2022版新教材高中物理2.1.2小船渡河和关联速度问题课件鲁教版必修.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,*,第,2,课时,小船渡河和关联速度问题,第一页，编辑于星期六：三点 五十二分。,第二页，编辑于星期六：三点 五十二分。,一小船渡河模型,1.,模型特点,:,两个分运动和合运动都是匀速直线运动,其中一个分运动的速度大小、方向都不变,另一个分运动的速度大小不变,研究其速度方向不同时对合运动的影响。这样的运动系统可看作小船渡河模型。,第三页，编辑于星期六：三点 五十二分。,2.,模型分析。,(1),船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动。,(2),三种速度,:v,1,(,船在静水中的速度,),、,v2,(,水流速度,),、,v(,船的实际速度,),。,第四页，编辑于星期六：三点 五十二分。,(3),两个极值。,a.,过河时间最短,:v,1,v,2,t,min,=(d,为河宽,),。,b.,过河位移最小,:vv,2,(,前提,v,1,v,2,),如图甲所示,此时,x,min,=d,船头指向上游与河岸夹角为,cos=;v,1,v(,前提,v,1,v,水,时。,(2),要使船渡河时间最短,船头应垂直指向河岸,即,v,船,与水流方向垂直,这种情况对,v,船,v,水,及,v,船,v,水,均适用。,第十二页，编辑于星期六：三点 五十二分。,(3),要区别船速,v,船,及船的合运动速度,v,合,前者是发动机或划行产生的分速度,后者是合速度。,第十三页，编辑于星期六：三点 五十二分。,【,素养训练,】,1.,如图所示,小船过河时,船头偏向上游与,水流方向成,角,船相对于静水的速度为,v,其航线恰好垂直于河岸。现水流速度稍有减小,为保持,航线不变,且准时到达对岸,下列措施中可行的是,(,),A.,增大,角,增大,vB.,减小,角,减小,v,C.,减小,角,保持,v,不变,D.,增大,角,保持,v,不变,第十四页，编辑于星期六：三点 五十二分。,【,解析,】,选,B,。由题意可知,船相对水的速度为,v,其航线恰好垂直于河岸,当水流速度稍有减小,为保持航线不变,且准时到达对岸,则如图所示,可知减小,角,减小,v,故选项,B,正确,A,、,C,、,D,错误。,第十五页，编辑于星期六：三点 五十二分。,2.(,多选,),一艘船的船头始终正对河岸方向行驶,如图所示。已知,:,船在静水中行驶的速度为,v,1,水流速度为,v,2,河宽为,d,。则下列判断正确的是,(,),第十六页，编辑于星期六：三点 五十二分。,A.,船渡河时间为,B.,船渡河时间为,C.,船渡河过程被冲到下游的距离为,D.,船渡河过程被冲到下游的距离为,第十七页，编辑于星期六：三点 五十二分。,【,解析,】,选,A,、,C,。船渡河时间与分运动的时间相等,船,头垂直河岸方向行驶,故,t=,A,正确、,B,错误,;,船渡河,过程被冲到下游的距离为,s,2,=v,2,t=,C,正确、,D,错误。,第十八页，编辑于星期六：三点 五十二分。,【,补偿训练,】,1.,甲船以,v,甲,的船速用最短的时间横渡过河,乙船以,v,乙,的船速从同一地点以最短的航程过河,两船轨迹恰好,重合,(,设河水速度保持不变,),则两船过河所用的时间之,比为,(,),A.v,甲,v,乙,B.v,乙,v,甲,第十九页，编辑于星期六：三点 五十二分。,【,解析,】,选,C,。要使甲船以最短时间过河，则甲船的船,头应是垂直河岸，要使乙船以最短的航程过河而又和,甲船的轨迹重合，,v,乙必和轨迹垂直，如图所示。,从已知条件和图中的几何关系可得到,t,甲,=t,乙,=,而,v,水,=,v,乙,=v,甲,cos,联立可得到,t,甲,t,乙,=,故,C,项正确。,第二十页，编辑于星期六：三点 五十二分。,2.,设有一条河,其宽度为,700 m,河水均匀流动,流速为,2 m/s,汽船相对于河水的运动速度为,4 m/s,则汽船的船头应偏向哪个方向行驶,才能恰好到达河的正对岸,?,渡河过程经历多长时间,?,第二十一页，编辑于星期六：三点 五十二分。,【,解析,】,如图所示,汽船实际的运动可以看作是汽船斜,向上游方向和沿水流方向两个分运动的合运动,由图可,知,sin=0.5,=30,v=m/s3.5 m/s,渡河时间为,t=s=200 s=3.3 min,答案,:,斜向上游,30,行驶,3.3 min,第二十二页，编辑于星期六：三点 五十二分。,二关联速度问题,1.,常见问题,:,物体斜拉绳或绳斜拉物体,如图甲、乙所示。,第二十三页，编辑于星期六：三点 五十二分。,2.,规律,:,由于绳不可伸长,绳两端所连物体的速度沿着绳方向的分速度大小相等。