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2页

  2.决定合运动的性质和轨迹的因素

  物体运动的性质由加速度决定(加速度为零时物体静止或做匀速运动;加速度恒定时物体做匀变速运动;加速度变化时物体做变加速运动)。

  物体运动的轨迹(直线还是曲线)则由物体的速度和加速度的方向关系决定(速度与加速度方向在同一条直线上时物体做直线运动;速度和加速度方向成角度时物体做曲线运动)。

  两个互成角度的直线运动的合运动是直线运动还是曲线运动?

  决定于它们的合速度和合加速度方向是否共线(如图1所示)。

  常见的类型有:

  ⑴ a=0:匀速直线运动或静止。

  ⑵ a恒定:性质为匀变速运动,分为:① v、a同向,匀加速直线运动;②v、a反向,匀减速直线运动;③ v、a成角度,匀变速曲线运动(轨迹在v、a之间,和速度v的方向相切,方向逐渐向a的方向接近,但不可能达到。)

  ⑶ a变化:性质为变加速运动,加速度大小、方向都随时间变化。

  3.小船渡河问题

  一条宽度为L的河,水流速度为Vs,已知船在静水中的航速为Vc,船过河时,船的实际运动(即相对于河岸的运动)可以看成是随水以速度Vs漂流的运动和以Vc相对于静水的划行运动的合运动。随水漂流和划行这两个分运动互不干扰而具有等时性。

  (1)怎样渡河时间最短?

如图2-甲所示,设船头斜向上游与河岸成任意角θ,这时船速在垂直于河岸方向的速度分量V1=Vcsinθ,渡河所需时间为:

  可以看出:L、Vc一定时,t随sinθ增大而减小;当θ=900时,sinθ=1,所以,当船头与河岸垂直时,渡河时间最短,.

  (2)若Vs<Vc,怎样渡河位移最小?

如图2-乙所示,渡河的最小位移即河的宽度。为了使渡河位移等于L,必须使船的合速度V的方向与河岸垂直。这是船头应指向河的上游,并与河岸成一定的角度θ。根据三角函数关系有:Vccosθ─Vs=0.