交通中的物理学知识二
物理知识总结物理学在交通运输中的作用
物理知识总结物理学在交通运输中的作用物理知识总结:物理学在交通运输中的作用在现代社会,交通运输是人们生活中不可或缺的一部分。
无论是陆地、水路还是空中交通,物理学都扮演着重要的角色。
它的理论与应用为交通运输的发展提供了科学的依据和技术支持。
本文将总结物理学在交通运输中的作用。
一、运动学在交通运输中的应用运动学是物理学的一个重要分支,研究物体运动的规律。
在交通运输中,运动学帮助我们理解和描述车辆、船只和飞行器等的运动状态。
例如,通过运动学中的位移、速度和加速度等概念,我们可以计算出汽车的平均速度、汽车的加速度以及航行中飞行器的位置等。
这些概念和计算结果对于交通规划、车辆控制和航行安全等方面都至关重要。
二、力学在交通运输中的作用力学是物理学的基础,研究物体受力的运动规律。
在交通运输中,力学的应用可以帮助我们理解车辆、船只和飞行器等受力情况以及相应的运动状态。
例如,牛顿第二定律可以用来分析车辆的加速度与所受的外力之间的关系,同时还可以帮助我们优化车辆的设计和提高燃油利用率。
此外,力学还可以帮助我们研究和解决交通事故中的力学问题,以提高交通安全性。
三、光学在交通运输中的应用光学是物理学的一个重要分支,研究光的传播与性质。
在交通运输中,光学的应用主要体现在信号灯和车灯等交通信号系统中。
通过研究光传播的原理和光的干涉、衍射等现象,我们可以设计出高效、安全的交通信号系统。
同时,光学也在研发车辆的灯光系统中起到关键作用,例如车前灯的设计需要考虑光束的聚焦和照射距离等因素,以提供驾驶员良好的照明效果。
四、热力学在交通运输中的作用热力学是研究物体与能量转化和传递的规律的学科,其在交通运输中的应用主要体现在动力系统、燃油利用和环境影响方面。
通过热力学的原理,我们可以优化发动机的设计,提高燃油利用率,并减少尾气排放。
同时,了解热力学还可以帮助我们理解交通系统中能量的转换和损耗,从而提高能源利用效率。
五、电磁学在交通运输中的应用电磁学是研究电荷与电磁场相互作用的学科。
例析交通中的物理问题
例析交通中的物理问题交通是我们日常生活中不可或缺的一部分,而在交通中会涉及到许多物理问题。
物理学是研究物质、能量、空间和时间等基本概念的科学,而交通中的运动、速度、力和能量转换等问题都是物理学所探讨的范畴。
我们来分析一下在交通中常见的物理问题之一:汽车的行驶。
汽车在道路上行驶时,需要克服摩擦力、空气阻力等外力以及坡度、路面不平等内力,这就涉及到力的平衡和动力学的问题。
当汽车加速时,它需要克服静摩擦力将其推动,一旦汽车启动了,它会面临动摩擦力和空气阻力。
而当汽车在坡道上行驶时,还会受到重力的影响,需要克服重力的作用才能保持行驶。
这些都是与汽车行驶相关的物理问题。
我们再来看一看在交通中常见的物理问题之二:交通信号灯。
交通信号灯是用来控制车辆和行人通行的,它们的工作原理就是基于物理学中的光学原理。
信号灯通常使用的是红、黄、绿三种颜色,这三种颜色代表了不同的含义。
红色代表停止,黄色代表准备,绿色代表行驶。
这里涉及到了光的颜色与波长的关系,不同颜色的光有不同的波长,而我们的眼睛对不同波长的光有不同的感知,因此交通信号灯的颜色选择是基于这一原理的。
再来,我们看一下交通中常见的物理问题之三:刹车。
汽车的刹车原理也是基于物理学的牛顿运动定律和动能定理。
当车辆行驶时,它会具有一定的动能,这时需要刹车来减缓速度或停止车辆。
刹车的原理就是通过制动系统将车轮的动能转化为热能,以减缓车辆的运动或停止车辆。
而当车辆刹车时,牛顿第三定律告诉我们,车轮受到的制动力会产生一个反作用力,这就是汽车刹车产生的推力。
我们再看一下在交通中常见的物理问题之四:能量转换。
汽车在行驶过程中需要能量来驱动,而这能量是如何转换的呢?汽车需要燃料来提供能量,这里涉及到热能转化为动能。
