运动的合成与分解
运动的合成与分解
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运动的合成与分解一、合运动与分运动1.合运动与分运动定义:如果物体同时参与了两种运动,那么物体实际发生的运动叫做那两种运动的合运动,那两种运动叫做这个实际运动的分运动。
2.在一个具体问题中判断哪个是合运动,哪个是分运动的关键是弄清物体实际发生的运动是哪个,则这个运动就是合运动。
物体实际发生的运动就是物体相对地面发生的运动,或者说是相对于地面上的观察者所发生的运动。
3.相互关系①运动的独立性:分运动之间是互不相干的,即各个分运动均按各自规律运动,彼此互不影响。
因此在研究某个分运动的时候,就可以不考虑其他的分运动,就像其他分运动不存在一样。
②运动的等时性:各个分运动及其合运动总是同时发生,同时结束,经历的时间相等;因此,若知道了某一分运动的时间,也就知道了其他分运动及合运动经历的时间;反之亦然。
③运动的等效性:各分运动叠加起来的效果与合运动相同。
④运动的相关性:分运动的性质决定合运动的性质和轨迹。
二、运动的合成和分解这是处理复杂运动的一种重要方法。
1.定义:已知分运动的情况求合运动的情况,叫做运动的合成。
已知合运动的情况求分运动的情况,叫做运动的分解。
2.实质(研究内容):运动是位置随时问的变化,通常用位移、速度、加速度等物理量描述。
所以,运动的合成与分解实质就是对描述运动的上述物理量的合成与分解。
3.定则:由于描述运动的位移、速度、加速度等物理量均是矢量,而矢量的合成与分解遵从“平行四边形定则”,所以运动的合成与分解也遵从“平行四边形定则”。
4.具体方法①作图法:选好标度,用一定长度的有向线段表示分运动或合运动的有关物理量,严格按照平行四边形定则画出平行四边形求解。
②计算法:先画出运动合成或分解的示意图,然后应用直角三角形等数学知识求解。
三、两个直线运动的合运动的性质和轨迹的判断方法1.根据平行四边形定则,求出合运动的初速度v0和加速度a后进行判断:①若a=0(分运动的加速度都为零),物体沿合初速度v0的方向做匀速直线运动。
运动合成与分解
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运动合成与分解运动的合成与分解是运动学中的两个重要概念,它们经常出现在物理、体育等学科中。
所谓“运动合成”,指的是两个或者多个运动的矢量相加,得到合成运动的矢量;而“运动分解”则是将一个运动的矢量分解成多个矢量的过程。
下面就来一步步阐述这两个概念。
一、运动合成运动合成是指,将两个或多个物体所做的运动进行矢量相加,得到一个合成运动的过程。
具体来说,假设物体A和物体B,在同一直线上做匀速直线运动,速度分别为v1和v2,方向分别为x轴正向和x轴负向。
那么,在相对静止的参考系内观察,这两个物体的合成运动的速度v将为v1-v2。
同理,如果A和B做的是具有夹角的运动,那么要通过三角函数来求出合成矢量的大小和方向。
我们假设物体A的速度矢量为v1,方向为θ1;物体B的速度矢量为v2,方向为θ2。
那么,它们的合成速度v可以表示为:v = (v1² + v2² + 2v1v2cos(θ2-θ1))⁽¹/²⁾其中cos(θ2-θ1)是两个速度方向之间的夹角余弦值。
可以看到,两个速度矢量的合成速度的大小是由它们的大小和夹角所决定的。
二、运动分解运动分解则是运动合成的逆过程。
它指的是将一个物体的运动分解成几个运动矢量的过程。
运动分解常用的方法是将原速度矢量分解成两个分量,一个平行于给定距离或线段的矢量,另一个垂直于该距离或线段的矢量。
这样,可以用简单的三角函数关系求出这两个分量。
为了更好地理解运动分解的概念,假设在平面直角坐标系下,有一个物体沿着一条线运动,速度矢量为V,该直线的夹角为α。
我们可以将V分解成沿着该线的速度矢量Vp和垂直该线的速度矢量Vv,分别为:Vp = VcosαVv = Vsinα其中,cosα和sinα为速度方向与线夹角的余弦值和正弦值。
可以看到,这两个矢量的合成就是原始的速度矢量。
总结:综上所述,运动合成与分解是运动学中非常重要的概念。
它们被广泛应用于动力学、物理、机械工程和生物力学等领域中。
《运动的合成与分解》 知识清单
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《运动的合成与分解》知识清单一、运动的合成与分解的基本概念1、合运动与分运动一个物体实际发生的运动叫做合运动,而把这个物体实际运动看作同时参与了几个运动,这几个运动就叫做分运动。
