高考物理一輪復(fù)習(xí) 4.1.1 運(yùn)動(dòng)的合成與分解課件 粵教版必修2

1、第一單元　拋體運(yùn)動(dòng) 第1課時(shí)　運(yùn)動(dòng)的合成與分解,必修2　 第四章　拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng),,基礎(chǔ)回顧,1．曲線運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：做曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向，就是通過(guò)該點(diǎn)的曲線的______方向；由于速度方向時(shí)刻在變，故曲線運(yùn)動(dòng)一定是________．2．條件：物體所受的合力F合與物體的初速度v0____________上(即a與v0不在同一條直線上)．,答案：1．切線　變速運(yùn)動(dòng)2．不在同一直線,要點(diǎn)深化,1．受力特點(diǎn)物體所受合

2、外力與速度方向不在一條直線上，且指向軌道內(nèi)側(cè)．高中階段所受合外力一般分為兩種情況：(1)合外力為恒力，與速度成某一角度，如在重力作用下的平拋運(yùn)動(dòng)、帶電粒子垂直于電場(chǎng)方向所做的類平拋運(yùn)動(dòng)等，此類問(wèn)題速度大小和方向均發(fā)生變化．(2)合外力大小不變，方向改變，且合外力的方向與速度方向垂直，如勻速圓周運(yùn)動(dòng)等，此時(shí)速度的大小不發(fā)生變化，僅方向發(fā)生變化．,2．運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槠渌俣确较蛞欢ㄔ谧兓?，曲線運(yùn)動(dòng)可以是加速度恒定

3、的勻變速運(yùn)動(dòng)，也可以是加速度變化的非勻變速運(yùn)動(dòng)．3．曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡特點(diǎn)向受力的一側(cè)偏，且與初速度方向相切．曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡不會(huì)出現(xiàn)急折，只能平滑變化．軌跡總在力與速度的夾角中．,4．曲線運(yùn)動(dòng)的合外力方向與速度方向的關(guān)系做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，其軌跡向合外力所指的方向彎曲，或合外力指向軌跡“凹”側(cè)，若已知物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，可判斷出合外力的大致方向．若合外力為變力，則為變加速運(yùn)動(dòng)；若合外力為恒力，則為勻變速運(yùn)動(dòng)；若合外力為恒力且與初速度方向不在

4、一條直線上，則物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；若合外力方向與速度方向夾角為α，則當(dāng)α為銳角時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)的速率變大；當(dāng)α為鈍角時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)的速率將變??；當(dāng)α始終為直角時(shí)，則該力只改變速度的方向而不改變速度的大?。?基礎(chǔ)回顧,1．運(yùn)動(dòng)的合成：已知________叫運(yùn)動(dòng)的合成．即已知分運(yùn)動(dòng)的位移，速度和加速度等，求合運(yùn)動(dòng)的位移，速度和加速度等．2．運(yùn)動(dòng)的分解：已知______________叫運(yùn)動(dòng)的分解，它是運(yùn)動(dòng)的合成的逆過(guò)程．3．合運(yùn)

5、動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系(1)等時(shí)性：各分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)總是同時(shí)______，同時(shí)______，經(jīng)歷的時(shí)間一定______．,答案：1．分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)2．合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)3．(1)存在　消失　相同,(2)獨(dú)立性：各分運(yùn)動(dòng)是各自______________的，不受其他分運(yùn)動(dòng)的影響．(3)等效性：各分運(yùn)動(dòng)的疊加與合運(yùn)動(dòng)具有______的效果．(4)矢量性：運(yùn)動(dòng)的合成與分解都遵循________________．,答案：(2)獨(dú)立(3)相同　(

6、4)運(yùn)動(dòng)的平行四邊形定則,要點(diǎn)深化,1．兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合成方法(1)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)在同一直線上時(shí)，運(yùn)動(dòng)合成前一般先要規(guī)定正方向，然后確定各分運(yùn)動(dòng)的速度、加速度和位移等矢量的正、負(fù)，再求代數(shù)和．(2)互成角度的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合成，要按平行四邊形定則來(lái)求合速度、合加速度和合位移．2．互成角度的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合成規(guī)律(1)兩個(gè)互成角度的勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，仍然是勻速直線運(yùn)動(dòng)；(2)兩個(gè)互成角度的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，一定是初速

7、為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)；,(3)兩個(gè)互成角度的分運(yùn)動(dòng)(夾角為180°除外)，其中一個(gè)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其合運(yùn)動(dòng)一定是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；(4)兩個(gè)互成角度的初速度均不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)合成時(shí)，如圖所示，先求勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合速度方向 ＝ ，即兩個(gè)初速度之比和加速度之比相等，即為直線運(yùn)動(dòng)，否則為曲線運(yùn)動(dòng)．,3．運(yùn)動(dòng)分解的方法(1)對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解，要根據(jù)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果來(lái)確定

