运动的合成与分解上新课.pptx

运动的合成和分解凤冈县第一中学：物理组1 1、定义：、定义：运动轨迹是曲线的运动运动轨迹是曲线的运动曲线运动曲线运动2 2、运动方向：、运动方向：轨迹的切线方向轨迹的切线方向3 3、条件：、条件：物体所受物体所受合外力合外力方向与方向与速度速度方向方向不在不在同一条直线上；同一条直线上；加速度加速度方向与物体的方向与物体的速度速度方向方向不在同一条直线上；不在同一条直线上；4 4、轨迹特点：、轨迹特点：轨迹在速度方向和合力方向之间，轨迹在速度方向和合力方向之间，且向合力方向一侧弯曲且向合力方向一侧弯曲合力的效果：合力的效果：合力沿切线方向的分力改变速度的大合力沿切线方向的分力改变速度的大小，沿径向的分力改变速度的方向小，沿径向的分力改变速度的方向曲线运动一般比较复杂那么我们怎样来研究曲线运动呢？一个复杂的运动可以是几个简单的分运动的合成运动的合成和分解下面来看演示实验1、位移的合成与分解满足、位移的合成与分解满足平行四边形定则平行四边形定则四、运动的合成分解规则四、运动的合成分解规则ABsx1x2合位移合位移分位移分位移分分位位移移2、由合运、由合运动与分运动与分运动的等时动的等时性，速度性，速度的合成与的合成与分解亦遵分解亦遵循平行四循平行四边形定则。边形定则。3、已知分运动求合运动为运动、已知分运动求合运动为运动的合成，反之则为运动的分解！的合成，反之则为运动的分解！1、物体实际的运动叫合运动物体实际的运动叫合运动2、物体同时参与合成的运动的运动叫分运动、物体同时参与合成的运动的运动叫分运动3.由分运动求合运动的过程叫运动的合成由分运动求合运动的过程叫运动的合成4.由合运动求分运动的过程叫运动的分解由合运动求分运动的过程叫运动的分解几个概念几个概念思考问题思考问题提问：提问：1 1、分运动和合运动有什么关系？（实验）、分运动和合运动有什么关系？（实验）独立性独立性、等时性、等时性、等效性等效性运动的运动的独立性独立性一个物体同时参与几个分运动一个物体同时参与几个分运动,各分各分运动独立进行运动独立进行,各自产生效果各自产生效果运动的运动的等效性等效性整体的合运动是各分运动决定的总整体的合运动是各分运动决定的总效果，它替代所有的分运动效果，它替代所有的分运动运动的运动的等时性等时性合运动和分运动进行的时间相同合运动和分运动进行的时间相同运动的运动的矢量性矢量性加速度、速度、位移都是矢量，合加速度、速度、位移都是矢量，合成和分解都遵循平行四边形定则成和分解都遵循平行四边形定则总结:运动合成分解的四个性质运动的合成与分解运动的合成与分解第二课时蜡块的运动思考：蜡块的实际思考：蜡块的实际运动的轨迹是直线运动的轨迹是直线吗？实际运动是匀吗？实际运动是匀速运动吗？速运动吗？蜡块既向上做匀速运动，蜡块既向上做匀速运动，又由于玻璃管的移动向右又由于玻璃管的移动向右做匀速运动，即蜡块是向做匀速运动，即蜡块是向右上方运动的。右上方运动的。分运动分运动合运动合运动运动的合成运动的合成运动的分解运动的分解分速度分速度分位移分位移分加速度分加速度合成合成分解分解合速度合速度合位移合位移合加速度合加速度运动的合成与分解遵循平行四边形定则1 1初速度为初速度为V V0 0匀加速直线运动可以怎样分解？匀加速直线运动可以怎样分解？怎样进行合成和分解：怎样进行合成和分解：初速度为初速度为V V0 0匀加速直线运动匀加速直线运动可以看成是水平方向可以看成是水平方向速度为速度为V V0 0的匀速运动和水平方向初速度为的匀速运动和水平方向初速度为0 0的匀加速的匀加速运动的合运动运动的合运动.即先取即先取V V0 0方向为正，则有：方向为正，则有：V合=v0+ats=v0t+at2a=0+a竖直上抛运动可以看成是竖直方向的匀速运动和自由落体竖直上抛运动可以看成是竖直方向的匀速运动和自由落体的合运动的合运动.即先取向上为正，则有：即先取向上为正，则有：vt=v0+(gt)=v0gts=v0t+(gt2)=v0tgt2a=0+(g)=g2、竖直上抛运动可以、竖直上抛运动可以怎样分解？怎样分解？几个特征几个特征1.运动的独立性运动的独立性2.运动的等时性运动的等时性3.运动的等效性运动的等效性4.