运动合成问题,主要研究四类问题。

第一类问题:把一个物体所作的复杂运动,看成是若干个简单运动的合运动,并根据运动合成的原理,找出研究复杂运动的方法。如平抛运动, 通常都被看成是水平方向上的匀速运动和竖直方向上自由落体运动的合运动,这样,就可以在笛卡儿坐标中,运用解析法研究其运动情况并确定其轨道方程。

第二类问题:一个物体同时参与两个或两个以上的运动,这个物体的运动便是几个分运动的合运动。例如,一艘轮船在流动的河水中航行,船员顺着桅杆向上爬行,则船员的运动便是若干个分运动的合运动。这里所指的船员的运动,还有相对于轮船、相对于河水、相对于河岸的区别。选择不同的参照物,运动的合成结果将不相同。

第三类问题:研究两个或两个以上独立运动的物体之间的相对位移、相对速度、相对加速度等有关问题。如电梯中的落体问题;猎犬在一条直线上或一个平面上追捕一只拚命奔跑的兔子的问题等。

第四类问题:研究两个或两个以上的物体在某种特定联系下,或在某种特定限制条件下运动时,与运动合成有关的问题。

如人在码头上通过跨在岸边光滑轮上的绳子牵引小船靠岸的过程中, 船速与人拉绳子在岸上走动的速度关系。

运动合成问题有两个最显著的特征:一是运动合成的相对性。任何一个运动合成问题,都与参照物的选择密切相关,这是由运动的相对性决定的。二是运动合成的矢量特性。由于运动量具有方向性,这就决定了研究运动合成问题时,必须按平行四边形法则,或由此发展而来的矢量三角形法和正交分解法等数学方法进行分析计算。

运动合成的相对性和矢量特性,决定了运动合成问题的复杂性。分析研究运动合成问题,不仅要对力学基本原理有深刻的理解,而且特别需要有丰富的想象力;分析研究运动合成问题,不仅要运用一系列物理学基本原理,而且将涉及到物理学的一系列基本研究方法;所以研究运动合成问题,对学好物理,培养能力有特别重要的意义。