2、运动的合成已知分运动求合运动的过程叫做运动的合成。
3、运动的分解已知合运动求分运动的过程叫做运动的分解。
二、运动的合成与分解的遵循原则1、独立性原则一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,互不影响。
例如,一个人在水平方向上匀速跑步,同时在竖直方向上自由落体,水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动相互独立,互不干扰。
2、等时性原则合运动和分运动经历的时间相等。
比如,小船渡河问题中,小船在水流作用下的运动和船头指向的运动同时开始,同时结束。
3、等效性原则各分运动的合成效果与合运动的效果相同。
就像一个力的分解,几个分力共同作用的效果和原来这个力的作用效果是一样的。
三、运动的合成与分解的方法1、平行四边形定则这是运动合成与分解的基本方法。
以两个分运动为邻边作平行四边形,那么对角线就表示合运动。
假如一个物体同时有水平向右的速度 v1 和竖直向上的速度 v2,那么合速度的大小和方向就可以通过平行四边形定则来确定。
2、正交分解法当分运动较多或者较复杂时,可以建立直角坐标系,将分运动在坐标轴上进行分解,然后再合成。
例如,一个抛体运动,可以将其速度和位移分别在水平和竖直方向上进行正交分解,然后分别研究两个方向上的运动规律。
四、常见的运动合成与分解的实例1、小船渡河问题(1)最短时间渡河当船头垂直于河岸时,渡河时间最短,t = d/v 船(d 为河宽,v 船为船在静水中的速度)。
(2)最短位移渡河分两种情况。
当 v 船> v 水时,合速度垂直于河岸时,渡河位移最短,为河宽 d;当 v 船< v 水时,合速度不可能垂直于河岸,此时以 v 水的末端为圆心,以 v 船的大小为半径画圆,当合速度方向与圆相切时,渡河位移最短,最短位移为 x = d×v 水/v 船。
专题一 运动的合成与分解(共17张PPT)
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船
d sin v船 tan 位移方向: v水
渡河位移:x
小船渡河问题
2、渡河位移最短 ① v船>v水 小船垂直河岸过河位移最短,最短位移为d; 若小船要垂直于河岸过河,应将船头偏向上 游,如图所示。 d t 渡河时间: v sin
x
PART TWO
2
小船渡河问题
小船渡河问题
分析思路:河水有一定流速
小 船 合的 运实 动际 ︓运 动 运 动 的 分 解 分运动1:船随水 漂流的运动 水流的速度v水 运 动 的 合 成 船 相 对 速于 度岸 的 实 际
分运动2:船相对 于静水滑行的运动
船在静水中的 滑行速度v船
小船渡河问题
专题一
运动的合成 与分解
力 的 合 成 与 分 解
一个力作用的效果跟几个力共同作用的效果 相同,这个力叫做那几个力的合力。那几个 力叫做这个力的分力。 力是矢量,矢量的合成与分解遵循平行四边 形定则或三角形定则。 F F1
F2
F1
F
O
O
F2
PART ONE
1
合运动与分运动
合运动与分运动
如果物体同时参与 O 了几个运动,那么 物体实际发生的运 动就叫做那几个运 y 动的合运动,那几 个运动叫做这个实 际运动的分运动。
x
x/m
l
v x A
vy
y/m
v
合运动与分运动
l
x/m 我们所说的合运动是指 O 速度、位移、加速度都 物体的实际运动,物体 是矢量,对它们进行合 实际运动的位移、速度、 成与分解时可运用平行 加速度分别称为合位移、 四边形定则或三角形定 y 则。 v x 合速度、合加速度,物 A 体分运动的位移、速度、 加速度分别称为分位移、 v v y 分速度、分加速度。 y/m
运动的合成和分解
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解:1、当船头指向斜上游,与岸夹角为Ѳ时,合 运动垂直河岸,航程最短,数值等于河宽100米。 则cos Ѳ =
v1 v2 3 4
合速度: v 2 v 2 4 2 3 2 m 7 m v 2 1 s s
过河时间:t
d v
100 7
s
100 7
7
例1:一艘小船在100m宽的河中横渡 到对岸,已知水流速度是3m/s,小 船在静水中的速度是4m/s,求: (2)欲使船渡河时间最短,船应 该怎样渡河?最短时间是多少?船 经过的位移多大?