燃料在汽车的发动机中燃烧产生高温高压气体,这些气体带动汽车发动机工作,进而驱动汽车。
而在燃料燃烧的过程中,也产生了大量热能,这些热能也会被转化为机械能,推动汽车的运动。
汽车行驶中物理知识点总结
汽车行驶中物理知识点总结汽车是一种利用发动机驱动轮胎进行运动的交通工具。
在汽车行驶过程中,涉及到许多物理知识,例如力学、热力学、机械运动等。
本文将对汽车行驶中的物理知识点进行总结。
一、汽车动力学1. 动力学基本原理汽车的行驶是由发动机提供的动力驱动的。
根据牛顿第二定律,当施加力在物体上时,物体将产生加速度,而汽车的加速度与牵引力有关。
牵引力是由发动机产生的,它足以克服阻碍汽车前进的摩擦力和空气阻力。
牵引力可以用以下公式来计算:F=ma,其中F是牵引力,m是汽车的质量,a是加速度。
依据这个公式,可以计算出汽车的最大牵引力,从而得知汽车能够实现的最大加速度。
2. 离合器和变速器的物理原理汽车的离合器和变速器对汽车的动力传递起到了至关重要的作用。
离合器的作用是将发动机和传动系统分离,以便进行换挡。
当踩下离合器踏板时,离合器压板就会与从动盘分离开来,使发动机与变速器之间断开,这样就可以换挡。
而变速器的作用是将发动机提供的动力通过不同的齿轮传递至汽车的轮胎,不同齿轮可以实现不同的速度和牵引力,从而保证汽车能够适应不同的路况和驾驶需求。
二、汽车行驶的热力学原理1. 内燃机的工作原理汽车的内燃机是通过燃烧混合气体来产生动力的。
具体来说,汽车的发动机是通过将空气和燃料混合后,压缩、点火并燃烧,然后利用爆炸的高温高压气体来驱动活塞运动,最终转变成车轮的动力。
这个过程中涉及到燃烧、热传递等热力学原理。
2. 制动系统的物理原理汽车在行驶中需要通过制动系统来减速和停车。
制动系统通过将动能转换为热能来实现汽车的减速。
当踩下刹车踏板时,制动器会施加摩擦力在车轮上,使车轮转动受到阻碍,从而汽车减速。
这是根据牛顿第一定律和能量守恒定律的物理原理。
三、汽车运动的力学原理1. 轮胎与道路的摩擦力汽车的行驶首先需要有足够的摩擦力来提供牵引力,从而使汽车能够行驶。
当车轮转动时,与地面接触的轮胎受到道路的反作用力,这就是摩擦力。
摩擦力取决于地面材料、轮胎的材料和车辆的质量等因素,摩擦力越大,汽车的牵引力越大。
科二物理知识点总结
科二物理知识点总结科目二是驾驶员考试中的一个重要科目,主要考察驾驶员在车辆操作和驾驶技术方面的表现。
在科目二考试中,物理知识是至关重要的一部分,它涉及到车辆的动力、牵引、制动等方面的知识。
以下是科目二物理知识点的总结:1. 力的作用驾驶员在日常驾驶中需了解力的作用,力是一种物体之间相互作用的效果。
力的大小和方向决定了物体的运动状态。
在驾驶中,牵引力和制动力是两个非常重要的力,它们分别影响着车辆的加速和减速。
2. 牵引力牵引力是指汽车引擎产生的力,用来推动车辆前进。
牵引力的大小取决于发动机的输出功率和车辆的传动系统。
在科目二考试中,驾驶员需要在牵引力的作用下完成直线行驶和转弯操作。
3. 制动力制动力是指刹车系统产生的力,用来减缓车辆的速度。
制动力的大小取决于刹车系统的性能和使用方式。
驾驶员在科目二考试中需要掌握正确的制动技巧,包括紧急制动和减速制动。
4. 摩擦力摩擦力是一种阻碍物体相对运动的力,它是汽车行驶中的主要阻力来源。
在科目二考试中,驾驶员需要通过掌握驾驶技巧和车辆控制能力来克服摩擦力,实现车辆的稳定行驶。
5. 车辆动力学车辆动力学是研究车辆运动规律的科学,它涉及到车辆的加速、转向、制动等方面的知识。
在科目二考试中,驾驶员需要了解车辆动力学原理,合理运用车辆动力学知识来完成考试项目。
6. 车辆稳定性车辆稳定性是指车辆在行驶过程中保持稳定状态的能力。
在科目二考试中,驾驶员需要通过掌握正确的车辆控制技巧和转向技巧来提高车辆的稳定性,确保行驶安全。
7. 车辆转向车辆转向是指车辆改变行进方向的操作,包括直线行驶、曲线行驶、并线、掉头等。
