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高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第二节 运动的合成与分解教课ppt课件
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这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第二节 运动的合成与分解教课ppt课件，共51页。PPT课件主要包含了必备知识自主学习，关键能力合作探究，课堂检测素养达标，课时作业巩固演练，平行四边形等内容，欢迎下载使用。
一 运动的分析1．合运动与分运动的特点(1)等时性：合运动与分运动经历的时间一定______，即同时开始、同时进行、同时停止。(2)独立性：一个物体同时参与几个分运动，分运动各自________进行，________影响。(3)等效性：合运动是由各分运动共同产生的总运动效果，合运动与各分运动的总运动效果可以相互________。
2．合运动与分运动的关系一个复杂的运动可以看成是几个独立进行的分运动的合运动。
二 位移和速度的合成与分解1．位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循____________定则。2．两分运动不在同一直线上时，按照平行四边形定则进行合成，如图所示。
[判断正误](1)合运动的速度一定大于分运动的速度。( )(2)两个直线运动的合运动一定是直线运动。( )(3)水流速度越大，小船的渡河时间越短。( )(4)互成角度的两个匀速直线运动的合运动，一定也是匀速直线运动。( )
运动的合成与分解 如图所示，在军事演习中，飞机常常一边匀加速收拢绳索提升士兵，一边沿着水平方向匀速飞行，则：(1)士兵在水平方向和竖直方向分别做什么运动？提示：(1)士兵在水平方向做匀速运动，在竖直方向做匀加速直线运动。
(2)士兵做直线运动还是曲线运动？提示：(2)士兵的合加速度与合速度不共线，故士兵做曲线运动。
1．合运动与分运动的定义如果物体同时参与了几个运动，那么物体实际发生的运动就是合运动，那几个运动就是分运动。物体的实际运动一定是合运动，实际运动的位移、速度、加速度就是它的合位移、合速度、合加速度，而分运动的位移、速度、加速度是它的分位移、分速度、分加速度。
2．合运动与分运动的关系
3．合运动与分运动的求法已知分运动求合运动，叫运动的合成；已知合运动求分运动，叫运动的分解。不管是运动的合成还是运动的分解，其实质是对运动的位移x、速度v和加速度a的合成与分解。因为位移、速度、加速度都是矢量，所以求解时遵循的原则是平行四边形定则。
[易错提醒](1)合运动一定是物体的实际运动(一般是相对于地面的)。(2)不是同一时间内发生的运动、不是同一物体参与的运动不能进行合成。(3)对速度进行分解时，不能随意分解，应该建立在对物体的运动效果进行分析的基础上。(4)合运动与分运动是等效替代的关系，不是同时存在的。
现 在自然灾害日益严重，在救灾过程中有时不得不出动军用直升机为被困灾民空投物资。直升机空投物资时，可以停留在空中不动，设投出的物资离开飞机后由于降落伞的作用在空中能匀速下落，无风时落地速度为5 m/s。若飞机停留在离地面100 m高处空投物资，由于水平风力的作用，使降落伞和物资获得1 m/s的水平向东的速度。求：(1)物资在空中运动的时间；(2)物资落地时速度的大小；(3)物资在下落过程中水平方向移动的距离。
[思路点拨] (1)物资的实际运动为合运动，水平方向和竖直方向的匀速运动为分运动。(2)合运动和分运动具有等时性和独立性。
[归纳总结](1)物资在有风和无风两种情况下下落时，竖直方向的运动规律不变，即各分运动之间彼此独立，互不影响。(2)物资落地时的速度指合速度。
解析：合初速度为零，合加速度不为零且不变，则合运动的轨迹一定为直线，选项A正确；如图甲所示，由于分加速度的关系不确定，若合加速度的方向与合速度的方向不共线，则合运动的轨迹为曲线，若合加速度方向与合速度方向共线，则合运动的轨迹为直线，选项B错误；如图乙所示，合加速度的方向可能与合速度的方向不共线，则合运动的轨迹可能为曲线，选项C错误；如图丙所示，合加速度的方向一定与合速度的方向共线，则合运动的轨迹一定为直线，选项D正确。
