【课件】运动的合成与分解（1）+课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.pptx

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1、人教版物理必修二人教版物理必修二第五章第五章 抛体运动抛体运动第二节第二节 运动的合成与分解运动的合成与分解（1 1）质点沿直线运动可质点沿直线运动可以建立直线坐标系以建立直线坐标系描述它的运动描述它的运动质点在平面内运动质点在平面内运动可以建立可以建立平面平面直角直角坐标系坐标系描述它的运描述它的运动动沿直线公路骑行沿直线公路骑行汽车沿直线公路行驶汽车沿直线公路行驶翻滚的过山车翻滚的过山车现代交通立交桥现代交通立交桥1.1.若人在河中始终保持头朝正前若人在河中始终保持头朝正前方游向对岸，你认为他会在对岸方游向对岸，你认为他会在对岸的正前方到达，还是会偏向上游的正前方到达，还是会偏向上游或下游

2、？为什么？或下游？为什么？讨论交流讨论交流2.2.人在河中的运动是直线还是曲人在河中的运动是直线还是曲线？位移怎么变化？速度又是怎线？位移怎么变化？速度又是怎么变化呢？为了解决上述问题，么变化呢？为了解决上述问题，我们先从一个简单的平面运动开我们先从一个简单的平面运动开始研究吧！始研究吧！OxyAxAyAO OA A在在y y方方向向上上的的分分矢矢量量OAOA在在x x方向上的分矢量方向上的分矢量OxyAvxvyv速度和它在速度和它在x x、y y方向的分矢量方向的分矢量vx=vcosvy=vsinxA=scosyA=ssin一、合运动与分运动一、合运动与分运动物体的实际运动为合运动，物体的

3、实际运动为合运动，物体同时参与的运动为分运动。物体同时参与的运动为分运动。实验探究：实验探究：观察蜡块的运动观察蜡块的运动在一端封闭、长约在一端封闭、长约 1 m 1 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，将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧（图甲）。把玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧（图甲）。把玻璃管倒置（图乙），蜡块璃管倒置（图乙），蜡块 A A 沿玻璃管上升。沿玻璃管上升。如果在玻璃管旁边竖立一把刻度尺，可以看如果在玻璃管旁边竖立一把刻度尺，可以看到，蜡块上升的速度大致不变，即蜡块做匀到，蜡块上升的速度大致不变，即蜡块做匀速直线运

4、动。速直线运动。蜡的密度略小于水的密度。在蜡块上升的初期，它蜡的密度略小于水的密度。在蜡块上升的初期，它做加速运动，随后由于受力平衡而做匀速运动。做加速运动，随后由于受力平衡而做匀速运动。二、平面运动的实例二、平面运动的实例在蜡块匀速上升的同时，将玻璃管紧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贴着黑板沿水平方向向右匀速移动（图丙），观察蜡块的运动情况。（图丙），观察蜡块的运动情况。在这个实验中，蜡块既向上做匀速在这个实验中，蜡块既向上做匀速运动，又由于玻璃管的移动向右做运动，又由于玻璃管的移动向右做匀速运动，以黑板为背景我们看到匀速运动，以黑板为背景我们看到蜡块向右上方

5、运动。那么，蜡块向蜡块向右上方运动。那么，蜡块向右上方的这个运动是什么样的运动右上方的这个运动是什么样的运动呢？呢？要想定量地研究蜡块的运动，就要建立坐标系，具体要想定量地研究蜡块的运动，就要建立坐标系，具体分析。建立坐标系分析。建立坐标系 研究物体的运动时，坐标系的选研究物体的运动时，坐标系的选取很重要。例如，对于直线运动，最好沿着这条直线取很重要。例如，对于直线运动，最好沿着这条直线建立坐标系。建立坐标系。但是，有时在对运动作深入分析之前，物体的运动形但是，有时在对运动作深入分析之前，物体的运动形式并不清楚，甚至难以判断它的运动轨迹是不是直线。式并不清楚，甚至难以判断它的运动轨迹是不是直线

6、。这时，就需要选择其他类型的坐标系。研究物体在平这时，就需要选择其他类型的坐标系。研究物体在平面内的运动时，可以选择平面直角坐标系。面内的运动时，可以选择平面直角坐标系。建立坐标系建立坐标系在研究蜡块的运动时，我们以蜡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块开始匀速运动的位置为原点 O O，以水平向右的方向和竖直向上，以水平向右的方向和竖直向上的方向分别为的方向分别为 x x轴和轴和 y y 轴的方轴的方向，建立平面直角坐标系向，建立平面直角坐标系1 1、蜡蜡块实际的运动与水平和竖直的分运动是什么关系块实际的运动与水平和竖直的分运动是什么关系？2 2、蜡蜡块块A A由底部运动至

