5.2《质点在平面内的运动》(必修2)培训资料.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ks5u精品课件,*,第五章 曲线运动,5.2 质点在平面内的运动,张成进 江苏徐州睢宁魏集中学,ks5u精品课件,学习目标,：,1、在具体的情景中知道什么是合运动，,什么是分运动，知道其等时性和独,立性,2、知道运动的合成分解，理解平行四边,形定则,。,3、会用作图和计算的方法求分解合成,问题。,ks5u精品课件,直线运动的研究,沿着物体运动的轨迹建立直线坐标系，,通过物体坐标的变化可以确定其位移，,从而达到研究物体运动过程的目的。,物体速度是增加还是减小由加速度与,速度的方向决定，同向加速，反向减,速，加速度为0则匀速。与加速度的大,小无关。,ks5u精品课件,例1、,某人从t=0开始做初速度为5m/s，加速度,为2m/s,2,的匀加速直线运动，求此人1秒,末的速度、1秒末的位移。,设初速度方向为正方向。则,a=2m/s2。则有,=7m/s,=6m,=5m/s，,ks5u精品课件,例2、,在一列以5m/s的速度匀速行驶的列车上，,一名乘客相对于车厢静止站立，则该名,乘客相对地面的速度是多大？,人静止于车厢时，由于车厢相对于,地面速度为5m/s，所以人相对于地,面的速度也是5m/s。,若乘客在车厢内沿列车行驶反方向以5m/s速度匀速 跑动，则此时他相对于地面的速度是多大？,人沿列车行驶反方向在车厢内匀速跑动,时，相对于地面的速度为5-5=0m/s,即,人相对于地面是静止的。,ks5u精品课件,若在t=0开始该乘客在车厢内以2m/s,2,的加速度加速起跑，则1秒末人相对于地面的速度是多大？1秒末人相对于地面的位移是多大？,1秒末人相对于车厢的速度为 =2m/s，,人相对于地面的速度则为5+2=7m/s，1秒内人,相对于地面的位移为 =1m，但,人相对于地面的位移是51+1=6m。,ks5u精品课件,【比较例1、例2】,例2中乘客其实同时参与了两个运动，一,是随车以5m/s速度匀速，一是相对于车厢,的运动，这两个运动合起来的最终效果才,是人相对于地面的真实运动。,例2中t=0开始乘客在以5m/s匀速的车厢内,以2m/s,2,的加速度加速起跑的运动结果等,效于例1中人从t=0开始做初速度为5m/s，,加速度为2m/s,2,的匀加速直线运动。,ks5u精品课件,【思考】,我们讨论例1例2时发现对于物体的运动,也存在一种等效关系，那是不是物体的,运动也能用平行四边形定则进行分解合,成呢？,答案是肯定的！运动也可以进行分解合成。,【牢记】：,只要是矢量，都能用平行四边,形定则进行分解合成，判断一,个量是否是矢量就看它能否用,平行四边形定则进行分解合成。,ks5u精品课件,【分析思考】,例1中,例2中,初速度为5m/s，加速度为2m/s,2,的匀加速,直线运动可以分解成速度为5m/s的匀速,直线运动和初速度为0，加速度为2m/s,2,的匀加速直线运动。,ks5u精品课件,运动的分解合成,演示实验,ks5u精品课件,ks5u精品课件,蜡块运动的研究,对于直线运动，我们可以建立直线坐标系来研究，,但在无法确定物体的运动轨迹是不是直线的情况,下我们是不能建立直线坐标系来研究物体的运动,的，就像实验中蜡块的运动。对于实验中蜡块的,运动，虽然我们不能确定它的运动轨迹是否是一,条直线，但我们可以肯定的是，蜡块一定在竖直,平面内运动。这时候我们可以选择建立平面坐标,系，比如选择我们最熟悉的平面直角坐标系。,ks5u精品课件,蜡块任一时刻的位置,设蜡块竖直向上的速度为,蜡块水平向右的速度为,任一时刻的x坐标,任一时刻的y坐标,O,x,y,P,t时间内物体的位移,ks5u精品课件,蜡块运动的轨迹,其中,是常量。,描述的是一条过原点的直线。,也就是说蜡块相对于黑板的,运动轨迹是直线。,ks5u精品课件,蜡块的速度,可知任一时间段内,所以蜡块做的是匀速直线运动。,的平均速度均是,是恒定不变的,ks5u精品课件,运动的分解合成,我们把蜡块沿玻璃管向上的运动和它随,着玻璃管向右的运动，都叫做,分运动,；,而蜡块相对于黑板向右上方的运动叫,做,合运动,。,由分运动求合运动的过程叫做,运动的合成,；,由合运动求分运动的过程叫做,运动的分解,。