,第二十四页，编辑于星期六：三点 五十二分。,3.,速度的分解方法,:,图甲中小车向右运动拉绳的结果,一方面是滑轮右侧绳变长,另一方面是使绳绕滑轮转动,由此可确定车的速度分解为沿绳和垂直绳的两个分速度,甲、乙两图的速度分解如图丙、丁所示。,第二十五页，编辑于星期六：三点 五十二分。,4.,进行速度分解1),要分清合速度与分速度,:,合速度就是物体的实际运动的速度。,(2),分析物体的实际运动是由哪两个分运动合成的,找出相应的分速度。,(3),解决问题的关键,:,不可伸长的绳和杆,虽各点速度不同,但沿绳或杆轴线上的速度大小是相同的。,第二十六页，编辑于星期六：三点 五十二分。,【,典例示范,】,如图所示,人用绳子通过定滑轮以不变的速度,v,0,拉水平面上的物体,A,当绳与水平方向成,角时,求物体,A,的速度。世纪金榜导学号,第二十七页，编辑于星期六：三点 五十二分。,【,解析,】,物体,A,的运动,(,即绳的末端的运,动,),可看作两个分运动的合成,:,一是沿绳,的方向被牵引,绳长缩短。绳长缩短的,速度即,v,1,=v,0,;,二是随着绳以定滑轮为圆心的摆动,它不,改变绳长,只改变角,的值。这样就可以将,v,A,按图示方,向进行分解。所以,v,1,及,v,2,实际上就是,v,A,的两个分速度,如图所示,由此可得,v,A,=,。,第二十八页，编辑于星期六：三点 五十二分。,答案,:,第二十九页，编辑于星期六：三点 五十二分。,【,规律方法,】,处理关联速度问题的分析思路,(1),选取合适的连接点,(,该点必须能明显地体现某个分运动,),。,(2),确定该点合速度方向,(,通常以物体的实际速度为合速度,),且合速度方向始终不变。,(3),确定该点合速度,(,实际速度,),的实际运动效果,从而依据平行四边形定则确定分速度方向。,第三十页，编辑于星期六：三点 五十二分。,(4),作出速度分解的示意图,寻找速度关系。,第三十一页，编辑于星期六：三点 五十二分。,【,母题追问,】,1.,请根据运动的合成与分解的性质,判断,【,典例示范,】,情境中,物体,A,做什么运动,(,),A.,匀速直线运动,B.,匀加速直线运动,C.,匀减速直线运动,D.,变加速直线运动,第三十二页，编辑于星期六：三点 五十二分。,【,解析,】,选,D,。物体,A,的速度为,v,A,=,。由于人匀速,运动,船越往左,越大,cos,越小,v,A,越大,所以船加,速运动,但并非匀加速直线运动,所以选,D第三十三页，编辑于星期六：三点 五十二分。,2.,请根据运动的合成与分解的性质以及牛顿第二定律,判断,【,典例示范,】,情境中,物体,A,所受的合力,(,),A.,物体,A,所受的合力为零,B.,物体,A,所受合力向左,C.,物体,A,所受合力向右,D.,物体,A,所受合力不变,第三十四页，编辑于星期六：三点 五十二分。,【,解析,】,选,B,。物体,A,的速度为,v,A,=,。,由于人匀速运动,船越往左,越大,cos,越小,v,A,越大,所以船加速运动,但并非匀加速直线运动,所以物体,A,所,受合力向左,是变化的,故选,B,。,第三十五页，编辑于星期六：三点 五十二分。,【,补偿训练,如图所示,用一小车通过轻绳提升,一货物,某一时刻,两段绳恰好垂直,且,拴在小车一端的绳与水平方向的夹角,为,此时小车的速度为,v,0,则此时货物的速度为,(,),A.,B.v,0,sin,C.v,0,cos,D.v,0,第三十六页，编辑于星期六：三点 五十二分。,【,解析,】,选,D,。如图所示,车的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度,根据平行四边形定则,有,v,0,cos=v,绳,而货物的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度。则有,v,货,cos=v,绳,。由于两绳子相互垂直,所以,=,则由以上两式可得,货物的速度就等于小车的速度。故选,D,。,第三十七页，编辑于星期六：三点 五十二分。,第三十八页，编辑于星期六：三点 五十二分。,【,拓展例题,】,考查内容,:,运动分解的实际应用,【,典例,】,如图,人沿平直的河岸以速度,v,行走,且通过不可伸长的绳拖船,船沿绳,的方向行进,此过程中绳始终与水面平行。,当绳与河岸的夹角为,时,船的速率为,(,),A.vsin,B.,C.vcos,D.,第三十九页，编辑于星期六：三点 五十二分。,【,解析,】,选,C,。把人的速度,v,沿着绳子方向和垂直于绳,子方向分解,如图所示。,其中,v,1,=vcos,所以船的速度等于,vcos,。因此,C,选项,正确。,第四十页，编辑于星期六：三点 五十二分。,第四十一页，编辑于星期六：三点 五十二分。,