关联速度模型
[学习目标]1.能利用运动的合成与分解的知识,分析关联速度问题.2.建立常见的绳关联模型
和杆关联模型的解法.
导学探究
如图所示,岸上的小车A以速度匀速向左运动,绳跨过光滑轻质定滑轮和小船B相连.
v
(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)从运动的合成和分解的角度看,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?
知识深化
1.两物体通过不可伸长的轻绳(杆)相连,当两物体都发生运动,且物体运动的方向不在绳(杆)
的直线上,两物体的速度是关联的.(下面为了方便,统一说“绳”).
2.处理关联速度问题的方法:首先认清哪个是合速度、哪个是分速度.物体的实际速度一定
是合速度,分解时两个分速度方向应取沿绳方向和垂直绳方向.
3.常见的速度分解模型
情景图示定量结论
v=v=vcosθ
∥物
v′=v=vcosθ
物∥物
v=v′
∥∥
即v物cosθ=v物′cosα
v=v′
∥∥
即cosα=′cosβ
v物v物
例1(2021·南昌市新建一中期中)如图所示,物体A套在竖直杆上,经细绳通过光滑轻质定
滑轮拉动物体B在水平面上运动,开始时A、B间的细绳呈水平状态,现由计算机控制物体
A的运动,使其恰好以速度沿杆匀速下滑(B始终未与滑轮相碰),则()
v
A.绳与杆的夹角为α时,B的速率为sinα
v
B.绳与杆的夹角为α时,B的速率为vcosα
C.物体B也做匀速直线运动
D.物体B做匀加速直线运动
例2如图所示,一轻杆两端分别固定质量为mA和mB的小球A和B(A、B均可视为质点).将
其放在一个光滑球形容器中从位置1开始下滑,当轻杆到达位置2时球A与球形容器球心等
高,其速度大小为,已知此时轻杆与水平面成θ=30°角,球B的速度大小为,则()
v1v2
1
A.v=vB.v=2v
2121
2
C.=D.=3
v2v1v2v1
针对训练如图所