8、兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的方向，否則分解無(wú)實(shí)際意義，也可以根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行正交分解．(2)合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的判斷：合運(yùn)動(dòng)就是物體相對(duì)某一參考系(如地面)所做的實(shí)際運(yùn)動(dòng)，即物體合運(yùn)動(dòng)的軌跡一定是物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡，物體相對(duì)于參考系的速度即為合速度．(3)曲線運(yùn)動(dòng)一般可以分解成兩個(gè)方向上的直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)對(duì)已知規(guī)律的直線運(yùn)動(dòng)的研究，可以知道曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，這是我們研究曲線運(yùn)動(dòng)的基本方法．,,,對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的理解要抓住條件，即受力與初速度不在同一直線

9、上，與合力是恒力還是變力沒(méi)有關(guān)系．,一個(gè)物體在相互垂直的恒力F1和F2作用下，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，突然撤去F2，則物體以后的運(yùn)動(dòng)情況是(　　)A．物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B．物體做變加速曲線運(yùn)動(dòng)C．物體沿F1的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D．物體做直線運(yùn)動(dòng),解析：物體在相互垂直的恒力F1、F2作用下，其合力恒定不變，且物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，故物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度方向與合力方向相同．突然撤去F2后，剩下的F1與速度

10、方向成一銳角，物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故A選項(xiàng)正確．答案：A,題型訓(xùn)練,1.如圖所示，物體在恒力F作用下沿曲線從A運(yùn)動(dòng)到B，這時(shí)突然使他所受力反向，大小不變，即由F變?yōu)椋璅.在此力作用下，物體以后的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法中正確的是(　　)A．物體可能沿曲線Ba運(yùn)動(dòng)B．物體可能沿直線Bb運(yùn)動(dòng)C．物體可能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng)D．物體可能沿原曲線由BA 返回,解析：物體運(yùn)動(dòng)的軌跡一定在力與速度的夾角中．原來(lái)的恒力肯定偏向右下方，后

11、來(lái)改為左上方，物體到B點(diǎn)的速度又是水平的，故其軌跡應(yīng)偏向右上方，C正確．答案：C,小船在流動(dòng)的河水中渡河就參與兩種運(yùn)動(dòng)，其一是小船相對(duì)于水的運(yùn)動(dòng)，其二是水流的運(yùn)動(dòng)，所以小船的運(yùn)動(dòng)是這兩種運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)．(1)渡河時(shí)間的計(jì)算根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理，無(wú)論船速與水速的大小關(guān)系如何，要使渡河的時(shí)間最短，則船頭必須和河岸垂直．如圖所示，設(shè)河寬為d，船在靜水中的速度(也稱小船的劃速)為v1，河水的速度為v2，則渡河的最短時(shí)間為tmin＝

12、 .這一結(jié)果不受河水速度v2大小的影響，也就是說(shuō)若河水速度v2增大或減小，渡河時(shí)間不變．,,(2)渡河位移的計(jì)算渡河的最短位移是河的寬度，但要實(shí)現(xiàn)這一最短的位移，必須滿足小船的速度v1大于河水的速度v2，且小船的船頭應(yīng)指向上游河岸，方向滿足θ＝arccos ，如圖所示．,當(dāng)河水速度v2大于小船的速度v1時(shí)，這時(shí)小船不可能垂直渡河，但仍然存在最小的渡河位移(比河寬大)．如圖所示，當(dāng)合運(yùn)動(dòng)方向與下游河岸的夾角最大時(shí)，可知渡河位移是

13、最小的，求解的方法是：以河水速度矢量的前端為圓心，以小船劃速大小為半徑作一個(gè)圓，作出發(fā)點(diǎn)與圓的切線．此切線的方向即為渡河位移最短的方向，由此可以定出船頭指向上游河岸，與上游河岸的夾角為θ＝arccos .,劃船速度為v1＝4 m/s的小船在寬d＝100 m ，水速為v2＝3 m/s的小河中，由一岸劃向另一岸，要想渡河的時(shí)間最短應(yīng)怎樣劃？渡河的時(shí)間是多少？甲說(shuō)：應(yīng)斜向上游劃，使船對(duì)岸的速度與河岸垂直；乙說(shuō)：應(yīng)斜向下游劃，使船對(duì)

14、岸的速度盡可能大；丙說(shuō)：應(yīng)垂直河岸劃，渡船過(guò)河時(shí)間只需25 s；丁說(shuō)：應(yīng)垂直河岸劃，這時(shí)船對(duì)岸的速度為5 m/s ，所以渡河時(shí)間需20 s.,解析：許多同學(xué)可能會(huì)認(rèn)可甲的說(shuō)法，如圖(a)所示．v＝ ＝ m/s，過(guò)河時(shí)間t＝ ＝ s≈38 s.個(gè)別同學(xué)可能會(huì)認(rèn)可乙的說(shuō)法，但因位移也相應(yīng)很大，故這個(gè)時(shí)間也較大．個(gè)別同學(xué)可能會(huì)認(rèn)可丁的說(shuō)法，如右圖(b)所示．v＝