运动的同一性运动的同一性分析：蜡块的轨迹OxyP蜡块的位置蜡块的位置P 点点的坐标的坐标y=xvx vy蜡块的运动轨蜡块的运动轨迹是过原点的迹是过原点的一条直线一条直线y=vy tx=vx tOxyP分析：蜡块的位移、速度vyvxvyx位移的大小：位移的大小：位移的方向位移的方向：速度的大小速度的大小：运动的合成与分解1、物体物体实际的运动实际的运动叫合运动叫合运动2、物体同时参与合成的运动的运动叫分运动、物体同时参与合成的运动的运动叫分运动3、由分运动求合运动的过程叫运动的合成、由分运动求合运动的过程叫运动的合成4、由合运动求分运动的过程叫运动的分解、由合运动求分运动的过程叫运动的分解以红蜡块运动为例以红蜡块运动为例注意观察红蜡烛1.蜡块竖直向上的运动受不受玻璃管运动的影响？2.分运动和合运动在时间上有什么关系？红蜡块A C 的匀速运动A B的匀速运动A D的匀速运动（分运动）（分运动）（合运动）ARCDB两个分运动没有相互影响，是独立进行的2.怎么知道蜡块的运动轨迹:P3.怎么知道蜡块的位移上述过程怎么可以把本来发生的一个实际复杂运动,分解成了2个简单的运动,先分步求解,再合成求解?4.怎么知道蜡块的速度(大小,方向)(大小,方向)说明1、运动的运动的独立性独立性2、运动的运动的等时性等时性3、运动的运动的等效性等效性4、运动的运动的同体性同体性aa1a2v1v2v运动的合成与分解是指运动的合成与分解是指 x、v、a 的合成与分解。的合成与分解。速度、位移、加速度都是矢量，合成与分解时均遵循平行速度、位移、加速度都是矢量，合成与分解时均遵循平行四边形定则四边形定则ABss1s2分速度分速度分分速速度度合速度合速度分分加加速速度度合加速度合加速度位移的合成速度的合成加速度的合成分加速度分加速度合位移合位移分位移分位移分分位位移移运动的合成是惟一的，而运动的分解不是惟一的，通常运动的合成是惟一的，而运动的分解不是惟一的，通常按运动所产生的实际效果分解。按运动所产生的实际效果分解。运动的合成与分解分运动的位置,位移,速度,加速度合运动的位置,位移,速度,加速度运动的合成运动的分解遵循平行四边形定则独立,等时,等效思考:上述蜡块的分运动均为匀速直线运动,那么所用的运动合成分解的思想方法在其他运动中是否还适用呢?思考与讨论如果物体在一个方向上的分运动是匀速直线运动，如果物体在一个方向上的分运动是匀速直线运动，在与它垂直方向的分运动是匀加速运动，合运动在与它垂直方向的分运动是匀加速运动，合运动的轨迹是什么样的？的轨迹是什么样的？Px=vx t物体的位置物体的位置P 的坐标的坐标y=vy t at21 12 2y=x x2vx vy2vx2avxyOF合合vyvx1、分运动是匀速直线运动：合运动是匀速直线运动2、一个是匀速直线，一个是匀变速直线的合成：合运动一定是合运动一定是匀变速匀变速曲线运动曲线运动3、两个都是是匀变速直线运动的合成：（1）若若V V合合与与a a合合（或或F F合合）在一条直线上，则合运动为）在一条直线上，则合运动为 直线运动。直线运动。（2）若若V V合合与与a a合合（或或F F合合）不在一条直线上，则合运动）不在一条直线上，则合运动 为曲线运动。为曲线运动。两个分运动合成时，两个分运动合成时，合运动的形式：合运动的形式：4.合运动的性质与轨迹取决与a合与v合 的方向关系（1）a合=0，合运动为匀速直线运动（2）a合与v合在同一直线上，合运动为 加速或减速运动（3）a合与v合不在同一直线上，合运动 为曲线运动三、两直线运动的合运动的性质和轨迹三、两直线运动的合运动的性质和轨迹 3.3.两个匀变速直线运动两个匀变速直线运动的合运动一定是的合运动一定是1.1.互成角度的互成角度的两个匀速直线运动两个匀速直线运动的的合运动是合运动是2.2.互成角度的互成角度的一个匀速直线运动一个匀速直线运动和和一个匀变速直线运动一个匀变速直线运动的合运动是的合运动是若若合初速度合初速度方向与方向与合加速度合加速度方方向向在同一条直线上在同一条直线上时，则是时，则是若若合初速度合初速度方向与方向与合加速度合加速度方方向向不在同一条直线上不在同一条直线上时，则是时，则是vv1v2vv1v2a1vv1v2a1a2avv1v2a1a2a匀速直线运动匀速直线运动.匀变速曲线运动匀变速曲线运动.匀变速运动匀变速运动匀变速直线运动匀变速直线运动.