2.运动的合成与分解-公开课一等奖课件

学业分层测评知识点一知识点二2．运动的合成与分解学习目标知识脉络1.理解什么是合运动、分运动．(重点)2．知道合运动与分运动间的关系．3．掌握运动的合成与分解的方法．(重点、难点)位移和速度的合成与分解[先填空]1．合运动与分运动一个物体________几个运动，这几个运动就叫__运动，物体实际的运动叫做__运动．同时参与分合2．位移的合成与分解(1)合位移与分位移的____相同，它们可以互相____．(2)由__位移求__位移叫位移的合成；由__位移求__位移叫做位移的分解．(3)分位移与合位移之间的关系遵守__________定则．3．速度的合成与分解速度的合成和分解遵循__________定则．效果替代分合合分平行四边形平行四边形[再判断]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．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．(√)[后思考]微风吹来，鹅毛大雪正在缓缓降落，为寒冷的冬天增加了一道美丽的风景线，试问雪花在降落时同时参与了哪两个方向上的运动？图1­2­1【提示】雪花同时参与了竖直向下和水平方向上的直线运动．[合作探讨]如图1­2­2所示，跳伞运动员从高空下落．图1­2­2探讨1：跳伞员在无风时竖直匀速下落，有风时运动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？【提示】有风时不是竖直向下运动．无风时跳伞员竖直匀速下落，有风时，一方面竖直匀速下落，一方面在风力作用下水平运动．因此，竖直匀速下落的运动是跳伞员的分运动．探讨2：已知跳伞员的两个分运动速度，怎样求跳伞员的合速度？【提示】以两个分速度为邻边作平行四边形，应用平行四边形定则求合速度．[核心点击]1．合运动与分运动(1)如果物体同时参与了几个运动，那么物体实际发生的运动就是合运动，参与的几个运动就是分运动．(2)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．合运动与分运动关系的四个特性(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同时结束，经历的时间相同．(3)独立性：各分运动之间互不相干，彼此独立，互不影响．(4)同体性：各分运动与合运动是同一物体的运动．3．合运动与分运动的求法不管合成还是分解，其实质是对运动的位移x、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，所以求解时遵循矢量运算的平行四边形定则．1．(多选)雨滴由静止开始下落，遇到水平吹来的风，下述说法正确的是()A．风速越大，雨滴下落时间越长B．风速越大，雨滴着地时速度越大C．雨滴下落时间与风速无关D．雨滴着地速度与风速无关【解析】雨滴竖直向下的下落运动和在风力作用下的水平运动是雨滴同时参与的两个分运动，雨滴下落的时间由竖直分运动决定，两分运动彼此独立，互不影响，雨滴下落的时间与风速无关，选项A错误，选项C正确；雨滴着地时的速度与竖直分速度和水平风速有关，风速越大，雨滴着地时的速度越大，选项B正确，选项D错误．【答案】BC2．(多选)关于运动的合成与分解，下列说法正确的是()【导学号：22852007】A．合运动的位移是分运动位移的矢量和B．合运动的速度一定比其中任何一个分速度大C．合运动的时间与分运动的时间相等D．若合运动是曲线运动，则分运动中至少有一个是曲线运动【解析】位移是矢量，合位移是分位移的矢量和，选项A正确；速度也是矢量，满足平行四边形定则，根据平行四边形的特点，合速度可以比分速度小，选项B错误；根据合运动与分运动的等时性，选项C正确；两个直线运动的合运动也可以是曲线运动，例如，互成夹角的匀速直线运动与匀加速直线运动合成时，合运动是曲线运动．【答案】AC3．如图1­2­3所示，在玻璃管的水中有一红蜡块正在匀速上升，若红蜡块在A点匀速上升的同时，使玻璃管从AB位置水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图中的()图1­2­3A．直线PB．曲线QC．曲线RD．三条轨迹都有可能【解析】红蜡块参与了竖直方向的匀速直线运动和水平方向的匀加速直线运动这两个分运动，实际运动的轨迹即是合运动的轨迹．由于它在任意一点的合速度方向是向上或斜向右上的，而合加速度就是水平方向的加速度，方向是水平向右的，合加速度和合速度之间有一定夹角，故轨迹是曲线．又因为物体做曲线运动的轨迹总向加速度方向偏折(或加速度方向总指向曲线的凹向)，故选项B正确．【答案】B1．复杂的运动可以分解为比较简单的两个分运动，分运动与合运动可以等效代替．2．各个方向的分运动具有独立性、等时性，即互不影响，运动时间相同．运动的合成与分解的应用[先填空]1．运动的合成与分解(1)运动的合成：已知______求______．(2)运动的分解：已知______求______．分运动合运动合运动分运动2．运动的合成与分解遵从平行四边形定则(1)如果两个分运动方向在同一直线上，求合运动时直接进行____加减．(2)如果两个分运动方向不在同一条直线上，而是成一定夹角，则根据___________定则进行合成与分解．代数平行四边形[再判断]1．合速度一定比每个分速度都大．(×)2．合运动的时间等于两个分运动经历的时间．(√)3．两个匀速直线运动的合运动一定也是匀速直线运动．(√)[后思考]下雨时，如果没有风，雨滴是竖直下落的，而冒雨骑车的人为什么总觉得雨滴是向后倾斜的？当车速增大时，觉得雨滴将有什么变化？【提示】人感觉到雨滴的速度是雨滴相对于人的速度v雨人，v雨地是v雨人和v人地的合速度，如图所示，所以人前进时，感觉雨滴向后倾斜，而且由图可知，当车速增大时，雨相对于人的速度增大，且倾斜得更厉害．[合作探讨]如图1­2­4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，请思考：图1­2­4探讨1：战士在水平方向上和竖直方向上分别做什么运动？