2018-2019学年鲁科版必修23.1 运动的合成与分解 学案
2018-2019学年鲁科版必修23.1 运动的合成与分解 学案第3页

  所以θ=arccos(Vs/Vc),因为0≤cosθ≤1,所以只有在Vc>Vs时,船才有可能垂直于河岸横渡。

  (3)若Vs>Vc,怎样渡河位移最短?

  如果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。怎样才能使船的位移最短呢?如图2-丙所示,设船头Vc与河岸成θ角,合速度V与河岸成α角。可以看出:α角越大,船的位移越短,那么,在什么条件下α角最大呢?以Vs的矢尖为圆心,以Vc为半径画圆,当v与圆相切时,α角最大,根据cosθ=Vc/Vs,船头与河岸的夹角应为:θ=arccos(Vc/Vs)

  此时渡河的最短位移为:

  4.连带运动问题

  指物拉绳(杆)或绳(杆)拉物问题。由于高中研究的绳都是不可伸长的,杆都是不可伸长和压缩的,即绳或杆的长度不会改变,所以解题原则是:把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)两个分量,根据沿绳(杆)方向的分速度大小相同求解。

  

  【典型例题】

  例1 关于运动的合成与分解,以下说法正确的是( )

  A.由两个分运动求合运动,合运动是唯一确定的

  B.由合运动分解为两个分运动,可以有不同的分解方法

  C.物体做曲线运动时,才能将这个运动分解为两个分运动

  D.任何形式的运动,都可以用几个分运动代替

  解析 从运动合成或分解的法则--平行四边形法则出发思考,明确运动分解的意义、方法,可做出正确的判断,答案为ABD

  例2 在一无风的雨天,雨滴竖直下落至地表的速度v1=8 m/s,一辆汽车以v2=6 m/s的速度匀速行驶,求车上的人看到雨滴的速度大小与方向。

  解析 如图所示,当观察者处于汽车上时,观察到雨滴同时参与两个分运动,一是竖直下落运动,二是朝向汽车的运动,此运动的速度v2′与v2大小相等、方向相反,所以雨滴相对汽车的速度v为v1、v2′的合速度

  v==m/s=10 m/s

设v与竖直方向的夹角为α