学而思高一物理尖端班暑假第5讲.pdf
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1尖端学生计划培养班第5讲学生版1.相对运动伽利略相对性原理伽利略相对性原理在伽利略的关于哥白尼和托勒密两大世界体系的对话中,有这么一段话“无论船以任何的速度前进,只要是匀速的,也不忽左忽右的摆动。
你将发现,在船里发生的一切都丝毫没有变化,你无法从其中得到任何的船是如何运动,或者静止的信息。
”这段话几种的体现了相对性原理的思想。
相对性原理可以表述为:
一个对于惯性系做匀速直线运动的其他参考系,其内部发生的一切物理过程,都不受到系统作为整体的匀速直线运动的影响。
同一运动在不同的参照系中,其描述是不同的,这就是运动的相对性。
同一运动在不同参照系中的描述可以互相转换。
以速度为例,这种转换有以下的两个基本关系,即ABBAVV对对ACABBCVVV对对对绝对速度:
我们(在高考范围内)一般把质点对地面,或者相对于地面上静止的物体的运动称为“绝对运动”。
相应的速度为“绝对速度”。
相对速度:
质点相对于运动参考系的运动称为相对运动,相应的速度为相对速度。
牵连速度:
运动的参考系相对于地面的运动称为牵连运动,相应的速度为牵连速度。
依据以上速度合成办法,有VVV绝对牵连相对运用以上公式的时候要注意以下几点:
合速度的前脚标与第一个分速度的前脚标相同。
合速度的后脚标和最后一个分速度的后脚标相同。
前面一个分速度的后脚标和相邻的后面一个分速度的前脚标相同。
所有分速度都用矢量合成法相加。
速度的前后脚标对调,改变符号。
以上求相对速度的式子也同样适用于求相对位移和相对加速度。
知识点睛5.1相对运动与运动关联第5讲相对运动2尖端学生计划培养班第5讲学生版2.物体间的速度,加速度关联
(1)杆或绳杆或绳约束物系各点速度的相关特征是:
在同一时刻必具有相同的沿杆或绳方向的分速。
实际运动时合运动,由伸缩运动与旋转运动合成。
实际运动=旋转运动+伸缩运动【例】吊苹果逗小孩儿有两种逗法,一种是伸缩,一种是摆动。
不难总结:
一段不可伸长的细绳伸缩运动速度相等沿绳(杆)速度相等,转速无论多大不可改变绳子长度。
(2)接触物体接触物体在接触面法线方向的分速度相同,切向分速度在无相对滑动时也相同。
(3)线状交叉物体交叉点线状交叉物体交叉点的速度是相交物体双方沿各自切向运动分速度的矢量和。
关于第3点要具体解释一下:
如图所示,我们来看交叉的两直线a、b,设直线a不动,当直线b沿自身方向移动时,交点P并不移动,而当直线b沿直线a的方向移动时,交点P便沿直线a移动,因交点P亦是直线b上一点,故与直线b具有相同的沿直线a方向的平移速度。
同理,若直线b固定,直线a移动,交点P的移动速度与直线a沿直线b方向平动的速度相同。
根据运动合成原理,当两直线a、b各自运动,交点P的运动分别是两直线沿对方直线方向运动的合运动。
(4)叠加运动的关联叠加运动的关联先举个例子:
如图的定滑轮,两边重物都在竖直运动,并且滑轮也在竖直运动,设两边重物位移分别为12,xx,轮中心的位移为x。
不难由绳子长度不变得位移关系:
122xxx对应的必然有速度关系:
122vvv加速度关系:
122aaa3尖端学生计划培养班第5讲学生版(5)滚动滚动两个物体之间相对滚动,这意味着除了接触点的法向速度等于物体上这一点的法向速度以外,还有一个条件是接触点在两个物体上走过的距离相等,这也等价于两个物体在接触点的切向速度相等。
【例1】从离地面同一高度h、相距l的两处同时各抛出一个石块,一个以速度1v竖直上抛,另一个石块以速度2v向第一个石块原来位置水平抛出,求这两个石块在运动过程中,它们之间的最短距离。
【例2】一人骑自行车向东行驶,当车速为4m/s时,他感到风从正南方向吹来;当车速增加到7m/s时,他感到风从东南方向(东偏南45)吹来,则风对地的速度大小为A7m/sB6m/sC5m/sD4m/s【例3】高空中有四个小球,在同一位置同时以相同速率向上、向下、向左、向右被射出,不计空气阻力,经过1s后四个小球在空中位置的构图是【例4】在空间某一点O,向三维空间的各个方向以相同的速度av射出很多个小球,球st之后这些小球中离得最远的二个小球之间的距离是多少(假设st之内所有小球都未与其它物体碰撞)?
