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1、第五章：第2节运动的合成与分解高中物理必修第二册课件目录CONTENT高中物理必修第二册课件一个平面运动的实例运动的合成与分解轨迹方程学以致用新课引入00.高中物理必修第二册课件人在人在流动的河水流动的河水中中始终保持头朝正前始终保持头朝正前方游向对岸，人会方游向对岸，人会在对岸的正前方到在对岸的正前方到达，还是会达，还是会偏偏向上向上游或下游游或下游?为什么？为什么？对类似上述的运动应该怎样分析呢？对类似上述的运动应该怎样分析呢？一个平面运动的实例第一部分实验探究：观察蜡块的运动01.高中物理必修第二册课件 在蜡块匀速上升的同时，将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右匀速在蜡块匀速上升的同时，将玻
2、璃管紧贴着黑板沿水平方向向右匀速移动（图丙），观察蜡块的运动情况。移动（图丙），观察蜡块的运动情况。在一端封闭、长约在一端封闭、长约 1 m 1 m 的玻璃管内注满清的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体水，水中放一个红蜡做的小圆柱体A A，将玻璃，将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧。把玻璃管倒置（图管的开口端用橡胶塞塞紧。把玻璃管倒置（图乙），蜡块乙），蜡块 A A 沿玻璃管上升。如果在玻璃管沿玻璃管上升。如果在玻璃管旁边竖立一把刻度尺，可以看到，蜡块上升的旁边竖立一把刻度尺，可以看到，蜡块上升的速度大致不变，即速度大致不变，即蜡块做匀速直线运动蜡块做匀速直线运动。视频演示02.高中物理必
3、修第二册课件观察观察1 1：蜡块在蜡块在做什么样的运动做什么样的运动？它的轨迹是直？它的轨迹是直线还是曲线？线还是曲线？观察观察2 2：蜡块速蜡块速度的大小和方向度的大小和方向是否发生变化？是否发生变化？实验分析03.高中物理必修第二册课件蜡块蜡块同时参与了同时参与了两个方向的运两个方向的运动动沿玻璃管向上的沿玻璃管向上的匀速匀速运运动和随玻璃管一起向右的动和随玻璃管一起向右的匀速匀速运动。但将蜡块每个时刻经过运动。但将蜡块每个时刻经过的位置用平滑的曲线连接，蜡的位置用平滑的曲线连接，蜡块实际的运动轨迹是斜向上的。块实际的运动轨迹是斜向上的。你能求出蜡块的实际运动轨迹和你能求出蜡块的实际运动轨
4、迹和运动速度吗？我们试一试吧。运动速度吗？我们试一试吧。定量探究1:建立坐标系04.高中物理必修第二册课件研研究究物物体体的的运运动动时时，坐坐标标系系的的选选取取很很重重要要。研研究究物物体体在在平平面面内内的的运运动动时时，可可以以选选择择平平面面直直角坐标系。角坐标系。在研究蜡块的运动时，我们以蜡块开始匀速在研究蜡块的运动时，我们以蜡块开始匀速运动的位置为原点运动的位置为原点O O，以水平向右的方向和竖直，以水平向右的方向和竖直向上的方向分别为向上的方向分别为 x x 轴和轴和 y y 轴的方向，建立轴的方向，建立平面直角坐标系。平面直角坐标系。高中物理必修第二册课件要确定蜡块运动的轨迹
5、，首先要确定任意时刻蜡块的位置。要确定蜡块运动的轨迹，首先要确定任意时刻蜡块的位置。蜡块 x 坐标的值等于它与 y 轴的距离，y 坐标的值等于它与 x轴的距离。若以vx 表示玻璃管向右移动的速度，以 vy 表示蜡块沿玻璃管上升的速度，则有：过原点的直线过原点的直线OOxyP P(x,y)VxVySxy定量探究2:蜡块的运动轨迹05.高中物理必修第二册课件经过时间经过时间t,t,实际速度大小实际速度大小实际速度方向实际速度方向OOxyP(x,y)vxvyv同学们注意到，我们在处理同学们注意到，我们在处理上述上述问题时是将两个运动分开处理问题时是将两个运动分开处理的，为什么要这样做呢？的，为什么要
