2019-2020年高一物理《曲線運動2》學案.doc

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2019-2020年高一物理《曲線運動2》學案 一、運動的合成與分解 1、從已知的分運動來求合運動，叫做運動的合成；求一個已知運動的分運動，叫運動的分解。 2、平行四邊形定則及應用：運動的合成與分解，主要是指物體運動的位移、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：已知一個合運動，求其分運動，一般應按實際“效果”分解，或正交分解． 3、合運動與分運動的特性 合運動與分運動具有等時性、獨立性、等效性和同一性。 二、運動的合成--------蠟塊的運動（課本P5） （1）在一條直線上的兩個分運動的合成[ 例如：速度等于的勻速直線運動與在同一條直線上的初速度等于零的勻加速直線運動的合運動是初速度等于的勻變速直線運動。 （2）互成角度的兩個直線運動的合運動[ 通過課本P4的演示實驗的變通總結以下的規(guī)律： 1、兩個分運動都是勻速直線運動，其合運動也是勻速直線運動。 2、一個分運動是勻速直線運動，另一個分運動是勻變速直線運動，其合運動是一個勻變速曲線運動。反之，一個勻變速曲線運動也可分解為一個方向上的勻速直線運動和另一個方向上的勻變速直線運動——為研究復雜的曲線運動提供了一種方法。 3、初速度為零的兩個勻變速直線運動的合運動是一個初速度為零的勻變速直線運動。 總結規(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，進而判定是直線運動還是曲線運動。 例1、關于運動的合成，下列說法中正確的是（ BD ） A. 合運動的速度一定比每一個分運動的速度大 B. 兩個勻速直線運動的合運動一定是勻速直線運動（速度大小相等，方向相反除外） C. 只要兩個分運動是直線運動，那么它們的合運動也一定是直線運動 D. 兩個分運動的時間一定與它們合運動的時間相等 （3）互成角度的兩個直線運動的合運動的具體計算（課本P5） 1、蠟塊的位置的確定（建立坐標系） 2、計算蠟塊對于原點的位移與時間的關系。 3、蠟塊的速度的確定 4、蠟塊運動的軌跡 5、拓展（如蠟塊在水平方向做勻加速直線運動結果如何？） 例2、質量為0.2 kg的物體，其速度在x、y方向的分量vx、vy與時間t的關系如圖所示，已知x、y方向相互垂直，則(　AD　) A．0～4 s內(nèi)物體做曲線運 B．0～6 s內(nèi)物體一直做曲線運動 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、運動的分解--------二個實例 （1）、牽連運動（約束運動）類問題 1、牽連運動（約束運動）是指物體間通過桿、繩連接而使運動互相關聯(lián). 2、處理牽連運動問題一般按以下步驟進行：第一步：先確定合運動：物體的實際運動就是合運動；第二步：確定合運動的兩個實際效果：一是沿牽引方向的平動效果，改變速度的大?。欢谴怪庇跔恳较虻霓D動效果，改變速度的方向；第三步：按平行四邊形法則進行分解，作好運動矢量圖。 例3、在地面上勻速直線運動的汽車，通過定滑輪用繩子吊起一個物體，若汽車和被吊起物體在同一時刻的速度分別為v1和v2，v1=v,求 (1).兩繩夾角為θ時，物體上升的速度？ (2).若汽車做勻速直線運動過程中，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 有關小船渡河問題是運動的合成與分解一節(jié)中典型實例，難度較大。小船渡河問題往往設置兩種情況：（1）渡河時間最短；（2）渡河位移最短?，F(xiàn)將有關問題討論如下， 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動（水沖船的運動）和船的運動（即設水不流動時船的運動）的合運動。 （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，則為船實際上沿水流方向的運動速度，為船垂直于河岸方向的運動速度。 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？下面就這個問題進行如下討論： （1） 要使渡河位移最小為河寬，只有使船垂直橫渡，則應，即，因此只有，小船才能夠垂直河岸渡河，此時渡河的最短位移為河寬。渡河時間。 （2） 由以上分析可知，此時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點作該圓的切線，交圓于B點，此時讓船速與半徑AB平行，如圖所示，從而小船實際運動的速度（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 渡河時間仍可以采用上面的方法[ （3） 此時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：渡河時間最短； 渡河時間的長短同船速與水速間的大小關系無關，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，所用的時間就越短。因此，只有船的開航速度方向垂直河岸時，渡河時間最短，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，ｓ＝ｄ B. 時，ｓ＝ｄ C. ，ｓ＝ｄ D. 時，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間內(nèi)到達對岸？(2)若要使船的實際劃行軌跡最短，他應該怎樣劃行？ 解：(1)當θ＝90時，t最小，故當船頭朝垂直河岸方向劃時過河時間最短?！? 　(2)即劃行速度與上游河岸夾角為53時，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間內(nèi)到達對岸？(2)若要使船的實際劃行軌跡最短，他應該怎樣劃行？