• 如果: 1、在船头始终垂直对岸的情况下,在行驶
到河中间时,水流速度突然增大,过河时 间如何变化?
答案:不变
2、为了垂直到达河对岸,在行驶到河中间 时,水流速度突然增大,过河时间如何变 化?
答案:变长
“绳+物”问题 【问题综述】 此类问题的关键是: 1.准确判断谁是合运动,谁是分运动;实际运动是合运动
vB
v B sin
v P x a v B a c tg v A
在竖直方向上:
v Py vA l al l
x al sin
y l al cos
消去θ
x
2
2 2
y
2 2
a l
l al
1
v Py 1 a v A
相对运动 【问题综述】 此类问题的关键是:
1.准确判断谁是合运动,谁是分运动;实际运动是合运动
2.根据运动效果寻找分运动; 3.根据运动效果认真做好运动矢量图,是解题的关键。 4.解题时经常用到的矢量关系式:
v 绝对 v 相对 v牵连
运动的合成与分解课件PPT课件
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在实验过程中,应控制误差范围,避免因误差过 大导致实验结果不准确。
进行重复实验
为了验证实验结果的可靠性,可以进行重复实验, 并对结果进行比较和分析。
效率考虑
选择合适的实验方法
在合成与分解过程中,应选择合适的实验方法,以提高实验效率。
优化实验流程
通过优化实验流程,可以缩短实验时间、提高实验效率。
臂、手腕发力等几个子动作。
跳高动作
跳高运动员起跳过杆时,可以将 整个跳高动作分解为助跑、起跳、
翻滚、落地等几个子动作。
游泳动作
游泳运动员在水中划水前进时, 可以将整个游泳动作分解为手臂 划水、腿部踢水等几个子动作。
03
合成与分解的应用
在日常生活中的应用
驾驶汽车
在驾驶汽车时,需要将油门、刹 车、方向盘等动作进行分解,然 后通过协调这些动作来控制汽车
物理实验
在物理实验中,经常需要进行运动的合成与分解,例如速度、加速 度、位移等物理量的合成与分解。
生物实验
在生物实验中,经常需要进行细胞的合成与分解,例如细胞分裂、 细胞死亡等。
在工业生产中的应用
1 2
机械制造
在机械制造中,需要对各个零部件进行分解,然 后按照设计好的方案进行组合,最终制造出合格 的机械产品。
分解运动的方法
按照运动方向分解
按照运动形式分解
将一个复杂运动分解为两个或多个沿 不同方向的简单运动。
将一个复杂运动分解为两个或多个不 同形式的简单运动,如平动、转动等。
按照运动轨迹分解
将一个复杂运动分解为两个或多个沿 不同轨迹的简单运动。
分解运动的实例
投篮动作
篮球运动员投篮时,可以将整个 投篮动作分解为持球、举球、伸
运动的合成和分解位移速度
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假设有一个飞机在飞行过程中同时进行水平和垂直运动,且已知飞机的总速度和总位移。根据位移速 度的分解原理,可以将飞机的总速度分解为水平方向上的分速度和垂直方向上的分速度。通过分解, 可以更好地理解飞机在水平和垂直方向上的运动情况。
THANKS
感谢观看
体育运动的技术分析
将复杂的体育运动技术分解为若干个基本的动作要领,有助于提高 运动员的技术水平。
03
CATALOGUE
位移速度的合成与分解
位移速度的合成
总结词
位移速度合成是指将两个或多个分速度合成一个总速度的过 程。
详细描述
在物理学中,位移速度的合成遵循平行四边形法则,即两个 分速度可以合成一个总速度。总速度的大小和方向可以通过 分速度的大小和方向以及它们之间的夹角计算得出。
运动的合成和分解
