新设计物理必修二教科课件：第一章-抛体运动1.1.2-

探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实1.1.2运动的合成与分解学习目标核心凝炼1.理解什么是运动的合运动、分运动，知道合运动与分运动间的关系。1个定则——平行四边形定则4个概念——合运动、分运动，运动的合成、运动的分解1种关系——运动的合成与分解之间的关系2.知道运动的合成与分解的定义，知道运动的合成与分解遵循平行四边形定则。3.掌握运动的合成与分解的方法，会确定互成角度的两分运动的合运动的运动性质，会分析小船渡河问题。探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实一、位移和速度的合成与分解[观图助学]跳伞员在无风时竖直匀速下落。有水平方向的风时，跳伞员从高空下落情景如图所示，跳伞员的实际运动轨迹还是竖直向下吗？竖直方向的运动是跳伞员的合运动还是分运动？探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实1.合运动与分运动如果物体同时参与了几个运动，这几个运动就叫做___运动，物体____________叫做合运动。2.位移的合成与分解一个物体同时发生两个方向的位移(分位移)，它的效果可以用______来替代；同样，这个物体运动的合位移也可以用____________来替代。由分位移求合位移叫做位移的______；由合位移求分位移叫做位移的______。它们都遵循矢量合成的________________。3.速度的合成与分解速度的合成和分解遵循_____________定则。分实际的运动合位移两个分位移合成分解平行四边形定则平行四边形探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实[理解概念]判断下列说法的正误。(1)合位移与分位移效果相同，合位移等于各分位移的代数和。()(2)合位移一定大于分位移。()(3)合速度一定比每个分速度都大。()(4)合运动的时间等于两个分运动经历的时间。()×××√探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实二、运动的合成与分解的应用[观图助学]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战士，一边沿着水平方向匀速飞行。(1)战士在水平方向上和竖直方向上分别做什么运动？(2)用什么法则来计算战士的合速度与合位移？探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实1.运动的合成：由已知的分运动求________的过程。2.运动的分解：由已知的合运动求________的过程。[理解概念]判断下列说法的正误。(1)两个匀速直线运动的合运动一定也是匀速直线运动。()(2)某一分运动发生变化时，合运动一定也发生变化。()(3)某一分运动发生变化时，其它分运动一定也发生变化。()(4)分析小船渡河问题时，合运动与分运动遵循平行四边形定则。()合运动分运动√√×√探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实位移和速度的合成与分解[观察探究]在杂技表演中，在时间t内，猴子沿竖直杆匀速向上爬上高度为h，同时杂技演员顶着直杆水平匀速移动的距离为x，如图1所示。图1探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实(1)猴子参与了几个分运动？各是什么性质的分运动？(2)猴子实际位移大小与h、x有什么关系？答案(1)猴子参与了两个分运动，分别是竖直向上的匀速直线运动和水平方向的匀速直线运动。(2)t时间内猴子对地的位移大小为x2＋h2。探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实[探究归纳]1.合运动与分运动(1)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①等效性：各分运动的共同效果与合运动的效果相同；②等时性：各分运动与合运动同时发生和结束，时间相同；③独立性：各分运动之间互不相干，彼此独立，互不影响。探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实2.运动的合成与分解的法则(1)运动的合成与分解是指位移、速度、加速度的合成与分解。由于位移、速度、加速度都是矢量，其合成、分解遵循平行四边形(或三角形)定则。(2)如果两个分运动方向在同一直线上，求合运动时直接进行代数加减。(3)对速度v进行分解时，不能随意分解，应按物体的实际运动效果进行分解。探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实3.合运动性质的判断探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实[试题案例][例1]一质点在水平面内运动，在xOy直角坐标系中，质点的坐标(x，y)随时间t变化的规律是x＝34t＋15t2(m)，y＝2.25t＋0.6t2(m)，则()A.质点的运动是匀速直线运动B.质点的运动是匀加速直线运动C.质点的运动是非匀变速直线运动D.质点的运动是非匀变速曲线运动探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实【思维导图】探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实答案B解析两个分运动的初速度大小分别为v0x＝0.75m/s，v0y＝2.25m/s；加速度大小分别为ax＝0.4m/s2，ay＝1.2m/s2。设合速度与x轴的夹角为α，则tanα＝v0yv0x＝3；设合加速度与x轴的夹角为θ，则tanθ＝ayax＝3。故α＝θ，即合速度与合加速度同向，故B正确。探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实解答运动的合成与分解的一般思路在解决运动的合成问题时，先确定各分运动的性质，再求解各分运动的相关物理量，最后进行各物理量的合成运算。探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实[针对训练1](多选)质量为2kg的质点在xOy平面内做曲线运动，在x方向的速度图像和y方向的位移图像如图2所示，下列说法正确的是()图2A.质点的初速度大小为5m/sB.质点所受的合外力为3N，做匀变速曲线运动C.2s末质点速度大小为6m/sD.2s内质点的位移大小约为12m探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实答案ABD解析由x方向的速度图像可知，在x方向的加速度为1.5m/s2，受力Fx＝3N，由y方向的位移图像可知在y方向，做匀速直线运动，速度大小为vy＝4m/s，受力Fy＝0。