15、 ＝5 m/s，sin θ ＝0.8.船行距離s＝d/sin θ＝125 m．過(guò)河時(shí)間t′＝s/ v＝25 s．顯然：t′＜t.丁混淆各物理量的關(guān)系，沒(méi)有用合位移對(duì)合速度進(jìn)行計(jì)算．很明顯，丙的說(shuō)法正確．,答案：丙的說(shuō)法正確，應(yīng)垂直河岸劃，渡船過(guò)河時(shí)間只需25 s.點(diǎn)評(píng)：其實(shí)，當(dāng)我們選擇了劃船方向后，我們就可尋找這個(gè)方向的位移，用這個(gè)位移除以劃船速度，即為船過(guò)河的時(shí)間．由此看出，劃船方向與岸的夾角越大，通過(guò)河的時(shí)間越短，故只有垂直

16、時(shí)最短，而劃船方向向上還是向下形成對(duì)稱，有兩個(gè)相等的時(shí)間．,題型訓(xùn)練,2．(2009年廣東理綜)船在靜水中的航速為v1，水流的速度為v2，為使船行駛到河正對(duì)岸的碼頭，則v1相對(duì)v2的方向應(yīng)為(　　),解析：根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解的知識(shí)，可知要使船垂直達(dá)到對(duì)岸即要船的合速度指向?qū)Π?，根?jù)平行四邊行定則，C正確．答案：C,(1)速度分解的一個(gè)基本原則就是按實(shí)際效果來(lái)進(jìn)行分解．物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向就是合速度的方向，然后分析由這個(gè)合速度所產(chǎn)生的實(shí)

17、際效果，以確定兩個(gè)分速度的方向．(2)跨過(guò)定滑輪物體拉繩(或繩拉物體)運(yùn)動(dòng)的速度分解：物體速度v沿繩方向的分速度就是繩子拉長(zhǎng)或縮短的速度，另一個(gè)分速度就是使繩子擺的速度．,,如下圖所示，人在岸邊通過(guò)定滑輪用繩拉小船，當(dāng)人以速度v0勻速前進(jìn)時(shí)，求小船A的速度，并討論船的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)(設(shè)此時(shí)繩與水平方向的夾角為θ)．,解析：小船A的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度vA沿水平方向向左，這個(gè)速度即為A的合速度，將vA分解為沿繩方向的v//和垂直于繩子方向的v⊥，在沿

18、繩子方向上有v0＝v//.由速度的平行四邊形得：v0＝vAcos θ解得小船的速度vA＝當(dāng)人向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，θ將逐漸變大，vA逐漸變大，即船向左做變加速直線運(yùn)動(dòng)．答案： 船向左做變加速直線運(yùn)動(dòng),題型訓(xùn)練,3.如右圖所示，重物M沿豎直桿下滑，并通過(guò)繩帶動(dòng)小車沿斜面升高．則：當(dāng)滑輪右側(cè)的繩與豎直方向成θ角，且重物下滑的速率為v時(shí)，小車的速度v′為多少？,解析：對(duì)重物的速度v按沿繩的方向分解為v′和垂直于繩

19、的方向分解為v″.v′正好是小車沿斜面上升的速度．由此得：v′＝vcos θ.答案：v′＝vcos θ,,,,如右圖所示，MN是流速恒定的河流，河水自M流向N，有一小船自A點(diǎn)出發(fā)渡河，第一次小船實(shí)際航線為AB，第二次實(shí)際航線為AC，AB和AC跟垂直河岸的AD線夾角都等于θ，而兩次船對(duì)岸的航速大小相等，則(　　)A．兩次所需時(shí)間相等　　　B．沿AB航行時(shí)間短C．沿AC航行時(shí)間短 D．條件不足，

20、無(wú)法確定,錯(cuò)解：根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理可知，小船沿AB航線或AC航線的路程相等，船沿這些航線航行時(shí)的速度也相等，兩次航行所需要的時(shí)間相等．故選項(xiàng)A正確．分析糾錯(cuò)：上述分析與選擇錯(cuò)誤了．原因在于把小船對(duì)岸的航速當(dāng)作小船航行的實(shí)際速度．其實(shí)，第一次小船實(shí)際航線為AB時(shí)，小船的船頭應(yīng)朝AB線的上側(cè)航行，才能和水速合成實(shí)際速度沿這個(gè)實(shí)際航線航行；第二次實(shí)際航線為AC時(shí)，小船的船頭應(yīng)朝AC的上側(cè)(可能超過(guò)AB側(cè)，但一定不會(huì)超過(guò)前者)航行，才能和水