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鲁科版 (2019)必修 第二册第2章 抛体运动第1节 运动的合成与分解集体备课ppt课件
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这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第2章 抛体运动第1节 运动的合成与分解集体备课ppt课件，共25页。
在一个具体运动中物体实际发生的运动往往是合运动。这个运动一般就是相对于地面 发生的运动,或者说是相对于静止参考系的运动。
不管是运动的合成还是分解,其实质是对运动的位移s、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矢量运算的平行四边形定 则(或三角形定则)。
1.任何一个运动都可以由另外两个运动替代,只要这个运动的效果和另外两个运动的共同效 果相同。 ( )
知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。
√提示 合运动和分运动具有等效性。
2.合速度不一定大于任一分速度。 ( )3.合运动与分运动的位移、速度、加速度的关系都满足平行四边形定则。 ( )
√提示 位移、速度、加速度都是矢量,矢量的合成与分解遵循平行四边形定则。
4.小船渡河过程中,水流速度增大时,不影响小船过河时间。 ( )
讲解分析1.合运动性质的判断
2.两个不共线的直线运动的合运动性质的判断
情境探究2022年夏天,我国南方多地遭遇多轮暴雨袭击,江西、广西、福建等地发布洪水预警。洪灾 导致大量房屋受损、倒塌,部分道路无法通行,多地电力及通信中断。在这期间,解放军战士 往往要在湍急的水流中冒着生命危险实施救援。在实施救援的过程中,解放军战士为了保证 自身的安全和顺利实施救援,既要考虑水域的深度,也要考虑水流的速度。
问题1 若待救援者被困在水中一块巨石上,且水流速度基本稳定,解放军战士如何以最短的 距离到达待救援者处?请简要说明。
提示 若水流速度不是很大,解放军战士实施救援时,相对于水应在正对大石头处朝与上游 成某一角度方向前行;若水流速度太大,解放军战士应在大石头上游某处朝与上游成某一角 度方向前行。
问题2 若解放军战士实施救援时,相对于水的速度始终与河岸垂直且速度大小不变,从岸上 可以观察到解放军战士的运动轨迹如图所示,能否根据轨迹分析出水流速度的变化情况?若 能,请简要说明水流速度的变化情况,并给出合理的解释。
提示 能,水流速度越来越小。解放军战士实施救援时,相对于水的速度大小、方向均不变,且由图可知合速度的方向越来 越趋向于垂直于河岸方向,由速度合成图可知,解放军战士越接近待救援者,水流的速度越 小。
讲解分析不同要求下的过河方法
典例 一小船渡河,河宽d=180 m,水流速度v1=2.5 m/s,船在静水中的速度为v2=5 m/s【1】,则:(1)欲使船在最短的时间内渡河【2】,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?(2)欲使船渡河的航程最短【3】,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?(3)如果其他条件不变,水流速度变为6 m/s,则船过河的最短时间和最小位移是多少?
信息提取 【1】v1
解析 (1)欲使船在最短时间内渡河,船头应朝垂直河岸方向(由【2】得到)。当船头垂直河 岸时,如图甲所示。渡河时间t= = s=36 s,v合= = m/s,位移为x=v合t=90 m。 (2)欲使船渡河航程最短,应使合运动的速度方向垂直河岸(由【1】【3】得到),船头应朝上 游与河岸成某一夹角β,如图乙所示,有v2 cs β=v1,解得β=60°。最小位移为xmin=d=180 m,所用 时间t'= = = s=24 s。
(3)最短渡河时间只与v2有关,与v1无关,当船头垂直于河岸渡河时时间最短,t= =36 s;水流速度变为v'1=6 m/s,v'1>v2,则船的合速度不可能垂直于河岸,无法垂直河岸渡河。如图丙 所示,以v'1矢量的末端为圆心、以v2矢量的大小为半径画圆弧,从v'1矢量的始端向圆弧作切线, 则合速度沿此切线方向时航程最短,设船头指向与上游河岸夹角为α,则cs α= ,最小位移为x'min= = d= ×180 m=216 m。
答案 (1)垂直于河岸方向 36 s 90 m(2)偏向上游,与河岸夹角为60° 24 s 180 m (3)36 s 216 m
情境探究 实际生活当中,工人师傅们往往借助绳子(或杆)、滑轮拉物体,而绳子(或杆)连接的两个 物体在运动过程中,其速度通常并不相同,但两者的速度却是有联系的。
问题 图中,拉绳子的人向右运动的速度与重物上升的速度有何关联?如何将人和重物的速 度关联起来?
