高中物理知识点总结课件：4.1运动的合成与分解

一、曲线运动1．曲线运动的速度方向做曲线运动的物体，在某点的速度方向，就是通过这一点的轨迹的________方向．物体在曲线运动中的速度方向时刻在改变，所以曲线运动一定是________速运动．2．物体做曲线运动的条件：物体所受的________的方向与________方向不在同一直线上，也就是加速度方向与速度方向不在同一直线上．当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为锐角时，物体做曲线运动的速率将________；当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为钝角时，物体做曲线运动的速率将________；当物体受到的合外力的方向与速度的方向垂直时，该力只改变速度方向，不改变速度的大小．3．曲线运动的分类4．曲线运动的轨迹做曲线运动的物体，其轨迹向合外力所指一方弯曲，若已知物体的运动轨迹，可判断出物体所受合力的大致方向．如平抛运动的轨迹向下弯曲，圆周运动的轨迹总向圆心弯曲等．二、合运动与分运动的关系1．等时性：合运动和各分运动经历的________相等．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，各分运动________进行，不受其他分运动的影响．物体的实际运动是这几个分运动的合运动．3．等效性：各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的________．三、运动的合成与分解的方法1．运动的合成与分解：包括位移、速度、加速度的合成和分解．它们和力的合成与分解一样都遵守________定则，由已知的分运动求跟它们等效的合运动叫做运动的________，由已知的合运动求跟它等效的分运动叫做运动的________．研究运动的合成和分解，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．2．运动分解的基本方法根据运动的________效果将描述合运动规律的各物理量(位移、速度、加速度)按平行四边形定则分别分解，或进行正交分解．答案：一、1.切线变2.合外力速度增大减小二、1.时间2.独立3.效果三、1.平行四边形合成分解2.实际1．曲线运动是变速运动：无论曲线运动中速度大小是否改变，由于曲线运动中速度的方向一直在改变，故曲线运动一定是变速运动．说明：曲线运动是变速运动，只是说明物体具有加速度，但加速度不一定是变化的，例如，抛物运动都是匀变速曲线运动．2．轨迹弯曲的方向：如图所示，速度和加速度在轨迹两侧，轨迹向力的方向弯曲，但不会达到力的方向．3．合外力的作用效果：物体做曲线运动时，合外力沿速度方向的分量改变速度的大小，沿垂直速度方向的分量改变速度的方向．两直线运动的合运动的性质和轨迹，由两分运动的性质及合初速度与合加速度的方向关系决定．1．根据合加速度是否变化判定合运动是匀变速运动还是非匀变速运动：若合加速度不变则为匀变速运动；若合加速度变化(包括大小或方向)则为非匀变速运动．2．根据合加速度与合初速度是否共线判定合运动是直线运动还是曲线运动：若合加速度与合初速度的方向在同一直线上则为直线运动，否则为曲线运动．(1)两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动．(2)一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动仍然是匀变速运动，当二者共线时为匀变速直线运动，不共线时为匀变速曲线运动．(3)两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动仍然是匀加速直线运动．(4)两个匀变速直线运动的合运动仍然是匀变速运动；若合初速度与合加速度在同一直线上，则合运动为匀变速直线运动，如图甲所示；不共线时为匀变速曲线运动，如图乙所示．如图所示，用v1表示船速，v2表示水速．我们讨论几个关于渡河的问题．1．渡河时间问题在分析渡河时间问题时，我们将船的运动沿平行河岸和垂直河岸进行分解，于是船速v1可分解为平行河岸分量v∥和垂直河岸分量v⊥，如图所示，而水速v2在垂直河岸方向没有分量，对小船渡河时间没有影响．所以渡河时间仅由v1的垂直于河岸的分量v⊥决定，即t＝dv⊥，与v2无关，所以当v1垂直河岸时，渡河所用时间最短，最短时间为t＝dv1，与v2无关．3．以最小位移渡河(1)当船在静水中的速度v1大于水流速度v2时，小船可以垂直渡河，显然渡河的最小位移s等于河宽d.(2)当船在静水中的速度v1小于水流速度v2时，不论船头指向如何，船总要被水冲向下游，不可能垂直渡河．2．垂直渡河的条件要使小船垂直河岸渡河，即如图中v∥＝v2，v⊥＝v合，设船速与河岸上游的夹角为α，则cosα＝v2v1，且v1v2时才有可能垂直渡河．设小船指向与河岸上游之间的夹角为θ时，渡河位移最小．此时，船头指向与合速度方向成α角，合速度方向与水流方向成β角，如图所示．如图可知，β角越大，渡河位移越小，以v2的顶点为圆心，以v1的大小为半径作圆，很明显，只有当α＝90°时，β最大，渡河位移最小．即当船头指向和实际运动方向垂直时，渡河位移最小，为s＝dsinβ＝v2v1d.物体拉绳或绳拉物体的运动，要按实际效果进行分解．如图甲所示，物体运动的合速度v，可看成由两个分速度合成：一是沿绳方向的速度v1，其效果是使绳拉长或缩短，二是垂直于绳方向的速度v2，使绳绕一端点摆动，不改变绳长，只改变摆动的夹角θ.分解矢量图如图乙所示．物体运动速度v＝v1cosθ(v1等于人运动的速度v0)．如果人匀速前进，由上式可知物体的运动速度v逐渐变大，物体做变速运动．