滬科版必修2 研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律(一) 課件 （共44張）.pptx

第1章 1 2 1研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 一 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 學(xué)習(xí)目標(biāo)1 理解運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng) 2 掌握運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法 平行四邊形定則 3 會(huì)用平行四邊形定則分析速度 位移的合成與分解問(wèn)題 4 掌握 小船過(guò)河 繩聯(lián)物體 問(wèn)題模型的解決方法 內(nèi)容索引 自主預(yù)習(xí)梳理 重點(diǎn)知識(shí)探究 當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè) 自主預(yù)習(xí)梳理 一 合運(yùn)動(dòng) 分運(yùn)動(dòng)及它們的特點(diǎn)與關(guān)系1 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng) 1 如果物體同時(shí)參與了幾個(gè)運(yùn)動(dòng) 那么物體的運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng) 參與的兩個(gè)或幾個(gè)運(yùn)動(dòng)就是 2 實(shí)際運(yùn)動(dòng)的位移 速度 加速度就是它的合位移 合速度 合加速度 而分運(yùn)動(dòng)的位移 速度 加速度是它的分位移 分速度 分加速度 2 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 1 等時(shí)性 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間一定 即同時(shí)開始 同時(shí)進(jìn)行 同時(shí)停止 相等 實(shí)際 分運(yùn)動(dòng) 2 獨(dú)立性 一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng) 分運(yùn)動(dòng)各自進(jìn)行 影響 3 等效性 合運(yùn)動(dòng)是由各分運(yùn)動(dòng)共同產(chǎn)生的總運(yùn)動(dòng)效果 合運(yùn)動(dòng)與各分運(yùn)動(dòng)的總運(yùn)動(dòng)效果可以相互 也就是說(shuō) 合運(yùn)動(dòng)的位移s合 速度v合 加速度a合分別等于對(duì)應(yīng)各分運(yùn)動(dòng)的位移s分 速度v分 加速度a分的矢量和 3 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)可以看成是幾個(gè)獨(dú)立進(jìn)行的分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng) 替代 獨(dú)立 互不 二 運(yùn)動(dòng)的合成與分解1 由分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)叫運(yùn)動(dòng)的 由合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)叫運(yùn)動(dòng)的 2 合位移是兩分位移的矢量和 滿足定則 3 實(shí)際速度和分速度的關(guān)系以及合加速度與分加速度的關(guān)系都滿足平行 定則 或定則 三角形 合成 分解 平行四邊形 四邊形 1 判斷下列說(shuō)法的正誤 1 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)是同時(shí)進(jìn)行的 時(shí)間相等 2 合運(yùn)動(dòng)一定是實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng) 3 合運(yùn)動(dòng)的速度一定比分運(yùn)動(dòng)的速度大 4 兩個(gè)互成角度的勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng) 一定也是勻速直線運(yùn)動(dòng) 2 豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水 內(nèi)有一個(gè)蠟塊能在水中以0 1m s的速度勻速上浮 在蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時(shí) 使玻璃管沿水平方向勻速向右運(yùn)動(dòng) 測(cè)得蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向與水平方向成30 角 如圖1所示 若玻璃管的長(zhǎng)度為1 0m 在蠟塊從底端上升到頂端的過(guò)程中 玻璃管水平方向的移動(dòng)速度和水平運(yùn)動(dòng)的距離為a 0 1m s 1 73mb 0 173m s 1 0mc 0 173m s 1 73md 0 1m s 1 0m 答案 解析 圖1 由于合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性 故玻璃管水平移動(dòng)的時(shí)間為10s 水平運(yùn)動(dòng)的距離x2 v2t 0 173 10m 1 73m 故選項(xiàng)c正確 重點(diǎn)知識(shí)探究 一 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 蠟塊能沿玻璃管勻速上升 如圖2甲所示 如果在蠟塊上升的同時(shí) 將玻璃管沿水平方向向右勻速移動(dòng) 如圖乙所示 則 1 