4、
【例4】車(chē)廂中水滴軌跡問(wèn)題(靜止;勻速;勻變速)
答案:靜止時(shí)成豎直排列,間隔等差(若從剛滴下的小滴算起,間隔為1:3:5……),落點(diǎn)唯一。
勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)與靜止時(shí)相同。
勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)成傾斜的直線,間隔與落點(diǎn)與上述情況相同。
靜止時(shí)
勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)
勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)
v
a
【例5】傳送帶上滑塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題(直線與曲線;軌跡與能量)
v
t
帶
塊
相對(duì)地面的軌跡—類(lèi)斜拋
相對(duì)傳送帶的軌跡(痕跡)
相對(duì)傳送帶的軌跡(向左的痕跡)
相對(duì)地面的軌跡(向右)
1 : 1很有意思
切割刀
v1
v2
v2
相對(duì)玻璃的軌跡如何?
5、畫(huà)一畫(huà)
相對(duì)地面的軌跡
v
【例6】切割玻璃問(wèn)題
右圖中v1為相對(duì)速度,v2為牽連速度,v為絕對(duì)速度。
有:絕對(duì)速度=相對(duì)速度+牽連速度(矢量式)
【例7】反沖運(yùn)動(dòng)中的相對(duì)速度
v2(取向右為正,但v2不一定向右)
v1(含負(fù)號(hào))
若上圖中兩個(gè)速度均為對(duì)地速度,則球相對(duì)人的速度為v2-v1(一定為正)
v2(取向右為正,v2一定向右)
v1(含負(fù)號(hào))
若上圖中v2為球相對(duì)人的速度,則球相對(duì)地的速度為v2+v1(不一定為正)
【例8】風(fēng)向相對(duì)問(wèn)題
某人騎自行車(chē)以10m/s的速度在大風(fēng)中向東行駛,他感到風(fēng)正以相對(duì)車(chē)10m/s的速度從北方吹來(lái),則風(fēng)
6、的實(shí)際速度為
A.14m/s,方向南偏西 B.14m/s,方向東偏南
C.10m/s,方向向正北 D.10m/s,方向?yàn)檎?
(答案:B。物理學(xué)上答風(fēng)向東偏南45度,氣象學(xué)上答西北風(fēng)——從西北方向來(lái)——向東南方向去)
(中等難度)假定某日刮北風(fēng),風(fēng)速為u,一運(yùn)動(dòng)員在風(fēng)中跑步,他相對(duì)于地面的速度為v,且v
7、,一運(yùn)動(dòng)員在風(fēng)中跑步,他對(duì)地面的速度大小是v,試問(wèn)他向什么方向跑的時(shí)候,他會(huì)感到風(fēng)是從自己的正右側(cè)吹來(lái)的?這種情況在什么條件下成為無(wú)解?在無(wú)解的情況下,運(yùn)動(dòng)員向什么方向跑時(shí),感到風(fēng)與他跑的方向所成夾角φ最大?(第一個(gè)問(wèn)題同上,當(dāng)v>u時(shí)無(wú)解,此時(shí),要使φ最大,由正弦定理可知,應(yīng)使V與u垂直,得θ=arccos,即運(yùn)動(dòng)員應(yīng)向南偏西θ=arccos跑——即西偏南φ=arcsin。如下圖)
u—風(fēng)對(duì)地的速度—絕對(duì)速度
θ
v>u
V—風(fēng)相對(duì)人的速度—相對(duì)速度
v—人對(duì)地的速度—牽連速度
φ
【例9】非慣性系中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題(引進(jìn)慣性力——如離心力,科里奧利力等)
θ
a
8、
b
右
左
(xx年海南卷)如右圖,水平地面上有一楔形物塊,其斜面上有一小物塊b,b與平行于斜面的細(xì)繩的一端相連,細(xì)繩的另一端固定在斜面上.a(chǎn)與b之間光滑,a和b以共同速度在地面軌道的光滑段向左運(yùn)動(dòng).當(dāng)它們剛運(yùn)行至軌道的粗糙段時(shí)
A.繩的張力減小,b對(duì)a的正壓力減小 B.繩的張力增加,斜面對(duì)b的支持力增加
C.繩的張力減小,地面對(duì)a的支持力增加 D.繩的張力增加.地面對(duì)a的支持力減小
【答案】C (以地面為參考系分析……;以斜面為參考系分析……)
FN
mg
F
θ
FN
mg
