2019-2020年人教版必修二5.2《平拋運(yùn)動(dòng)》WORD教案1.doc

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2019-2020年人教版必修二5.2《平拋運(yùn)動(dòng)》WORD教案1 結(jié)論： ①互成角度的兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)必定是勻速直線運(yùn)動(dòng)； ②互成角度的勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。 ③互成角度的兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定也是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 ④互成角度的兩個(gè)初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)通常是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)合加速度的方向與合速度方向在一直線上時(shí)，合運(yùn)動(dòng)即為勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 8、運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性、等時(shí)性、等效性 （1）物體參與的某一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與其它分運(yùn)動(dòng)無關(guān)。 一個(gè)物體怎樣運(yùn)動(dòng)由它的受力情況和初始速度決定。根據(jù)力的獨(dú)立性作用原理，在某個(gè)分運(yùn)動(dòng)的方向上的受力情況不受其它方向上力的影響，再根據(jù)牛頓第二定律可知，這個(gè)方向上的加速度也不會(huì)受其它方向上運(yùn)動(dòng)的影響。也就是說這個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的。 （2）一個(gè)運(yùn)動(dòng)被分解為兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)時(shí)，這個(gè)運(yùn)動(dòng)與它的分運(yùn)動(dòng)是同時(shí)進(jìn)行、同時(shí)完成的，這就是分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的同時(shí)性。 （3）合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)是等效替代的關(guān)系 【例題講解】 【例1】關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成，下列說法中正確的是（ ） A．合運(yùn)動(dòng)的速度一定比分運(yùn)動(dòng)的速度大 B．兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)不一定是勻速直線運(yùn)動(dòng) C．兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)不一定是勻變速直線運(yùn)動(dòng) D．合運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不一定相等 【解析】根據(jù)速度合成的平行四邊形定則可知，合速度的大小是在兩分速度的和與兩分速度的差之間，故合速度不一定比分速度大。兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是否是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，決定于兩初速度的合速度方向是否與合加速度方向在一直線上。如果在一直線上，合運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)；反之，是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)性，合運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是同時(shí)的。正確選項(xiàng)為C。 【例2】無風(fēng)時(shí)氣球勻速豎直上升的速度是4m/s，現(xiàn)自西向東的風(fēng)速大小為3m/s，則 （1）氣球相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的速度大小為__________，方向__________。 （2）若風(fēng)速增大，則氣球在某一時(shí)間內(nèi)上升的高度與風(fēng)速增大前相比將______。（填“增大”、“減小”、“保持不變”） 圖2－8 O v1 v2 v θ 【解析】（1）在地面上的人看來，氣球的運(yùn)動(dòng)同時(shí)參與了兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，即豎直向上的運(yùn)動(dòng)和自西向東的水平運(yùn)動(dòng)。