目 录
• 运动的合成 • 运动的分解 • 位移速度的合成与分解 • 运动的合成与分解的实例分析
01
CATALOGUE
运动的合成
合成的基本概念
运动的合成是指将两个或多个 简单运动合成为一个复杂运动 的描述过程。
合成的基本原则是平行四边形 法则,即两个矢量(速度和力 )按照平行四边形的边长和角 度进行合成。
详细描述
在航空航天领域,飞行员需要根据风速和飞机自身的速度进行速度合成与分解,以准确 判断飞行方向和位置;在航海领域,船长需要了解风速、水流速度、船速等参数,通过 速度合成与分解来制定航行计划;在车辆运动领域,驾驶员需要考虑道路状况、车速、
车辆加速度等参数,通过速度合成与分解来控制车辆运动轨迹。
04
合成运动的分析有助于理解物 体在复杂环境中的运动规律, 为实际应用提供理论支持。
合成的方法
运动的合成与分解
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一.运动的合成与分解质点在实际运动过程中,可以看做物体同时参与了几个运动,这几个运动就是物体实际运动的分运动。
物体的实际运动(合运动)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、加速度就是它的分位移、分速度、分加速度。
1.运动的合成:由已知的分运动求其合运动叫运动的合成。
运动的分解:已知合运动求分运动叫运动的分解.描述运动的物理量如位移、速度、加速度都是矢量,运动的合成与分解应遵循矢量运算的法则:(1)如果分运动都在同一条直线上,需选取正方向,与正方向相同的量取正,相反的量取负,矢量运算简化为代数运算.(2)如果分运动互成角度,运动合成或分解要遵循平行四边形定则.注意:合运动的性质和轨迹取决于分运动的情况:①两个匀速直线运动的合运动仍为匀速直线运动②一个匀速运动和一个匀变速运动的合运动是匀变速运动。
讨论:二者共线时,为匀变速直线运动,二者不共线时,为匀变速曲线运动。
③两个匀变速直线运动的合运动为匀变速运动,当合初速度与合加速度共线时为匀变速直线运动,不共线时为匀变速曲线运动。
2.合运动与分运动的特征:(1) 等时性:合运动所需时间和对应的每个分运动所需时间相等.(2) 独立性:一个物体可以同时参与几个不同的分运动,各个分运动独立进行,互不影响.(3) 等效性:合运动和分运动是等效替代关系,不能并存;(4) 矢量性:加速度、速度、位移都是矢量,其合成和分解遵循平行四边形定则。
3.几种常见的速度分解(1)绳端速度的分解:绳子末端运动时,如果实际速度方向不沿着绳子,则绳端速度可以正交分解为沿着绳子和垂直于绳子的两个分速度。
且由于绳子不可伸长,沿着绳子方向的两个分速度相等。
例1.试解决以下问题:绳子左端水平向左匀速运动,求此时物体运动速度vB求物体B下落的速度A求物体A、B的速度大小之比例2.如右图,A 、B 速度大小关系如何变化?B 在什么位置时A 速度为零?(2)应用运动的合成与分解求解面接触物体的速度问题求相互接触物体的速度关联问题时,首先要明确两接触物体的速度,分析弹力的方向,然后将两物体的速度分别沿弹力的方向和垂直于弹力的方向进行分解,令两物体沿弹力方向的速度相等即可求出。
运动的合成与分解
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v
运动的合成与分解专题
例:一条河宽500m,水流速度是3m/s,小船在静 水中的速度是5m/s,求
(1)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?