在科目二考试中,驾驶员需要灵活运用转向技巧,合理控制方向盘和踏板,完成各项转向操作。
8. 车辆停车车辆停车是指车辆在行驶过程中临时停靠的操作,包括直角停车、斜线停车、曲线停车等。
在科目二考试中,驾驶员需要通过掌握正确的制动技巧和停车技巧,完成各项停车操作。
9. 车辆掉头车辆掉头是指车辆在行驶过程中沿相反方向行进的操作,包括直角掉头、倒车掉头等。
物理学与交通学习交通流动的物理原理
物理学与交通学习交通流动的物理原理交通流动是我们日常生活中经常遇到的现象,而这种流动背后蕴含着许多物理学原理。
了解这些原理不仅可以帮助我们更好地理解交通流动现象,还可以为我们提供一些解决交通问题的启示。
本文将介绍物理学与交通学习交通流动的物理原理。
一、惯性与交通流动交通流动中的车辆具有惯性,这是物理学中的基本概念之一。
惯性指的是物体保持运动状态或静止状态的性质。
当车辆开始运动或停止时,都需要克服惯性的影响。
在交通流动中,当前车辆的加速、减速以及避让动作,会对后续车辆产生一定的影响,进而影响整个交通流动的稳定性。
二、速度与交通流动速度是交通流动中一个非常重要的物理量。
根据物理学原理,根据路程和时间的比值可以计算出速度。
交通流动中的车辆速度不仅受到惯性的影响,还受到道路状况、车辆间距等因素的影响。
当车辆之间的间距过小时,速度会受到限制,从而影响整个交通流动的效率和稳定性。
三、距离与交通流动交通流动中的车辆之间的距离也是影响交通流动情况的一个重要因素。
根据物理学原理,距离是两点之间的长度。
车辆之间的距离越小,交通流动的效率越低;而距离越大,车辆之间的协作和互动则越困难。
因此,合理的车辆间距对于交通流动的顺畅非常重要。
四、能量与交通流动在交通流动中,能量转化是一个重要的物理过程。
车辆在运行过程中需要消耗能量,而能量的转化也会影响车辆的速度和行驶距离。
根据物理学的规律,能量守恒定律和动能定理等原理可以用来分析交通流动中的能量转化过程。
了解能量转化原理,有助于我们理解车辆在不同道路条件下的能耗情况,为交通流动的能量管理提供一些思路。
五、力学与交通流动力学是物理学的一个重要分支,研究物体的运动和受力情况。
在交通流动中,车辆受到各种力的作用,包括重力、摩擦力、阻力等。
这些力的大小和方向会影响车辆的速度和加速度。
通过应用力学原理,我们可以定量分析交通流动中车辆的运动状态,并找到改善交通流动的方法。
六、动量与交通流动动量是描述物体运动状态的物理量。
交通标志中蕴含的物理知识
交通标志中蕴含的物理知识我们每天都会行走在路上,对于道路两边的标志可能熟视无睹了,其实有些标志中蕴含了很多物理知识,也是各种考试中经常命题的地方,现举例说明:1、“上、下陡坡”标志(图1):蕴含了动能和重力势能的转化,考试时还可能假设没有其它能量转化时,则机械能守恒。
【例1】(07山东)自行车下坡时,不蹬脚踏板速度也会越来越大,在此过程中,自行车的动能逐渐,自行车的重力势能逐渐。
2、“向左或右急转弯”标志(图2):蕴含了惯性的知识,可能会考查转弯时坐在车中的乘客或物体会向哪侧倾斜。
【例2】匀速直线运动的车厢里悬浮着一个氢气球,当车向右转弯时氢气球将向____偏。
3、“易滑”标志(图3)和“路滑慢行”标志(图4):蕴含了摩擦力的知识,地面光滑摩擦力变小,同时也可结合惯性知识考查,如因为地面易滑,因为惯性行驶的车辆在刹车后会继续前行一段距离,故应在此路段减速慢行。
【例3】(08南京)物理知识渗透于我们的生活,以下警示语中与惯性知识无关的是()A.汽车后窗贴有“保持车距”B.公路旁立有“雨天路滑,减速慢行”C.公共场所标有“禁止吸烟”D.交通规则写有“行车时系好安全带”答案:(B)4、“禁止鸣喇叭”标志(图5):蕴含了声现象知识,在市区或学校、医院附近通常会有此标志,意思是鸣喇叭会产生噪音,影响人们的生活和学习,考查点是噪音及其预防为主。