【提示】战士水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动．探讨2：战士的合速度的大小、合位移的大小如何计算？【提示】合速度、合位移都可以应用平行四边形定则计算．[核心点击]1．互成角度的两个直线运动的合运动分运动合运动两个匀速直线运动匀速直线运动一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动匀变速曲线运动两个初速度为零的匀加速直线运动沿合加速度方向的匀加速直线运动v和a在同一条直线上时，物体做匀变速直线运动两个初速度不为零的匀加速直线运动(其初速度v1和v2的矢量和为v，加速度a1和a2的矢量和为a)v和a不在同一条直线上时，物体做匀变速曲线运动2.运动的分解方法理论上讲，一个合运动可以分解成无数组分运动，但在解决实际问题时，需要根据实际情况确立的运动，分解时需要注意以下几个问题：(1)确认合运动就是物体实际表现出来的运动．(2)明确实际运动引起了哪些分运动的效果，找到参与的分运动．(3)正交分解法是运动分解最常用的方法，选择哪两个互相垂直的方向进行分解是求解问题的关键．4．关于运动的合成和分解，下列说法正确的是()A．分运动是直线运动，则合运动一定是直线运动B．曲线运动的加速度方向可能与速度在同一直线上C．匀变速运动的轨迹可以是直线，也可以是曲线D．合运动的时间等于两个分运动的时间之和【解析】分运动是直线运动，合运动不一定是直线运动，A错误．曲线运动加速度的方向和速度方向一定不在同一直线上，B错误．匀变速运动的轨迹可以是直线，也可以是曲线，C正确．合运动的时间与两个分运动的时间相等，D错误．【答案】C5．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？【解析】(1)当船头指向对岸时，渡河时间最短，如图甲所示．甲tmin＝dv2＝40s船经过的位移大小x＝vtmin＝v21＋v22tmin≈233m.(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．乙则cosθ＝v1v2＝35.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小船渡河问题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．小船渡河问题，多是求渡河最短时间或是渡河最小位移，需牢记这两类渡河问题的解题关键：(1)船头与河岸垂直时渡河时间最短；(2)船随水向下游运动速度与水速相同；(3)船的合速度与河岸垂直时能到达正对岸．学业达标测评（二）点击图标进入学业分层测评知识点一知识点二3．万有引力定律的应用学习目标知识脉络1.掌握解决天体运动问题的基本思路．(重点)2．会灵活计算天体的质量和密度．(重点)3．了解万有引力定律在天文学上的重要应用.万有引力定律对天文学的作用[先填空]1．预言彗星回归1743年，克雷洛预言____彗星于1759年4月份经过近日点得到了证实，1986年此彗星又一次临近地球，下一次来访将是____年．2．预言未知星体根据已发现的天体的运行轨道结合____________推算出未知星体的轨道，如______、______就是这样发现的．哈雷2062万有引力定律海王星冥王星[再判断]1．海王星、冥王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性．(√)2．天王星是人们依据万有引力定律计算的轨道发现的．(×)3．科学家在观测双星系统时，同样可以用万有引力定律来分析．(√)[后思考]如何通过天文观测计算月球绕地球转动时的向心加速度呢？【提示】通过天文观测我们可以获得月球与地球之间的距离以及月球的公转周期，所以我们可以利用an＝4π2T2r计算月球绕地球运动时的向心加速度．[合作探讨]1846年9月23日晚，德国的伽勒发现了海王星．探讨：你知道海王星是如何发现的吗？【提示】根据天王星的“出轨”现象，法国的勒维耶和英国的亚当斯根据万有引力定律经过计算，预言了新行星的存在，伽勒在他们预言的位置发现了这颗新行星——海王星．[核心点击]万有引力定律对天文学的发展起到了非常大的推动作用，根据万有引力定律可以计算天体的轨道、周期、质量和位置等，万有引力定律的发现，给天文学的研究开辟了一条新的道路．1．下列说法正确的是()A．海王星是人们直接应用万有引力定律计算出轨道而发现的B．天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的C．海王星是人们经过长期的太空观测而发现的D．天王星的运行轨道与由万有引力定律计算的轨道存在偏差，其原因是天王星受到轨道外的行星的引力作用，由此人们发现了海王星【解析】由行星的发现历史可知，天王星并不是根据万有引力定律计算出轨道而发现的；海王星不是通过观测发现，也不是直接由万有引力定律计算出轨道而发现的，而是人们发现天王星的实际轨道与理论轨道存在偏差，然后运用万有引力定律计算出“新”星的轨道，从而发现了海王星．由此可知，A、B、C错误，D正确．【答案】D2．科学家们推测，太阳系内除八大行星之外还有另一颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”．由以上信息可以确定()A．这颗行星的公转周期与地球相等B．这颗行星的半径等于地球的半径C．这颗行星的密度等于地球的密度D．这颗行星上同样存在着生命【解析】因只知道这颗行星的轨道半径，所以只能判断出其公转周期与地球的公转周期相等．由GMmr2＝mv2r可知，行星的质量在方程两边可以消去，因此无法知道其密度．【答案】A计算天体质量[先填空]1．地球质量的计算选择地球表面的物体为研究对象，若不考虑地球自转，质量为m的物体的重力等于地球对物体的_________，即mg＝____，则M＝____，只要知道g、R的值，就可计算出地球的质量．万有引力GMmR2gR2G2．太阳质量的计算选