蠟塊在豎直方向做什么運(yùn)動(dòng) 在水平方向做什么運(yùn)動(dòng) 答案 答案蠟塊參與了兩個(gè)運(yùn)動(dòng) 水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的勻速直線運(yùn)動(dòng) 圖2 2 蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是什么 答案蠟塊實(shí)際上做勻速直線運(yùn)動(dòng) 3 求t時(shí)間內(nèi)蠟塊的位移和速度 答案 1 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的判定方法 在一個(gè)具體運(yùn)動(dòng)中物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)往往是合運(yùn)動(dòng) 這個(gè)運(yùn)動(dòng)一般就是相對(duì)于地面發(fā)生的運(yùn)動(dòng) 或者說(shuō)是相對(duì)于靜止參考系的運(yùn)動(dòng) 2 運(yùn)動(dòng)分解的應(yīng)用應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的分解 可以將曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 解題步驟如下 1 根據(jù)運(yùn)動(dòng)的效果確定運(yùn)動(dòng)的分解方向 2 根據(jù)平行四邊形定則 畫出運(yùn)動(dòng)分解圖 3 應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析分運(yùn)動(dòng) 應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)確定分矢量與合矢量的關(guān)系 例1雨滴由靜止開始下落 遇到水平方向吹來(lái)的風(fēng) 下述說(shuō)法中正確的是 風(fēng)速越大 雨滴下落時(shí)間越長(zhǎng) 風(fēng)速越大 雨滴著地時(shí)速度越大 雨滴下落時(shí)間與風(fēng)速無(wú)關(guān) 雨滴著地速度與風(fēng)速無(wú)關(guān)a b c d 解析將雨滴的運(yùn)動(dòng)分解為水平方向和豎直方向 兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)相互獨(dú)立 雨滴下落時(shí)間與豎直高度有關(guān) 與水平方向的風(fēng)速無(wú)關(guān) 故 錯(cuò)誤 正確 風(fēng)速越大 落地時(shí) 雨滴水平方向分速度越大 合速度也越大 故 正確 錯(cuò)誤 故選b 答案 解析 例2 多選 質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)在xoy平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng) 在x方向的速度圖像和y方向的位移圖像如圖3所示 下列說(shuō)法正確的是a 質(zhì)點(diǎn)的初速度為5m sb 質(zhì)點(diǎn)所受的合外力為3n 做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)c 2s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為6m sd 2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移大小約為12m 答案 解析 圖3 解析由x方向的速度圖像可知 在x方向的加速度為1 5m s2 受力fx 3n 由y方向的位移圖像可知在y方向做勻速直線運(yùn)動(dòng) 速度為vy 4m s 受力fy 0 因此質(zhì)點(diǎn)的初速度為5m s a選項(xiàng)正確 受到的合外力為3n 顯然 質(zhì)點(diǎn)初速度方向與合外力方向不在同一條直線上 b正確 三步走求解合運(yùn)動(dòng)或分運(yùn)動(dòng) 1 根據(jù)題意確定物體的合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng) 2 根據(jù)平行四邊形定則作出矢量合成或分解的平行四邊形 二 合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和軌跡的判斷方法 塔式起重機(jī)模型如圖4 吊車p沿吊臂向末端m水平勻速運(yùn)動(dòng) 同時(shí)將物體q從地面豎直向上勻加速吊起 請(qǐng)思考并回答下列問(wèn)題 1 物體q同時(shí)參與了幾個(gè)分運(yùn)動(dòng) 答案 答案兩個(gè)分運(yùn)動(dòng) 水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng) 豎直方向上的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 圖4 2 合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是什么 答案勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 3 合運(yùn)動(dòng)的軌跡是直線還是曲線 答案曲線 4 如果物體q豎直向上被勻速吊起 其合運(yùn)動(dòng)是什么運(yùn)動(dòng) 答案此時(shí)合運(yùn)動(dòng)的合加速度為0 因此合運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng) 答案 合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)判斷分析兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)時(shí) 應(yīng)該根據(jù)平行四邊形定則 