鲁科版物理必修二3.1运动的合成与分解.ppt

学案1 运动的合成与分解
学点1 运动的独立性
(1)合运动、分运动
在物理学上,如果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,我们就把这一物体实际发生的运动叫做这两个运动的合运动,这两个运动叫做这一实际运动的分运动。
说明:物体实际运动的位移、速度、加速度称为合位移、合速度、合加速度。物体分运动的位移、速度、加速度就叫分位移、分速度、分加速度。
(2)实验与探究:运动的独立性
实验要点提示:
①安装弧形轨道时,务必使槽口水平,从而让小球能被水平抛出。检查槽口是否水平,可以将小球静置于轨道的末端,若小球能随意平衡,则说明槽口已水平。
②两个水平轨道的出口应在同一竖直线上。
③为使两个小球能有相同的初速度,注意应使两个电磁铁离槽口高度相同。
④桌面应比较光滑平整,使得小球在桌面上能做匀速直线运动。
实验过程
如图3-1-1所示,同时由静止释放两个小铁球P和Q,轨道M、N是等高的,末端水平在同一竖直线上。只改变轨道M整体的高度,P、Q两球总在水平面上相碰。
实验结果表明小球在竖直方向的运动并不影响它在水平方向上的运动。
图3-1-1
【解析】本题考查物体的运动合成问题。当油滴离开车厢顶部时,油滴水平方向不受力,做匀速直线运动;油滴竖直方向受重力,做自由落体运动。两方向上的运动各自独立,互不影响。设油滴离开车厢顶部时,车速为v0,油滴落到车厢上的时间为t,这段时间油滴水平位移为s1=v0t;车的水平位移为s2=v0t-(1/2)at2;因为s1>s2,所以油滴落在O点右方,距O点距离s=s1-s2=v0t-[v0t-(1/2)at2]
而h=1/2gt2,得t= ,
所以得s=(1/2)at2=(1/2)a·( )2= 。
图3-1-2
【例1】如图3-1-2所示,高为h的车厢在平直轨
道上匀减速向右行驶,加速度大小为a,车
厢顶部A点处有油滴滴落到车厢地板上,车
厢地板上的O点位于A点正下方,则油滴落
在地板上的点必在O点____(填“左”或“右”)
方,离O点距离为_____。
右
1
B
小船在静水中速度为v,现在小船要渡过一条河流,渡河时小船垂直对岸划行。若小船划行至河中间时,河水流速忽然增大,则渡河时间与预定时间相比,将( )


学点2 运动合成与分解的方法
运动的合成与分解遵循平行四边形定则
运动的合成与分解包括位移、速度和加速度的合成与分解,这些描述运动状态的物理量都是矢量,对它们进行合成与分解时都要运用平行四边形定则。如果各分运动都在同一直线上,我们可以选取沿该直线的某一方向作为正方向,与正方向相同的矢量取正值,与正方向相反的矢量取负值,这时就可以把矢量运算简化为代数运算。例如《必修1》第2章里匀变速直
线运动公式vt=v0+at和s=v0t+ at2等都属于这种情况。如果各分运动互成
角度,那就要作平行四边形,运用作图法、解直角三角形法等方法求解。
研究运动的合成与分解的目的在于把一些复杂的运动简化为比较简单的直线运动,这样就可以应用已经掌握的有关直线运动的规律,来研究一些复杂的曲线运动,因而运动的合成与分解是解决复杂的曲线运动的一种基本方法。
运动的合成:由分运动求合运动的过程。
运动的分解:由合运动求分运动的过程。
注意:①运动的合成和分解实际上是描述运动的位移、速度、加速度的合成和分解,合成或分解各参量时,各参量必须是相对于同一参考系的。
②运动的分解像力的分解一样,如无约束条件,一个运动可以分解为无数组分运动。在具体分解运动时,可按运动的实际效果分解。
注意:在具体问题中,物体实际所做的运动即是合运动,其余具有某一方面效果的运动则为分运动。
(1)如何确定一个运动的分运动
求某一个运动的分运动叫做运动的分解,是运动合成的逆运算。如何确定一个运动的分运动呢?一般应按下列步骤:
①根据运动的效果(产生位移)确定运动分解方向;
②应用平行四边形定则,画出运动分解图;
③将平行四边形转化为三角形,应用数学知识求解。
(2)合运动的性质和轨迹
①若初速度为v0、加速度为a的匀变速直线运动,可以看作是一个速度是v0的匀速直线运动和一个初速度为零、加速度为a的匀变速直线运动的合运动。例如:竖直上抛运动可以看成是竖直向上的匀减速直线运动和自由落体运动的合运动。
②两个互成角度的匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动。因为两个分运动速度恒定(加速度为零),所以其合速度也恒定(合加速度为零)。
③互成角度的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动。
④互成角度的两个匀变速直线运动的合运动,可能是匀变速直线运动(合速度与合加速度方向在一条