物体，在运动过程中，两物体的速度通常不同，用绳、杆相牵连的物体，在运动过程中，两物体的速度通常不同，但但物体沿绳或杆方向的速度分量大小相等。物体沿绳或杆方向的速度分量大小相等。2.2.常见的模型：常见的模型：丙 丁甲 乙高中物理五、关联速度模型五、关联速度模型3.3.常用的解题思路和方法常用的解题思路和方法（1 1）先确定合运动的方向（物体实际运动的方向），然后分析这个合运动所产生的先确定合运动的方向（物体实际运动的方向），然后分析这个合运动所产生的实际效果（一方面是使绳或杆伸缩的效果，另一方面是使绳或杆转动的效果）。实际效果（一方面是使绳或杆伸缩的效果，另一方面是使绳或杆转动的效果）。（2 2）确定两个分速度的方向（沿绳或杆方向的分速度和垂直于绳或杆方向的分速度）确定两个分速度的方向（沿绳或杆方向的分速度和垂直于绳或杆方向的分速度）。（3 3）按平行四边形定则将合速度进行分解，画出速度分解图，根据物体沿绳或杆方按平行四边形定则将合速度进行分解，画出速度分解图，根据物体沿绳或杆方向的分速度大小相等进行求解。向的分速度大小相等进行求解。高中物理五、关联速度模型五、关联速度模型（1 1）“绳绳+物物”问题问题【典型例题】如图所示，以速度【典型例题】如图所示，以速度v v沿竖直杆匀速下滑的物沿竖直杆匀速下滑的物体体A A，用细绳通过定滑轮拉动物体，用细绳通过定滑轮拉动物体B B在水平桌面上运动，当在水平桌面上运动，当绳与水平面夹角为绳与水平面夹角为时，物体时，物体 B B 的速率为的速率为 。4.4.典例分析：典例分析：【解析】【解析】vB=v1=vsinv1v2vB高中物理五、关联速度模型五、关联速度模型（2 2）“杆杆+物物”问题问题【典型例题】【典型例题】如图所示，如图所示，AB杆和墙的夹角为杆和墙的夹角为 时，杆的时，杆的A端端沿墙下滑的速度大小为沿墙下滑的速度大小为v1，B B端沿地面的速度大小为端沿地面的速度大小为v2，则，则v1、v2的关系是的关系是？4.4.典例分析：典例分析：【解析】【解析】沿杆方向的速度应满足沿杆方向的速度应满足v1xv2x，即，即v1cosv2sin，v1v2tan。高中物理回归问题：回归问题：如图，绳以恒定速率如图，绳以恒定速率v v 沿水平方向通过定滑轮牵引小船靠岸，当绳与水面夹角为沿水平方向通过定滑轮牵引小船靠岸，当绳与水面夹角为时，船的速度为时，船的速度为多大？多大？若要使船匀速靠岸，则拉绳的速度若要使船匀速靠岸，则拉绳的速度v有何特点？有何特点？（匀速？加速？减速？）（匀速？加速？减速？）【解析】当绳以恒定速率v拉船，船的速度：若要使船匀速靠岸，角增大，cos减小，所以拉绳速度v减小。高中物理课堂小结课堂小结运动的合成与分解合运动与分运动：独立性，等时性，等效性运动的合成与分解运动的合成运动的分解运动的合成与分解的实例小船过河模型关联速度模型