高中物理 相对运动专题讲义

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？