(2)最短位移渡河的时间是多少? 最短渡河的位移 是多少?
【例题】一船准备渡河,已知水流速度为v2=1m/s,船在静水 中的航速为v1=2m/s,则: ①要使船能够垂直地渡过河去,那么应向何方划船? ②要使船能在最短时间内渡河,应向何方划船?
解析: 合速度与分速度之间的关系满足平行四边形定则,它的大小可
以比分速度大或小或相等,A不正确;两个分运动的时间一定与它们合
山 东
运动的时间相等,B正确;平抛运动是曲线运动,而它的两个分运动分
金 太
别是匀速直线运动和自由落体运动,C不正确;当两个匀变速直线运动 阳 书
的合速度方向与合加速度方向不在同一直线上时,合运动是曲线运动, 业
v
a1
a
a2
v2
加速曲线运动
点评: 运动的合成
1.两互成角度的匀速直线运动的合成
(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线 运动的合成 (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直 线运动的合成
(匀变速直线运动或匀变速曲线运动)
4.一个匀速直线运动和一个匀加速直线运 动的合成
d
v水
结论: 欲使船渡河时间最短,船头的方向
应该垂直于河岸。
t最短=
d v船
解1:当船头垂直河岸时, 所用时间最短
最短时间 tmin
d v2
100 4
s
25 s
此时合速度
v
v12 v22
运动的合成与分解
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五、绳子末端的速度分解
绳以恒定速率v沿水平方向通过定滑轮牵引小船靠岸, 当纤绳与水面夹角为θ 时,船靠岸的速度是 若使船匀速靠岸,则纤绳的速度是 。 (填:匀速、加速、减速)
,
v
v'
【答案】
v v' cos
加速
【例题】如图所示,汽车沿水平路面以恒定速度v前进, 则当拉绳与水平方向成θ 角时,被吊起的物体M的速度 为vM= 。
2、过河位移最短(v船小于v水)
v水
v船
θ θ
v水
v2 cos v
结论:当v船< v水时,最短航程不等于河宽d。
船头指向与上游河岸成θ:
• 如果: • 1、在船头始终垂直对岸的情况下,在行 驶到河中间时,水流速度突然增大,过河 时间如何变化?
答案:不变
• 2、为了垂直到达河对岸,在行驶到河中 间时,水流速度突然增大,过河时间如何 变化?
运 动 的 合 成 分 解
菏泽一中 李辉
力的分解与合成
F2 F sin
F2
求解一下两个分力
F
F1 F cos
F1
θ
运动的分解与合成
vy
v
vx
演示塔吊、蜡块、水平木板上的物体
遵循平行四边形定则
一、运动分解与合成的基本概念
1、合运动:物体相对地面的实际运动 2、分运动:物体同时参与的两个运动 3、运动的合成:已知分运动,求解合运动的过程 4、运动的分解:已知合运动,求解分运动的过程
3、两互成角度初速不为零的匀加速直线运动的合成
(匀变速直线运动或匀变速曲线运动)
4、一个匀速直线运动和一个匀加速直线运动的合成
(匀变速直线运动或匀变速曲线运动)
《运动的合成与分解》教案
![《运动的合成与分解》教案](https://img.taocdn.com/s3/m/e5efc21232687e21af45b307e87101f69e31fba4.png)