【例4】(07年南通)下列关于声现象的说法中准确的是()A.人是靠音调区分交响乐中不同乐器发出的声音B.声音在空气中的传播速度是3105km/sC.只要物体在振动,我们就能听到声音D.禁止鸣喇叭属于阻断噪声传播答案:(D)5、“限制速度”标志(图6):蕴含了运动学知识,意思是该路段限制速度是40km/h,能够结合路程或时间考查速度方面的计算。
6、“限制质量”标志(图7):蕴含了质量的知识,意思是此路(桥)面承受的最大质量是10吨,能够考查质量、压强及过载造成路(桥)面毁坏等方面的问题。
八年级上册物理交通知识点
八年级上册物理交通知识点一、交通常识在学习物理交通知识前,我们需要先了解一些交通常识。
例如,红绿灯的含义,过路时遵守的交通规则等。
此外,我们也需要了解一些交通标识,如路标、标志、标线等。
这些能够帮助我们更好更安全地出行。
二、物理交通知识1.速度速度是物理学中的一个基本量,是指某个物体在单位时间内的移动路程。
在交通中,速度是非常重要的概念。
我们需要时刻关注自己的速度,并确保自己的速度符合相应的规定。
例如,在城市道路上,汽车速度不得超过限速标志所示的数字。
2.制动距离制动距离也是很重要的一个概念。
一般而言,制动距离指的是车辆在刹车后停下来所需要的路程。
制动距离取决于车辆的速度、路面状况、车辆质量、刹车器质量等因素,应当引起我们的重视。
3.动量动量是一个物体在运动状态中的属性。
在交通事故中,动量是一个非常重要的概念,它能够帮助我们预测事故的发生和危害的大小。
4.牵引力和阻力在汽车行驶过程中,牵引力和阻力是两个重要的力量。
牵引力是指车辆发动机输出的动力所能提供的推动力量,而阻力是指车辆行驶时所遇到的各种摩擦、风阻等阻碍力量。
了解牵引力和阻力的概念有助于我们更好地控制汽车、保证安全。
5.惯性惯性是物理学中一个比较常见的概念。
惯性在交通中的应用有两个方面:首先,车辆的行驶速度发生改变时,车内人员将感受到一定的推力,这就是惯性效应;其次,惯性也能帮助我们顺利完成转弯操作。
三、结语通过学习八年级上册物理交通知识,我们能够更好地理解交通规则和防止交通事故的发生。
然而,仅仅学习并不足以保证我们的安全。
我们需要始终保持警觉,时刻关注自身行车情况,并尝试遵循最安全的交通规则来出行。
出行中的物理知识
出行中的物理知识
出行中涉及的物理知识非常广泛,以下是一些常见的例子:
1. 力学:当汽车行驶时,发动机产生的动力通过传动系统传递到车轮,使汽车前进。
这是由于力矩和力矩平衡的原理。
同时,汽车在行驶过程中会受到阻力的作用,如空气阻力和地面摩擦力等,这些阻力会影响汽车的行驶速度和燃油效率。
2. 热学:汽车发动机中的燃烧过程涉及到热能的转换。
当汽油和空气混合后进入气缸,通过火花塞点火,混合气体燃烧产生能量,推动活塞运动,从而驱动汽车前进。
这个过程中涉及到热力学的基本原理,如热能、内能和机械能之间的转换。
3. 电学:现代汽车中越来越多地应用了电学知识。
例如,汽车中的电子控制系统、点火系统、照明系统等都涉及到电学知识。
同时,电动汽车的电池技术和电机驱动也涉及到电学和磁学的知识。
4. 光学:汽车中的后视镜、侧视镜和反光镜等都应用了光学原理。
这些镜子通过反射和折射光线,使驾驶员能够看到周围的环境,确保行驶的安全。
同时,汽车的前大灯和尾灯也应用了光学原理。
5. 声学:汽车的喇叭发出声音,提醒周围行人或车辆保障安全。
车辆内部也使用了声学原理,如语音控制系统和音响系统等。
同时,噪声也是汽车行驶中不可避免的问题,过度的噪声会对人体健康产生影响。
总的来说,出行中涉及的物理知识非常广泛,这些知识在保障我们的安全和舒适出行方面发挥着重要作用。
了解和掌握这些物理知识可以帮助我们更好地理解交通工具的工作原理和设计,提高我们的出行效率和安全性。
例析交通中的物理问题
例析交通中的物理问题交通中的物理问题是指在交通运输过程中出现的与物理学相关的问题。
