《曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解ppt課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解ppt課件（35頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第1講,曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解,1,一、曲線運(yùn)動(dòng) 1．直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)的條件 物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件：當(dāng)物體所受的合外力為零，物體沿速度方向做 勻速 直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)物體所受的合外力不為零，但是合外力和速度方向在同一條直線上，物體做 變速 直線運(yùn)動(dòng)． 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件：當(dāng)物體所受的合外力方向與它的速度方向 不在同一直線上 時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)．,2,2．曲線運(yùn)動(dòng)中速度方向沿曲線 切線 方向，質(zhì)點(diǎn)在做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度方向時(shí)刻在發(fā)生 變化 ，所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是 變速 運(yùn)動(dòng)，一定具有 加速度 . 3．重點(diǎn)掌握的兩種情況：一種是加速度大小、方向都不變的曲線運(yùn)動(dòng)，叫 勻變速曲線 運(yùn)動(dòng)，如平拋運(yùn)動(dòng)；另一種是加速度大小不變、方向時(shí)刻改變的曲線運(yùn)動(dòng)，如 勻速圓周 運(yùn)動(dòng)．,3,,,二、分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng) 1．分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)：一個(gè)物體同時(shí)參與兩種運(yùn)動(dòng)時(shí)，這兩種運(yùn)動(dòng)都是 分運(yùn)動(dòng) ，而物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)就是 合運(yùn)動(dòng) . 2.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的特征： (1)等時(shí)性：合運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間和對應(yīng)的每個(gè)分運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間 相等 . (2)獨(dú)立性：一個(gè)物體可以同時(shí)參與幾個(gè)不同的分運(yùn)動(dòng)，各個(gè)分運(yùn)動(dòng) 獨(dú)立 進(jìn)行，互不影響． (3)等效性：各分運(yùn)動(dòng)的疊加與合運(yùn)動(dòng)有 相同 的效果．,4,三、運(yùn)動(dòng)的合成 從已知的幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)來求合運(yùn)動(dòng)，叫做 運(yùn)動(dòng)的合成 ，包括位移、速度和加速度的合成，由于它們都是矢量，所以遵循 平行四邊形定則 .,5,四、運(yùn)動(dòng)的分解 為了研究問題的方便，常將物體的整體運(yùn)動(dòng)看做是幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)所組成的合運(yùn)動(dòng)，由合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)叫做 運(yùn)動(dòng)的分解 . 運(yùn)動(dòng)的分解依據(jù)是矢量的 平行四邊形定則 ，解題時(shí)運(yùn)動(dòng)的分解應(yīng)按實(shí)際“效果”分解或正交分解．特別注意：物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為合運(yùn)動(dòng)．,6,一、對物體做曲線運(yùn)動(dòng)條件的理解 問題：如何判斷做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)軌跡與受力方向的關(guān)系？ 解答：做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，其軌跡向合外力所指的一方彎曲，或者說合外力指向軌跡“凹”側(cè)，已知物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，可以判斷出合外力的大致方向．若合外力方向與速度方向夾角α為銳角時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)的速率將變大；當(dāng)α為鈍角時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)的速率將變??；,7,當(dāng)α為直角時(shí)，則該力只改變速度的方向而不改變速度的大?。