求出合運(yùn)動(dòng)的合初速度v0和合加速度a 然后進(jìn)行判斷 1 是否為勻變速的判斷 2 曲 直的判斷 例3如圖5甲所示的直角三角板緊貼在固定的刻度尺上方 現(xiàn)假使三角板沿刻度尺水平向右勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí) 一支鉛筆從三角板直角邊的最下端 由靜止開始沿此邊向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 下列關(guān)于鉛筆尖的運(yùn)動(dòng)及其留下的痕跡的判斷中 正確的有a 筆尖留下的痕跡可以是一條如圖乙所示的拋物線b 筆尖留下的痕跡可以是一條傾斜的直線c 在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 筆尖運(yùn)動(dòng)的速度方向始終保持不變d 在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 筆尖運(yùn)動(dòng)的加速度方向始終保持不變 答案 解析 圖5 解析由題可知 鉛筆尖既隨三角板向右做勻速運(yùn)動(dòng) 又沿三角板直角邊向上做勻加速運(yùn)動(dòng) 其運(yùn)動(dòng)軌跡是向上彎曲的拋物線 故a b錯(cuò)誤 在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 筆尖運(yùn)動(dòng)的速度方向是軌跡的切線方向 時(shí)刻在變化 故c錯(cuò)誤 筆尖水平方向的加速度為零 豎直方向加速度的方向向上 則根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成規(guī)律可知 筆尖運(yùn)動(dòng)的加速度方向始終豎直向上 保持不變 故d正確 針對(duì)訓(xùn)練1在平面上運(yùn)動(dòng)的物體 其x方向分速度vx和y方向分速度vy隨時(shí)間t變化的圖線如圖6 a b 所示 則圖中最能反映物體運(yùn)動(dòng)軌跡的是 圖6 答案 三 小船過(guò)河模型分析 如圖7所示 河寬為d 河水流速為v水 船在靜水中的速度為v船 船m從a點(diǎn)開始渡河到對(duì)岸 1 小船渡河時(shí)同時(shí)參與了幾個(gè)分運(yùn)動(dòng) 答案 答案參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng) 一個(gè)是船相對(duì)水的運(yùn)動(dòng) 即船在靜水中的運(yùn)動(dòng) 一個(gè)是船隨水漂流的運(yùn)動(dòng) 即一個(gè)分運(yùn)動(dòng)是水的運(yùn)動(dòng) 圖7 2 怎樣渡河時(shí)間最短 3 當(dāng)v水 v船時(shí) 怎樣渡河位移最短 答案 1 不論水流速度多大 船頭垂直于河岸渡河 時(shí)間最短 tmin 且這個(gè)時(shí)間與水流速度大小無(wú)關(guān) 2 當(dāng)v水 v船時(shí) 合運(yùn)動(dòng)的速度方向可垂直于河岸 最短航程為河寬 3 當(dāng)v水 v船時(shí) 船不能垂直到達(dá)河對(duì)岸 但仍存在最短航程 當(dāng)v船與v合垂直時(shí) 航程最短 最短航程為smin 注意 小船渡河用時(shí)最短與位移最短是兩種不同的運(yùn)動(dòng)情景 時(shí)間最短時(shí) 位移不是最短 例4一小船渡河 河寬d 180m 水流速度v1 2 5m s 船在靜水中的速度為v2 5m s 則 1 欲使船在最短的時(shí)間內(nèi)渡河 船頭應(yīng)朝什么方向 用多長(zhǎng)時(shí)間 位移是多少 答案 解析 答案船頭垂直于河岸36s 解析將船實(shí)際的速度 合速度 分解為垂直河岸方向和平行河岸方向上的兩個(gè)分速度 垂直分速度影響渡河的時(shí)間 而平行分速度只影響平行河岸方向上的位移 欲使船在最短時(shí)間內(nèi)渡河 船頭應(yīng)朝垂直河岸方向 當(dāng)船頭垂直河岸時(shí) 如圖所示 2 欲使船渡河的航程最短 船頭應(yīng)朝什么方向 用多長(zhǎng)時(shí)間 位移是多少 答案船頭偏向上游 與河岸夾角為60 180m 解析欲使船渡河航程最短 應(yīng)使合運(yùn)動(dòng)的速度方向垂直河岸渡河 船頭應(yīng)朝上游與河岸成某一夾角 垂直河岸渡河要求v平行 0 所以船頭應(yīng)向上游偏轉(zhuǎn)一定角度 如圖所示 有v2sin v1 得 30 所以當(dāng)船頭偏向上游與河岸夾角 60 時(shí)航程最短 最短航程s d 180m 答案 解析 針對(duì)訓(xùn)練2 多選 下列圖中實(shí)線為河岸 河水的流動(dòng)方向如圖中v的箭頭所示 虛線為小船從河岸m駛向?qū)Π秐的實(shí)際航線 則其中可能正確的是 解析小船渡河的運(yùn)動(dòng)可看做水流的運(yùn)動(dòng)和小船運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng) 虛線為小船從河岸m駛向?qū)Π秐的實(shí)際航線 即合速度的方向 小船合運(yùn)動(dòng)的速度方向就是其真實(shí)運(yùn)動(dòng)的方向 分析可知 實(shí)際航線可能正確的是a b 答案 解析 四 繩聯(lián)物體 的速度分解問(wèn)題 繩聯(lián)物體 指物體拉繩 桿 或繩 桿 拉物體的問(wèn)題 下面為了方便 統(tǒng)一說(shuō) 繩 1 物體的實(shí)際速度一定是合速度 分解時(shí)兩個(gè)分速度方向應(yīng)取沿繩方向和垂直繩方向 2 由于繩不可伸長(zhǎng) 一根繩兩端物體沿繩方向的速度分量大小相等 例5如圖8所示 用船a拖著車b前進(jìn) 若船勻速前進(jìn) 速度為va 當(dāng)oa繩與水平方向夾角為 時(shí) 則 與b連接的繩水平且定滑輪光滑 1 車b運(yùn)動(dòng)的速度vb為多大 答案vacos 解析把va分解為一個(gè)沿繩子方向的分速度v1和一個(gè)垂直于繩的分速度v2 如圖所示 