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运动的合成与分解(精讲版)分解
L1
1 2
g
sin
t2
【答案】
v0
L2 2 L1
2L1 g sin
专题——运动的合成与分解
一.渡河问题 二.“绳+物”问题 三.“杆+物”问题 四.“物+影”问题 五.相对运动 六.两杆交点的运动
❖ 渡河问题
【问题综述】 v1为水流速度,v2为船相对于静水的速度,θ为v1与v2的夹 角,d为河宽。 沿水流方向:速度为v∥=v1+v2cosθ的匀速直线运动 垂直河岸方向:速度为v⊥=v2sinθ的匀速直线运动(渡河) ①欲使船垂直渡河,v∥=0 ②欲使船垂直渡河时间最短,θ=900
【解析】 小船垂直河岸做匀速直线运动的速度为: v2 u2
往返距离2l的时间为:t1
2l
2l
v2 u2
v
1
u2 v2
小船沿河岸往返一次所需时间为: t2
v
l
u
v
l
u
2l
v 1
u2 v2
两式相比得: t1 t2
1
u2 v2
所以:u v
1
t1 t2
2
3m / s
❖ “绳+物”问题
【例题】小孩游泳的速度是河水流速的二分之一,河宽 d=100m,问小孩向什么方向游向对岸,才能使他被河水 冲行的距离最短?这最短的距离是多少?
运
动
100m
矢
量
分
v水
析
【答案】 600 smin 100 3 173m
❖ 渡河问题
【例题】在一条流速恒定的河中,有一艘对水恒为v=5m/s运 动的小船,先后垂直河岸和沿岸往返同样距离2l=200m所花 时间分别为t1=100s,t2=125s,则水速u多大?
则当拉绳与水平方向成θ角时,被吊起的物体M的速度为
vM=
。
寻找分运动效果
v
vM
【答案】 vM v cos
❖ “绳+物”问题
【例题】如图所示,以速度v沿竖直杆匀速下滑的物体A,用
细绳通过定滑轮拉动物体B在水平桌面上运动,当绳与水平
面夹角为θ时,物体B的速率为
,
B
v
寻找分运动效果
【答案】 vB=vsinθ
专题——运动的合成与分解
运动的合成与分解应用实例——抛体运动 1.平抛运动(常规)分解为:
①水平方向的匀速直线运动; v x v0 ②竖直方向的自由落体运动。 v y gt
2.斜抛运动(常规)分解为:
x
v0t
y
1 2
gt 2
①水平方向的匀速直线运动;vx v0 ②竖直方向的竖直上抛运动。v y v0 gt
v0
【答案】①θ=600
②垂直于河岸
v v'
v0
❖ 渡河问题
【例题】宽300米,河水流速3m/s,船在静水中的航速为
1m/s,则该船渡河的最短时间为
,渡河的最短
位移为
。
运动矢量分析
【答案】 tmin 300s smin 900m
请思考: 要使小船能够到达正对岸,小船在静水中的速度应
满足什么条件?
专题——运动的合成与分解
研究运动的合成与分解,目的在于把一些复杂的运动简 化为比较简单的直线运动。
运动合成与分解的内容:位移、速度、加速度。 运动合成与分解的方法——平行四边形法则。 运动的合成与分解的解题要点: 1.在实际解题时,经常用到矢量三角形法,应注意掌握。 2.认真分析谁是合运动、谁是分运动。 (一般说来,能够观察到(真实)的运动是合运动) 3.要注意寻求分运动效果。 4.合运动与分运动具有:等时性、独立性、等效性。 5.分析此类问题的一般方法:运动合成分解法、微元法。
❖渡河问题 运动矢量分析
300m v水
【答案】 tmin 300s smin 900m
❖ 渡河问题 【例题】一人横渡40米宽的河,河水流速3 m/s,下游距下 水30米处有一拦河坝,为保证安全渡河,此人相对于水的 速度至少为多少?
运动矢量分析
40m
v水
【答案】 vmin 2.4m / s
❖ 渡河问题
①沿杆方向的运动; ②垂直于杆方向的旋转运动。 4.根据运动效果认真做好运动矢量图,是解题的关键。 5.要牢记在杆上各点沿杆的方向上的速度相等。 6.此类问题还经常用到微元法求解。
❖ “杆+物”问题
【例题】如图所示,滑块B以速度vB向左运动时,触点P 的沿杆移动的速度如何?
寻找分运动效果
vB
【答案】 v vB cos
x
v0tyv0tຫໍສະໝຸດ 1 2gt2
解题时,认真作出矢量图,注意物理量的方向。
专题——运动的合成与分解
【例题】一个倾角为θ的矩形光滑斜面,边长如图所示,今在
M点沿水平方向瞬时击出一个小球,要使小球正好滚至斜面
底部的N点,则小球的初速度v0应为多少?
M v0
L1 L2
水平方向: L2 v0t
N
斜面方向:
❖ “绳+物”问题
【例题】如图所示,纤绳以恒定速率v沿水平方向通过定
滑轮牵引小船靠岸,当纤绳与水面夹角为θ时,船靠岸的
速度是
,若使船匀速靠岸,则纤绳的速度是
。
(填:匀速、加速、减速)
寻
找
分
v
运
动 效
v'
果
【答案】 v' v
减速
cos
❖ “绳+物”问题
【例题】如图所示,汽车沿水平路面以恒定速度v前进,
v2
v2 v2
v1
【方法提示】 根据运动效果认真
做好运动矢量图,是解 题的关键。
❖ 渡河问题
【例题】一船准备渡河,已知水流速度为v0=1m/s,船在静水 中的航速为v’ =2m/s,则:
①要使船能够垂直地渡过河去,那么应向何方划船? ②要使船能在最短时间内渡河,应向何方划船? 运动矢量分析
v v'
【拓展】若已知杆长和P点的位置,求小球的速度。
❖ “杆+物”问题
【例题】如图所示,长L的杆AB,它的两端在地板和竖直墙
A
v sin
v
❖ “绳+物”问题
【例题】如图所示,A、B两物体用细绳相连,在水平面
上运动,当α=450,β=300时,物体A的速度为2 m/s,这
时B的速度为
。
寻找分运动效果
v绳
B
vB
【答案】
2 vB 3
6m / s
A
vA
v绳
❖ “杆+物”问题
【问题综述】 此类问题的关键是: 1.准确判断谁是合运动,谁是分运动;实际运动是合运动 2.根据运动效果寻找分运动; 3.一般情况下,分运动表现在:
【问题综述】 此类问题的关键是: 1.准确判断谁是合运动,谁是分运动;实际运动是合运动 2.根据运动效果寻找分运动; 3.一般情况下,分运动表现在:
①沿绳方向的伸长或收缩运动; ②垂直于绳方向的旋转运动。 4.根据运动效果认真做好运动矢量图,是解题的关键。 5.对多个用绳连接的物体系统,要牢记在绳的方向上的速度 大小相等。 6.此类问题还经常用到微元法求解。