提示 人沿绳子方向的速度与重物上升的速度大小相等,可以将人实际向右的速度分解为沿 着绳子和垂直绳子两个方向的速度,借助同一根绳子上各点的速率相同,即可将人和重物的 速度关联起来。
讲解分析 关联速度问题一般是指物拉绳(或杆)和绳(或杆)拉物问题。通过绳、杆等连接的两个 物体在运动过程中,速度通常是不一样的,但两个物体沿绳或杆方向的速度大小相等,我们称 之为关联速度。1.解决关联速度问题的一般步骤 第一步:先确定合运动,即物体的实际运动。 第二步:确定合运动的两个实际作用效果,一是沿绳(或杆)方向的平动效果,改变速度的 大小;二是沿垂直于绳(或杆)方向的转动效果,改变速度的方向。即将实际速度正交分解为垂 直于绳(或杆)和平行于绳(或杆)方向的两个分量并作出运动矢量图。 第三步:根据沿绳(或杆)方向的速度大小相等列方程求解。2.常见模型
在一个具体运动中物体实际发生的运动往往是合运动。这个运动一般就是相对于地面 发生的运动,或者说是相对于静止参考系的运动。
不管是运动的合成还是分解,其实质是对运动的位移s、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矢量运算的平行四边形定 则(或三角形定则)。
1.任何一个运动都可以由另外两个运动替代,只要这个运动的效果和另外两个运动的共同效 果相同。 ( )
知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。
√提示 合运动和分运动具有等效性。
2.合速度不一定大于任一分速度。 ( )3.合运动与分运动的位移、速度、加速度的关系都满足平行四边形定则。 ( )
√提示 位移、速度、加速度都是矢量,矢量的合成与分解遵循平行四边形定则。
4.小船渡河过程中,水流速度增大时,不影响小船过河时间。 ( )
讲解分析1.合运动性质的判断
2.两个不共线的直线运动的合运动性质的判断
情境探究2022年夏天,我国南方多地遭遇多轮暴雨袭击,江西、广西、福建等地发布洪水预警。洪灾 导致大量房屋受损、倒塌,部分道路无法通行,多地电力及通信中断。在这期间,解放军战士 往往要在湍急的水流中冒着生命危险实施救援。在实施救援的过程中,解放军战士为了保证 自身的安全和顺利实施救援,既要考虑水域的深度,也要考虑水流的速度。
问题1 若待救援者被困在水中一块巨石上,且水流速度基本稳定,解放军战士如何以最短的 距离到达待救援者处?请简要说明。
提示 若水流速度不是很大,解放军战士实施救援时,相对于水应在正对大石头处朝与上游 成某一角度方向前行;若水流速度太大,解放军战士应在大石头上游某处朝与上游成某一角 度方向前行。
问题2 若解放军战士实施救援时,相对于水的速度始终与河岸垂直且速度大小不变,从岸上 可以观察到解放军战士的运动轨迹如图所示,能否根据轨迹分析出水流速度的变化情况?若 能,请简要说明水流速度的变化情况,并给出合理的解释。
提示 能,水流速度越来越小。解放军战士实施救援时,相对于水的速度大小、方向均不变,且由图可知合速度的方向越来 越趋向于垂直于河岸方向,由速度合成图可知,解放军战士越接近待救援者,水流的速度越 小。
讲解分析不同要求下的过河方法
典例 一小船渡河,河宽d=180 m,水流速度v1=2.5 m/s,船在静水中的速度为v2=5 m/s【1】,则:(1)欲使船在最短的时间内渡河【2】,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?(2)欲使船渡河的航程最短【3】,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?(3)如果其他条件不变,水流速度变为6 m/s,则船过河的最短时间和最小位移是多少?
信息提取 【1】v1
解析 (1)欲使船在最短时间内渡河,船头应朝垂直河岸方向(由【2】得到)。当船头垂直河 岸时,如图甲所示。渡河时间t= = s=36 s,v合= = m/s,位移为x=v合t=90 m。 (2)欲使船渡河航程最短,应使合运动的速度方向垂直河岸(由【1】【3】得到),船头应朝上 游与河岸成某一夹角β,如图乙所示,有v2 cs β=v1,解得β=60°。最小位移为xmin=d=180 m,所用 时间t'= = = s=24 s。
(3)最短渡河时间只与v2有关,与v1无关,当船头垂直于河岸渡河时时间最短,t= =36 s;水流速度变为v'1=6 m/s,v'1>v2,则船的合速度不可能垂直于河岸,无法垂直河岸渡河。如图丙 所示,以v'1矢量的末端为圆心、以v2矢量的大小为半径画圆弧,从v'1矢量的始端向圆弧作切线, 则合速度沿此切线方向时航程最短,设船头指向与上游河岸夹角为α,则cs α= ,最小位移为x'min= = d= ×180 m=216 m。
答案 (1)垂直于河岸方向 36 s 90 m(2)偏向上游,与河岸夹角为60° 24 s 180 m (3)36 s 216 m
情境探究 实际生活当中,工人师傅们往往借助绳子(或杆)、滑轮拉物体,而绳子(或杆)连接的两个 物体在运动过程中,其速度通常并不相同,但两者的速度却是有联系的。
问题 图中,拉绳子的人向右运动的速度与重物上升的速度有何关联?如何将人和重物的速 度关联起来?
提示 人沿绳子方向的速度与重物上升的速度大小相等,可以将人实际向右的速度分解为沿 着绳子和垂直绳子两个方向的速度,借助同一根绳子上各点的速率相同,即可将人和重物的 速度关联起来。
讲解分析 关联速度问题一般是指物拉绳(或杆)和绳(或杆)拉物问题。通过绳、杆等连接的两个 物体在运动过程中,速度通常是不一样的,但两个物体沿绳或杆方向的速度大小相等,我们称 之为关联速度。1.解决关联速度问题的一般步骤 第一步:先确定合运动,即物体的实际运动。 第二步:确定合运动的两个实际作用效果,一是沿绳(或杆)方向的平动效果,改变速度的 大小;二是沿垂直于绳(或杆)方向的转动效果,改变速度的方向。即将实际速度正交分解为垂 直于绳(或杆)和平行于绳(或杆)方向的两个分量并作出运动矢量图。 第三步:根据沿绳(或杆)方向的速度大小相等列方程求解。2.常见模型
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