6、这样做呢？定量探究3:蜡块的运动速度06.运动的合成与分解第二部分运动的合成与分解01.高中物理必修第二册课件我们将蜡块实际的运动称为我们将蜡块实际的运动称为合运动合运动，把两个方向上的运动称为，把两个方向上的运动称为分运动分运动。已知分运动求合运动叫做。已知分运动求合运动叫做运动的合成运动的合成，已知合运动求，已知合运动求分运动叫做分运动叫做运动的分解运动的分解。合运动合运动分运动分运动运动的合成运动的合成运动的分解运动的分解为什么要进行运动的合成与分解？02.高中物理必修第二册课件合成与分解是物理学在发展过程中发现的将复杂问题进行简化的一种方法。如图，我们在必修如图，我们在必修1 13.4
7、 3.4 力的合成与分解的学力的合成与分解的学习中已经知道力的合成与分解遵循平行四边形定则，习中已经知道力的合成与分解遵循平行四边形定则，应用力的合成与分解尤其是正交分解，能够更方便、应用力的合成与分解尤其是正交分解，能够更方便、快捷地解决运动与相互作用的实际问题。快捷地解决运动与相互作用的实际问题。F1F2F3F4F类比力的合成与分解，我们通过运动的合成与分解类比力的合成与分解，我们通过运动的合成与分解可以将复杂运动简化为简单运动进行分析和运算。可以将复杂运动简化为简单运动进行分析和运算。回顾历史 展望未来03.高中物理必修第二册课件合成与分解是物理学在发展过程中发现的将复杂问题进行简化的一
8、种方法。17 17世纪，伽利略在研究物体抛出后的曲线运动时，就提出了世纪，伽利略在研究物体抛出后的曲线运动时，就提出了将曲线运动转化两个方向的直线运动的方法，并发现了抛体运动的将曲线运动转化两个方向的直线运动的方法，并发现了抛体运动的相关规律，本章的第三节和第四节我们将进行相关知识的学习。相关规律，本章的第三节和第四节我们将进行相关知识的学习。如何进行力的合成合成分解呢？运动的合成与分解04.高中物理必修第二册课件1.1.分解原则分解原则:一般一般根据运动的根据运动的实际效果实际效果分解，也可以分解，也可以正交分解正交分解。2.2.遵循规律遵循规律:平行四边形法则平行四边形法则 运动的合成与分
9、解与力的合成与分解都是将复杂问题运动的合成与分解与力的合成与分解都是将复杂问题“化繁为简化繁为简”的一种方法。应用这种方法的前提是的一种方法。应用这种方法的前提是“等效替代等效替代”，即物体同时参，即物体同时参与两个分运动的效果与物体只参与一个合运动的效果相同。与两个分运动的效果与物体只参与一个合运动的效果相同。运动的合成与分解示例05.高中物理必修第二册课件a aa a1 1a a2 2v v1 1v v2 2v vA AB Bx xx x1 1x x2 2位移的合成位移的合成速度的合成速度的合成加速度的合成加速度的合成运动运动的合的合成是成是唯一唯一的，的，而分而分解不解不是唯是唯一的一的
10、.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。分分位位移移分位移分位移合位移合位移合运动与分运动的关系06.高中物理必修第二册课件2.2.独立性独立性各分运动独立进行，互不影响各分运动独立进行，互不影响3.3.等效性等效性各分运动叠加起来与合运动有相同的效果各分运动叠加起来与合运动有相同的效果1.1.等时性等时性合运动和分运动经历的时间相等合运动和分运动经历的时间相等4.4.同体性同体性各分运动与合运动是各分运动与合运动是同一个同一个物体的运动物体的运动可以等效替代高中物理必修第二册课件教材例题07.【例题】某商场设有步行楼梯和自动扶梯，步行楼梯每级的高度