交通运输是一个涉及到物体运动、速度、力、能量等物理概念的复杂系统。
在交通中,我们会遇到诸如汽车加速、制动、行驶过程中的摩擦力、空气阻力、碰撞力等问题。
本文将通过几个具体的例子,来分析交通中的物理问题。
我们来分析汽车行驶中的物理问题。
在汽车行驶过程中,会产生许多物理现象和问题,比如汽车的加速和减速问题。
汽车在行驶中会受到来自引擎的动力,以及来自路面的摩擦力,这两者的作用会影响汽车的速度和加速度。
通过牛顿第二定律F=ma,我们可以得出汽车的加速度和所需的外力。
汽车的制动也是一个涉及到物理学的问题。
汽车制动时,制动器对车轮施加制动力,通过摩擦力减小车轮的转动速度,从而使汽车减速停下。
这一过程中,摩擦力对汽车速度的影响就是一个物理问题。
我们来分析交通中的碰撞问题。
交通事故是交通中一个十分重要的物理问题。
在交通事故发生时,车辆之间或车辆和路边物体之间会发生碰撞,产生巨大的冲击力。
碰撞力是一个涉及到动量守恒和动能守恒的物理问题。
在碰撞中,车辆的速度、质量等因素都会影响到碰撞的结果。
如果两辆车以相同的速度相撞,但其中一辆车的质量较大,那么碰撞后这辆车的速度将会小于另一辆车。
这种情况就涉及到动量守恒的物理原理。
碰撞也会使车辆的动能转化为热能,这也是一个物理学上的转化问题。
我们来分析交通中的空气阻力问题。
在高速行驶的汽车或其他交通工具中,会受到空气阻力的影响。
空气阻力会使车辆减小速度或增加燃料消耗。
空气阻力的大小主要取决于车辆的速度和形状。
空气阻力是一个复杂的流体力学问题,它受到空气密度、速度、形状等因素的影响。
在车辆设计和交通运输规划中,需要考虑到空气阻力对车辆性能的影响。
交通中的物理问题涉及到许多物理学原理和概念,包括力、速度、加速度、动量、能量转化等。
通过物理学的知识,我们可以更好地理解交通运输中的一些现象和问题,并且对交通工具的设计和使用进行优化和改进。
例析交通中的物理问题
例析交通中的物理问题交通是指人们在地面上或水面上利用各种交通工具进行移动的活动。
而交通中的物理问题,就是指在交通中存在的一些与物理有关的问题,例如车辆的速度、加速度、动量等等。
在交通中,物理问题的理解和应用对于提高交通安全、优化交通流、节约能源等方面都具有重要意义。
本文将通过几个例子来分析交通中的物理问题,并探讨其在实际中的应用。
我们来看一个关于汽车刹车的例子。
当汽车在道路上行驶时,由于惯性的作用,如果突然遇到交通堵塞或者前方突然出现障碍物,车辆需要及时刹车来减速或停车。
这时,汽车的刹车距离就成为一个物理问题。
根据物理学的知识,刹车距离与车辆的初速度、刹车时的减速度以及刹车时间等因素有关。
通过计算和实验可以得到一个刹车距离的数值,这对于驾驶员在实际行驶中提前做出反应、减少事故发生具有重要的意义。
我们来讨论交通中的动量守恒问题。
在道路交通中,车辆之间的碰撞是不可避免的。
而对于碰撞问题,动量守恒定律是解决碰撞后车辆运动状态问题的重要原理。
根据动量守恒定律,如果两辆车在碰撞前和碰撞后受到的合外力为零,那么它们的动量之和在碰撞前后是守恒的。
这个定律对于交通事故的认定和预防具有重要的意义。
如果在事故发生后,利用动量守恒定律可以准确计算车辆碰撞前的速度,了解碰撞的严重性,为事故的责任认定提供依据。
我们来分析一个关于电动汽车的物理问题。
随着科技的不断发展,电动汽车在交通中的地位日益重要。
在电动汽车的运动过程中,电池和电机是两个核心的物理问题。
电动汽车电池的能量密度、电机的效率、电动汽车的续航里程等都是与物理学相关的问题。
我们来谈谈交通中的能量转化问题。
交通工具在运动过程中会产生能量转化,例如汽车的动能转化为热能、声能等。
对于这些能量转化问题,我们可以通过物理学的知识来优化能源利用,减少能量的损耗,提高交通工具的能效。
交通中的物理问题是与我们的日常生活息息相关的。