7、顶端的时间，与蜡块在竖直方向由底部运动至顶端的时间，与蜡块在竖直方向由底部运动到顶端的时间是什么关系？由底部运动到顶端的时间是什么关系？3 3、如果将试管以更大的速度向右运动，蜡块在竖直、如果将试管以更大的速度向右运动，蜡块在竖直方向的运动情况变不变？方向的运动情况变不变？等效性：合运动与分运动可以等效性：合运动与分运动可以“等效替代等效替代”等时性等时性:各分运动与合运动是同时开始、同时结束各分运动与合运动是同时开始、同时结束的，所经历的时间相等；的，所经历的时间相等；独立性：分运动各自独立独立性：分运动各自独立 互不影响互不影响探究一：探究一：蜡蜡块块的的实际运动与水平和竖直的分运动实际运

8、动与水平和竖直的分运动同一性：对应于同一物体同一性：对应于同一物体1 1.蜡蜡块在每一时刻的位块在每一时刻的位置和位移？置和位移？2 2.蜡块的速度的大小、方向变化吗蜡块的速度的大小、方向变化吗？3 3.蜡块的轨迹是直线吗？蜡块的轨迹是直线吗？探究二：探究二：如何研究蜡块的运动如何研究蜡块的运动O Ox xy yS Sx xy y蜡块的位置和位移蜡块的位置和位移若以若以V Vx x表示玻璃管向右的移动速度，表示玻璃管向右的移动速度，V Vy y表示蜡块沿玻璃表示蜡块沿玻璃管上升的速度，请表示蜡块在管上升的速度，请表示蜡块在t t时刻的位置及位移时刻的位置及位移。P(X,Y)P(X,Y)蜡块运动

9、的轨迹蜡块运动的轨迹轨迹为直轨迹为直线线蜡块的速度蜡块的速度速度的大小和方向保持不变速度的大小和方向保持不变蜡块做匀速直线运动。即两个蜡块做匀速直线运动。即两个匀速直线运动的合运动是匀速匀速直线运动的合运动是匀速直线运动。直线运动。三、运动的合成与分解三、运动的合成与分解在上述的实验中，我们看到蜡块向右上方的运动可以在上述的实验中，我们看到蜡块向右上方的运动可以看成由玻璃管向上的运动和水平向右的运动共同构成。看成由玻璃管向上的运动和水平向右的运动共同构成。那么，我们把蜡块沿着玻璃管向上的运动和随着玻璃那么，我们把蜡块沿着玻璃管向上的运动和随着玻璃管水平向右的运动称为管水平向右的运动称为分运动分

10、运动。而。而蜡块相对于黑板向蜡块相对于黑板向右上方的运动称为右上方的运动称为合运动合运动。其中合运动即物体的。其中合运动即物体的实际实际运动。运动。由分运动求合运动的过程，叫作由分运动求合运动的过程，叫作运动的合成运动的合成；由合运；由合运动求分运动的过程，叫作动求分运动的过程，叫作运动的分解。运动的分解。运动的合成和分解遵从运动的合成和分解遵从矢量运算法则。矢量运算法则。合运动的（位移、速度、加速度）叫做合（位移、速度、加速度）合运动的（位移、速度、加速度）叫做合（位移、速度、加速度）分运动的（位移、速度、加速度）叫做分（位移、速度、加速度）分运动的（位移、速度、加速度）叫做分（位移、速度、

11、加速度）运动的合成与分解是指运动的合成与分解是指a a、v v、s s 的合成与分解。的合成与分解。运动的合成与分解是互为相逆的过程。运动的合成与分解是互为相逆的过程。位移的合成位移的合成速度的合成速度的合成加速度的合成加速度的合成动的合成与分解是分析复杂运动时常动的合成与分解是分析复杂运动时常用的方法。虽然本节实验中的两个分用的方法。虽然本节实验中的两个分运动都是匀速运动，但运动合成与运动都是匀速运动，但运动合成与分解的思想和方法对分运动是变速运分解的思想和方法对分运动是变速运动的情况也是适用的动的情况也是适用的四四、互成角度的两分运动为两个直线运动，、互成角度的两分运动为两个直线运动，其合

12、运动的性质和轨迹的判断其合运动的性质和轨迹的判断（2 2）结论）结论如果一个分运动是匀速直线运动，另一个分运动是如果一个分运动是匀速直线运动，另一个分运动是匀变速直线运动，且互成角度，合运动一定是匀变速匀变速直线运动，且互成角度，合运动一定是匀变速曲线运动。（可见，两直线运动的合运动不一定是直曲线运动。（可见，两直线运动的合运动不一定是直线运动）。线运动）。如果两个分运动都是匀速直线运动，合运动一定是如果两个分运动都是匀速直线运动，合运动一定是匀速直线运动。匀速直线运动。可能是匀变速直线运动（这时合加速度方向与合初速可能是匀变速直线运动（这时合加速度方向与合初速度方向在同一条直线上如图度方向在

