曲線運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)的合成與分解

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

一. 教學(xué)內(nèi)容:

第一節(jié) 曲線運(yùn)動(dòng) 第二節(jié) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解

要點(diǎn)

1. 知道曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向,理解曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)。

2. 知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是所受的合外力的方向與它的速度方向不在一條直線上。

3. 在一個(gè)具體問題中知道什么是合運(yùn)動(dòng),什么是分運(yùn)動(dòng);知道合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)是同時(shí)發(fā)生的,并且互相不影響。

4. 知道什么是運(yùn)動(dòng)的合成,什么是運(yùn)動(dòng)的分解,理解運(yùn)動(dòng)合成和分解遵循平行四邊形定則。

5. 會(huì)用作圖法和直角三角形知識(shí)解決有關(guān)位移和速度的合成、分解問題。

重點(diǎn)、難點(diǎn)解析

一、曲線運(yùn)動(dòng)

1. 曲線運(yùn)動(dòng)的速度

(1)曲線運(yùn)動(dòng)的方向是時(shí)刻改變的。

(2)質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時(shí)刻)的速度方向是在曲線上這一點(diǎn)的切線方向。

(3)曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。

,則曲線運(yùn)動(dòng)的平均速度應(yīng)為時(shí)間t內(nèi)位移與時(shí)間的比值,如下圖所示 < 1201731390"> 隨時(shí)間取值減小,由下圖可知時(shí)間t內(nèi)位移的方向逐漸向A點(diǎn)的切線方向靠近,當(dāng)時(shí)間趨向無限短時(shí),位移方向即為A點(diǎn)的切線方向,故極短時(shí)間內(nèi)的平均速度的方向即為A點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向,即A點(diǎn)的切線方向。

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2. 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件

運(yùn)動(dòng)物體所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直線上。

3. 曲線運(yùn)動(dòng)中速度方向與加速度方向的關(guān)系

做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,它的加速度的方向跟它的速度方向也不在同一直線上。

(2)速度

(3)加速度

(2)將船渡河的運(yùn)動(dòng)沿平行于河岸和垂直于河岸方向正交分解如圖所示,則 為輪船實(shí)際上沿河岸方向的運(yùn)動(dòng)速度, 為輪船垂直于河岸方向的運(yùn)動(dòng)速度。

當(dāng) 時(shí):

①要使船垂直橫渡,則應(yīng)使 =0,此時(shí)渡河位移即實(shí)際航程最小,等于河寬d。

②要使船渡河時(shí)間最短,則應(yīng)使 最大,即當(dāng) 。

【典型例題】

例1 如圖所示,物體在恒力F作用下沿曲線從A運(yùn)動(dòng)到B,這時(shí),突然使它所受力反向,大小不變,即由F變?yōu)椋璅。在此力作用下,物體以后的運(yùn)動(dòng)情況,對(duì)下列說法中正確的是

A. 物體可能沿曲線Ba運(yùn)動(dòng)

B. 物體可能沿直線Bb運(yùn)動(dòng)

C. 物體可能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng)

D. 物體可能沿原曲線由B到A

解析 根據(jù)物體沿曲線運(yùn)動(dòng)的條件,物體由A到B的運(yùn)動(dòng)過程中,F(xiàn)的方向與速度的方向總交某一角度(不等于零和不等于 之間只有曲線Bc,故物體的運(yùn)動(dòng)軌跡可能為Bc。-F與

說明 曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向既然是隨時(shí)間而變化的,它的加速度方向必然不平行于速度方向,而加速度與物體所受合外力方向相同,所以做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力與它的運(yùn)動(dòng)方向一定不在同一條直線上,合外力的方向總是指向軌跡的凹側(cè)。

例2 飛機(jī)在航空測量時(shí),它的航線要嚴(yán)格地從西到東。如果飛機(jī)的速度是80km/h,風(fēng)從南面吹來,風(fēng)的速度為40km/h,飛機(jī)所測地區(qū)長為80km,需要的時(shí)間為多少?

解析 兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度分別為

飛機(jī)的合速度為

所用時(shí)間為

答案 需要的時(shí)間為1.15h

說明 (1)飛機(jī)同時(shí)參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),一個(gè)是飛行運(yùn)動(dòng). 速度為80km/h;另一個(gè)是隨風(fēng)一起的運(yùn)動(dòng),速度為40km/h。飛機(jī)相對(duì)地的運(yùn)動(dòng)為這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。

(2)合運(yùn)動(dòng)的速度方向必須沿所測地區(qū)的長度方向。

(3)飛機(jī)相對(duì)地的運(yùn)動(dòng)為合運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)。

例3 小船在d=200m寬的河中橫渡,水流速度v1=2m/s,船在靜水中的航速v2=4m/s,求:

(1)小船怎樣過河時(shí)間最短,最短時(shí)間tl是多少?

(2)小船怎樣過河位移最小,所需時(shí)間t2是多少?

即小船垂直于河岸行駛時(shí),過河時(shí)間最短,需50s。

(2)位移最小應(yīng)等于河寬 高三,合位移與合速度應(yīng)垂直河岸,如圖所示,則

,即船向與岸成 角

渡河時(shí)間

說明 解決這類問題時(shí),首先要明確哪是合運(yùn)動(dòng),哪是分運(yùn)動(dòng),根據(jù)合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性及平行四邊形定則求解,解題時(shí)要注意畫好示意圖。

【模擬

1. 關(guān)于運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),以下說法正確的是 ( )

A. 曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)

B. 變速運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)

C. 曲線運(yùn)動(dòng)一定是變加速運(yùn)動(dòng)

D. 運(yùn)動(dòng)物體的加速度數(shù)值、速度數(shù)值都不變的運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)

2. 下列關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的說法中正確的是 ( )

A. 物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動(dòng)

B. 物體在變力作用下不可能做直線運(yùn)動(dòng)

C. 物體在變力作用下有可能做直線運(yùn)動(dòng)

D. 物體的受力方向與它的速度方向不在一條直線上時(shí),有可能做直線運(yùn)動(dòng)

3. 物體在幾個(gè)共點(diǎn)的恒力作用下處于平衡狀態(tài)。若突然撤去其中的一個(gè)恒力,該物體的運(yùn)動(dòng) ( )

A. 一定是勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B. 一定是勻減速直線運(yùn)動(dòng)

C. 一定是曲線運(yùn)動(dòng)

D. 上述幾種運(yùn)動(dòng)形式都有可能

4. 下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與受力關(guān)系的說法中,正確的是 ( )

A. 物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化,物體的受力情況一定變化

B. 物體在恒力作用下,一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

C. 物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變,說明物體所受的合外力為零

D. 物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),受到的合外力可以是恒力

5. 一質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng),它的軌跡由上到下(如圖示曲線),關(guān)于質(zhì)點(diǎn)通過軌跡中點(diǎn)時(shí)的速度的方向和加速度的方向可能正確的是下圖中的哪一個(gè)? ( )

B.

C. D. B. 0

C. D.

11. 一架飛機(jī)沿仰角13. 一艘小船從河岸A處出發(fā)渡河,小船保持與河岸垂直方向行駛,經(jīng)過10分鐘到達(dá)正對(duì)岸下游120m的C處,如圖所示。如果小船保持原來的速度逆水斜向上游與河岸成

【試題答案】

1. A 2. C 3. D 4. CD 5. B 6. B 7. BCD 8. BCD 9. D 10. C

11. 480 240 12. 速度與豎直方向的夾角

13. d=200m



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