5.1第二课时运动的合成与分解
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我们已经学过“力的合成”了,我们知道两个力F1、F2在满足平行四边形法则的前提下可以得到一个合力;那今天类似的,我们也来求一个物理量的合成。
是什么物理量呢?不是合力,更不是巧克力,我们要研究的是“运动的合成”【板书】首先我们给出大家两个基本概念:①分运动与②合运动【板书】(天下大事合久必分分久必合,有分运动就一定有合运动!)。
一个物体在运动的过程当中呢,它可能会同时参与多个运动。
那每一个方向的运动我们称为“分运动”;而这个物体最终真实的、实际的【板书】运动轨迹,我们把它称为“合运动”。
运动的合成与分解是一种双向的等效操作,对于解决复杂的运动过程是一种重要的研究方法。
啊,我举一个很简单的例子,大家来研究一下。
假设这里有一辆消防车【板画】,这个我画的还可以啊,怎么感觉跟货车一样,哈哈。
啊,OK!消防车在我们的水平面上呢,以速度v1匀速的向右呢,正在行驶着;啊,在我们消防车的上方呢,有一个云梯,我们知道消防人员为了灭火呢经常要爬到云梯之上。
我假设这里有一个消防员,啊,这个消防员画的跟猴子一样。
啊,他正在爬云梯,他爬云梯的速度呢,是向上的速度v2,好,问题来了:请问这个消防员真实的运动速度指向哪里?我们把v1,v2就称之为他两个方向的分速度:一个是水平方向的,一个是竖直方向的。
而消防员实际的运动轨迹,大家很明显可以想象的到:车子向右开,消防员向上爬,那速度是一个矢量,矢量都满足一个什么法则?很好,那根据平行四边形法则,他真实的运动方向应该是右上的。
所以V合就是这个物体实际运动的合速度。
这个合速度的大小是多少呢?我们看到刚好两个分速度是垂直的,所以合速度利用勾股定理,就是根号下v12+v22啦;那这个合速度的方向我们应该如何描述呢?哎,我们可以设一个角度θ,是合速度与任一分速度的夹角,比方说在这里就选V合与v1的夹角吧,那么只要我们求出这个夹角的正切值tanθ=v2/v1,θ角是不是就被唯一确定出来了?也就是说合速度的方向也就被唯一确定出来了。