高中物理必修2同步学案：第5章曲线运动第2节VIP专享VIP免费

第2节质点在平面内的运动【学习目标】：知识与技能1．知道物体的运动轨迹不是直线是，需要建立平面直角坐标系进行研究2．初步认识运动的合成与分解遵循平行四边形定则．3．初步分析运动的合成与分解问题．过程与方法1．通过对蜡块运动的观察和思考，了解一个运动可以与几个不同的运动效果相同，体会等效替代的思想．2．经历蜡块运动位置、轨迹、速度的研究过程，体会其中所用到的方法情感、态度与价值观1．通过观察，培养观察能力．2．通过讨论与交流，培养勇于表达的习惯和用科学语言严谨表达的能力．【预习要点】：要点一分运动与合运动的理解1．分运动与合运动的定义一个物体同时参与两种运动时，这两种运动是分运动，而物体相对地面的实际运动都是合运动，实际运动的方向就是合运动的方向．2．合、分运动的关系(1)等效性：各分运动合成起来与合运动相同，即分运动与合运动可以“等效替代”．(2)独立性：一个物体同时参与两个分运动，其中的任一分运动并不会因为存在另外的分运动而有所改变．即各分运动是互相独立、互不影响的．(3)等时性：各个分运动与合运动总是同时开始、同时结束，经历的时间相等．因此知道了某一个分运动的时间，也就知道了合运动的时间，反之也成立．(4)同体性：合运动和它的分运动必须对应同一个物体的运动，一个物体的合运动不能分解为另一个物体的分运动．3．合运动与分运动的求法(1)已知分运动求合运动，又叫运动的合成；已知合运动求分运动，又叫运动的分解．不管合成还是分解，其实质是对运动的位移x、速度v和加速度a的合成与分解．因为位移、速度、加速度都是矢量，所以求解时遵循的法则是矢量运算的平行四边形定则．(2)运动的合成①两分运动在同一直线上时，同向相加，反向相减．例如，竖直抛体运动看成是竖直方向的匀速运动(v0t)和自由落体运动(gt2)的合成．下抛时，vt＝v0＋gt，x＝v0t＋gt2；上抛时，vt＝v0－gt；x＝v0t－gt2.②不在同一直线上时，按照平行四边形定则进行合成，如图5－2－2所示．1图5－2－2(3)运动的分解运动的分解如同力的分解一样，如果没有其他条件约束的话，一个运动可以分解为无数组分运动，因此，在具体问题中，除遵循平行四边形定则外，还应该依据物体运动的实际效果来进行分解．进行运动分解的步骤：①确定合运动方向(实际运动方向)；②分析合运动的运动效果；③依据合运动效果确定两分运动方向；④依据平行四边形定则作出分解矢量图．要点二运动的性质和轨迹的判断1．判断方法两个互成角度的直线运动的合运动的性质和轨迹，由两分运动的性质及合初速度与合加速度的方向关系决定．(1)a＝0：匀速直线运动或静止．(2)a恒定：性质为匀变速运动，分为：①v、a同向，匀加速直线运动；②v、a反向，匀减速直线运动；③v、a成角度，匀变速曲线运动(轨迹在v、a之间，且和速度v的方向相切，方向逐渐向a的方向接近，但不可能达到)．(3)a变化：性质为变加速运动．2．互成角度的两个直线运动的合运动的几种可能情况(1)两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动．(2)一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速曲线运动．(3)两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动一定是匀加速直线运动．合运动的方向即两个加速度合成的方向．(4)两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动可能是匀变速直线运动，也可能是匀变速曲线运动．当两个分运动的初速度的合速度方向与两个分运动的合加速度方向在同一直线上时，合运动为匀变速直线运动，否则为匀变速曲线运动．要点三小船渡河问题图5－2－3船横渡过河时，船的实际运动v(即相对于河岸的运动)可以看成是随水以速度v水漂流的运动和以速度v船相对于静水的划行运动的合运动．这两个分运动互不干扰而且具有等时性，如图5－2－3所示．1．渡河时间t最短问题(1)渡河时间t的大小取决于河岸的宽度d及船在垂直河岸方向上的速度的大小．(2)图5－2－4若要渡河时间最短，只要使船头垂直于河岸航行即可．由图5－2－4可知，此时tmin＝，船渡河的位移x＝，位移方向满足tanθ＝.2．渡河位移最短问题求解渡河位移最短问题，分为两种情况：2(1)图5－2－5若v水