2.竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个蜡块能在水中以0.1 m/s的速度匀速上浮。在蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管沿水平方向匀速向右运动，测得蜡块实际运动方向与水平方向成30°，如图所示。若玻璃管的长度为1.0 m，在蜡块从底端上升到顶端的过程中，玻璃管水平方向的移动速度和水平运动的距离为( )A．0.1 m/s,1.73 m B．0.173 m/s,1.0 mC．0.173 m/s,1.73 m D．0.1 m/s,1.0 m
小船渡河模型 如图所示，一条小船过河，河宽为d，河水流速为v1，船在静水中速度为v2，且v1
1．小船参与的两个分运动(1)船相对水的运动(即船在静水中的运动)，它的方向与船头的指向相同。(2)船随水漂流的运动，它的方向与河岸平行。
已知某船在静水中的速度为v1＝4 m/s，现让船渡过某条河，假设这条河的两岸是理想的平行线，河宽为d＝100 m，水流速度为v2＝3 m/s，方向与河岸平行。(1)欲使船以最短时间渡河，渡河所用时间是多少？位移有多大？[答案] (1)25 s 125 m
(2)欲使船以最小位移渡河，渡河所用时间是多少？
(3)若水流速度为v2′＝5 m/s，船在静水中的速度为v1＝4 m/s不变，船能否垂直河岸渡河？[答案] (3)见解析[解析] (3)若水流速度为v2′＝5 m/s，大于船在静水中的速度v1＝4 m/s，不论v1方向如何，其合速度方向总是偏向下游，故不能垂直河岸渡河。
4．(多选)一条河宽60 m，船在静水中的速度为4 m/s，水流速度为3 m/s，则( )A．过河的最短时间为15 s，此时的位移是75 mB．过河的最短时间为12 s，此时的位移是60 mC．过河的最小位移是75 m，所用时间是15 sD．过河的最小位移是60 m，所用时间是23 s
关联物体速度的分解1．“关联物体”指物体拉绳(杆)或绳(杆)拉物体的问题(下面为了方便，统一说“绳”)，注意以下两点：(1)物体的实际速度一定是合速度，分解时两个分速度方向应取沿绳方向和垂直绳方向。(2)由于绳不可伸长，一根绳两端物体沿绳方向的速度分量相等。
2．常见的速度分解模型(如图)
[解析] 将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向的速度，如图所示，根据平行四边形定则得，vB＝vsin θ，故D正确。
[归纳总结]解决关联物体速度分解问题的一般步骤第一步：先确定合运动，物体的实际运动就是合运动；第二步：确定合运动的两个实际作用效果，一是沿牵引方向的平动效果，改变速度的大小；二是沿垂直于牵引方向的转动效果，改变速度的方向；第三步：按平行四边形定则进行分解，作好运动矢量图；第四步：根据沿绳(或杆)牵引方向的速度相等列方程。
如图所示，在水平地面上做匀速运动的汽车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体。若汽车和被吊物体在同一时刻的速度分别为v1和v2，则下面说法正确的是( )A．物体做匀速运动，且v2＝v1B．物体做减速运动，且v2>v1C．物体做加速运动，且v2
解析：a、b两个分运动的合初速度与合加速度如果共线，则合运动c必为直线运动，如果不共线，则合运动c必为曲线运动，A错误；若c为直线运动，a、b可能为匀速运动，也可能为变速直线运动，但a、b的合初速度与合加速度必共线，B错误；两个匀速直线运动的合运动必为匀速直线运动，C正确；两个初速度为零的匀变速直线运动的合运动必为初速度为零的匀变速直线运动，D正确。
2.如图所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中以速度v匀速上浮。红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管水平匀加速向右运动，则蜡块的轨迹可能是( )A．直线P B．曲线QC．曲线R D．无法确定
