高中物理 相对运动专题讲义
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相对运动专题讲解
一、复习旧知
1、质点:用来代替物体、只有质量而无形状、体积的点。它是一种理想模型,物体简化为质点的条
件是物体的形状、大小在所研究的问题中可以忽略。
2、时刻:表示时间坐标轴上的点即为时刻。例如几秒初,几秒末,几秒时。
时间:前后两时刻之差。时间坐标轴上用线段表示时间,例如,前几秒内、第几秒内。
3、位置:表示空间坐标的点。
位移:由起点指向终点的有向线段,位移是末位置与始位置之差,是矢量。
路程:物体运动轨迹之长,是标量。
注意:位移与路程的区别。
4、速度:描述物体运动快慢和运动方向的物理量,是位移对时间的变化率,是矢量。
平均速度:在变速直线运动中,运动物体的位移和所用时间的比值,v = s/t(方向为位移的方向)
瞬时速度:对应于某一时刻(或某一位置)的速度,方向为物体的运动方向。
速率:瞬时速度的大小即为速率;
平均速率:质点运动的路程与时间的比值,它的大小与相应的平均速度之值可能不相同。
注意:平均速度的大小与平均速率的区别.
二、重难、考点
(1):力的独立性原理:各分力作用互不影响,单独起作用。
(2):运动的独立性原理:分运动之间互不影响,彼此之间满足自己的运动规律。
(3):力的合成分解:遵循平行四边形定则,方法有正交分解,解直角三角形等。
(4):运动的合成分解:矢量合成分解的规律方法适用。
三、考点:
A、位移的合成分解
B、速度的合成分解
C、加速度的合成分解
参考系的转换:动参考系,静参考系。
相对运动:动点相对于动参考系的运动。
1α 绝对运动:动点相对于静参考系统(通常指固定于地面的参考系)的运动。 牵连运动:动参考系相对于静参考系的运动。
位移合成定理:SA 对地=SA 对B+SB 对地 速度合成定理:V 绝对=V 相对+V 牵连 加速度合成定理:a 绝对=a 相对+a 牵连
四、例题讲解
【例1】:如图所示,在光滑的水平地面上长为L 的木板B 的右端放一小物体A ,开始时A ,B 静止。同时给予A ,B 相同的速率0v ,使A 向左运动,B 向右运动,已知A 、B 相对运动的过程中,A 的加速度向右,大小为1α,B 的加速度向左,大小为2α12αα<,要使A 滑到B 的左端时恰好不滑下,
0v 为多少?
【例2】:长为1.5m 木板B 静止放在水平冰面上,物块A 以某一初速度从木板B 的左端滑上长木板B ,直到A 、B 的速度达到相同,此时A 、B 的速度为0.4m/s ,然后A 、B 又一起在水平冰面上滑行了8.0cm 后停下.若小物块A 可视为质点,它与长木板B 的质量相同,A 、B 间的动摩擦因数
μ=0.25.求:(取g =210s
)
(1)木块与冰面的动摩擦因数 (2)小物块相对于长木板滑行的距离
(3)为了保证小物块不从木板的右端滑落,小物块滑上长木板的初速度应为多大?
v
【例3】:如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速度1υ沿顺时针方向转动,传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面,一物体以恒定速度2υ沿直线向左滑向传送带后,经过一段时间又反回光滑水平面,速率为'
2υ,则下列说法正确的是:( )
A 、只有21υυ=时,才有1'2υυ=
B 、若21υυ>时,则2'
2υυ= C 、若21υυ<时,则2'2υυ= D 、不管2υ多大,2'2υυ=
【例4】:物块从光滑斜面上的P 点自由滑下通过粗糙的静止水平传送带后落到地面上的Q 点。若传送带的皮带轮沿逆时针方向匀速转动,使传送带随之运动,如图所示,物块仍从P 点自由滑下,则( )
A 、物块有可能落不到地面
B 、物块将仍落在Q 点
C 、物块将会落在Q 点的左边
D 、物块将会落在Q 点的右边
P
Q
【例5】:水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行安全检查右图为一水平传送带装置示意图,绷紧的传送带A 、B 始终保持v=1m/s 的恒定速率运行;一质量为m=4kg 的行李无初速地放在A 处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动.设行李与传送带间的动摩擦因数1.0=μ,AB 间的距离L =2m ,g 取2
10s m
(1)求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小; (2)求行李做匀加速直线运动的时间;
(3)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B 处.求行李从A 处传送到B 处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。
【例6】:如图17所示,水平传送带的长度L =5m ,皮带轮的半径R =0.1m ,皮带轮以角速度ω顺时针匀速转动。现有一小物体(视为质点)以水平速度0v 从A 点滑上传送带,越过B 点后做平抛运动,其水平位移为S 。保持物体的初速度0v 不变,多次改变皮带轮的角速度ω,依次测量水平位移S ,得到如图18所示的S —ω图像。回答下列问题:
(1)当010ω< 图17 v 0 图18 ω/rad/s S/m 30 10 【例7】:一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ起始时,传送带与煤块都是静止的.现让传送带以恒定的加速度0a开始运动,当其速度达到0υ后,便以此速度匀速运动.经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动.求此黑色痕迹的长度。 【例8】:如图所示,有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上,木板质量为M=4kg,长为L=1.4m;木板右端放着一小滑块,小滑块质量为m=1kg,其尺寸远小于L。小滑块与木板之间的动摩擦因数为μ== 04102 g m s .(/) (1)现用恒力F作用在木板M上,为了使得m能从M上面滑落下来,问:F大小的范围是什么? (2)其它条件不变,若恒力F=22.8N,且始终作用在M上,最终使得m能从M上面滑落下来。问:m在M上面滑动的时间是多大?