飛鏢運(yùn)動是一項非常有趣的運(yùn)動。在一次飛鏢比賽中，一位同學(xué)沿水平方向正對飛鏢盤的靶心投出飛鏢，飛鏢能命中靶心嗎?從物理學(xué)的角度看，怎樣才能投得更準(zhǔn)?
在田徑運(yùn)動會上，運(yùn)動員投擲標(biāo)槍、鉛球、鐵餅，都會非常注意投擲的角度。如果要參加學(xué)校田徑運(yùn)動會的投擲比賽，你知道怎樣才能投擲得更遠(yuǎn)嗎?除了力度外，為何還與投擲角度有關(guān)?
投出的飛鏢、擲出的標(biāo)槍的運(yùn)動均屬于曲線運(yùn)動。曲線運(yùn)動有怎樣的規(guī)律?如何探究曲線運(yùn)動的特點(diǎn)?本章將從運(yùn)動的合成與分解入手，學(xué)習(xí)平拋運(yùn)動等內(nèi)容。
我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了研究某些直線運(yùn)動的方法，如果物體的運(yùn)動是較為復(fù)雜的曲線運(yùn)動，該如何分析呢?本節(jié)將學(xué)習(xí)利用運(yùn)動的合成與分解的思想，分析和解決曲線運(yùn)動的相關(guān)問題。
自然界中物體的運(yùn)動通常十分復(fù)雜。為了便于研究，可根據(jù)研究的問題，將運(yùn)動簡化為直線運(yùn)動和曲線運(yùn)動。
下落的蘋果、豎直向上拋出的石子、沿平直公路行駛的汽車，其運(yùn)動軌跡都可視為直線，這種軌跡為直線的運(yùn)動稱為直線運(yùn)動。
水平扔出的飛鏢、繞地球運(yùn)動的衛(wèi)星 (圖 2－1)，其運(yùn)動軌跡都是曲線，這種軌跡為曲線的運(yùn)動稱為曲線運(yùn)動 (curvilinear mtin ) 。
物體在什么情況下做曲線運(yùn)動呢?
鋼珠在磁鐵吸引下的運(yùn)動
首先推動鋼珠，讓鋼珠在水平桌面上做直線運(yùn)動，觀察其運(yùn)動軌跡。然后在其運(yùn)動軌跡旁放一塊磁鐵(圖 2－2)，再次推動鋼珠，觀察其運(yùn)動軌跡。解釋觀察到的現(xiàn)象。
當(dāng)物體所受合力的方向跟它的速度方向在同一直線上時，由牛頓第二定律可知，加速度方向與速度方向在一條直線上，物體做直線運(yùn)動。當(dāng)物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運(yùn)動。
鋼珠第一次滾動時受到的阻力與速度方向相反，做減速直線運(yùn)動。鋼珠第二次滾動時受到阻力和磁鐵的吸引力，所受合力的方向與速度方向不在同一直線上，做曲線運(yùn)動。水平扔出的飛鏢、噴泉口傾斜噴出的水柱，因為所受重力的方向與速度的方向不在同一直線上，所以都做曲線運(yùn)動。
速度是矢量，它既有大小，又有方向。做曲線運(yùn)動的物體在某一點(diǎn)的速度方向，為沿曲線在該點(diǎn)的切線方向。曲線運(yùn)動中速度的方向時刻在變化，因此曲線運(yùn)動是變速運(yùn)動。
沿曲線在該點(diǎn)切線的方向
用筆畫一條直線，你會發(fā)現(xiàn)，筆尖運(yùn)動方向保持不變(圖2 －3)；
再用筆畫一條曲線觀察筆尖運(yùn)動，你會發(fā)現(xiàn)，筆尖運(yùn)動方向不斷改變 (圖2－4)。
在圖 2－4中，根據(jù)平均速度的定義，筆尖經(jīng)時間 t 沿曲線從 A 點(diǎn)運(yùn)動到 B 點(diǎn)，平均速度的方向與位移 AB 的方向相同。t 越短，平均速度越接近A 點(diǎn)的瞬時速度，其方向越接近 A 點(diǎn)的切線方向。因此，物體在某點(diǎn)的速度方向，就是沿曲線在該點(diǎn)的切線方向。
生活中運(yùn)動的合成與分解
運(yùn)動的合成與分解是處理復(fù)雜運(yùn)動的基本方法。
如果一個物體同時參與了幾個運(yùn)動那么物體實際發(fā)生的運(yùn)動就是這幾個運(yùn)動的合運(yùn)動，這幾個運(yùn)動就是物體實際運(yùn)動的分運(yùn)動。對于復(fù)雜運(yùn)動，可將其分解為幾個簡單的直線運(yùn)動，再運(yùn)用直線運(yùn)動規(guī)律分別進(jìn)行研究。
下面我們通過竹筏過小河的運(yùn)動，來具體探討運(yùn)動的合成與分解問題。
如圖 2－5 所示，假設(shè)當(dāng)竹筱始終垂直于河對岸勻速劃動時，它會從小河 A 處速運(yùn)動到河對岸的 B 處，位移為 s，速度為 v。若河水不流動，竹筏在靜水中沿 AB′ 方向劃動，經(jīng)過時間 t，竹筱從 A 點(diǎn)速運(yùn)動到 B′ 點(diǎn)，這個分運(yùn)動的位移為 s1，速度為 v1 。
