一、運動的相對性
運動具有相對性,因此在運動學中的運動學物理量也具有相對性.
加速度a,速度v,位移x都具有相對性.
在不同的參考系中看到的結果可能是不一樣的,在運用運動學公式的時候一定要統一參考系(相對同一參考系)!
二、如何求相對運動
相對即相減(矢量差)。A相對B的速度即A的速度與B的速度的矢量差.
三、應用舉例
例:改裝後的“瓦良格”号航空母艦進行出海航行試驗,中國成為又一個擁有航空母艦的國家。已知該航空母艦的飛行甲闆長度為L=300m,某型号的戰鬥機在航空母艦上起飛過程中的最大加速度為a=4.5m/s²,戰鬥機的速度達到v=60m/s才能安全起飛。
(1)如果航空母艦靜止,戰鬥機被彈射裝置彈出後開始加速運動,要保證戰鬥機能安全起飛,戰鬥機被彈射裝置彈出時的速度至少是多大?
(2)如果航空母艦勻速前進,在沒有彈射裝置的情況下,要保證戰鬥機能安全起飛,航空母艦前進的速度至少是多大?
(3)如果航空母艦勻速前進,并且有彈射裝置的情況下,要保證戰鬥機能安全起飛,航空母艦前進的速度至少是多大?
【分析】
根據題意提供的物理量分析:
飛行甲闆長度L是相對航母的,加速度a也是相對航母的,起飛速度v是相對地面的。
☞注意:
①以地面為參考系,則所有的量都必須相對地面;
②以航母為參考系,則所有的量都必須相對航母.
【解答】
(1)航母是靜止的情況,以航母為參考系,因為航母是勻速的,飛機加速度a相對航母和相對地面是一樣的.
v²-v₀²=2aL
代入數據,
解得v₀=30m/s.
(2)
方法一:以地面為參考系,沒有彈射裝置,即飛機相對地的初速度和航母速度是一樣的.
v²-v₁²=2ax(v₁為航母速度,x為飛機相對地面的位移)
v=60m/s,a=4.5m/s²
x-v₁t=L
v=v₁ at
聯立求解得:
v₁=8.04m/s
方法二:以航母為參考系,沒有彈射裝置,飛機的初速度為0,飛機對航母的位移為飛行甲闆的長度L,起飛速度為對地速度.
(v-v₁)²=2aL
v₁≈8.04m/s
(3)彈射速度是相對航母的,以航母為參考系
(v-v₁-v₂)²=2aL(設彈射速度為v₂)
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