2019-2020年高一物理《曲線運(yùn)動(dòng)2》學(xué)案.doc

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2019-2020年高一物理《曲線運(yùn)動(dòng)2》學(xué)案 一、運(yùn)動(dòng)的合成與分解 1、從已知的分運(yùn)動(dòng)來求合運(yùn)動(dòng)，叫做運(yùn)動(dòng)的合成；求一個(gè)已知運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)，叫運(yùn)動(dòng)的分解。 2、平行四邊形定則及應(yīng)用：運(yùn)動(dòng)的合成與分解，主要是指物體運(yùn)動(dòng)的位移、速度和加速度的合成與分解，由于它們都是矢量，所以遵循平行四邊形定則。特別注意：已知一個(gè)合運(yùn)動(dòng)，求其分運(yùn)動(dòng)，一般應(yīng)按實(shí)際“效果”分解，或正交分解． 3、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的特性 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性、獨(dú)立性、等效性和同一性。 二、運(yùn)動(dòng)的合成--------蠟塊的運(yùn)動(dòng)（課本P5） （1）在一條直線上的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合成[ 例如：速度等于的勻速直線運(yùn)動(dòng)與在同一條直線上的初速度等于零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是初速度等于的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 （2）互成角度的兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)[ 通過課本P4的演示實(shí)驗(yàn)的變通總結(jié)以下的規(guī)律： 1、兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng)，其合運(yùn)動(dòng)也是勻速直線運(yùn)動(dòng)。 2、一個(gè)分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)分運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其合運(yùn)動(dòng)是一個(gè)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。反之，一個(gè)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)也可分解為一個(gè)方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和另一個(gè)方向上的勻變速直線運(yùn)動(dòng)——為研究復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)提供了一種方法。 3、初速度為零的兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是一個(gè)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 總結(jié)規(guī)律：對于以上這些特例，我們可以通過圖示研究會更加簡便。 具體做法：先將速度進(jìn)行合成，再合成加速度，通過觀察合速度與合加速度的方向是否共線，進(jìn)而判定是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)。 例1、關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成，下列說法中正確的是（ BD ） A. 合運(yùn)動(dòng)的速度一定比每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度大 B. 兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)（速度大小相等，方向相反除外） C. 只要兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)，那么它們的合運(yùn)動(dòng)也一定是直線運(yùn)動(dòng) D. 兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定與它們合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等 （3）互成角度的兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的具體計(jì)算（課本P5） 1、蠟塊的位置的確定（建立坐標(biāo)系） 2、計(jì)算蠟塊對于原點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系。 