【例5】一木板坚直地立在车上,车在雨中匀速进行一段给定的路程。
木板板面与车前进方向垂直,其厚度可忽略。
设空间单位体积中的雨点数目处处相等,雨点匀速坚直下落。
下列诸因素中与落在木板面上雨点的数量有关的因素是:
A.雨点下落的速度B.单位体积中的雨点数C.车行进的速度D.木板的面积例题精讲4尖端学生计划培养班第5讲学生版【例6】某汽车前方的挡风玻璃与水平方向成角度37,当汽车以30m/s在水平地面上开行时,汽车司机看到雨滴垂直打在挡风玻璃上,实际虽然下雨但是没有风,计算雨滴下落的速度。
【拯救淡定哥】据报导:
6月8日下午17时,中国内地大部分省区高考结束。
正在此时,江西南昌、上饶、鹰潭、吉安等多地突遭强降雨袭击。
在江西南昌二中考点,刚考完的学生面对突如其来的大雨选择在雨中疾步飞奔,而一名戴着眼镜的男生却在全身被大雨淋湿后,淡定走出考场校。
“淡定哥”一淋而出名,我们不妨从物理的角度讨论一下淋雨之问题。
【例7】假设雨下落的速度与竖直方向成角度为,雨下落的速度大小为v。
“淡定哥”拿起自己的准考证顶在头顶,这样可以忽略从上而下的淋雨量。
要淡定哥在一定时间内淋雨最少,他得向着什么方向跑?
【谣言终结者】有物理大神传言:
一个人在雨中从A跑到B,无论人以多大的速度跑,人的侧面淋雨的总量总是恒定的,难道淡定哥是传说中的物理大神?
不妨讨论一下。
【例8】两根筷子A、B如图放置,它们与水平线夹角分别为30,60,它们交点为C。
问:
(1)当A不动,B匀带以Bv水平向右移动时,交点C的速度大如何,方向如何?
(2)当B不动,A匀速以Av水平向左移动时,交点C的速度大小如何方向如何?
(3)当A向左Av,B向右Bv的交点C速度大小如何方向如何?
5尖端学生计划培养班第5讲学生版【例9】细杆AB长L,两端分别约束在x、y轴上运动,如果Av为已知,试求B点的速度;求杆上与A点相距aL01a的P点的x、y向分速度Pxv和Pyv对杆方位角的函数。
【例10】如图所示,半径为R的半圆凸轮以等速0v水平向右运动,带动从动杆AB沿竖直方向上升,O为凸轮圆心,P为顶点。
求当AOP时,AB杆的速度。
1.注意事项一个条件:
两物体的速度满足临界条件;两个关系:
时间关系和位移关系。
画示意图对做题有很大帮助;若被追赶的物体做匀减速,一定要注意追上该物体前物体是否已经停止;注意关键词:
“刚好”“恰好”“最多”“至少”等。
2.方法物理分析法:
抓好“两物体能否同时到达空间某位置”这一关键;图象法:
将两者的速度时间图象画到同一坐标系当中。
知识点睛5.2追击相遇问题6尖端学生计划培养班第5讲学生版【例11】()甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向作直线运动,0t时刻同时经过公路旁的同一个路标。
在描述两车运动的vt图中(如图所示),直线a、b分别描述了甲乙两车在020s的运动情况。
关于两车之间的位置关系,下列说法中正确的是A在010s内两车逐渐靠近B在10s20s内两车逐渐远离C在5s15s内两车的位移相等D在10st时两车在公路上相遇【例12】()汽车A的制动性能:
以标准速度20m/s在平直公路上行驶时,制动后40s停下来。
现A车在平直公路上以20m/s的速度行驶,发现前方180m处有一货车B,以6m/s的速度同向匀速行驶,A车司机立即制动,则A、B两车能否避免事故?
【例13】()小明和小宁的百米最佳成绩不相上下。
他们在百米测试中从开始起跑到最大速度,最短用时均为4.0s,跑过距离都是18m。
某次学校运动会上,小明、小宁和另外两名同学代表班级参加4100m接力赛。
在比赛中,当小明以最大速度跑来时,小宁在规定区域内适时起跑准备接棒。
若要求小宁接棒时的速度达到他的最大速度的80%,根据它们百米测试的最佳成绩推算,小宁应在小明距他多远时起跑(将起跑至最大速度的过程视为匀加速直线运动)?
例题精讲7尖端学生计划培养班第5讲学生版【演练1】物体沿一直线向右运动,在t时间通过的位移为x,在中间位置2x处的速度为1v,在中间时刻2t时的速度为2v,则1v和2v的关系为A当物体作匀加速直线运动时,12vvB当物体作匀减速直线运动时,12vvC当物体作匀加速直线运动时,12vvD当物体作匀减速直线运动时,12vv【演练2】一质点做匀加速直线运动,初速度未知,物理课外实验小组的同学们用固定在地面上的频闪照相机对该运动进行研究。
已知相邻的两次闪光的时间间隔为1s,发现质点在第1次到第2次闪光的时间间隔内移动了2m,在第3次到第4次闪光的时间间隔内移动了8m,则仅由此信息还是不能推算出A第1次闪光时质点速度的大小B质点运动的加速度C第2次至第3次闪光时间内质点的位移大小D质点运动的初速度1质点的加速度情况如图所示,质点的初速度为零,求经过1min时间,质点所经历的位移.华山论剑实战演练
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