解析：红蜡块在竖直方向上做匀速直线运动，在水平方向上做匀加速直线运动，所受合力水平向右，合力与合速度不共线，红蜡块的轨迹应为曲线，A错误。由于做曲线运动的物体所受合力应指向弯曲的一侧，故B正确，C、D错误。
一 运动的分析1．合运动与分运动的特点(1)等时性：合运动与分运动经历的时间一定______，即同时开始、同时进行、同时停止。(2)独立性：一个物体同时参与几个分运动，分运动各自________进行，________影响。(3)等效性：合运动是由各分运动共同产生的总运动效果，合运动与各分运动的总运动效果可以相互________。
2．合运动与分运动的关系一个复杂的运动可以看成是几个独立进行的分运动的合运动。
二 位移和速度的合成与分解1．位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循____________定则。2．两分运动不在同一直线上时，按照平行四边形定则进行合成，如图所示。
[判断正误](1)合运动的速度一定大于分运动的速度。( )(2)两个直线运动的合运动一定是直线运动。( )(3)水流速度越大，小船的渡河时间越短。( )(4)互成角度的两个匀速直线运动的合运动，一定也是匀速直线运动。( )
运动的合成与分解 如图所示，在军事演习中，飞机常常一边匀加速收拢绳索提升士兵，一边沿着水平方向匀速飞行，则：(1)士兵在水平方向和竖直方向分别做什么运动？提示：(1)士兵在水平方向做匀速运动，在竖直方向做匀加速直线运动。
(2)士兵做直线运动还是曲线运动？提示：(2)士兵的合加速度与合速度不共线，故士兵做曲线运动。
1．合运动与分运动的定义如果物体同时参与了几个运动，那么物体实际发生的运动就是合运动，那几个运动就是分运动。物体的实际运动一定是合运动，实际运动的位移、速度、加速度就是它的合位移、合速度、合加速度，而分运动的位移、速度、加速度是它的分位移、分速度、分加速度。
2．合运动与分运动的关系
3．合运动与分运动的求法已知分运动求合运动，叫运动的合成；已知合运动求分运动，叫运动的分解。不管是运动的合成还是运动的分解，其实质是对运动的位移x、速度v和加速度a的合成与分解。因为位移、速度、加速度都是矢量，所以求解时遵循的原则是平行四边形定则。
[易错提醒](1)合运动一定是物体的实际运动(一般是相对于地面的)。(2)不是同一时间内发生的运动、不是同一物体参与的运动不能进行合成。(3)对速度进行分解时，不能随意分解，应该建立在对物体的运动效果进行分析的基础上。(4)合运动与分运动是等效替代的关系，不是同时存在的。
现 在自然灾害日益严重，在救灾过程中有时不得不出动军用直升机为被困灾民空投物资。直升机空投物资时，可以停留在空中不动，设投出的物资离开飞机后由于降落伞的作用在空中能匀速下落，无风时落地速度为5 m/s。若飞机停留在离地面100 m高处空投物资，由于水平风力的作用，使降落伞和物资获得1 m/s的水平向东的速度。求：(1)物资在空中运动的时间；(2)物资落地时速度的大小；(3)物资在下落过程中水平方向移动的距离。
[思路点拨] (1)物资的实际运动为合运动，水平方向和竖直方向的匀速运动为分运动。(2)合运动和分运动具有等时性和独立性。
[归纳总结](1)物资在有风和无风两种情况下下落时，竖直方向的运动规律不变，即各分运动之间彼此独立，互不影响。(2)物资落地时的速度指合速度。
解析：合初速度为零，合加速度不为零且不变，则合运动的轨迹一定为直线，选项A正确；如图甲所示，由于分加速度的关系不确定，若合加速度的方向与合速度的方向不共线，则合运动的轨迹为曲线，若合加速度方向与合速度方向共线，则合运动的轨迹为直线，选项B错误；如图乙所示，合加速度的方向可能与合速度的方向不共线，则合运动的轨迹可能为曲线，选项C错误；如图丙所示，合加速度的方向一定与合速度的方向共线，则合运动的轨迹一定为直线，选项D正确。
