2024年高中物理新教材同步 必修第二册学习笔记第5章 专题强化　运动的合成与分解应用实例

专题强化运动的合成与分解应用实例[学习目标]1.能利用运动的合成与分解的知识，分析小船渡河问题(重点)。2.会分析小船渡河问题的两个分运动，会求渡河的最短时间和最短位移(重难点)。3.能利用运动的合成与分解的知识，分析关联速度问题(重点)。4.掌握常见的绳关联模型和杆关联模型的速度分解的方法(重点)。一、小船渡河模型如图所示为一条宽为d的大河，小明驾着小船从A点出发，欲将一批货物运送到对岸。已知河水流速为v水，小船在静水中的航速为v船。(1)渡河过程中，小船参与了哪两个分运动？(2)怎么求解小船渡河过程所用的时间？小船如何渡河时间最短？最短时间为多少？此时渡河位移为多大？(3)小船如何渡河才能使渡河位移最小？最小位移为多大？(4)小船渡河时间的长短与水流速度是否有关？________________________________________________________________________________________________________________________________________________例1(2022·商洛市高一期末)某地进行抗洪抢险演练时，把一布娃娃放在一木盆(视为质点)中随河水流动，抢险战士发现这一情况时，抢险船(视为质点)和木盆的连线与河岸垂直，木盆到两岸的距离相等，两河岸平行，如图所示。抢险船在静水中的速度为5m/s，河宽为300m，河水流速为3m/s，不计战士的反应时间和船的发动时间，则最短的救援时间(船到达木盆的时间)为()A．30s B．60sC．75s D．100s例2小船要横渡一条200m宽的河，水流速度为3m/s，船在静水中的航速是5m/s，求：(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)(1)当小船的船头始终正对对岸行驶时，它将在何时、何处到达对岸？(2)要使小船到达河的正对岸，应如何行驶？多长时间能到达对岸？(3)如果水流速度变为10m/s，要使小船航程最短，应如何航行？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________二、关联速度模型如图所示，岸上的小车A以速度v匀速向左运动，用绳跨过光滑轻质定滑轮和小船B相连。(1)在相等的时间内，小车A和小船B运动的位移相等吗？(2)小车A和小船B某一时刻的速度大小相等吗？如果不相等，哪个速度大？(3)从运动的合成与分解的角度看，小船上P点的速度可以分解为哪两个分速度？(4)若某时刻连接船的绳与水平方向的夹角为α，则船的速度是多大？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．分析绳(杆)关联速度问题时，需要注意：应该分解物体的实际运动速度，即________。分解方法：将物体的实际速度分解为____________和________的两个分量。2．常见的速度分解模型情景图示定量结论v＝v∥＝__________v物′＝v∥＝________v∥＝v∥′即______________v∥＝v∥′即______________例3(2022·绵阳市高一期末)如图所示，汽车通过绳子绕过定滑轮连接重物M一起运动，不计滑轮摩擦和绳子质量，已知汽车以v匀速向左运动，绳子与水平方向夹角为θ，重物M的速度用vM表示。则()A．重物做匀速运动B．重物做匀变速运动C．vM＝vcosθD．v＝vMcosθ例4(2022·大连市第八中学高一检测)在固定斜面体上放置物体B，B物体用绳子通过定滑轮与物体A相连，A穿在光滑的竖直杆上，当B以速度v0匀速沿斜面体下滑时，使物体A到达如图所示位置，绳与竖直杆的夹角为θ，连接B的绳子始终与斜面体平行，则物体A上升的速度是()A．v0sinθ B.eq\f(v0,sinθ)C．v0cosθ D.eq\f(v0,cosθ)例5(多选)(2022·邢台市高一月考)甲、乙两光滑小球(均可视为质点)用轻直杆连接，乙球处于粗糙水平地面上，甲球紧靠在粗糙的竖直墙壁上，初始时轻杆竖直，杆长为4m。施加微小的扰动使得乙球沿水平地面向右滑动，当乙球距离起点3