F
θ
F*
以地面為參考系,從兩種可能的運(yùn)動(dòng)(一是仍相對(duì)靜止;二
9、是相對(duì)上滑)分析F與FN的變化
以斜面為參考系,引進(jìn)慣性力F*=ma,分析F與FN的變化(顯然FN增大,F(xiàn)可能減小,可能為零,若原題中繩子取消,ab間有摩擦,則摩擦力可能反向,甚至反向變?yōu)閯?dòng)摩擦)
3.圖像問(wèn)題(運(yùn)動(dòng)學(xué)常見(jiàn)的三種圖像)
v/(m.s-1)
0
t/s
-v0
v0
2v0
1
2
3
4
5
6
7
乙
甲
【例10】(xx廣東高考)上圖左,游樂(lè)場(chǎng)中,從高處A到水面B處有兩條長(zhǎng)度相同的光滑軌道。甲、乙兩小孩沿不同軌道同時(shí)從A處自由滑向B處,下列說(shuō)法正確的有
A.甲的切向加速度始終比乙的大 B.甲、乙在同一高度的速度大小相等
10、
C.甲、乙在同一時(shí)刻總能到達(dá)同一高度 D.甲比乙先到達(dá)B處
【答案】BD
【例11】上圖中,甲、乙、丙三個(gè)物體同時(shí)同地出發(fā)做直線運(yùn)動(dòng),它們的位移一時(shí)間圖象如圖所示。在20s內(nèi),它們的平均速度和平均速率的大小關(guān)系是
A.平均速度大小相等? B.平均速率相等
C.平均速度V甲>V乙>V丙? D.平均速率V甲>V乙=V丙
【答案】AD
【例12】(xx四川卷)上圖右,甲、乙兩物體在t=0時(shí)刻經(jīng)過(guò)同一位置沿x軸運(yùn)動(dòng),其v-t圖像如圖所示。則
A.甲、乙在t=0s到t=1s之間沿同一方向運(yùn)動(dòng)
B.乙在t=0到t=7s之間的位移為零
C.甲在t=0到t=4s
11、之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)
D.甲、乙在t=6s時(shí)的加速度方向相同
【答案】BD
三.對(duì)應(yīng)練習(xí)
1.地面上足夠高處,在同一位置同時(shí)以相同的速率v分別豎直向上、豎直向下、水平向左、水平向右把四個(gè)小球拋出,不計(jì)阻力影響,經(jīng)過(guò)1s四個(gè)小球在空中的位置構(gòu)成的圖形正確的是
0
t/s
10
20
10
20
s/m
A B C D
【答案】A
2.(xx年上海卷)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng),其s-t關(guān)系如圖所示,質(zhì)點(diǎn)在0-20s內(nèi)的平均速度大小為_(kāi)________m/s
12、質(zhì)點(diǎn)在_________時(shí)的瞬時(shí)速度等于它在6-20s內(nèi)的平均速度。
【答案】0.8 10s和14s
O
x
t
t1
t2
a
b
3.(xx年新課標(biāo))如圖,直線a和曲線b分別是在平直公路上行駛的汽車(chē)a和b的位置-時(shí)間(x-t)圖線。由圖可知
A.在時(shí)刻t1,a車(chē)追上b車(chē)
B.在時(shí)刻t2,a、b兩車(chē)運(yùn)動(dòng)方向相反
C.在t1到t2這段時(shí)間內(nèi),b車(chē)的速率先減少后增加
D.在t1到t2這段時(shí)間內(nèi),b車(chē)的速率一直比a車(chē)的大
【答案】BC
v/m·s–1
t/s
1
2
3
4
5
甲
乙
0
10
20
30
-10
4.(x
13、x全國(guó)卷大綱版) 將甲乙兩小球先后以同樣的速度在距地面不同高度處豎直向上拋出,拋出時(shí)間間隔為2s,他們運(yùn)動(dòng)的V-t圖像分別如直線甲、乙所示。則
A.t=2s時(shí),兩球的高度差一定為40m
B.t=4s時(shí),兩球相對(duì)于各自拋出點(diǎn)的位移相等
C.兩球從拋出至落地到地面所用的時(shí)間間隔相等
D.甲球從拋出至達(dá)到最高點(diǎn)的時(shí)間間隔與乙球的相等
【答案】BD
5.(xx年天津卷)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v—t圖象如圖所示,規(guī)定向右為正方向,則該質(zhì)點(diǎn)在前8s內(nèi)平均速度的大小和方向分別為
A.0.25m/s 向右 B.0.25m/s 向左
C.1m/s 向右 D.1m/s 向左
【答案】B
四.好題收集(請(qǐng)同學(xué)們把自己遇到的與這一節(jié)內(nèi)容相關(guān)的經(jīng)典好題整理收集于此欄)