《运动的合成与分解》教案第一章:引言1.1 教学目标让学生理解运动的概念让学生了解运动的合成与分解的意义1.2 教学内容运动的定义与分类运动的合成与分解的概念1.3 教学方法讲授法互动讨论法1.4 教学步骤引入运动的概念,引导学生思考运动的分类讲解运动的合成与分解的概念,通过示例让学生理解运动的合成与分解第二章:运动的合成2.1 教学目标让学生掌握运动的合成的方法让学生能够运用运动的合成解决实际问题2.2 教学内容运动的合成的原理运动的合成的方法与步骤2.3 教学方法讲授法互动讨论法2.4 教学步骤讲解运动的合成的原理,引导学生理解运动的合成的意义讲解运动的合成的方法与步骤,通过示例让学生掌握运动的合成的方法第三章:运动的分解3.1 教学目标让学生掌握运动的分解的方法让学生能够运用运动的分解解决实际问题3.2 教学内容运动的分解的原理运动的分解的方法与步骤3.3 教学方法讲授法互动讨论法3.4 教学步骤讲解运动的分解的原理,引导学生理解运动的分解的意义讲解运动的分解的方法与步骤,通过示例让学生掌握运动的分解的方法第四章:运动的合成与分解的应用4.1 教学目标让学生能够运用运动的合成与分解解决实际问题让学生理解运动的合成与分解在生活中的应用4.2 教学内容运动的合成与分解在生活中的应用实例4.3 教学方法讲授法互动讨论法4.4 教学步骤讲解运动的合成与分解在生活中的应用实例,引导学生理解运动的合成与分解的实际意义让学生分组讨论,每组选择一个实例,运用运动的合成与分解的方法解决实例中的问题,并展示解题过程与结果5.1 教学目标让学生了解运动的合成与分解的拓展知识5.2 教学内容运动的合成与分解的拓展知识介绍5.3 教学方法讲授法互动讨论法5.4 教学步骤介绍运动的合成与分解的拓展知识,激发学生的学习兴趣第六章:运动的合成案例分析6.1 教学目标让学生通过案例分析,深化对运动合成方法的理解。
培养学生解决实际问题的能力。
运动的合成与分解的概念
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运动的合成与分解的概念
运动的合成与分解的概念如下:
1. 运动的合成:从已知的分运动来求合运动,叫做运动的合成。
包括位移、速度和加速度的合成,由于它们都是矢量,所以遵循平行四边形定则。
重点在于判断合运动和分运动,一般地,物体的实际运动就是合运动。
2. 运动的分解:求一个已知运动的分运动,叫运动的分解。
解题时应按实际效果分解,或正交分解。
合运动与分运动之间具有以下关系:
1. 等效性:合运动与分运动在效果上等同,也就是说,一个物体在实际运动中受到的合外力与其分力相同。
2. 等时性:合运动与分运动所用的时间相同。
这意味着,无论我们将物体的运动分解为多少个分运动,它们所花费的时间总和与物体实际运动所花费的时间相同。
3.独立性:合运动与分运动之间相互独立,互不干扰。
这意味着,物体在合运动过程中,各个分运动可以分别进行,而不会受到其他分运动的影响。
4.矢量性:合运动与分运动都是矢量,因此在合成和分解过程中需要遵循平行四边形定则。
物体的运动性质由加速度决定,而运动轨迹(直线还是曲线)则由物体的速度和加速度的方向关系决定。
例如,当物体的速度和加速度方向相同时,物体将沿直线运动;而当它们的方向不同时,物体将沿曲线运动。
掌握运动的合成与分解对于理解物体的运动规律至关重要。
通过学习这些概念,我们可以更好地分析物体的运动状态,并运用数学方法求解相关问题。
然而,要全面了解运动的合成与分解,还需查阅相关资料或咨询专业人士以获取更准确、更详细的信息。
希望本文能为大家提供一定的帮助。
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6.2 运动的合成与分解
学习目标:
1.在一个具体问题中知道什么是合运动,什么是分运动,知道合运动和分运动是同时发生的,并且不互相影响。
2.理解运动的合成和分解,掌握运动的合成和分解所遵循的平行四边形定则。
3.会用作图法和直角三角形知识解决有关位移、速度和加速度的台成、分解问题。
4.会用运动合成和分解的方法解决一些具体问题。
学习重点: 运动的合成和分解。
学习难点: 小船过河问题和绳端速度问题的研究。
主要容:
一、合运动与分运动
1.合运动与分运动定义:如果物体同时参与了两种运动,那么物体实际发生的运动叫做那两种运动的合运动,那两种运动叫做这个实际运动的分运动。