所以車前進(jìn)的速度vb大小應(yīng)等于va的分速度v1 即vb v1 vacos 圖8 答案 解析 2 車b是否做勻速運(yùn)動(dòng) 答案不做勻速運(yùn)動(dòng) 解析當(dāng)船勻速向前運(yùn)動(dòng)時(shí) 角逐漸減小 車速vb將逐漸增大 因此 車b不做勻速運(yùn)動(dòng) 答案 解析 針對(duì)訓(xùn)練3如圖9所示 a物塊以速度v沿豎直桿勻速下滑 經(jīng)細(xì)繩通過(guò)光滑定滑輪拉動(dòng)物體b在水平方向上運(yùn)動(dòng) 當(dāng)細(xì)繩與水平面夾角為 時(shí) 求物體b運(yùn)動(dòng)的速度vb的大小 答案vsin 解析物塊a沿桿向下運(yùn)動(dòng) 有使繩子伸長(zhǎng)和使繩子繞定滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)效果 因此繩子端點(diǎn) 即物塊a 的速度可分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向的兩個(gè)分速度 如圖所示 其中物體b的速度大小等于沿繩子方向的分速度vb 則有sin 因此vb vsin 答案 解析 圖9 當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè) 1 合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷 多選 關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成與分解 下列說(shuō)法中正確的是a 物體的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng) 則它們的合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)b 若兩個(gè)互成角度的分運(yùn)動(dòng)分別是勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻加速直線運(yùn)動(dòng) 則合運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)c 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性d 速度 加速度和位移的合成都遵循平行四邊形定則 解析物體的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng) 則它們的合運(yùn)動(dòng)可能是直線運(yùn)動(dòng) 也可能是曲線運(yùn)動(dòng) 若合速度方向與合加速度方向共線 則為直線運(yùn)動(dòng) 否則為曲線運(yùn)動(dòng) 答案 解析 1 2 3 4 5 2 合運(yùn)動(dòng)軌跡的判斷 蠟塊可以在豎直玻璃管內(nèi)的水中勻速上升 如圖10所示 若在蠟塊從a點(diǎn)開始勻速上升的同時(shí) 玻璃管從ab位置水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng) 則蠟塊的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡可能是a 曲線rb 直線pc 曲線qd 三種軌跡都有可能 解析蠟塊在豎直方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng) 在水平方向上也做勻速直線運(yùn)動(dòng) 其合運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng) 所以軌跡為直線p b正確 答案 解析 1 2 3 4 5 圖10 1 2 3 4 5 3 兩分運(yùn)動(dòng)的合成 多選 一質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)在如圖11甲所示的xoy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng) 在x方向的速度時(shí)間 v t 圖像和y方向的位移時(shí)間 y t 圖像分別如圖乙 丙所示 由此可知a t 0時(shí) 質(zhì)點(diǎn)的速度大小為12m sb 質(zhì)點(diǎn)做加速度恒定的曲線運(yùn)動(dòng)c 前2s 質(zhì)點(diǎn)所受的合力大小為10nd t 1s時(shí) 質(zhì)點(diǎn)的速度大小為7m s 答案 解析 圖11 解析由v t圖像可知 質(zhì)點(diǎn)在x方向上做勻減速運(yùn)動(dòng) 初速度為12m s 而在y方向上 質(zhì)點(diǎn)做速度為 5m s的勻速運(yùn)動(dòng) 故在前2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)的初速度為水平初速度和豎直初速度的合速度 則初速度大小 v0 m s 13m s 故a錯(cuò)誤 b正確 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 4 繩聯(lián)物體的速度分解問(wèn)題 如圖12所示 某人用繩通過(guò)光滑定滑輪拉小船 設(shè)人勻速拉繩的速度為v0 繩某時(shí)刻與水平方向夾角為 則小船的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)及此時(shí)刻小船水平速度vx的大小為a 小船做變加速運(yùn)動(dòng) vx b 小船做變加速運(yùn)動(dòng) vx v0cos c 小船做勻速直線運(yùn)動(dòng) vx d 小船做勻速直線運(yùn)動(dòng) vx v0cos 答案 解析 圖12 1 2 3 4 5 解析如圖所示 小船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是水平向左的運(yùn)動(dòng) 它的速度vx可以產(chǎn)生兩個(gè)效果 一是使繩子op段縮短 二是使op段繩與豎