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时间:2018-12-24
《2015春季高中物理沪科版必修2:1.2 《研究平抛运动的规律》(一) 学案》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、学案2 研究平抛运动的规律(一)[学习目标定位]1.知道什么是运动的合成与分解,理解合运动与分运动等有关物理量之间的关系.2.会确定互成角度的两分运动的合运动的运动性质.3.会分析小船渡河问题.4.会分析绳、杆连接的关联物体的速度问题.一、运动合成与分解1.合运动与分运动:把物体的实际运动叫做合运动,而把组成合运动的两个或几个运动叫做分运动.2.运动的合成与分解:在研究比较复杂的运动时,通常把这个运动看作是由两个或几个比较简单的运动组成的,这就是运动的合成与分解.由分运动求合运动叫运动的合成,由合运动求分运动叫运动的分解.3.运动的合成与分解
2、的物理量:位移、速度、加速度等物理量.4.运动的合成与分解遵循的法则:平行四边形定则.二、船渡河的运动船在渡河过程中的运动是由两个分运动合成的:船的匀速运动和水流推动船沿河岸方向的匀速运动.一、运动的合成与分解1.合运动与分运动(1)如果物体同时参与了几个运动,那么物体实际发生的运动就是合运动,参与的几个运动就是分运动.(2)实际运动的位移、速度、加速度就是它的合位移、合速度、合加速度,而分运动的位移、速度、加速度是它的分位移、分速度、分加速度.2.合运动与分运动的关系(1)等时性:合运动与分运动经历的时间一定相等,即同时开始、同时进行、同时
3、停止.(2)独立性:一个物体同时参与几个分运动,分运动各自独立进行,互不影响.(3)等效性:合运动是由各分运动共同产生的总运动效果,合运动与各分运动的总运动效果可以相互替代.也就是说,合运动的位移s合、速度v合、加速度a合分别等于对应各分运动的位移s分、速度v分、加速度a分的矢量和.3.运动的合成与分解应遵循平行四边形定则.二、合运动运动性质的判断第8页共8页[问题设计] 如图1所示,竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水,内有一个红蜡块能在水中以速度v匀速上浮.红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时,使玻璃管由静止水平向右做匀加速运动,则蜡块的轨
4、迹可能是图中的哪条?图1答案 由平行四边形定则合成两方向上的初速度得,红蜡块的实际初速度竖直向上,再合成两方向上的加速度得合加速度水平向右,故合速度与合加速度不共线则小蜡块做曲线运动,且轨迹向水平向右的方向弯曲,所以蜡块的轨迹为曲线Q.[要点提炼]分析两个直线运动的合运动的运动性质时,应先根据平行四边形定则,求出合运动的合初速度v0和合加速度a,然后进行判断.1.判断是否做匀变速运动(1)若a=0时,物体沿合初速度v0的方向做匀速直线运动.(2)若a≠0且a恒定时,做匀变速运动.(3)若a≠0且a变化时,做非匀变速运动.2.判断轨迹的曲直(1
5、)若a与速度共线,则做直线运动.(2)若a与速度不共线,则做曲线运动.三、船渡河的运动[问题设计]已知某船在静水中的速率为v1=4m/s,现让船渡过某条河,假设这条河的两岸是理想的平行线,河宽为d=100m,河水的流动速度为v2=3m/s,方向与河岸平行.试分析:(1)欲使船以最短时间渡过河去,船的航向怎样?最短时间是多少?到达对岸的位置怎样?船发生的位移是多大?(2)欲使船渡河过程中的航行距离最短,船的航向又应怎样?渡河所用时间是多少?答案 (1)根据运动的独立性和等时性,当船在垂直河岸方向上的分速度v⊥最大时,渡河所用时间最短.设船头指向
6、上游且与上游河岸夹角为α,其合速度v与分运动速度v1、v2的矢量关系如图所示.河水流速v2平行于河岸,不影响渡河快慢,船在垂直河岸方向上的分速度v⊥=v1sinα,则船渡河所用时间为t=.第8页共8页显然,当sinα=1即α=90°时,v⊥最大,t最小,此时船身垂直于河岸,船头始终指向正对岸,但船实际的航向斜向下游,如图所示.渡河的最短时间tmin==s=25s船的位移为s=tmin=×25m=125m船渡过河时已在正对岸的下游A处,其顺水漂流的位移为x=v2tmin=3×25m=75m(2)由于v1>v2,故船的合速度与河岸垂直时,船的航行
7、距离最短.设此时船速v1的方向(船头的指向)斜向上游,且与河岸成θ角,如图所示,则cosθ==,θ=arccos.船的实际速度为:v合==m/s=m/s故渡河时间:t′==s=s[要点提炼]小船渡河问题一般有渡河时间最短和航程最短两类问题:图21.关于最短时间,可根据运动等时性原理由船对静水的分运动时间来求解(如图2),由于河宽一定,当船对静水速度v1垂直河岸时,垂直河岸方向的分速度最大,所以必有tmin=.2.关于最短航程,一般考察水流速度v2小于船对静水速度v1的情况较多(如图3),此种情况船的最短航程就等于河宽d,此时船头指向应与上游河
8、岸成θ角,且cosθ=;若v2>v1,第8页共8页则最短航程s=d,此时船头指向应与上游河岸成θ′角,且cosθ′=.图3四、关联物体速度的分解[问题设计] 如图4
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