(a(a合合与与v v合合共线共线)匀变速曲线运动匀变速曲线运动(a(a合合与与v v合合不共线不共线)结论1 1、两个互成角度的匀速直线运动的合运动、两个互成角度的匀速直线运动的合运动匀速直线运动匀速直线运动2 2、两个互成角度的匀速直线运动与匀变速直、两个互成角度的匀速直线运动与匀变速直线运动的合运动线运动的合运动匀变速曲线运动匀变速曲线运动a1v1a1v1思考与讨论3、两个互成角度的匀变速直线运动的合运动、两个互成角度的匀变速直线运动的合运动两个初速度为两个初速度为0 0 的匀加速直线运动的匀加速直线运动判断几个分运动的合运动，可先把各分运动的判断几个分运动的合运动，可先把各分运动的合速度以及合加速度求出来，然后根据合速度合速度以及合加速度求出来，然后根据合速度与合加速度是否在一条直线上加以判断。与合加速度是否在一条直线上加以判断。两个初速度不为两个初速度不为0 0 的匀变速直线运动的匀变速直线运动初速度为初速度为0的匀加速直线运动的匀加速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动a2v2va2v2va匀变速曲线运动匀变速曲线运动a五、合运动性质的判定五、合运动性质的判定1、两个互成角度的匀速直线运动的合运动？、两个互成角度的匀速直线运动的合运动？2、互成角度的一个匀速直线运动和一个匀变速、互成角度的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动？直线运动的合运动？3、互成角度的两个匀变速直线运动的合运动？、互成角度的两个匀变速直线运动的合运动？一一.运动的合成和分解运动的合成和分解2.2.运动的合成和分解的方法运动的合成和分解的方法速度、位移、加速度的合成和分解速度、位移、加速度的合成和分解遵循平行四边遵循平行四边形定则形定则1 1）合运动：）合运动：物体物体实际实际的运动的运动2 2）分运动：）分运动：与合运动与合运动等效等效的其它方向的运动的其它方向的运动3 3 3 3）运动的合成）运动的合成）运动的合成）运动的合成：已知分运动求合运动已知分运动求合运动已知分运动求合运动已知分运动求合运动4 4 4 4）运动的分解：）运动的分解：）运动的分解：）运动的分解：已知合运动求分运动已知合运动求分运动已知合运动求分运动已知合运动求分运动1.1.几个基本概念几个基本概念x x1 1x x2 2x xv v1 1v v2 2v va a1 1a a2 2a ax x1 1x x2 2x x3.3.合运动与分运动的关系合运动与分运动的关系1 1）等效性：）等效性：合运动的效果与各分运动共同产生的合运动的效果与各分运动共同产生的效果相同。效果相同。2 2）等时性：）等时性：合运动与分运动所用时间相同。合运动与分运动所用时间相同。3 3）独立性：）独立性：各分运动各自按自己的规律运动，互各分运动各自按自己的规律运动，互不干扰。不干扰。合运动与分运动的区分原则：物体合运动与分运动的区分原则：物体实际进行的运动实际进行的运动一一定是定是合运动合运动，对应于平行四边形的，对应于平行四边形的对角对角线线.1 1）是直线运动还是曲线运动？（判断轨迹）是直线运动还是曲线运动？（判断轨迹）2 2）是匀变速运动还是变加速运动？（判断运动性质）是匀变速运动还是变加速运动？（判断运动性质）判断：不在一直线上的两个匀速直线运动的合运判断：不在一直线上的两个匀速直线运动的合运动动?一个匀速直线运动与一个匀加速直线运动的合一个匀速直线运动与一个匀加速直线运动的合运动？两个匀变速直线运动的合运动？运动？两个匀变速直线运动的合运动？思考：如何判断两个直线运动的合运动的运思考：如何判断两个直线运动的合运动的运动轨迹和运动性质？动轨迹和运动性质？合力合力F F合合的方向或加速度的方向或加速度a a的方向与合速的方向与合速度度v v合合的方向是否同一直线的方向是否同一直线合力或加速度是否恒定合力或加速度是否恒定v2vv2v1a1a2av1va1a2a加速直线运动加速曲线运动画图分析两个加速运动的合成画图分析两个加速运动的合成1、两互成角度的匀速直线运动的合成、两互成角度的匀速直线运动的合成（一定是匀速直线运动）（一定是匀速直线运动）2、两互成角度的初速为零的匀加速直、两互成角度的初速为零的匀加速直线运动的合成线运动的合成（一定是匀加速直线运动）一定是匀加速直线运动）3、两互成角度的初速不为零的匀加速、两互成角度的初速不为零的匀加速直线运动的合成直线运动的合成（匀变速直线运动或匀变速曲线运动）（匀变速直线运动或匀变速曲线运动）动的合成动的合成（匀变速直线运动或匀变速曲线运动）（匀变速直线运动或匀变速曲线运动）点评：运动的合成4、一个匀速直线运动和一个匀加速直线运、一个匀速直线运动和一个匀加速直线运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一定是曲线运动3、两个初速度为零的匀变速直线运动合运动一定是初速度为零匀加速直线运动。