Question

10．飞机现已广泛应用于突发性灾难的救援工作当中，图示为交通部海上救助飞行队将一名在海上身受重伤，生命垂危的渔民接到岸上的情景，为了达到最快速的救援效果，如图所示，飞机常常一边匀速收拢缆绳提升伤员，一边沿着水平方向匀速飞向岸边．
（1）从运动合成的观点来看，在此情景中伤员同时参与了哪两个运动？
（2）伤员的哪个运动是合运动，哪个运动是分运动？
（3）如果已知飞机匀速飞行的速度为v₁，匀速收拢缆绳的速度为v₂，那么伤员的运动轨迹是怎样的？（竖直向上为y轴正方向，水平向右为x轴正方向）．

Answer 1

分析 （1）伤员相对飞机匀速上升的同时，还要随着飞机一起相对地面匀速前进；
（2）合运动是相对地面的运动，是分运动的合成；
（3）根据分运动的速度合成合运动的速度，分析合运动的可能轨迹．

解答 解：（1）从运动合成的观点来看，在此情景中伤员同时参与了两个运动，即竖直方向的匀速上升和水平方向的匀速前进；
（2）相对地面的实际运动是合运动，竖直方向匀速上升和水平方向匀速前进是两个分运动；
（3）已知飞机匀速飞行的速度为v₁，匀速收拢缆绳的速度为v₂，故合速度v也是不变的，是匀速直线运动；

tanα=$\frac{{v}_{2}}{{v}_{1}}$
故α=$arctan\frac{{v}_{2}}{{v}_{1}}$
合运动轨迹是向前方偏上的直线，与水平方向的夹角为$arctan\frac{{v}_{2}}{{v}_{1}}$，如图所示：

答：（1）从运动合成的观点来看，在此情景中伤员同时参与竖直方向匀速上升和水平方向匀速前进是两个分运动；
（2）伤员的实际动是合运动，竖直方向匀速上升和水平方向匀速前进是两个分运动；
（3）如果已知飞机匀速飞行的速度为v₁，匀速收拢缆绳的速度为v₂，那么伤员的运动轨迹是直线．

点评 本题关键是明确合运动与分运动的概念，明确运动的合成分解的实质是运动的位移、速度、加速度的合成与分解，基础题目．