13、同一条直线上如图1 1所示）。合运动也可能是所示）。合运动也可能是匀变速曲线运动（这时合加速度方向与合初速度方向匀变速曲线运动（这时合加速度方向与合初速度方向不在同一条直线上如图不在同一条直线上如图2 2所示）。所示）。如果两个分运动都是初速度为零的匀加速直线运动的如果两个分运动都是初速度为零的匀加速直线运动的合运动是什么运动？合运动是什么运动？若两分运动都是匀变速直线运动，合运动是什么运动若两分运动都是匀变速直线运动，合运动是什么运动合运动为初速度为零的匀加速直线运动合运动为初速度为零的匀加速直线运动图图1 1图图2 2vv2v1a1a2avv2v1a1a2a例例题题、某某商商场场设设有有步

14、步行行楼楼梯梯和和自自动动扶扶梯梯，步步行行楼楼梯梯每每级级的的高高度度是是0.15m0.15m，自自动动扶扶梯梯与与水水平平面面的的夹夹角角为为3030，自自动动扶扶梯梯前前进进的的速速度度是是0.76m/s0.76m/s。有有甲甲、乙乙两两位位顾顾客客，分分别别从从自自动动扶扶梯梯和和步步行行楼楼梯梯的的起起点点同同时时上上楼楼，甲甲在在自自动动扶扶梯梯上上站站立立不不动动，乙乙在在步步行行楼楼梯梯上上以以每每秒秒上上两两个个台台阶阶的的速速度度匀匀速速上上楼楼（右右图图）。哪哪位位顾顾客客先先到到达达楼楼上上？如如果果该该楼楼层层高高4.56m4.56m，甲上楼用了多少时间？，甲上楼用了

15、多少时间？解：如图所示，甲在竖直方向的速度解：如图所示，甲在竖直方向的速度v v甲甲y yv v甲甲sinsin0.760.76sin30m/ssin30m/s0.38m/s0.38m/s乙在竖直方向的速度乙在竖直方向的速度因此因此v v甲甲y y vv乙乙，甲先到楼上。甲先到楼上。甲比乙先到达楼上，甲上楼用甲比乙先到达楼上，甲上楼用了了12s12s。练习练习1 1如图所示，蜡烛块可以在竖直玻璃管如图所示，蜡烛块可以在竖直玻璃管内的水中匀速上升，蜡烛块从内的水中匀速上升，蜡烛块从A A点匀速上升的点匀速上升的同时，玻璃管水平向右加速运动，蜡烛块从同时，玻璃管水平向右加速运动，蜡烛块从A A点到

16、点到C C点的运动轨迹可能是图中的（）点的运动轨迹可能是图中的（）A A曲线曲线1 1B B曲线曲线2 2C C直线直线3 3D D曲线曲线4 4A A练习练习2 2如图所示，竖直放置、两端封闭的玻璃管中注如图所示，竖直放置、两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个能在水中以满清水，内有一个能在水中以0.3 m/s0.3 m/s的速度匀速上浮的速度匀速上浮的红蜡块若红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，的红蜡块若红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管水平向右匀速运动，测得红蜡块实际运动的使玻璃管水平向右匀速运动，测得红蜡块实际运动的方向与水平方向的夹角为方向与水平方向的夹角为3737，则：，则

17、：(sin 37(sin 370.60.6，cos 37cos 370.8)0.8)(1)(1)根据题意可知玻璃管水平方向的移根据题意可知玻璃管水平方向的移动速度为动速度为_m/s._m/s.(2)(2)若玻璃管的长度为若玻璃管的长度为0.9 m0.9 m，则玻璃管，则玻璃管沿水平方向移动的位移为沿水平方向移动的位移为_ m._ m.0.40.41.21.2练习练习3 3跳跳伞伞是人是人们们普遍喜普遍喜欢欢的的观赏观赏性体育性体育项项目，当运目，当运动员动员在某高度从直升机上由静止跳下后，在下落在某高度从直升机上由静止跳下后，在下落过过程中程中将会受到水平将会受到水平风风力的影响，下列力的影响

18、，下列说说法中正确的是法中正确的是()A A风风力越大，运力越大，运动员动员下落下落时间时间越越长长，运，运动员动员可完成更可完成更多的多的动动作作B B风风力越大，运力越大，运动员动员着地速度越大，有可能着地速度越大，有可能对对运运动员动员造成造成伤伤害害C C运运动员动员下落下落时间时间与与风风力有关力有关D D运运动员动员着地速度与着地速度与风风力无关力无关B B练习练习4 4一物体的运动规律是一物体的运动规律是x x8t8t2 2 m m，y y10t m10t m，则，则下列说法中正确的是（）下列说法中正确的是（）A A物体在物体在x x和和y y方向上都是匀速运动方向上都是匀速运动B B物体在物体在x x和和y y方向上都是做初速度为零的匀加速运动方向上都是做初速度为零的匀加速运动C C物体的合运动是初速度为物体的合运动是初速度为10 m/s10 m/s、加速度为、加速度为16 m/s16 m/s2 2的曲线运动的曲线运动D D物体的合运动是初速度为物体的合运动是初速度为10 m/s10 m/s、加速度为、加速度为16 m/s16 m/s2 2的匀加速直线运动的匀加速直线运动C C