曹惠敏
運(yùn)動(dòng)的合成與分解是處理曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本方法.運(yùn)動(dòng)合成與分解的實(shí)質(zhì)是對(duì)描述物體運(yùn)動(dòng)的參量(位移、速度、加速度等)進(jìn)行合成與分解.準(zhǔn)確分析確定物體的合運(yùn)動(dòng)(物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為合運(yùn)動(dòng))、物體的分運(yùn)動(dòng)(物體按運(yùn)動(dòng)效果進(jìn)行分解的運(yùn)動(dòng))是解題的關(guān)鍵.
一、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)分析
例1 如圖1甲所示,起重機(jī)將貨物沿豎直方向勻加速吊起,同時(shí)又沿橫梁水平勻速向右運(yùn)動(dòng).此時(shí),站在地面上觀察,貨物運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是圖乙中的
解析貨物的運(yùn)動(dòng)可以分解為兩個(gè)相互垂直的運(yùn)動(dòng),一是豎直向上的勻加速運(yùn)動(dòng),二是水平向右的勻速運(yùn)動(dòng).其合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的加速度方向豎直向上,運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)彎向受力的一側(cè),所以站在地面上的人觀察到貨物的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)是C圖,C正確.
變式1:某質(zhì)點(diǎn)在水平面上的直角坐標(biāo)系xOy坐標(biāo)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖2所示,下面判斷正確的是()
A.若質(zhì)點(diǎn)在戈方向始終做勻速運(yùn)動(dòng),則在y方向也始終做勻速運(yùn)動(dòng)
B.若質(zhì)點(diǎn)在x方向始終做勻速運(yùn)動(dòng),則在y方向先加速后減速運(yùn)動(dòng)
C.若質(zhì)點(diǎn)在y方向始終做勻速運(yùn)動(dòng),則在x方向也始終做勻速運(yùn)動(dòng)
D.若質(zhì)點(diǎn)在y方向始終做勻速運(yùn)動(dòng),則在x方向先加速后減速運(yùn)動(dòng)
二、拋體運(yùn)動(dòng)
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(diǎn),兩球運(yùn)動(dòng)的最大高度相同.空氣阻力不計(jì),則()
A.B的加速度比4的大
B.B的飛行時(shí)間比4的長(zhǎng)
C.B在最高點(diǎn)的速度比4在最高點(diǎn)的大
D.B在落地時(shí)的速度比4在落地時(shí)的大
解析A、B都只受重力,所以加速度相同,A錯(cuò).時(shí)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(biāo)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(fēng)力,一小球從坐標(biāo)原點(diǎn)沿Oy方向豎直向上拋出,初速度為vo=4m/s,不計(jì)空氣阻力,到達(dá)最高點(diǎn)的位置如圖中M點(diǎn)所示,坐標(biāo)格為正方形,取g=10m/S?.
(1)小球在M點(diǎn)的速度v1;
(2)在圖中定性畫(huà)出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡并標(biāo)出小球落回x軸時(shí)的位置N;
(3)小球到達(dá)N點(diǎn)的速度v2的大小.
三、渡河問(wèn)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(shí)間最短?最短時(shí)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(duì)渡河有幫助,當(dāng)v2垂直河岸時(shí),渡河時(shí)間最短,此時(shí)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(shí)渡河位移最短.如圖5所示,此時(shí)渡河的最小位移為Smin 變式3:下列圖中實(shí)線為河岸,河水的流動(dòng)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?shí)際航線,則其中可能正確的是() 三、繩連接問(wèn)題 例4 如圖6所示,在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的汽車(chē),通過(guò)定滑輪用繩子吊起一個(gè)物體.若汽車(chē)和被吊物體在同一時(shí)刻的速度分別為v1和v2,則下列說(shuō)法中正確的是() A.物體做勻速運(yùn)動(dòng),且v2=v1 B.物體做加速運(yùn)動(dòng),且v2>V1 C.物體做加速運(yùn)動(dòng),且v2 D.物體做減速運(yùn)v1按右圖進(jìn)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(yùn)動(dòng) B.勻加速運(yùn)動(dòng) C.變加速運(yùn)動(dòng) D.減速運(yùn)動(dòng) 答安 變式1:D 變式2:(1)6m/s (3)4√10m/s 變式3:B 變式4:C