通过对交通中的物理问题的认识和分析,我们可以更好地理解交通规律,提高交通安全,优化交通流,减少能源消耗,为建设智能、绿色、安全的交通系统提供重要的科学依据。
出行中的物理知识
出行中的物理知识一、行走中的重心当我们行走时,我们的身体需要保持平衡。
这是因为我们的重心在行走中会不断改变。
当我们向前迈出一步时,我们的重心会向前移动。
为了保持平衡,我们需要将另一只脚向前移动,以便重心保持在身体的中心。
这就是为什么我们在行走时会摆动手臂的原因,它可以帮助我们保持平衡。
二、汽车行驶的力学原理汽车行驶时,需要克服摩擦力、风阻力和重力等作用力。
发动机提供的动力通过传动系统传递给车轮,使车轮转动并推动汽车前进。
汽车行驶的速度取决于发动机的输出功率、车轮的直径和车辆的质量等因素。
三、飞机的升力和气流飞机的升力是使飞机能够在空中飞行的关键。
当飞机在空中飞行时,翼面上方的气流速度比下方快,这就导致了气流的分离。
这种气流分离会在翼面上方形成一个较低的气压区域,而在翼面下方形成一个较高的气压区域。
这种压力差会产生一个向上的升力,使飞机能够在空中飞行。
四、火车的动力和轨道火车的动力来自于蒸汽机车或电力机车。
蒸汽机车通过燃烧煤炭或其他燃料产生蒸汽,蒸汽通过活塞驱动车轮转动。
电力机车则通过电力传动系统将电能转化为机械能,驱动车轮转动。
火车在轨道上行驶时,由于轮轨之间的摩擦力,火车能够保持稳定的行驶。
五、船的浮力和水流船只能够漂浮在水面上是因为船体的形状使得船的密度小于水的密度。
当船进入水中时,水会对船体产生浮力。
浮力的大小取决于船体的体积和水的密度。
船只通过船尾的推进力和舵的控制来改变船的方向和速度。
六、自行车的平衡和转弯自行车的平衡是基于陀螺效应实现的。
当自行车前进时,车轮具有一定的转动惯量,使得自行车能够保持平衡。
在转弯时,自行车通过转动前轮来改变方向,这是因为前轮转动会改变自行车的重心位置,从而使自行车改变方向。
七、步行中的动力和摩擦力在步行中,我们通过施加力来推动身体向前移动。
当我们迈步时,我们的脚与地面发生接触,因摩擦力的作用,我们能够推动身体向前。
同时,我们的脚也扮演着稳定身体的角色,以防止失去平衡。
(完整版)汽车上的物理知识
汽车上的物理知识一、力学方面1、汽车的底盘质量都较大,这样可以降低汽车的重心,增加汽车行驶时的稳度。
2、汽车的车身设计成流线型,是为了减小汽车行驶时受到的阻力3、汽车前进的动力——地面对主动轮的摩擦力(主动轮与从动轮与地面的摩擦力的方向相反)4、汽车在平直路面匀速前进时——牵引力与阻力互相平衡,汽车所受重力与地面的支持力平衡5、汽车拐弯时:①司机要打方向盘——力是改变物体运动状态的原因;②乘客会向拐弯的反方向倾倒-—由于乘客具有惯性6、汽车急刹车(减速)时,①司机踩刹车——力是改变物体运动状态的原因;②乘客会向车行方向倾倒――惯性;③司机用较小的力就能刹住车――杠杆原理;④用力踩刹车——增大压力来增大摩擦;⑤急刹车时,车轮与地面的摩擦由滚动变摩擦成滑动摩擦7、不同用途的汽车的车轮还存在大小和个数的差异——这与汽车对路面的压强大小相关8、汽车的座椅都设计得既宽且大,这样就减小了对坐车人的压强,使人乘坐舒服9、汽车快速行驶时,车的尾部会形成一个低气压区,这是我们常常能在运动的汽车尾部看到卷扬的尘土形成原因10、交通管理部门要求:①小汽车的司机和前排乘客必须系好安全带-—这样可以防止惯性的危害;②严禁车辆超载——不仅仅减小车辆对路面的破坏,还有减小摩擦、惯性等;③严禁车辆超速——防止急刹车时,因反应距离和制动距离过长而造成车祸11、简单机械的应用:①方向盘、车轮、开窗摇柄等都是轮轴,②调速杆,自动开关门装置是杠杆12、汽车爬坡时要调为低速:由P=Fv,功率一定时,降低速度,可增大牵引力13、关于速度路程,时间的计算问题;参照物与运动状态的描述问题14、认识限速,里程,禁鸣等标志牌,了解其含义