因此质点的初速度大小为5m/s，故A正确；质点受到的合外力为3N，显然，质点初速度方向与合外力方向不在同一条直线上，故质点做匀变速曲线运动，故B正确；2s末质点速度大小应为v＝62＋42m/s＝213m/s，故C错误；2s内，x＝vx0t＋12at2＝9m，y＝8m，合位移大小l＝x2＋y2＝145m≈12m，故D正确。探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实小船渡河问题[观察探究]小明驾船由码头A出发，想要到河对岸的码头B。但是他驾船时始终保持船头指向与河岸垂直，如图3甲所示，这样小明没有到达正对岸的码头B，而是到达下游的C处。图3探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实(1)此过程中小船参与了哪两个运动？(2)小明驾船渡河的时间与哪个分运动的速度有关？与哪个分运动的速度无关？(3)小明怎样驾船才能到达码头B?答案(1)小船参与了两个运动，即船在静水中的运动和船随水漂流的运动。(2)小明驾船渡河的时间只与船在静水中运动的速度有关，与船随水漂流的速度无关。(3)如图乙所示，小明适当的将船头指向河流上游，才能到达码头B。探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实甲[探究归纳]1.渡河时间如图甲所示，设v船与河岸夹角为θ，船过河的有效速度为v船sinθ，渡河时间t＝dv船sinθ；当θ＝90°时，t＝dv船最小，即当船头垂直于河岸时，时间最短，与其它因素无关。探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实乙2.渡河航程最短问题(1)当v水＜v船时，合运动的速度方向可以垂直于河岸，最短航程为河宽d，如图乙所示。此时船头与河岸上游夹角θ满足cosθ＝v水v船。探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实丙(2)当v水＞v船时，船不能垂直到达河对岸，但仍存在最短航程，当v船与v合垂直时，航程最短，如图丙所示。此时船头与河岸上游夹角θ满足cosθ＝v船v水，最短航程为xmin＝dcosθ＝v水v船d。探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实[试题案例][例2]河宽d＝200m，水流速度v1＝3m/s，船在静水中的速度v2＝5m/s。求：(1)欲使船渡河时间最短，船应怎样渡河？最短时间是多少？船经过的位移多大？(2)欲使船航行距离最短，船应怎样渡河？渡河时间多长？【思路探究】(1)船头指向什么方向时渡河时间最短？(2)船的合速度能否与河岸垂直？探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实解析(1)当船头指向对岸时，渡河时间最短，如图甲所示。甲最短渡河时间tmin＝dv2＝40s船经过的位移大小x＝vtmin＝v21＋v22tmin≈233m。探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实(2)欲使船航行距离最短，需使船的实际位移(合位移)与河岸垂直，设此时船的航行速度v2与岸成θ角，如图乙所示。乙探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实则cosθ＝v1v2＝35。船航行的实际速度v′＝v22－v21＝4m/s渡河时间t′＝dv′＝50s。答案(1)船头指向对岸40s233m(2)船头指向上游，与岸所成角的余弦值为3550s探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实小船渡河问题注意点(1)小船渡河时间仅与河宽和船沿垂直于河岸方向上的速度大小有关，与河水流动的速度无关。(2)小船渡河用时最短与位移最短是两种不同的运动情景，时间最短时，位移不是最短。探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实[针对训练2](2018·河南郑州市一中高一下期中)(多选)一条宽为80m的河，水流速度为3m/s，一艘船在静水中的速度为4m/s，则该小船渡河时()A.小船不能到达正对岸B.以最短位移渡河时，位移大小为80mC.渡河时间可能少于20sD.以最短时间渡河时，它沿水流方向位移大小为60m探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实答案BD解析因为船在静水中的速度大于河水的流速，由平行四边形定则求合速度可垂直河岸，小船可能垂直河岸正达对岸，因此最短位移为河宽80m，故A错误，B正确；当船头垂直指向河岸时渡河时间最短，即tmin＝dvc＝804s＝20s，故C错误；渡河的最短时间为20s，小船沿水流方向位移大小为x＝vst＝3×20m＝60m，故D正确。探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实“绳、杆关联物体”的速度分解问题1.合运动→物体的实际运动速度v。2.分运动→其一：沿绳（或杆）的分速度v1其二：垂直于绳（或杆）的分速度v23.由于绳(或杆)不可伸长，一根绳(或杆)两端物体沿绳方向的速度分量大小相等。探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实【针对练习】如图4所示，卡车通过定滑轮牵引河中的小船，小船一直沿水面运动。在某一时刻卡车的速度为v，绳AO段与水平面间夹角为θ，不计摩擦和绳的质量，则此时小船的水平速度多大？图4探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实解析小船的运动为平动，分解为沿绳AO的运动和垂直AO的运动。以船上的A点为研究对象，如图所示，A点沿绳方向的速度为v，垂直于绳方向的速度为v0，合速度vA就是船的速度，所以vA＝vcosθ。答案vcosθ探究·核心要点突破完成·课前学习任务学科素养落实不易理解的是运动如何分解。因为只有实际位移、实际加速度、实际速度才可分解，所以关键是要弄清合运动就是船的实际运动，即实际位移、实际加速度、实际速度在平行四边形的对角线上。dsfdbsy384y982ythb3oibt4oy39y409705923y09y53b2lkboi2y58wy0ehtoibwoify98wy049ywh4b3oiut89u983yf9ivh98y98sv98hv98ys9f698y9v698yv98x98tb98fyd98gyd98h98ds98nt98d8genklgb4klebtlkb5ktkeirh893y89ey698vhkrnelkhgi8eyokbnkdhf98hodfhxvy78fd