如圖2－8所示，根據(jù)平行四邊形定則，其合速度大小為 v＝m/s＝5m/s 設(shè)合速度方向與水平方向夾角為θ，則 tanθ＝，θ＝arctan1.33＝53 即合速度的方向?yàn)橄驏|偏上53。 （2）如果一個(gè)物體同時(shí)參與兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是“相互獨(dú)立、同時(shí)進(jìn)行”的，各自遵守各自的規(guī)律。由風(fēng)引起的水平方向的分運(yùn)動(dòng)不會(huì)影響氣球豎直方向的分運(yùn)動(dòng)，氣球上升的高度與風(fēng)速無關(guān)，在任一段時(shí)間內(nèi)上升的高度不變。 【例3】小河寬為d，河水中各點(diǎn)水流速度與各點(diǎn)到較近的河岸邊的距離成正比，v水＝kx，k＝，x是各點(diǎn)到河岸的距離。小船船頭垂直于河岸渡河，小船劃水速度為v0，則下列說法中正確的是（ ） A．小船渡河時(shí)的軌跡是直線 B．小船到達(dá)距河岸處，船的渡河速度為v0 C．小船渡河時(shí)的軌跡是直線 D．小船到達(dá)距河岸處，船的渡河速度為v0 【解析】小船同時(shí)參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，即小船垂直河岸的勻速直線運(yùn)動(dòng)（速度為v0）和隨水流方向的運(yùn)動(dòng)（速度為v水＝kx，k＝），其實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡即合運(yùn)動(dòng)的軌跡。由于隨水流方向的運(yùn)動(dòng)速度在發(fā)生變化，故合運(yùn)動(dòng)的加速度方向始終指向下游，與速度方向不在同一直線上，所以小船實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線。小船距岸處時(shí)，v水＝kx＝＝v0，v水與船劃水速度垂直，所以船渡河速度為v0。小船距河岸處時(shí)，也就是離較近的對(duì)岸處，所以此時(shí)速度仍為v0。正確選項(xiàng)為BC。 4 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 O O vy/(ms-1) t/s t/s vx/(ms-1) 圖2－9 【例4】質(zhì)量m=0.2kg的物體在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，其分速度vx和vy隨時(shí)間變化的圖線如圖2－9所示，求： （1）物體所受的合力； （2）物體的初速度。 【解析】（1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可求得物體在x軸上的分運(yùn)動(dòng)的加速度大小為m/s2=1m/s2，方向沿x軸的負(fù)方向。又物體在y軸上的分運(yùn)動(dòng)的加速度為0，故物體的合加速度大小為a=1m/s2。合加速度方向亦沿x軸的負(fù)方向。 根據(jù)牛頓第二定律，可得物體所受的合力大小為 F=ma=0.21N=0.2N 合力方向亦沿x軸的負(fù)方向。 （2）由分速度vx和vy隨時(shí)間變化的圖線，可得兩分運(yùn)動(dòng)的初速度大小為 vx0=4m/s，vy0=4m/s 方向均沿坐標(biāo)軸的正方向，故物體的初速度大小為 m/sm/s 初速度方向與兩坐標(biāo)軸的正方向均成45角。 【例6】已知某船在靜水中的速率為v1＝4m/s，現(xiàn)讓船渡過某條河，假設(shè)這條河的兩岸是理想的平行線，河寬為d＝100m，河水的流動(dòng)速度為v2＝3m/s，方向與河岸平行。試分析： （1）欲使船以最短時(shí)間渡過河去，航向怎樣？最短時(shí)間是多少？到達(dá)對(duì)岸的位置怎樣？船發(fā)生的位移是多大？ （2）欲使船渡河過程中的航行距離最短，船的航向又應(yīng)怎樣？渡河所用時(shí)間是多少？ 圖2－10 v v1 α v2 【解析】（1）根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性和等時(shí)性，當(dāng)船在垂直河岸方向上的分速度v⊥最大時(shí)，渡河所用時(shí)間最短，設(shè)船頭指向上游且與上游河岸夾角為α，其合速度v與分運(yùn)動(dòng)速度v1、v2的矢量關(guān)系如圖2－10所示。河水流速v2平行于河岸，不影響渡河快慢，船在垂直河岸方向上的分速度v⊥＝v1sinα，則船渡河所用時(shí)間為t＝。 顯然，當(dāng)sinα＝1即α＝90時(shí)，v⊥最大，t最小，此時(shí)船身垂直于河岸，船頭始終指向正對(duì)岸，但船實(shí)際的航向斜向下游，如圖2-11所示。 圖2－11 v v1 v2 A 渡河的最短時(shí)間tmin＝＝s＝25s。 船的位移為s＝vt＝tmin＝25m＝125m。 船渡過河時(shí)已在正對(duì)岸的下游A處，其順?biāo)鞯奈灰茷? 圖2-12 v合 v1 θ v2 x＝v2tmin＝＝m＝75m。 （2）由于v1＞v2，故船的合速度與河岸垂直時(shí)，船的渡河距離最短。設(shè)此時(shí)船速v1的方向（船頭的指向）斜向上游，且與河岸成θ角，如圖2-12所示，則 cosθ＝＝，θ＝4124′ 船的實(shí)際速度為v合＝＝m/s＝m/s。 