2.竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个蜡块能在水中以0.1 m/s的速度匀速上浮。在蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管沿水平方向匀速向右运动，测得蜡块实际运动方向与水平方向成30°，如图所示。若玻璃管的长度为1.0 m，在蜡块从底端上升到顶端的过程中，玻璃管水平方向的移动速度和水平运动的距离为( )A．0.1 m/s,1.73 m B．0.173 m/s,1.0 mC．0.173 m/s,1.73 m D．0.1 m/s,1.0 m
小船渡河模型 如图所示，一条小船过河，河宽为d，河水流速为v1，船在静水中速度为v2，且v1
1．小船参与的两个分运动(1)船相对水的运动(即船在静水中的运动)，它的方向与船头的指向相同。(2)船随水漂流的运动，它的方向与河岸平行。
已知某船在静水中的速度为v1＝4 m/s，现让船渡过某条河，假设这条河的两岸是理想的平行线，河宽为d＝100 m，水流速度为v2＝3 m/s，方向与河岸平行。(1)欲使船以最短时间渡河，渡河所用时间是多少？位移有多大？[答案] (1)25 s 125 m
(2)欲使船以最小位移渡河，渡河所用时间是多少？
(3)若水流速度为v2′＝5 m/s，船在静水中的速度为v1＝4 m/s不变，船能否垂直河岸渡河？[答案] (3)见解析[解析] (3)若水流速度为v2′＝5 m/s，大于船在静水中的速度v1＝4 m/s，不论v1方向如何，其合速度方向总是偏向下游，故不能垂直河岸渡河。
4．(多选)一条河宽60 m，船在静水中的速度为4 m/s，水流速度为3 m/s，则( )A．过河的最短时间为15 s，此时的位移是75 mB．过河的最短时间为12 s，此时的位移是60 mC．过河的最小位移是75 m，所用时间是15 sD．过河的最小位移是60 m，所用时间是23 s
关联物体速度的分解1．“关联物体”指物体拉绳(杆)或绳(杆)拉物体的问题(下面为了方便，统一说“绳”)，注意以下两点：(1)物体的实际速度一定是合速度，分解时两个分速度方向应取沿绳方向和垂直绳方向。(2)由于绳不可伸长，一根绳两端物体沿绳方向的速度分量相等。
2．常见的速度分解模型(如图)
[解析] 将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向的速度，如图所示，根据平行四边形定则得，vB＝vsin θ，故D正确。
[归纳总结]解决关联物体速度分解问题的一般步骤第一步：先确定合运动，物体的实际运动就是合运动；第二步：确定合运动的两个实际作用效果，一是沿牵引方向的平动效果，改变速度的大小；二是沿垂直于牵引方向的转动效果，改变速度的方向；第三步：按平行四边形定则进行分解，作好运动矢量图；第四步：根据沿绳(或杆)牵引方向的速度相等列方程。
如图所示，在水平地面上做匀速运动的汽车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体。若汽车和被吊物体在同一时刻的速度分别为v1和v2，则下面说法正确的是( )A．物体做匀速运动，且v2＝v1B．物体做减速运动，且v2>v1C．物体做加速运动，且v2
解析：a、b两个分运动的合初速度与合加速度如果共线，则合运动c必为直线运动，如果不共线，则合运动c必为曲线运动，A错误；若c为直线运动，a、b可能为匀速运动，也可能为变速直线运动，但a、b的合初速度与合加速度必共线，B错误；两个匀速直线运动的合运动必为匀速直线运动，C正确；两个初速度为零的匀变速直线运动的合运动必为初速度为零的匀变速直线运动，D正确。
2.如图所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中以速度v匀速上浮。红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管水平匀加速向右运动，则蜡块的轨迹可能是( )A．直线P B．曲线QC．曲线R D．无法确定
解析：红蜡块在竖直方向上做匀速直线运动，在水平方向上做匀加速直线运动，所受合力水平向右，合力与合速度不共线，红蜡块的轨迹应为曲线，A错误。由于做曲线运动的物体所受合力应指向弯曲的一侧，故B正确，C、D错误。
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