二、声学方面1、汽车喇叭发声要响,发动机的声音要尽量消除(发动机上装配消音器)――这是在声源处减弱噪声2、为减轻车辆行驶时的噪声对道旁居民的影响,在道旁设置屏障或植树――可以在传播过程中减弱噪声3、喇叭发声:电能――机械能三、热学方面1、汽车发动机常用柴油机或汽油机——它们是内燃机——利用内能来做功2、发动机外装有水套,用循环流动的水帮助发动机散热——水的比热容大3、冬天,为防冻坏水箱,入夜时要排尽水箱中的水――防止热胀冷缩的危害4、小汽车的后窗玻璃板中嵌有一道道的电热丝——它可以防止车内形成的雾气附着于玻璃上并凝结5、刚坐进汽车或有汽车从你身旁驶过时,会闻到浓浓的汽油味--扩散现象6、空调车车窗玻璃设计成双层的――防止传热7、环保汽车使用气体燃料,可减小对大气的污染四、电学方面1、汽车的发动机常用低压电动机起动:电动机是根据磁场对电流的作用的道理制成的,工作时把电能转化为机械能.2、汽车电动机(汽车电机)常用车载电瓶(蓄电池)供电,汽车运行过程中可以利用的车轮带动车载发电机发电,给蓄电池充电。
例析交通中的物理问题
例析交通中的物理问题交通是人们日常生活中必不可少的一部分,而交通中所存在的物理问题也是不可忽略的。
交通中涉及物理学知识的方方面面,例如速度、加速度、惯性、摩擦力等等。
在本文中,将详细介绍交通中的物理问题及其应用。
一、速度和加速度速度和加速度是交通中最常被提到的物理概念。
速度指的是物体在单位时间内运动的距离,而加速度则是物体在单位时间内运动速度的变化率。
在交通中,我们需要了解车辆的速度和加速度,以便预测车辆的行驶轨迹和动态。
对于驾驶员而言,掌握车辆的速度和加速度显得特别重要。
如果一个车辆以过快的速度行驶,它的制动距离将会增加,并可能导致事故的发生。
类似地,如果车辆的加速度过大,也将会导致不必要的事故,因为车辆的转向和制动反应都会受到影响。
二、惯性和能量交通中还涉及另一个物理概念,即惯性。
惯性是物体继续保持不动或匀速直线运动的趋势的属性。
换句话说,一辆车向一个方向运动时,它会在这个方向上继续运动,直到受到外力作用。
惯性在车辆制动时也会产生影响。
当一个车辆在高速行驶时突然制动,车辆内部的乘客会感到一个往前的推力,这是因为惯性使车身继续向前运动。
另一个相关的物理概念是能量,它被定义为物体或系统能够执行工作的能力。
在交通中,能量转移通常是指引擎将能量转换成机械能,从而使车轮开始转动。
能量在火车等大型运输工具中也扮演着重要的角色。
三、摩擦力和空气阻力摩擦力和空气阻力是交通中另外两个常被提到的物理问题。
摩擦力指的是两个物体之间摩擦面的相互作用力,而空气阻力则是由气体对运动物体的作用而引起的阻力。
在交通中,这些力起着不同的作用。
摩擦是汽车轮胎和路面之间的主要阻力来源。
摩擦与路面材料、轮胎橡胶的摩擦系数以及车辆质量和速度等因素有关。
如果路面状况不佳,摩擦力会变弱,从而增加了车辆的刹车距离。
空气阻力主要受到流体力学和空气动力学的研究。
这种阻力不仅影响了汽车和其他运输工具的速度和燃料效率,还会出现在运动员的赛车以及飞机等高速移动的物体中。
出行中的物理知识
出行中的物理知识一、行驶中的摩擦力在我们出行的过程中,摩擦力是一个非常重要的物理现象。
不论是步行、骑自行车还是乘坐汽车,摩擦力都起着至关重要的作用。
例如,当我们步行时,鞋子与地面之间的摩擦力使我们能够稳定地行走。
同样地,车轮与地面之间的摩擦力使汽车能够行驶。
摩擦力还能够帮助我们在上坡时保持平衡,避免滑倒。
二、车辆的动力学在乘坐汽车时,我们可以感受到车辆的加速和减速。
这涉及到牛顿第二定律,即力等于质量乘以加速度。
当汽车加速时,引擎施加的力使车辆产生加速度。
同样地,当我们踩刹车时,刹车系统施加的力使车辆减速。
这些都是基于物理定律的。
三、空气阻力当我们乘坐高速列车或者坐飞机时,我们会感受到空气阻力的存在。
空气阻力是由空气分子对前进物体施加的阻力所产生的。