2.在一个具体问题中判断哪个是合运动,哪个是分运动的关键是弄清物体实际发生的运动是哪个,则这个运动就是合运动。
物体实际发生的运动就是物体相对地面发生的运动,或者说是
相对于地面上的观察者所发生的运动。
3.相互关系
①运动的独立性:分运动之间是互不相干的,即各个分运动均按各自规律运动,彼此互不影响。
因此在研究某个分运动的时候,就可以不考虑其他的分运动,就像其他分运动不存在一样。
②运动的等时性:各个分运动及其合运动总是同时发生,同时结束,经历的时间相等;因此,
若知道了某一分运动的时间,也就知道了其他分运动及合运动经历的时间;反之亦然。
③运动的等效性:各分运动叠加起来的效果与合运动相同。
④运动的相关性:分运动的性质决定合运动的性质和轨迹。
二、运动的合成和分解
这是处理复杂运动的一种重要方法。
1.定义:已知分运动的情况求合运动的情况,叫做运动的合成。
已知合运动的情况求分运动的情况,叫做运动的分解。
2.实质(研究容):运动是位置随时问的变化,通常用位移、速度、加速度等物理量描述。
所以,运动的合成与分解实质就是对描述运动的上述物理量的合成与分解。
3.定则:由于描述运动的位移、速度、加速度等物理量均是矢量,而矢量的合成与分解遵从“平行四边形定则”,所以运动的合成与分解也遵从“平行四边形定则”。
4.具体方法
①作图法:选好标度,用一定长度的有向线段表示分运动或合运动的有关物理量,严格按照平
行四边形定则画出平行四边形求解。
②计算法:先画出运动合成或分解的示意图,然后应用直角三角形等数学知识求解。
5.对于描述机械运动的几个物理量来说,位移是一个纯空间量,速度和加速度则反映了时间与空间的关系.应该注意的是:在实施运动的合成与分解时,只是借助于“平行四边形定剥”,将描述运动的上述物理量中所反映的空间部分进行了合成与分解,而对于上述物理量中所包含的时间因素都无法进行合成和分解。
这是时空的基本特性所决定的(时间是一维的,空间是三维的)。
同时这也是分运动和合运动具备着同时性特征的基础。
三、两个直线运动的合运动的性质和轨迹的判断方法
1.根据平行四边形定则,求出合运动的初速度v0和加速度a后进行判断:
①若a=O(分运动的加速度都为零),物体沿合初速度v0的方向做匀速直线运动。
②若a≠O且a与v0的方向在同一直线上,物体就做直线运动;a与v0同向时做加速直线运动;
a与v0反向时先做减速运动,当速度减为零后将沿a的方向做加速运动;a恒定时,物体做匀变速直线运动。
③若a与v0的方向不在同一直线上,则合运动是曲线运动,a恒定时,是匀变速曲线运动。
2.合运动的性质和轨迹由分运动的性质决定。
分别研究下列几种情况下的合运动的性质和轨迹
①两个匀速直线运动的合运动:
②相互垂直的匀速直线运动和匀变速直线运动的合运动:
③两个匀变速直线运动的合运动:
【例一】关于运动合成的下列说法中正确的是()
A.合速度的大小一定比每个分速度的大小都大。
B.合运动的时间等于两个分运动经历的时间。
C.两个匀速直线运动的合运动一定也是匀速直线运动。
D.只要两个分运动是直线运动,合运动一定也是直线运动。
【例二】两个互成角度为θ(0°<θ<180°)的初速不为零的匀加速直线运动,其合运动可能是( ) A.匀变速曲线运动B.匀变速直线运动
C.非匀变速曲线运动D.非匀变速直线运动
四、关于对“小船过河”问题的研究
【例三】河宽L=100 m,河中的水流速度为u=4 m/s,现有一相对于静水速度为5 m/s的摩托艇渡河。
(1)渡河的最短时间是多少?渡河的最短位移是多少?
(2)若船速为v:3 m/s,渡河的最短时间和最短位移又是多少?
(3)要使摩托艇到达出发点下游20 m的对岸,则船速不得小于多少?
五、关于对“绳端速度分解”问题的研究
【例四】如图所示,通过定滑轮用恒定速率V拉船靠岸,试问:(1)当绳与水平方向成a角时,船的靠岸速度为多大?(2)船在靠岸过程中做的是加速运动还是减速运动?