,ks5u精品课件,知识要点,【牢记】：,物体的真实运动（相对于地,面）是合运动。,【牢记】,：,分运动的形象理解：根据需,要在物体运动的平面或空间,内建立一个坐标系，分运动,可以理解成是物体运动过程,中对应的各方向上位置坐标,的变化规律。,ks5u精品课件,运动分解合成的本质,分运动,X方向,Y方向,位移,速度,加速度,0,0,合运动,0,运动的分解合成就是决定运动状态的,物理量：速度、加速度、位移的分解,合成。,ks5u精品课件,ks5u精品课件,思考,1、演示实验中玻璃管是做初速度为0的,匀加速直线运动，加速度为a，则请,你大致画出物体运动的轨迹。,O,x,y,ks5u精品课件,2、你能计算出从0时刻至某一时刻t过程,中蜡块的位移以及t时刻的速度吗？,ks5u精品课件,ks5u精品课件,3、让玻璃管倾斜一个适当的角度，蜡块,沿玻璃管仍是匀速的，在蜡块上升的,同时玻璃管沿水平方向匀速运动，如,图所示，请大家思考如何确定红蜡块,的位置、运动轨迹以及红蜡块的速度,ks5u精品课件,分运动与合运动的关系,1、分运动与合运动的等时性。,2、各分运动间的独立性。,ks5u精品课件,例6、,用跨过定滑轮的绳把湖中小船拉靠近岸，,如图所示，如果要保证小船的速度保持V,不变，则拉绳的速度（）,C,A、不变,B、逐渐增大,C、逐渐减小,D、先增大后减小,ks5u精品课件,总结,两个分运动（等效运动）的运动状态,分析,分别与两个分运动对应的初速度和加速度,合成,合成后的合初速度与合加速度,分析,与合速度及合加速度对应的运动状态,合运动的运动状态,分析,与合运动对应的初速度和加速度,分解,分解后两个分运动方向分别得到的初速度和加速度。,分析,两个分运动方向各自对应的运动状态,运动的分解,运动合成,ks5u精品课件,小船过河,例7、,一条宽度为,L,的河，水流速度为,v,水，已知,船在静水中的速度为,v,船,（1）怎样渡河时间最短？,设船头斜向上游与河岸成任意角,这时船速在,垂直于河岸方向的速度分量为,v,1,v,船sin,，渡,河所需的时间为：,t,当90时，sin1（最大,tmin,ks5u精品课件,（2）若,v,船,v,水，怎样渡河位移最小？,渡河的最小位移即河的宽度为了使渡河位移,等于,L,，必须使船的合速度,v,的方向与河岸垂直，,即使沿河岸方向的速度分量0这时船头应,指向河的上游，并与河岸成一定的角度,根,据三角函数关系有,v船cosv水0,cos,arccos,因为0cos1，所以只有在,v船v水时，船才有可能垂直河,岸渡过,ks5u精品课件,（3）若,v,船,v,水，怎样渡河位移最小？,水流速度大于船在静水中的航行速度，则不论船的,航向如何，总是被水冲向下游。设船头与河岸成,角，合速度,v,与河岸成,角。可以看出：,角越大，,船漂下的距离,x,越短。以,v,水的矢尖为圆心、,v,船为,半径画圆，当,v,与圆相切时，,角最大,根据cos,v,船/,v,水，船头与河岸的夹角应为,arccos,此时渡河的最短位移：,s,ks5u精品课件,ks5u精品课件,运动合成的几种情况,两个匀速直线运动的合运动,匀速直线运动,一个匀速直线运动和一个匀变速直线,运动的合运动,仍然是匀变速运动，当二者共线时为直线运动，,不共线时为曲线运动,两个匀变速直线运动的合运动,仍然是匀变速运动，当合初速度方向与合加速,度方向在一条直线上，是直线运动；若合初速,度方向与合加速度不在一条直线上，是曲线运,动,ks5u精品课件,ks5u精品课件,补充,进行运动的合成时，一般采用两个观点：,1、所有的分运动必须转换成对于同一个物体的，,也就是说，只有同一物体同时参与几个分运动,才能合成。如果选择运动的物体为参照物，则,参照物的运动和物体相对于参照物的运动是分,运动。（理解：由于两分运动互不影响，可假,设其中一个分运动静止来确定另外一个分运动。,如人在匀速行驶的汽车上相对于汽车运动，求,人相对于地面的真实运动，我们可以假设汽车,不动来判断一个分运动，假设人不动来判断另,一个分运动）,ks5u精品课件,2、如果涉及两个参考系，利用转换公式,和,通过矢量运算法则进行求解，这个方法,的应用要求较高，但对处理较为复杂的,运动合成问题，有其应用上的优点,ks5u精品课件,谢谢！,该课件只是用于课堂列出重要知识点及,视频展示，需要结合配套教案使用，例,题都在学案上！,ks5u精品课件,