合运动的方向即为合加速度的方向 4、两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动可能是匀变速直线运动，也可能是匀变速曲线运动方法方法1.1.按运动的实际效果分解按运动的实际效果分解方法方法2.2.正交分解正交分解1 1）分解的原则）分解的原则2 2）运动分解的典型问题）运动分解的典型问题 a.a.渡船问题的分解渡船问题的分解 b.b.拉绳问题的分解拉绳问题的分解4.4.运动的分解运动的分解合作学习:讨论讨论:怎样判断两个直线运动的怎样判断两个直线运动的合运动合运动的的 轨迹是直线还是曲线？轨迹是直线还是曲线？友情提示：结合物体做曲线运动的条件！友情提示：结合物体做曲线运动的条件！直线运动曲线运动两个直线运动的合运动性质的讨论：两个直线运动的合运动性质的讨论：1 1、两个匀速直线运动的合运动、两个匀速直线运动的合运动匀速直线运动匀速直线运动v1v2v由两个分运动性质及由两个分运动性质及合初速度合初速度与与合加速度合加速度方向关系决定方向关系决定2 2、一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动、一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动v0av0av0gv0g匀变速直线运动匀变速直线运动v0gv0g匀变速曲线运动匀变速曲线运动3 3、两个匀变速直线运动的合运动、两个匀变速直线运动的合运动v0v01v02a1a2av0v01v02a1a2a匀变速直线运动匀变速直线运动匀变速曲线运动匀变速曲线运动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一定是曲线运动3、两个初速度为零的匀变速直线运动合运动一定是初速度为零匀加速直线运动。合运动的方向即为合加速度的方向 4、两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动可能是匀变速直线运动，也可能是匀变速曲线运动合运动与分运动合运动与分运动【例【例1】关于互成角度的两个初速度不为关于互成角度的两个初速度不为0 0的匀变速的匀变速直线运动的合运动，下述说法正确的是直线运动的合运动，下述说法正确的是()A.A.一定是直线运动一定是直线运动B.B.一定是抛物线运动一定是抛物线运动C.C.可能是直线运动，也可能是抛物线运动可能是直线运动，也可能是抛物线运动D.D.以上说法都不对以上说法都不对 c小结1 1、合运动与分运动的概念、合运动与分运动的概念3 3、运动的合成与分解遵循平行四边形定则、运动的合成与分解遵循平行四边形定则4 4、两个直线运动的合运动可能是直线运动，也可能是曲线运动、两个直线运动的合运动可能是直线运动，也可能是曲线运动2 2、合运动与分运动的关系：独立性、等时性、等效性、同体性、合运动与分运动的关系：独立性、等时性、等效性、同体性运动的合成和分解的应用运动的合成和分解的应用1.小船渡河小船渡河例例1:1:一艘小船在一艘小船在100m100m宽的河中横渡宽的河中横渡到对岸，已知水流速度是到对岸，已知水流速度是3m/s3m/s，小，小船在静水中的速度是船在静水中的速度是4m/s4m/s，求：，求：（2 2）欲使船渡河时间最短，船应）欲使船渡河时间最短，船应该怎样渡河？最短时间是多少？船该怎样渡河？最短时间是多少？船经过的位移多大？经过的位移多大？分析分析1：时间最短：时间最短d结论：结论：欲使船渡河时间最短，船头的方向欲使船渡河时间最短，船头的方向应该垂直于河岸。应该垂直于河岸。解解1:当船头垂直河岸时，所用时间最短当船头垂直河岸时，所用时间最短最短时间最短时间此时合速度此时合速度此时航程此时航程例例2:2:一艘小船在一艘小船在100m100m宽的河中横渡宽的河中横渡到对岸，已知水流速度是到对岸，已知水流速度是3m/s3m/s，小，小船在静水中的速度是船在静水中的速度是4m/s4m/s，求：，求：（1 1）欲使航行距离最短，船应该）欲使航行距离最短，船应该怎样渡河？