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运动的合成

[知识结构]
    1.物体做直线运动的条件:物体所受合外力为零或所受合外力方向与物体运动方向在同一直线上。
    2、物体做曲线运动的条件:物体所受合外力的方向与物体速度方向不在同一直线上。
    3、运动的合成和分解:
      如果某物体同时参与几个运动,那么这个物体实际的运动就叫做那几个运动的合运动,那几个运动叫做这个实际运动的分运动。已知分运动情况求合运动的情况叫运动的合成,已知合运动情况求分运动情况叫运动的分解。
    4、运动合成和分解的规则及注意事项:
      使用规则:平行四边形法则
      ①合运动一定是物体的实际运动。
      ②分运动之间没有相互联系。
      ③合运动和分运动所用的时间相等。
      ④合运动和分运动的位移、速度、加速度都遵守平行四连形法则

      ⑤特例(1)初速度为v0的匀加速直线运动,可看作是一个同方向的一个匀速
     直线运动和一个初速度为零的匀加速直线运动的合运动。
       特例(2)竖直上抛运动,可看成是竖直向上的匀速直线运动和一个自
       由落体运动的合运动. 

     (3)不在同一直线上的一个匀速直线运动和一个变速直线运动的合运动的运动轨迹是曲线,而且合运动的加速度方向和合运动方向不同。 (速度方
向和加速度方向一但相同,物体将做匀速直线运动。)
        (4)两个匀速直线运动合成以后仍然是匀速直线运动。
★例题:(以下这三类题几乎所有的资料上都是一样的,特别重要)
1.船过河问题 (船的实际运动包含两个运动:船在静水中运行和船被水下冲运动)
    一艘小船在在200m宽的河中横渡到对岸,已知水流速度是2m/s,小船在静水中的速度是4m/s,求:
    ①当船头始终正对着对岸时,小船多长时间到达对岸,小船实际运行了多远?
    ②如果小船的路径要与河岸垂直,就如何行驶?消耗的时间是多少?

[分析](“船头”在这里的意思是船靠自己的动力要行驶的方向,如果有水流,它不是船的实际运行路径。)
  (1)小船参与了两个方向的运动,垂直河岸到对岸和顺水漂流,两个运动
   时间相等。小船渡河时间等于垂直河岸运动的

      时间小船顺水流方向的位移:svt=2m/s×50s=100m
       也就是说,小船到达对岸后,已经沿水流方向向下游运动了100米。

   (2)要小船垂直过河,即小船的合速度方向应该垂直河岸。设船自己的运
     动方向与河岸的夹角为θ,如右图,则有:
       θ=60°,即小船自己运行的方向与河岸成60度角
渡河时间为

   2.汽车通过高处滑轮问题 (物体的运动速度等于绳子的运动速度,绳子的运动可以看成沿绳子方向的向下运动和垂直绳子斜向上的运动合成)

    如右图所示汽车以速度v匀速行驶,当汽车到达某点时,绳子与水平方向恰好成θ角,此时物体M的速度大小是多少?
[分析]滑轮左侧汽车后面的绳子实际上同时参与了两个运动:沿绳子方向拉长的运动和左上方摆动。而M的运动速度就是沿绳子方向拉长的速度,所以
      v
M=vcosθ

 3.在高处拉低处小船问题 (小船的运动可以看成为沿绳方 向运动和垂直绳子作圆周运动的合运动)如右图所示,

    在河岸上通过滑轮用细绳拉船,绳的速度为4m/s,当绳拉船的部分与水平方向成60°角时,船的速度是多少?
[分析]船向岸边运动是合运动,它包括两个运动一个是沿绳方向的运动和垂直绳子方向的运动,两个运动合在一起使船向岸边靠拢。
    根据平行四边形法则

★课堂针对训练
1.物体在恒力作用下可能做曲线运动
2.物体在变力作用下有可能作曲线运动
3.物作曲线运动的物体,其速度方向与加速度的方向不在同一直线上
4.物体在变力作用下,不可能作直线运动
5.物体受到的合外力方向与速度方向相同时,物体做加速直线运动
6.物体受到的合外力方向与速度方向成锐角时,物体做曲线运动
7.物体受到的合外力方向与速度方向相反时,物体做减速直线运动
8.物体受到的合外力方向与速度方向成钝角时,物体做减速直线运动
9.合运动的速度一定比每一个分运动的速度大
10.两个匀速直线运动的合运动也一定是匀速直线运动
11.只要两个分运动是直线运动,那么合运动也一定是直线运动
12.两个分运动的时间一定与它们合运动的时间相同。
13.当两个运动速度大小相等,且为定值,如果两个分速度夹解为90度时,合速度最大
14.两个合运动的位移大小可以小于分运动的位移大小。
15.物在滑平面上向东运动,当它受到一个向南的恒力作用时,物体的运动是____

[授课心得]
  
在解决该节问题时,还应注意以下几点:
    1.曲线运动一定是变速运动(不管速率是否变化,只要是曲线运动,物体的运动方向就是变化的,那变是变速运动),物体就一定有加速度。
    2.物体的运动方向就是物体的速度方向
     
物体所受合外力的方向就是物体加速度的方向(这是因为合外力是产生加速度的原因)。
    3.作曲线运动的物体所受的合外力,可以是几个力的合力,也可以只有一个力,也就是说,力的多少、大小不是产生曲线运动的原因,产生曲线运动的关键原因是合外力(或者说加速度的方向)与物体的运动方向不在同一直线上