3、蠟塊的速度的確定 4、蠟塊運(yùn)動(dòng)的軌跡 5、拓展（如蠟塊在水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)結(jié)果如何？） 例2、質(zhì)量為0.2 kg的物體，其速度在x、y方向的分量vx、vy與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，已知x、y方向相互垂直，則(　AD　) A．0～4 s內(nèi)物體做曲線運(yùn) B．0～6 s內(nèi)物體一直做曲線運(yùn)動(dòng) C．0～4 s內(nèi)物體的位移為12 m D．4～6 s內(nèi)物體的位移為2 m 三、運(yùn)動(dòng)的分解--------二個(gè)實(shí)例 （1）、牽連運(yùn)動(dòng)（約束運(yùn)動(dòng)）類問題 1、牽連運(yùn)動(dòng)（約束運(yùn)動(dòng)）是指物體間通過桿、繩連接而使運(yùn)動(dòng)互相關(guān)聯(lián). 2、處理牽連運(yùn)動(dòng)問題一般按以下步驟進(jìn)行：第一步：先確定合運(yùn)動(dòng)：物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng)；第二步：確定合運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)實(shí)際效果：一是沿牽引方向的平動(dòng)效果，改變速度的大?。欢谴怪庇跔恳较虻霓D(zhuǎn)動(dòng)效果，改變速度的方向；第三步：按平行四邊形法則進(jìn)行分解，作好運(yùn)動(dòng)矢量圖。 例3、在地面上勻速直線運(yùn)動(dòng)的汽車，通過定滑輪用繩子吊起一個(gè)物體，若汽車和被吊起物體在同一時(shí)刻的速度分別為v1和v2，v1=v,求 (1).兩繩夾角為θ時(shí)，物體上升的速度？ (2).若汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)過程中，物體是加速上升還是減速上升？ (3).繩子對物體拉力F與物體所受重力mg的大小關(guān)系如何？ （(1).V2=vsinθ (2).加速上升， (3).F＞mg） （2）、（小船、汽艇等）渡河問題 有關(guān)小船渡河問題是運(yùn)動(dòng)的合成與分解一節(jié)中典型實(shí)例，難度較大。小船渡河問題往往設(shè)置兩種情況：（1）渡河時(shí)間最短；（2）渡河位移最短?，F(xiàn)將有關(guān)問題討論如下， 處理此類問題的方法常常有兩種： （1）將船渡河問題看作水流的運(yùn)動(dòng)（水沖船的運(yùn)動(dòng)）和船的運(yùn)動(dòng)（即設(shè)水不流動(dòng)時(shí)船的運(yùn)動(dòng)）的合運(yùn)動(dòng)。 （2）將船的速度沿平行于河岸和垂直于河岸方向正交分解，如圖，為水流速度，則為船實(shí)際上沿水流方向的運(yùn)動(dòng)速度，為船垂直于河岸方向的運(yùn)動(dòng)速度。 問題1：渡河位移最短 河寬是所有渡河位移中最短的，但是否在任何情況下渡河位移最短的一定是河寬呢？下面就這個(gè)問題進(jìn)行如下討論： （1） 要使渡河位移最小為河寬，只有使船垂直橫渡，則應(yīng)，即，因此只有，小船才能夠垂直河岸渡河，此時(shí)渡河的最短位移為河寬。渡河時(shí)間。 （2） 由以上分析可知，此時(shí)小船不能垂直河岸渡河。 以水流速度的末端A為圓心，小船的開航速度大小為半徑作圓，過O點(diǎn)作該圓的切線，交圓于B點(diǎn)，此時(shí)讓船速與半徑AB平行，如圖所示，從而小船實(shí)際運(yùn)動(dòng)的速度（合速度）與垂直河岸方向的夾角最小，小船渡河位移最小。由相似三角形知識可得解得 渡河時(shí)間仍可以采用上面的方法[ （3） 此時(shí)小船仍不能垂直河岸渡河。由圖不難看出，船速與水速間的夾角越大，兩者的合速度越靠近垂直于河岸方向，即位移越小。但無法求解其最小值，只能定性地判斷出，船速與水速間的夾角越大，其位移越小而已。 （以上處理方法類比力的分解中的處理方法） 問題2：渡河時(shí)間最短； 渡河時(shí)間的長短同船速與水速間的大小關(guān)系無關(guān)，它只取決于在垂直河岸方向上的速度。此方向上的速度越大，所用的時(shí)間就越短。因此，只有船的開航速度方向垂直河岸時(shí)，渡河時(shí)間最短，即。 例4、如圖所示，一直河流的水速為，一小船在靜水中的劃速速率為，若這船在該河流中航行，要船從一岸到另一岸路程ｓ最短，河寬用d表示，則有（　AC） A. 時(shí)，ｓ＝ｄ B. 時(shí)，ｓ＝ｄ C. ，ｓ＝ｄ D. 時(shí)，ｓ＝ｄ 例5、某人在靜水中劃行速度v1＝1.8m/s，若他在水速v2＝3m/s的河中勻速劃行。求：(1)他怎樣劃行才能使他在最短時(shí)間內(nèi)到達(dá)對岸？(2)若要使船的實(shí)際劃行軌跡最短，他應(yīng)該怎樣劃行？ 解：(1)當(dāng)θ＝90時(shí)，t最小，故當(dāng)船頭朝垂直河岸方向劃時(shí)過河時(shí)間最短?！? 　(2)即劃行速度與上游河岸夾角為53時(shí)，航程最短。 例6、某人在靜水中劃行速度v1＝5m/s，若他在水速v2＝3m/s的河中勻速劃行。求：(1)他怎樣劃行才能使他在最短時(shí)間內(nèi)到達(dá)對岸？(2)若要使船的實(shí)際劃行軌跡最短，他應(yīng)該怎樣劃行？