若竹筱沒有劃動，河水使竹筱從 A 點(diǎn)勻速運(yùn)動到 A′ 點(diǎn)，這個分運(yùn)動的位移為 s2，速度為 v2，時間仍為 t。竹筱在流動的河水中劃動時，經(jīng)過相同時間 t，竹筱從 A 點(diǎn)運(yùn)動到 B 點(diǎn)，這就是上述兩個分運(yùn)動的合運(yùn)動。
運(yùn)動的合成與分解通常需要對描述運(yùn)動的物理量如位移、速度、加速度進(jìn)行合成與分解，遵從矢量運(yùn)算法則。如上所述，竹筱過小河時，設(shè)竹筱在 AB′ 方向是勻速劃動的，河水在 AA′ 方向是勻速流動的，竹筱的兩個分運(yùn)動的速度都是恒定的，所以合運(yùn)動也是勻速直線運(yùn)動，其位移、速度的矢量合成圖，分別如圖 2－6、圖 2－7 所示。
由于兩分運(yùn)動的方向相互垂直，對應(yīng)的位移大小和速度大小為：
在圖 2－5 所示竹筏過小河的運(yùn)動中，如果河水的流動保持勻速直線運(yùn)動，但竹筏在靜水中的運(yùn)動為勻加速直線運(yùn)動，請嘗試在圖中用粗略描點(diǎn)的方法，畫出這種情況下竹筏的實際運(yùn)動軌跡，看看其合運(yùn)動是否為直線運(yùn)動，并與同學(xué)交流。
跳傘員打開降落傘下落一段時間后的運(yùn)動可近似視為勻速下落。若無風(fēng)，跳傘員著地的速度約為 5 m/s，方向豎直向下；若有風(fēng)，且風(fēng)速大小為 4 m/s，方向水平向東，假設(shè)跳傘員在水平方向的速度與風(fēng)速相等，落地時在豎直方向的速度與水平風(fēng)速無關(guān)，則跳傘員著地的速度將是多大?速度的方向怎樣?
分析有風(fēng)時跳傘員實際的運(yùn)動是豎直下落的運(yùn)動和水平方向的運(yùn)動的合運(yùn)動?？赏ㄟ^平行四邊形定則求解。
解跳傘員在有風(fēng)時著地的速度 v地，為降落傘無風(fēng)時勻速下降的速度 v傘 和風(fēng)速 v風(fēng)的合速度，如圖 2－8所示。由勾股定理求得：
討論風(fēng)變大時，跳傘員水平方向的速度將變大，那么其落地的速度將會怎樣改變?
如圖2－9所示，一條小船位于寬 200 m的河的正中間A 點(diǎn)處，下游 150m 處有一危險區(qū)，已知小船在靜水中的最大速度為 3 m/s，水流速度為 4 m/s。為了使小船避開危險區(qū)安全到達(dá)河岸，船員立刻使船頭正對河岸奮力劃船，小船能安全到達(dá)河岸嗎?
1. 設(shè)空中的雨滴從靜止開始下落，遇到水平方向吹來的風(fēng)。請分析風(fēng)速對雨滴下落時間和著地速度的影響。
2. 下列說法正確的是 ( )A. 物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動B. 物體在變力作用下一定做曲線運(yùn)動C. 物體的速度方向與合力方向不在同一條直線上時，物體一定做曲線運(yùn)動D. 做曲線運(yùn)動的物體所受合力的方向一定是變化的
3. 如圖所示，炮筒與水平方向的夾角為 60°，炮彈從炮筒射出時速度的大小為 800 m/s。求炮彈射出時在豎直方向和水平方向的分速度大小。
4. 如圖所示，汽艇在靜水中的航行速度是 12 km/h。若它在流速為 3 km/h 的河水中航行，當(dāng)船頭與河岸垂直時，求合速度的大小和方向。
解：設(shè) v1＝3km/h，v2＝12km/h，如圖
5. 在雪地軍事演習(xí)中，已知子彈射出時的速度是 500 m/s，射擊者坐在以 10 m/s 的速度向正東方向行駛的雪橇上，要射中位于他正北方的靶子，必須向什么方向射擊? (結(jié)果可用三角函數(shù)表示 )
解：子彈參與兩個分運(yùn)動，相對槍管以 v1＝500m/s 的速度沿著槍管的方向射出的同時隨著雪棒以 v2＝10m/s 的速度向正東方向運(yùn)動，而合速度要向正北方向，如圖所示：
6. 某趣味物理實驗中，在水平桌面上從桌子的一個角 A 向 B 發(fā)射一個乒乓球，一同學(xué)在桌邊試著用一支吹管將球由 B 處吹進(jìn)球門 C，如圖所示。該同學(xué)將吹管對準(zhǔn) C 用力吹，但球總是進(jìn)不了球門。請幫他分析失敗的原因。
該同學(xué)將吹管對準(zhǔn) C 用力吹，則當(dāng)球到達(dá) B 處后將得到一個沿 BC 方向的速度，但是還仍然有沿 AB 方向的速度，所以球不會到達(dá) C 點(diǎn)；正確的做法是將吹管的位置向 A 點(diǎn)適當(dāng)靠近，仍沿垂直AB方向吹氣才可能使球進(jìn)入球門C。