课堂训练:
1.下列说确的是( )
A.两匀速直线运动的合运动的轨迹必是直线
B.两匀变速直线运动的合运动的轨迹必是直线
C.一个匀变速直线运动和一个匀速直线运动的合运动的轨迹一定是曲线
D.两个初速度为零的匀变速直线运动的合运动的轨迹一定是直线
2.一船在静水中的速率为3 m/s,要横渡宽为30m、水的流速为4 m/s的河流,下述说法中正确的是( )
A.此船不可能垂直到达正对岸B.此船不可能渡过此河
C.船相对地的速度一定是5 m/s D.此船过河的最短时闻为6 s
3.雨滴由静止开始下落,遇到水平方向吹来的风,下述说法中正确的是( )
A.风速越大,雨滴下落时间将越长B.风速越大,雨滴着地时速度越大
C.雨滴下落时间与风速无关D.雨滴着地速度与风速无关
4.汽船顺流从甲地到乙地,历时3h,返回时需6h,如汽船关闭发动机顺流从甲地漂到乙地,则所需时间为( )
A.3h B.6h C.9h D.12h
课后作业:
l.游泳运动员以恒定的速率垂直河岸横渡,当水速突然增大时,对运动员横渡经历的路程、时间发生的影响是()
A.路程增加、时间增加B.路程增加、时间缩短
C.路程增加、时间不变D.路程、时间均与水速无关
2.河宽420 m,船在静水中速度为4 m/s,水流速度是3 m/s,则船过河的最短时间为()A.140s B.105s C.84s D.607s
3.某人站在匀速运行的自动扶梯上,经过时间t1恰好到达楼上。
若自动扶梯停止运动,此人沿梯上行,则需经时间t2到达楼上。
如果自动扶梯正常运行,人仍保持原来的步伐沿梯而上,则到达楼上的时间为( )
A.t1+t2 B.t1-t2 C.(t1+t2)/2D.(t1-t2)/2 E.
t t
1
2 4.关于互成角度(不为零度和180°)的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动,下列说确的是()
A.一定是直线运动B.一定是曲线运动
C.可能是直线,也可能是曲线运动D.以上答案都不对
5.一条小船保持对水恒定的速度过河。
若船头垂直河岸划行,经lOmin到达正对岸下游120m处;若船头指向与上游河岸成θ角划行,经12.5min到达正对岸,则水速u=?θ=?船对水的速度v=?河宽l=?
6.一条河的水速为v,—艘船要沿着与河岸成30度角的方向线到达对岸下游某处,则船
速至少为多少?
7.为测定一艘新建轮船盼速度,安排该船沿测量线AB来回航行一次(如图)。
当船从A驶向B时,航向与测量线AB成a角,恰能保证轮船沿着测量线航行,航行时间为t1。
从B驶向A时,仍保证船沿着测量线航行,航行时间为t2。
若测得航线AB长为s,则船速为多少?
8.无风天下雨,雨滴落地速度v1=4m/s,水平行驶的小车速度为v2=3m/s,求雨滴相对小车的速度。
9.如图所示,小船以速度v行驶,拉车运动,当细绳与水平方向夹角为θ时,车的速度为多大?
10.如图所示,A物块以速度v沿竖直杆匀速下滑,经细绳通过定滑轮拉动物体B在水平方向上运动。
当细绳与水平面成夹角为θ时,求物体B运动的速度。
11.如图所示,一辆汽车由绳子通过滑轮提升一重物,若汽车通过B 点时的速度为v B,绳子跟水平方向的夹角为a,问此时被提升的重物的速度为多大?
12.一辆汽车尾部敞开,顶篷只盖到A处,如图所示,乘客可坐到尾部B处,AB边线与水平方向成θ=30°。
汽车在平直公路上冒雨行驶,当车速为61km/h时,C点刚好不被雨淋到。
当汽车停下时,乘客感到雨滴从车后方飞来,与竖直方向成37°角。
问车速多大时,B点刚好不被雨淋到。