渡河时间多长？怎样渡河？渡河时间多长？分析分析2:航程最短航程最短d设船头指向与上游河岸成设船头指向与上游河岸成：结论：当结论：当v船船v水水时，最短航程等于河宽时，最短航程等于河宽d。解：解：2、当船头指向斜上游，与岸夹角为当船头指向斜上游，与岸夹角为时，合时，合运动垂直河岸，航程最短，数值等于河宽运动垂直河岸，航程最短，数值等于河宽100米。米。过河时间：过河时间：合速度：合速度：则则cos =例例3:3:若河宽仍为若河宽仍为100m100m，已知水流速已知水流速度是度是4m/s4m/s，小船在静水中的速度是，小船在静水中的速度是3m/s3m/s，即，即船速（静水中）小于水速。船速（静水中）小于水速。求：（求：（1 1）欲使船渡河时间最短，）欲使船渡河时间最短，船应该怎样渡河？船应该怎样渡河？（2 2）欲使航行距离最短，船应该）欲使航行距离最短，船应该怎样渡河？最短航线是河宽吗？怎样渡河？最短航线是河宽吗？结论：当结论：当v船船 v水水时，最短航程不等于河宽时，最短航程不等于河宽d。船头指向与上游河岸成船头指向与上游河岸成：【例题例题例题例题】如图所示，纤绳以恒定速率如图所示，纤绳以恒定速率v沿水平方向通过定滑轮牵引小船靠岸，当纤绳沿水平方向通过定滑轮牵引小船靠岸，当纤绳与水面夹角为与水面夹角为时，船靠岸的速度是时，船靠岸的速度是 ，若使船匀速靠岸，则纤绳的速度，若使船匀速靠岸，则纤绳的速度是是 。（填：匀速、加速、减速）。（填：匀速、加速、减速）【答案答案答案答案】寻寻寻寻找找找找分分分分运运运运动动动动效效效效果果果果减速减速v“绳绳+物物”问题问题【例题例题例题例题】如图所示，汽车沿水平路面以恒定速度如图所示，汽车沿水平路面以恒定速度v前进，则当拉绳与水平方前进，则当拉绳与水平方向成向成角时，被吊起的物体角时，被吊起的物体M的速度为的速度为vM=。【答案答案答案答案】寻找分运动效果寻找分运动效果寻找分运动效果寻找分运动效果v“绳绳绳绳+物物物物”问题问题问题问题【例题例题例题例题】如图所示，以速度如图所示，以速度v沿竖直杆匀速下滑的物体沿竖直杆匀速下滑的物体A，用细绳通过定滑轮拉动，用细绳通过定滑轮拉动物体物体B在水平桌面上运动，当绳与水平面夹角为在水平桌面上运动，当绳与水平面夹角为时，物体时，物体B的速率为的速率为 ，【答案答案答案答案】vB=vsin寻找分运动效果寻找分运动效果寻找分运动效果寻找分运动效果vv“绳绳绳绳+物物物物”问题问题问题问题例：一条河宽例：一条河宽500m500m，水流速度是，水流速度是3m/s3m/s，小船在静水中，小船在静水中的速度是的速度是5m/s5m/s，求，求（1 1）最短渡河的时间是多小？小船的实际位移，沿）最短渡河的时间是多小？小船的实际位移，沿下流的位移是多少？下流的位移是多少？（2 2）最短位移渡河的时间是多少？最短渡河的位移）最短位移渡河的时间是多少？最短渡河的位移是多少？是多少？100s【例题例题例题例题】一船准备渡河，已知水流速度为一船准备渡河，已知水流速度为v2=1m/s，船在静水中，船在静水中的航速为的航速为v1=2m/s，则：，则：要使船能够垂直地渡过河去，那么应向何方划船？要使船能够垂直地渡过河去，那么应向何方划船？要使船能在最短时间内渡河，应向何方划船？要使船能在最短时间内渡河，应向何方划船？平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为v v1 1，摩托艇在静水，摩托艇在静水中的航速为中的航速为v v2 2，战士救人的地点，战士救人的地点A A离岸边最近处离岸边最近处O O的距离为的距离为d d，如，如战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离O O点的点的距离为（距离为（）A.dvA.dv2 2/B.0/B.0C.dvC.dv1 1/v/v2 2 D.dvD.dv2 2/v/v1 1v22-v12C C【例题例题例题例题】.在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人，假设江岸是在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人，假设江岸是