11、是 0.15 m，自动扶梯与水平面的夹角为 30，自动扶梯前进的速度是 0.76 m/s。有甲、乙两位顾客，分别从自动扶梯和步行楼梯的起点同时上楼，甲在自动扶梯上站立不动，乙在步行楼梯上以每秒上两个台阶的速度匀速上楼。哪位顾客先到达楼上？如果该楼层高4.56 m，甲上楼用了多少时间？【解析】如图所示，甲在竖直方向的速度 乙在竖直方向的速度 因此v甲y v乙,甲先到楼上甲比乙先到达楼上，甲上楼用了12 s。高中物理必修第二册课件1.两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动v2v1v合a合=02.一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速曲线运动00两个不共线运动的合成08.高中物
12、理必修第二册课件3.两个匀加速直线运动的合运动：初速度均为零：一定是匀加速直线运动匀变速运动a1a2a初速度均不为零：两个不共线运动的合成09.vv2v1a1a2avv2v1a1a2aa合与v合共线：a合与v合不共线：匀变速曲线运动匀变速直线运动轨迹方程第三部分思考与讨论01.高中物理必修第二册课件 如果物体在一个方向上的分运动是如果物体在一个方向上的分运动是匀速直线运动匀速直线运动，在与它垂直方向，在与它垂直方向上的分运动是上的分运动是匀加速直线运动匀加速直线运动 ，合运动的轨迹是什么样的？，合运动的轨迹是什么样的？2.2.理论分析理论分析1.1.描点作图描点作图3.3.实验验证实验验证探究
13、方法：探究方法：高中物理必修第二册课件设：设：时间时间t(s)t(s)0 01 12 23 3横坐标横坐标x(m)x(m)纵坐标纵坐标y(m)y(m)0011.5427.53y/mx/m02 4 6 86428探究过程1:描点作图02.高中物理必修第二册课件探究过程2:理论分析03.根据物体做曲线运动的条件：根据物体做曲线运动的条件：加速度与合速度不在同一条直线加速度与合速度不在同一条直线上，上，物体一定做曲线运动。物体一定做曲线运动。00高中物理必修第二册课件探究过程3:实验验证04.结论：匀速直线运动与匀变速直线运动合成时，合速度是匀变速曲线运动。高中物理必修第二册课件获取轨迹方程的步骤0
14、5.1.建立直角坐标系xOy，将物体的运动分解为相互垂直的x方向的运动和y方向的运动。2.分析物体在x方向的运动，得到物体在此方向的位移x随时间变化的关系为x=f（t）；3.分析物体在y方向的运动，得到物体在此方向的位移y随时间变化的关系为y=g（t）。4.根据运动的合成与分解的等时性原则，函数关系式1、2中的t是完全相同的，消去t，就可以得到关于y 和x 的函数关系y=h（x）高中物理必修第二册课件拓展学习06.物体运动轨迹的研究在生活实际中有重要应用：体育运动中通过研究物体（比如铅球、篮球、足球等）的运动轨迹可以改进运动员的技术动作，军事领域中对某些物体运动轨迹的研究可以改进技术、改良装备
15、，宇宙探测中对航天器运动轨迹的研究更将直接决定探测任务的成功与否。钱学森弹道轨迹方程是对物体运动的几何轨迹的代数描述。根据轨迹方程可以确定物体运动时的轨迹是直线还是曲线，是圆、椭圆还是双曲线，进而利用这些曲线的特殊规律进行相关的研究。高中物理必修第二册课件课堂小结方向条件规律轨迹是曲线的运动叫轨迹是曲线的运动叫曲线运动曲线运动（curvilinear motioncurvilinear motion）。）。曲线运动的速度方向是曲线运动的速度方向是时刻改时刻改变变的。质点在某一点（或某一的。质点在某一点（或某一时刻）的速度方向是在曲线上时刻）的速度方向是在曲线上这一点的切线方向；这一点的切线方向
