2. 运动的合成与分解优秀教学设计内容

运动的合成和分解

[教学目标]：1、知道合运动与分运动的含义和特点：同时性、独立性、等效性

2、知道运动的合成与分解意义，并理解其遵循的原则：平行四边形原则

3、会用作图法和直角三角形知识解有关位移和速度的合成、分解问题。

4、会用运动合成的方法分析简单的具体问题．

[教学重点]：1、明确一个复杂的运动可以等效分解为两个简单的运动。

2、理解运动的合成与分解的意义和方法。

[教学难点]：1、理解合运动和分运动的同时性，两分运动的独立性．

2、应用运动的合成和分解方法分析解决实际问题。

教

学

程

序

[复习导入新课]

师:上节课我们学习了曲线运动的定义，性质及物体做曲线运动的条件，先来回顾一下这几个问题：

1、什么是曲线运动?

2、怎样确定做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向?

3、物体在什么情况下做曲线运动? 师：通过前面的学习．我们对曲线运动有了一个大致的认识，它比直线运动更为复杂，那么如何计算曲线运动的速度、加速度和位移呢？．要研究曲线运动需要什么样的方法呢?本节课我们就来学习一种常用的方法——运动的合成和分解

[新课教学]

师：物体的运动往往是一种复杂的运动，我们可以把一种复杂的运动等效看成是两个简单的运动的组合，这样就能够从简单的问题入手去解决复杂的问题．

（一）合运动和分运动(单击ppt中的图形有视频播放)

【演示】在玻璃管中注满清水，水中放一红蜡做成的小圆柱，用软木塞塞紧（如下图（a））

将管迅速竖直倒置，可观察到红蜡块向上做匀速直线运动（如下图（b））

若将玻璃管竖直倒置，在红蜡块上升的同时将管水平匀速右移，将观察到红蜡块是斜向右上方运动的（如下图（C）．经过相同时间，红蜡块将沿直线AC到C处．

1．合运动和分运动：如果物体同时参与了几个运动，那么物体实际发生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．

2．合运动和分运动的关系

（1）等效性：各分运动的规律叠加起来与合运动规律有完全相同的效果．

（2）独立性：某个方向上的运动不会因为其他方向上是否有运动而影响自己的运动性质．在运动中一个物体可以同时参与几种不同的运动，在研究时，可以把各个运动都看做是互相独立进行，互不影响．

运动的独立性原理（叠加原理）：一个运动可以看成由几个各自独立进行的运动叠加而成，这就是运动的独立性原理或运动的叠加原理．

（3）同时性：合运动通过合位移所需时间和对应的每个分运动通过分位移的时间相等．即各分运动总是同时开始，同时结束．

【注意】分运动、合运动都是属于同一个物体的，它们从同一地点出发，经过同一段时间，到达同一个位置，因此我们不能把物体在不同时间内的位移或不同时刻的速度、加速度加以合成．

（二）运动的合成和分解

1．运动的合成和分解：已知分运动求合运动叫运动的合成，已知合运动求分运动叫运动的分解．

【注意】（1）运动的合成和分解是建立在“等效”基础之上的．

（2）运动的合成是惟一的，而运动的分解是不惟一．我们通常是按运动所产生的实际效果来分解．

2．运动的合成和分解的运算法则

运动的合成与分解是指描述物体运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解．由于它们都是矢量，所以它们都遵循矢量的合成和分解法则，即平行四边形定则．

（1）两分运动在同一直线上时，同向相加，反向相减．

（2）不在同一直线上，按照平行四边形定则进行合成或分解．

【注意】凡是矢量都可合成和分解，但由于时间是标量，所以时间不存在合成或分解的问题．

（三）运动的性质和轨迹

两直线运动的合运动的性质和轨迹由各分运动的性质及合初速度与合加速度的方向和大小关系决定．

1．两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动．

2．一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动仍然是匀变速运动，当两者共线时为匀变速直线运动，不共线时为匀变速曲线运动．

3．两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速运动．若合初速度方向与合加速度方向在同一条直线上时，则是直线运动；若合初速度方向与合加速度方向不在一条直线上时，则是曲线运动．

【例1】

关于互成角度的两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动，下列说法正确的是（）

A．一定是直线运动

B．一定是曲线运动

C．可能是直线运动，也可能是曲线运动

D．以上都不对

【解析】两个运动的初速度合成、加速度合成如下图所示，当合加速度a和合速度v重合时，物体将做匀加速直线运动，当加速度a和合速度v不重合时，物体做匀加速曲线运动，由于题目没有给出两个运动的加速度和初速度的具体数值，不能具体确定，所以以上两

种情况都可能出现．正确选项为C．

判别物体是否做曲线运动，主要是判别合速度和合加速度是否同在一直线上，所以首先要判断合加速度和合速度方向.

【例2】一质量为1kg的质点自距地面20m高处由静止释放，同时受到水平向右、大小为5N的恒力作用，求（1）物体做什么运动？经多长时间落地？（2）物体从释放到落地水2平位移是多少？（取g10m/s）

【解析】物体释放后在水平方向和竖直方向都受恒力作用．可以先求合力，再求加速度，由合运动求运动时间及水平位移．也可以分水平和竖立两个分运动来研究．竖直分运动是我们熟悉的自由落体运动，所以后一种方法比较简便．

（1）物体释放后受重力和水平恒力作用，合力仍为恒力，所以做初速度为零的匀加速度直线运动．

竖直分运动为自由落体运动，所以

sy122h220gt t2(s)

2g10

（2）水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，所以

aF5115(m/s2),sxat2522(m)10(m)

m122

此题说明两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动仍是初速度为零的匀加速直线运动．请学生用合运动解此题，并比较哪种方法简便．

小结：合运动（物体的实际运动）与分运动具有等效性，各分运动间具有等时性、独立性．合运动与分运动的位移、速度、加速度的运算遵守平行四边形定则．

[小结]：

本节课我们主要学习了

1、什么是合运动和分运动

2、什么是运动的合成和分解

3、运动的合成和分解遵循平行四边形法则

4、分运动和合运动具有等时性

5、两个直线运动的合运动可能是直线运动，也可能是曲线运动

[作业]：本节教材练习