故渡河時(shí)間t′＝＝s＝s≈38s。 【課后練習(xí)】 　　1．關(guān)于互成角度的兩個(gè)初速度不為零的變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(　) 　　A．一定是直線運(yùn)動(dòng) 　　B．一定是曲線運(yùn)動(dòng) C．可能是直線運(yùn)動(dòng)，也可能是曲線運(yùn)動(dòng)　　D．以上說法都不正確 2．下列說法中正確的是(　) 　　A．任何曲線運(yùn)動(dòng)都是變加速運(yùn)動(dòng) 　　B．兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)(兩速度大小相等，方向相反除外) 　　C．兩個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定不是直線運(yùn)動(dòng) D．一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng) 3．已知船速v船＞水速v水，欲橫渡寬為l的河 　?、俅^垂直河岸正對(duì)彼岸航行時(shí)，橫渡時(shí)間最短 　?、诖^垂直河岸，正對(duì)彼岸航行時(shí)，實(shí)際航程最短 　?、鄞^朝上游轉(zhuǎn)過一定角度，使實(shí)際航線垂直河岸，此時(shí)航程最短 　?、艽^朝下游轉(zhuǎn)過一定角度，使實(shí)際航速增大，此時(shí)橫渡時(shí)間最短 　　以上說法正確的是(　) A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 4．一輪船以一定的速度，船頭垂直河岸向?qū)Π缎旭偅铀畡蛩倭鲃?dòng)(河道是直的)，輪船渡河通過的路徑和所用時(shí)間與水流速度的正確關(guān)系是(　) 　　A．水流速度越大，則路程越長，所用時(shí)間也越長 　　B．水流速度越大，則路程越短，所用時(shí)間也越短 　　C．水流速度越大，路程越長，但所用時(shí)間不變 D．水流速度增大，路程和時(shí)間均不變 5．在沿平直公路做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的汽車上，從窗口釋放一個(gè)物體，不計(jì)空氣阻力，則車上的人看到該物體的運(yùn)動(dòng)是(　) 　　A．自由落體運(yùn)動(dòng) B．向后方傾斜的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 　　C．平拋運(yùn)動(dòng) D．向后方傾斜的勻速直線運(yùn)動(dòng) 6．如圖所示，物體A和B的質(zhì)量均為m，且分別與輕繩連接跨過定滑輪(不計(jì)繩子與滑輪、滑輪與軸之間的摩擦)．當(dāng)用水平變力F拉物體B沿水平方向向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程中 　　①物體A也做勻速直線運(yùn)動(dòng) 　?、诶K子拉力始終大于物體A所受的重力 　　③繩子對(duì)A物體的拉力逐漸增大 　?、芾K子對(duì)A物體的拉力逐漸減小 　　以上說法正確的是(　) A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 7．一只船在靜水中的速度為3 m/s，它要橫渡一條30 m寬的河，水流速度為4 m/s，下列說法正確的是(　) 　?、龠@只船不可能垂直于河岸抵達(dá)正對(duì)岸 　?、谶@只船對(duì)地的速度一定是5 m/s 　　③過河時(shí)間可能是6 s ④過河時(shí)間可能是12 s A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 圖5-5 8． 如圖所示，代表船的劃速的方向用5個(gè)箭頭來表示，每兩個(gè)箭頭之間 的夾角都是30，已知水速是1 m/s，船在靜水中的劃速是2 m/s．則： 　　(1)要使船能垂直河岸渡過河，那么劃船的方向應(yīng)是________． (2)要使船以最短的時(shí)間渡河，那么劃船的速度方向?yàn)開_____． 9． 如圖所示，物體A以速度v沿豎直桿勻速下滑，物體B用繩跨過滑輪與A相連，當(dāng)繩與水平面成θ角時(shí)，物體B的速率為___． 10． 某人乘船橫渡一條小河，船速和水速一定，且船速大于水速．若渡河的最短時(shí)間為t1，用最短的位移渡河的時(shí)間為t2，則船速與水速之比為________． 11． 某人站在電動(dòng)扶梯上不動(dòng)，扶梯正常運(yùn)行，人經(jīng)過時(shí)間t1由一樓升到 二樓，如果自動(dòng)扶梯不動(dòng)，人從一樓沿扶梯走到二樓所用的時(shí)間為t2，現(xiàn)在扶梯正常運(yùn)行，人也保持原來的速率沿扶梯向上走，則人從一樓到二樓所用的時(shí)間是多少？ 12． 火車以6 m/s的速度向東行駛，雨點(diǎn)的速度為4 m/s，方向豎直向下，求車中人所觀察到的雨點(diǎn)的速度． 13． 小船在200 m寬的河中渡水，水流速度是2 m/s，船在靜水中的航速是4 m/s，求： 　　(1)當(dāng)小船的船頭始終正對(duì)對(duì)岸時(shí)，它將在何時(shí)、何處到達(dá)對(duì)岸？ 　　(2)要使小船到達(dá)正對(duì)岸，應(yīng)如何行駛？耗時(shí)多少？