16、；条件：运动物体所受条件：运动物体所受合外力合外力的方向跟它的的方向跟它的速度速度方向不在同一直线上。方向不在同一直线上。F Fv0a曲线运动是曲线运动是变速运动变速运动，一定，一定具有加速度，合外力不为零具有加速度，合外力不为零.说明：说明：判断直线还是曲线运动关判断直线还是曲线运动关键看键看a a与与v v是否共线；判断匀变速是否共线；判断匀变速还是变加速关键看还是变加速关键看a a是否恒定。是否恒定。做曲线运动的物体所做曲线运动的物体所受合外力指向运动轨受合外力指向运动轨迹凹的一侧迹凹的一侧特点学以致用第四部分高中物理必修第二册课件例题1例题精选01.在蜡块的运动实验中，若蜡块从A点匀速
17、上升，同时玻璃管水平向右做直线运动，蜡块最终到达C点。蜡块从A点到C点可能的4种运动轨迹如图所示，下列说法正确的A轨迹1一定是玻璃管向右做匀加速直线运动形成的B轨迹2中的蜡块运动时间最长C轨迹3也可能是玻璃管向右做匀加速直线运动形成的D四个轨迹中的蜡块平均速度相等高中物理必修第二册课件解析例题解析02.A蜡块从A点匀速上升，根据轨迹夹在速度方向与合力方向之间，合力的方向大致指向轨迹凹侧，则合力方向水平向右，故玻璃管可能向右做匀加速直线运动或向左做匀减速直线运动，故A错误；B蜡块从A点匀速上升，竖直方向的位移一样，故运动的时间相同，故B错误；C蜡块从A点匀速上升，且竖直方向的加速度为零，又轨迹3
18、的运动轨迹是直线，故水平方向的分运动必定是做匀速直线运动，故C错误；D因四个轨迹的位移、时间都相同，故平均速度相等，故D正确。【参考答案：D】高中物理必修第二册课件例题2例题精选03.如图所示，乒乓球从斜面上滚下，以一定的速度沿直线运动。在与乒乓球路径相垂直的方向上放一个纸筒（纸筒的直径略大于乒乓球的直径），当乒乓球经过筒口正前方时，对着球横向吹气，则关于乒乓球的运动，下列说法中正确的是A乒乓球将保持原有的速度继续前进B乒乓球将偏离原有的运动路径，但不进入纸筒C乒乓球一定能沿吹气方向进入纸筒D只有用力吹气，乒乓球才能沿吹气方向进入纸筒 高中物理必修第二册课件解析【参考答案：B】当乒乓球经过筒口
19、时，对着球横向吹气，乒乓球沿着原方向做匀速直线运动的同时也会沿着吹气方向做加速运动，实际运动是两个运动的合运动；故一定不会进入纸筒，要提前吹才会进入纸筒。例题解析04.高中物理必修第二册课件例题3例题精选05.2023年2月6日，土耳其发生两次7.8级地震，多地建筑被夷为平地，震感遍及亚欧非多洲，中国第一时间派出多支救援队参与救援工作。救援过程中，有救援人员利用悬停的无人机，由静止释放急救包。急救包在下落过程中受到水平风力的影响，不计空气阻力，下列说法正确的是 A风力越大，急救包下落时间越长B风力越大，急救包下落时间越短C急救包着地速度大小与风力大小无关D急救包下落时间与风力大小无关高中物理必修第二册课件解析【参考答案：D】ABD救灾物资参加两个分运动，水平方向受到水平风力的影响，随空气加速运动，竖直方向由静止放救灾物资做自由落体运动，由于竖直分运动不受水平分运动的干扰，所以运动时间与风速无关，故AB错误，D正确；C物资落地速度由水平分速度和竖直分速度合成，水平的速度有风速决定，故风速越大，合速度越大，即着地速度越大，故C错误。例题解析06.高中物理必修第二册课件例题4例题精选07.高中物理必修第二册课件解析例题解析08.高中物理必修第二册课件解析例题解析09.【参考答案：B】THANKS