师:同学们,我们一起来学习高一粤教版必修2物理第一章第二节运动的合成与分解。在必修一,我们已经学过直线运动的基本规律,曲线运动比直线运动更复杂,那是不是又要学一套新的基本规律呢?我们本着化曲为直、化繁为简的思路,思考能否把曲线运动转化为简单的直线运动。运动的合成与分解,就是解决这一问题的基本方法。之前,我们根据等效替代的思想方法对力进行了合成与分解,类比这个方法,运动能否进行合成与分解呢?下面来看第一个问题。

  (展示小球从a点抛出运动到d点的过程)

  师:小球实际做的是曲线运动,但在这个过程中,它在水平方向和竖直方向都产生了运动效果。像这样,我们把小球在水平方向和竖直方向的运动称为分运动。小球从a运动到d的实际运动,我们称之为合运动。根据刚才的展示,我们给出合运动和分运动的概念。如果一个物体实际发生的运动,产生的效果跟另外两个运动产生的效果相同,我们就把物体实际运动叫做这两个运动的合运动,这两个运动就叫做这一实际运动的分运动。所以,小球从a到d是合运动,小球在水平方向和竖直方向的运动是分运动。从运动产生的效果看,合运动与分运动是什么关系呢?通过刚才的学习,我们知道分运动产生的效果与合运动效果完全一致。所以,分运动与合运动之间存在等效替代的关系。从作用效果上看,合运动和分运动之间存在等效替代关系,那分运动之间是否相互影响呢?

  (演示用小锤打弹性金属片,小球沿水平方向抛出,增加一个同时被松开做自由落体运动的小球作为参照)

  师:当用小锤击打金属片时,左侧小球做自由落体运动,右侧小球水平抛出。观察小球在竖直方向上的运动,会发现平抛的小球在竖直方向上的运动和左侧小球完全相同。改变小锤打击金属片的力度,右侧小球在竖直方向上的运动和左侧小球在竖直方向上的运动依然完全一样,同时开始,同时结束。根据刚才的演示,我们可以总结出以下特点。分运动与合运动同时开始、同时结束,时间相同。小球在竖直方向的分运动,不随小球水平方向速度大小的改变而改变。

  师:我们总结一下,合运动与分运动之间存在等时性,即合运动和分运动经历的时间相等,同时开始、同时进行、同时结束。第二,复杂的运动可以看成几个独立进行的分运动的合运动,各分运动独立进行,互不影响。第三,各分运动的规律叠加起来,与合运动的规律完全一样,效果相同,这就是等效性。下面我们学习今天的第三个内容,运动的合成与分解。首先学习两个概念,已知分运动求合运动,称为运动的合成;已知合运动求分运动,叫做运动的分解。那运动的合成与分解具体指哪些量的合成与分解呢?因为描述运动的物理量包含位移、速度、加速度等,所以运动的合成与分解,就是位移、速度、加速度这些量的合成与分解。

  物体的实际运动叫做合运动,它的位移称为合位移,是起点指向终点的有向线段,这是水平方向和竖直方向的分位移。位移的合成与分解遵循平行四边形定则。物体实际运动的速度,也可以根据效果分解成水平方向的速度和竖直方向的速度,物体合运动的速度叫合速度,加速度的合成与分解同样遵循平行四边形定则。所以,运动的合成与分解互为逆运算,均遵守平行四边形定则。

  下面我们总结一下分运动与合运动的三个特性。第一是等时性,指各分运动同时发生、同时结束,时间相同。第二个是等效性,指各分运动的共同效果与合运动的效果相同,这是进行合成与分解的基础。第三点是同体性,各分运动与合运动虽然具有独立不干扰性,但其实是同一个物体的运动。下面我们判断一下以下四种说法是否正确。第一个,合运动与分运动是同时进行的,时间相等,这说的是等时性,所以这种说法正确。第二,合运动一定是实际发生的运动,这种说法也正确,解决问题时可根据这个判断哪个是合运动,实际发生的才是合运动。第三,合运动的速度一定比分运动的速度大,这个说法错误。速度的合成与分解遵循平行四边形定则,和力的合成与分解一样,合力可以小于分力,所以合速度也可以比分速度小。第四个,两个互成角度的匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动。匀速直线运动加速度为0,合成之后加速度也为0,所以合成之后一定是匀速直线运动,这个说法正确。下面我们用合成与分解来解决具体问题,也就是小船渡河问题。

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《物理 必修2 第1章 第二节运动的合成与分解 逐字稿-3,258字 第5版》.docx
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