貏e注意當(dāng)作用在物體上的力方向突變時(shí)，其速度的方向并不能發(fā)生突變，原來的速度方向即為新軌跡的速度起始方向，且兩軌跡均與該速度方向相切．,8,例1：下列哪幅圖能正確描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的速度v和加速度a的方向關(guān)系( ),9,解析：做曲線運(yùn)動(dòng)的物體其速度的方向在某點(diǎn)切線方向上，而加速度的方向即所受合外力的方向指向曲線的凹側(cè)，故B、D錯(cuò)，A、C選項(xiàng)正確．,答案：AC,10,點(diǎn)評：速度方向一定在曲線的切線方向上，加速度可以看成切向加速度與法向加速度矢量和，加速度產(chǎn)生的效果可以從這兩個(gè)方向考慮． 警示：(1)曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槠渌俣确较蛞欢ㄔ谧兓?，但加速度可以恒定，也可以變化?(2)曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡總是向力的一側(cè)偏，與速度方向相切．曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡不會(huì)出現(xiàn)急折，只能平滑變化，軌跡總是在力和速度的夾角之間．,11,二、運(yùn)動(dòng)的合成與分解基本應(yīng)用 問題;如何確定運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡？ 解答：物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)由加速度決定：加速度為零時(shí)物體靜止或做勻速運(yùn)動(dòng)；加速度恒定時(shí)物體做勻變速運(yùn)動(dòng)；加速度變化時(shí)物體做變加速運(yùn)動(dòng)． 物體運(yùn)動(dòng)的軌跡(直線還是曲線)則由物體的速度和加速度的方向關(guān)系決定：速度與加速度方向在同一條直線上時(shí)物體做直線運(yùn)動(dòng)；速度和加速度方向成角度時(shí)物體做曲線運(yùn)動(dòng)．,12,兩個(gè)互成角度的直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)決定于它們的合速度和合加速度方向是否共線(如圖4－1－1所示)．,13,例2：(2010·江蘇卷)如圖4－1－2所示，一塊橡皮用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，用鉛筆靠著線的左側(cè)水平向右勻速移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中始終保持懸線豎直，則橡皮運(yùn)動(dòng)的速度( ) A．大小和方向均不變 B．大小不變，方向改變 C．大小改變，方向不變 D．大小和方向均改變,14,解析：橡皮在水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，在豎直方向勻速運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)，所以橡皮運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向均不變，A選項(xiàng)正確．,答案：A,15,點(diǎn)評：運(yùn)用運(yùn)動(dòng)分解的方法來分析合運(yùn)動(dòng)的問題，就是分析好兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，根據(jù)分運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，選擇合適的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解合運(yùn)動(dòng)． 警示：一是“合運(yùn)動(dòng)一定是物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)”； 二是“分運(yùn)動(dòng)之間是互不相干的”； 三是“合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性”．,16,三、小船過河問題 問題：怎樣分析小船過河問題？ 解答：1.船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是水流的運(yùn)動(dòng)和船相對靜水的運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)． 2．三種速度：v1(船在靜水中的速度)、v2(水流速)、v(船的實(shí)際速度)． 3．三種情況 (1)過河時(shí)間最短：船頭正對河岸時(shí)，渡河時(shí)間最短，t短＝ (d為河寬)．,17,(2)過河路徑最短(v2＜v1時(shí))：合速度垂直于河岸，航程最短，x短＝d.,(3)過河路徑最短(v2＞v1時(shí))：合速度不可能垂直于河岸，無法垂直渡河．確定方法如下：如圖4－1－3所示，以v2矢量末端為圓心，以v1矢量的大小為半徑畫弧，從v2矢量的始端向圓弧作切線，則合速度沿此切線方向航程最短． 由圖可知：sinθ＝ ，最短航程：x短＝ ＝ d.,18,例3：一條寬度為L的河流，水流速度為vs，已知船在靜水中的速度為vc，那么： (1)怎樣渡河時(shí)間最短？ (2)若vcvs，怎樣渡河位移最?。?(3)若vcvs，怎樣渡河船漂下的距離最短？渡河的最短位移為多少？,19,20,(2)如圖乙所示，渡河的最小位移即河的寬度．為了使渡河位移等于L，必須使船的合速度v的方向與河岸垂直．這時(shí)船頭應(yīng)指向河的上游，并與河岸成一定的角度θ.