相關(guān)課件

高中物理魯科版 (2019)必修 第二冊第1節(jié) 運(yùn)動的合成與分解試講課課件ppt：

這是一份高中物理魯科版 (2019)必修 第二冊第1節(jié) 運(yùn)動的合成與分解試講課課件ppt，文件包含魯科版2019高中物理選擇性必修第二冊21《運(yùn)動的合成與分解》課件pptx、加速運(yùn)動合成與分解mp4、勻速運(yùn)動與分解mp4、小船過河的運(yùn)動合成swf、物體做曲線運(yùn)動的條件mp4等5份課件配套教學(xué)資源，其中PPT共30頁， 歡迎下載使用。

魯科版 (2019)必修 第二冊第2章 拋體運(yùn)動第1節(jié) 運(yùn)動的合成與分解集體備課ppt課件：

這是一份魯科版 (2019)必修 第二冊第2章 拋體運(yùn)動第1節(jié) 運(yùn)動的合成與分解集體備課ppt課件，共25頁。

高中物理粵教版 (2019)必修 第二冊第一章 拋體運(yùn)動第二節(jié) 運(yùn)動的合成與分解授課ppt課件：

這是一份高中物理粵教版 (2019)必修 第二冊第一章 拋體運(yùn)動第二節(jié) 運(yùn)動的合成與分解授課ppt課件，共45頁。PPT課件主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo)，知識導(dǎo)圖，預(yù)習(xí)新知，運(yùn)動的合成與分解方法，課堂探究，小船渡河問題，關(guān)聯(lián)速度問題等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語朗讀寶

相關(guān)課件 更多

物理必修 第二冊第2節(jié) 平拋運(yùn)動教課內(nèi)容課件ppt

物理必修 第二冊第2節(jié) 平拋運(yùn)動教課內(nèi)容課件ppt
2021學(xué)年第2章 拋體運(yùn)動第1節(jié) 運(yùn)動的合成與分解背景圖課件ppt

2021學(xué)年第2章 拋體運(yùn)動第1節(jié) 運(yùn)動的合成與分解背景圖課件ppt
物理必修 第二冊第一章 拋體運(yùn)動第二節(jié) 運(yùn)動的合成與分解試講課ppt課件

物理必修 第二冊第一章 拋體運(yùn)動第二節(jié) 運(yùn)動的合成與分解試講課ppt課件
高中物理魯科版 (2019)必修 第二冊第1節(jié) 運(yùn)動的合成與分解課堂教學(xué)課件ppt

高中物理魯科版 (2019)必修 第二冊第1節(jié) 運(yùn)動的合成與分解課堂教學(xué)課件ppt
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權(quán)，請掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高中物理魯科版 (2019)必修 第二冊電子課本

第1節(jié) 運(yùn)動的合成與分解

版本： 魯科版 (2019)

年級： 必修 第二冊

切換課文
  • 課件
  • 試卷
  • 學(xué)案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機(jī)號注冊
手機(jī)號碼

手機(jī)號格式錯誤

手機(jī)驗證碼 獲取驗證碼

手機(jī)驗證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機(jī)號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部