大学物理==相对运动.ppt

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1、1-3 1-3 相对运动相对运动本节给出：同一物体在不同参考系中各自测量的本节给出：同一物体在不同参考系中各自测量的 状态量之间的定量关系。状态量之间的定量关系。质点质点人人, 参考系参考系-地地, 车相对地作平动，速度车相对地作平动，速度车车u位移间的关系位移间的关系: :rrutvvu速度间的关系速度间的关系:drdrudtdt v人对地人对地 = v人对车人对车 + v车对地车对地vvu为为绝对速度绝对速度( (质点相对于地面（参考系质点相对于地面（参考系S S）的速度）的速度) )v为为相对速度相对速度( (质点相对于车（参考系质点相对于车（参考系S S ）的速度）的速度) ) v为为

2、牵连速度牵连速度( (参考系参考系S S 相对于相对于S S平平动的速度动的速度) ) u速度间的关系速度间的关系:伽利略速度变换伽利略速度变换vvv绝绝对对相相对对牵牵连连 .constu若若则则00duadtaa加速度关系变为加速度关系变为vvu速度间的关系速度间的关系:加速度间的关系：加速度间的关系：0aaaaaa绝绝对对相相对对牵牵连连讨论讨论1.以上结论是在以上结论是在绝对时空观绝对时空观下得出的下得出的绝对时空观只在绝对时空观只在 u c 时才成立。时才成立。牛顿牛顿绝对时空观：绝对时空观：长度测量和时间测量的绝对性长度测量和时间测量的绝对性 2.注意区分注意区分“速度叠加速度叠加

3、”与与“速度变换速度变换”速度叠加速度叠加是同一参考系中，一个质点的速度和其是同一参考系中，一个质点的速度和其分速度间的关系分速度间的关系( (矢量合成矢量合成) )。速度变换速度变换涉及有相对运动的两个参考系，和参考涉及有相对运动的两个参考系，和参考系间的相对速度有关。系间的相对速度有关。要点：要点：一个运动物体；一个运动物体；两个参考系；两个参考系；三个运动速度。三个运动速度。步骤步骤：1. 选定运动质点和两种参考系选定运动质点和两种参考系；2. 按相对运动公式列出矢量方程；按相对运动公式列出矢量方程；3. 画出矢量图，利用几何三角知识画出矢量图，利用几何三角知识求解（或矢量代数运算）求解

4、（或矢量代数运算） 。相对运动解题相对运动解题例例1 1：某人骑摩托车向东前进，其速率为：某人骑摩托车向东前进，其速率为10ms-1时时觉得有南风，当觉得有南风，当其速率为其速率为15ms-1时，又觉得有东时，又觉得有东南风，试求风速度。南风，试求风速度。解：解：取风为研究对象，取风为研究对象，骑车人和地面作为两骑车人和地面作为两个相对运动的参考系。个相对运动的参考系。作图作图v15ms-110ms-145y(北)x(东)O根据速度变换公式得到：根据速度变换公式得到：11vuv22vuv由图中的几何关系，知：由图中的几何关系，知：)/(10smvxsvy/m5风速的大小：风速的大小：22510

5、 v)/(2 .11sm 风速的方向：风速的方向：为东偏北为东偏北26 34105arctg 4326 v15ms-110ms-145y(北)x(东)O例例2 2：一货车在行驶过程中，遇到：一货车在行驶过程中，遇到5m/s竖直下落的大竖直下落的大雨，车上仅靠挡板平放有长为雨，车上仅靠挡板平放有长为l=1m的木板。如果木的木板。如果木板上表面距挡板最高端的距离板上表面距挡板最高端的距离h=1m，问货车以多大，问货车以多大的速度行驶，才能使木板不致淋雨？的速度行驶，才能使木板不致淋雨？lh解：车在前进的过程中，雨解：车在前进的过程中，雨相对于车向后下方运动，使相对于车向后下方运动，使雨不落在木板上

6、，挡板最上雨不落在木板上，挡板最上端处的雨应飘落在木板的最端处的雨应飘落在木板的最左端的左方。左端的左方。 雨地雨地v雨车雨车vv车车地地45 45 vv雨雨地地车车地地(m/s)5 例例3：在相对地面静止的坐标系内，在相对地面静止的坐标系内，A A、B B两船都两船都以以2m/s2m/s的速率匀速行驶，的速率匀速行驶，A A船沿船沿x轴正向，轴正向，B B船沿船沿y轴正向，今在轴正向，今在A A船上设置与静止坐标系方向相同船上设置与静止坐标系方向相同的坐标系，求的坐标系，求: :在在A A船上看船上看B B船的速度。船的速度。解：以地为固定参照系，以地为固定参照系，A A为动参照系，为动参照系，B B船为运船为运动物体，则有动物体，则有由伽利略速度变换得由伽利略速度变换得 BABAvvv地地地地2222BABAvvvjiij 地地地地第一章质点运动学小结第一章质点运动学小结四个物理量：四个物理量：三种坐标系：三种坐标系：直角坐标系；自然坐标系；极坐标系直角坐标系；自然坐标系；极坐标系两类问题：两类问题：已知运动方程确定质点的速度和加速度。已知运动方程确定质点的速度和加速度。 已知质点运动的加速度和初始条件求速已知质点运动的加速度和初始条件求速 度、运动方程。度、运动方程。相对运动：相对运动：rrv a伽利略速度变换伽利略速度变换vvv绝绝对对相相对对牵牵连连