根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系有： vccosθ－vs＝0 所以θ＝arccos(vs/vc) 因?yàn)?≤cosθ≤1，所以只有在vcvs時(shí)，船才有可能垂直于河岸橫渡．,21,22,點(diǎn)評：(1)小船渡河問題，無論v船v水，還是v船v水時(shí)，船能垂直渡河，河寬就是最小位移；當(dāng)v船v水時(shí)，船不能垂直渡河，但仍有最小位移，可利用矢量三角形定則求極值的方法處理． 警示：船劃行方向和船頭方向一致，就是分速度v船的方向，而船的航行方向是實(shí)際運(yùn)動(dòng)的方向，也就是合速度的方向．,23,四、繩連物體問題 問題：如何處理繩(桿)連物體類問題？ 解答：指物拉繩(桿)或繩(桿)拉物問題．由于高中研究的繩都是不可伸長的，桿都是不可伸長和不可壓縮的，即繩或桿的長度不會(huì)改變，所以解題原則是：把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個(gè)分量，根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相同求解．,24,例4：如圖4－1－4所示，在河岸上利用定滑輪拉繩索使小船靠岸，拉繩的速度為v，當(dāng)拉船頭的繩索與水平面的夾角為α?xí)r，船的速度是多少？,25,解析：運(yùn)動(dòng)等效法 因?yàn)槎ɑ営疫叺睦K子既要縮短又要偏轉(zhuǎn)，所以定滑輪右邊繩上的A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況可以等效為：先以滑輪為圓心，以AC為半徑做圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)B，再沿BC直線運(yùn)動(dòng)到D.,做圓周運(yùn)動(dòng)就有垂直繩子方向的線速度，做直線運(yùn)動(dòng)就有沿著繩子方向的速度，也就是說船的速度(即繩上A點(diǎn)的速度)的兩個(gè)分速度方向是：一個(gè)沿繩縮短的方向，另一個(gè)垂直繩的方向．作矢量三角形如圖示，v船＝v/cosα,26,警示：注意不能將繩子的速度進(jìn)行分解而得到v船＝vcosθ的錯(cuò)解．因?yàn)檫@樣分解會(huì)使船具有向上的速度，這是不符合實(shí)際的．實(shí)質(zhì)上是由于船的前進(jìn)而使繩產(chǎn)生收縮和轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，應(yīng)該分解船的速度．,27,1.(單選)一質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)，則在這段時(shí)間內(nèi)( ) A．速度一定在不斷地改變，加速度也一定不斷地改變 B．速度一定在不斷地改變，加速度可以不變 C．速度可以不變，加速度一定不斷地改變 D．速度可以不變，加速度也可以不變,B,28,2.(單選)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到兩個(gè)互成銳角的力F1和F2的作用，由靜止開始運(yùn)動(dòng)．若保持二力方向不變，將F1突然增加為F1＋ΔF，則該質(zhì)點(diǎn)此后( ) A．仍做直線運(yùn)動(dòng) B．可能做變加速直線運(yùn)動(dòng) C．一定做曲線運(yùn)動(dòng) D．速度的大小不變,29,解析：質(zhì)點(diǎn)在F1和F2合力作用下做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后具有一定的速度，如果突然增大其中的一個(gè)力，那么物體合力的方向立即發(fā)生了變化，產(chǎn)生的加速度方向也隨之改變，并且和已經(jīng)具有的速度方向不一致，所以質(zhì)點(diǎn)一定做曲線運(yùn)動(dòng)．,答案：C,30,3.(單選)如圖4－1－5所示，物體A和B質(zhì)量均為m，且分別與輕繩連接跨過光滑輕質(zhì)定滑輪，B放在水平面上，A與懸繩豎直．用力F拉B沿水平面向左勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，繩對A的拉力的大小是( ) A．大于mg B．總等于mg C．一定小于mg D．以上三項(xiàng)都不正確,31,解析；物體B向左的速度vB是合速度，根據(jù)其效度，根據(jù)其效果，分解為如圖所示的兩個(gè)速度v1和兩個(gè)速度v1和v2，其中v2＝vA， 又因v2＝vBcosθ 當(dāng)B物體向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，vB大小不變，θ變小，cosθ增大，所以v2增大，即vA向上做加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得 FT－mg＝ma 所以繩的拉力F1＝mg＋ma＞mg，選項(xiàng)A正確．,答案：A,32,4.(多選)河水的流速與離河岸的距離的變化關(guān)系如圖4－1－6甲所示，船在靜水中的速度與時(shí)間的關(guān)系如圖4－1－6乙所示，若要使船以最短時(shí)間渡河，則( ),33,A．船渡河的最短時(shí)間是100秒 B．船在行駛過程中，船頭始終與河岸垂直 C．船在河水中航行的軌跡是一條直線 D．船在河水中的最大速度是7米/秒,34,解析：根據(jù)甲圖可知河寬為300m，若要使船以最短時(shí)間渡河，船頭與河岸垂直，渡河時(shí)間為100s，故選項(xiàng)A、B正確；因?yàn)樗魉俣仁亲兓?，船在河中央時(shí)速度最大等于5m/s，所以船在河水中航行的軌跡是曲線，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．,答案：AB,35,