曹惠敏
運動的合成與分解是處理曲線運動問題的基本方法.運動合成與分解的實質(zhì)是對描述物體運動的參量(位移、速度、加速度等)進行合成與分解.準確分析確定物體的合運動(物體的實際運動為合運動)、物體的分運動(物體按運動效果進行分解的運動)是解題的關(guān)鍵.
一、運動性質(zhì)分析
例1 如圖1甲所示,起重機將貨物沿豎直方向勻加速吊起,同時又沿橫梁水平勻速向右運動.此時,站在地面上觀察,貨物運動的軌跡可能是圖乙中的
解析貨物的運動可以分解為兩個相互垂直的運動,一是豎直向上的勻加速運動,二是水平向右的勻速運動.其合運動是曲線運動,運動的加速度方向豎直向上,運動軌跡應彎向受力的一側(cè),所以站在地面上的人觀察到貨物的運動軌跡應是C圖,C正確.
變式1:某質(zhì)點在水平面上的直角坐標系xOy坐標平面內(nèi)運動的軌跡如圖2所示,下面判斷正確的是()
A.若質(zhì)點在戈方向始終做勻速運動,則在y方向也始終做勻速運動
B.若質(zhì)點在x方向始終做勻速運動,則在y方向先加速后減速運動
C.若質(zhì)點在y方向始終做勻速運動,則在x方向也始終做勻速運動
D.若質(zhì)點在y方向始終做勻速運動,則在x方向先加速后減速運動
二、拋體運動
例2 如圖3所示,從地面上同一位置拋出兩小球A、B,分別落在地面上的M、N點,兩球運動的最大高度相同.空氣阻力不計,則()
A.B的加速度比4的大
B.B的飛行時間比4的長
C.B在最高點的速度比4在最高點的大
D.B在落地時的速度比4在落地時的大
解析A、B都只受重力,所以加速度相同,A錯.時間由豎直方向高度決定,高
變式2:如圖4所示,在豎直平面的xOy坐標系中,Oy豎直向上,Ox水平向右.設(shè)平面內(nèi)存在沿x軸正方向的恒定風力,一小球從坐標原點沿Oy方向豎直向上拋出,初速度為vo=4m/s,不計空氣阻力,到達最高點的位置如圖中M點所示,坐標格為正方形,取g=10m/S?.
(1)小球在M點的速度v1;
(2)在圖中定性畫出小球的運動軌跡并標出小球落回x軸時的位置N;
(3)小球到達N點的速度v2的大小.
三、渡河問題
例3 一條寬為d的河,水流速度為Vl,船在靜水中的速度為v2.
(1)怎樣渡河時間最短?最短時間是多少?
(2)若v1 (3)若Vl>v2,怎樣渡河船漂向下游的距離最短? 解析 (1)只有v2對渡河有幫助,當v2垂直河岸時,渡河時間最短,此時船身與河岸垂直.渡河位移最短: (2)若v1 (3)若v1>v2,則船頭垂直于合速度方向時渡河位移最短.如圖5所示,此時渡河的最小位移為Smin 變式3:下列圖中實線為河岸,河水的流動方向如圖中v的箭頭所示,虛線為小船從河岸M駛向?qū)Π盯舻膶嶋H航線,則其中可能正確的是() 三、繩連接問題 例4 如圖6所示,在水平地面上做勻速直線運動的汽車,通過定滑輪用繩子吊起一個物體.若汽車和被吊物體在同一時刻的速度分別為v1和v2,則下列說法中正確的是() A.物體做勻速運動,且v2=v1 B.物體做加速運動,且v2>V1 C.物體做加速運動,且v2 D.物體做減速運v1按右圖進行分解,則v1' =V2,而vl'=vlcosθ,所以v2 變式4:如圖7所示,人在岸上用輕繩拉船.若人勻速拉繩,則船將做() A.勻速運動 B.勻加速運動 C.變加速運動 D.減速運動 答安 變式1:D 變式2:(1)6m/s (3)4√10m/s 變式3:B 變式4:C