当速度增加时,空气阻力也会增加,这就是为什么高速列车或飞机需要消耗更多能量来克服空气阻力的原因。
四、地球引力在我们出行的过程中,地球的引力也是一个不可忽视的物理现象。
地球的引力使我们能够保持在地面上而不会飘走。
同时,地球的引力也是使我们能够行走的重要力量。
当我们迈出一步时,地球的引力使我们的脚得以着地,进而推动我们向前移动。
五、声音传播当我们乘坐公共交通工具时,我们会听到各种声音,如汽车引擎的轰鸣声、火车的轮轨摩擦声等。
这些声音是通过空气中的声波传播而来的。
声波是一种机械波,通过分子之间的振动传递能量。
当声波到达我们的耳朵时,耳膜会振动,从而使我们能够听到声音。
总结:出行中的物理知识无处不在,从摩擦力、车辆的动力学到空气阻力、地球引力和声音传播,这些物理现象都在我们的出行中发挥着重要作用。
了解这些物理知识不仅可以增加我们对出行的理解,还能够让我们更加安全和舒适地出行。
希望通过本文的介绍,读者们能对出行中的物理知识有更深入的了解,从而在日常生活中更好地应用这些知识。
例析交通中的物理问题
例析交通中的物理问题交通中的物理问题涉及到许多方面,包括汽车的运动、轮胎与路面的摩擦、燃油消耗等等。
在此,本文将从汽车行驶时的加速、制动、刹车和转弯等方面入手,探讨交通中的物理问题。
汽车的加速汽车的加速是指汽车速度的增加。
在物理学中,加速度用来描述物体速度的变化。
汽车的加速度取决于许多因素,包括发动机的输出功率、车辆重量、空气阻力等。
加速度越大,汽车就能够更快地达到某个速度。
在实际驾驶中,在需要快速加速时,驾驶员应该适当地踏下油门,以增加发动机的输出功率,从而使汽车的加速度提高。
汽车的制动汽车的制动是指汽车速度的减少。
在物理学中,制动力是减速度的一种,它用来描述物体速度的变化。
在汽车制动时,制动器施加力与摩擦力相互作用,使车轮转动减缓,进而减少汽车的速度。
制动力的大小与制动器和轮胎之间的摩擦系数有关。
当制动力的大小超过汽车的惯性(即动能),车辆就会减速并停止。
刹车距离刹车距离是指从司机发现突然情况到车辆完全停止的距离。
刹车距离取决于许多因素,包括车速、路面状况、制动器的质量和状态、轮胎摩擦系数等等。
在实际驾驶中,驾驶员应该留足刹车距离,避免发生事故。
轮胎与路面的摩擦轮胎与路面的摩擦是汽车行驶中的关键因素之一。
摩擦力是在两个物体之间发生的相对运动时,一个物体抵制运动的力。
汽车行驶时,车轮与路面之间的摩擦力决定了车辆的牵引力和制动力。
摩擦力的大小取决于路面的状况以及轮胎和路面的材料属性。
如果路面是湿的、泥泞的或覆盖着积雪,摩擦力就会相对较小,这会影响到汽车牵引和制动的效果。
汽车的转弯当汽车行驶时需要完成转弯操作,其实是车轮与路面产生了一个力矩的作用。
如果车速过快,车辆将很难转弯,因为车辆的惯性会使车辆向前滑动,而不向所需方向转向。
转弯的半径和转弯角度的大小也会影响到车辆转弯的效果。
总之,在交通中,物理问题的影响无处不在。
理解物理原理可以帮助我们更好地掌控驾驶技能,保证行车安全。
例析交通中的物理问题
例析交通中的物理问题交通中的物理问题是指在道路交通中,由于车辆的运动、碰撞、能量转化等现象而产生的物理规律和问题。
这些问题涉及到力学、动力学、能量转化等物理学原理,对于理解和解决交通安全、交通流量、车辆设计等方面具有重要意义。
下面将就交通中的物理问题进行例析。
交通中的物理问题涉及到车辆的运动规律。
对于道路上的车辆,其运动可以通过牛顿运动定律进行描述。
根据牛顿第一定律,车辆在没有外力作用下会保持匀速直线运动或静止状态。
而根据牛顿第二定律,车辆运动的加速度与其受到的合外力成正比,而与其质量成反比。
这就说明了在交通中,要想控制车辆的运动状态,可以通过对外力的控制来实现。
在车辆超速时,可以通过加大制动力来减小车辆的速度,从而遵守交通规则,确保交通安全。
交通中的物理问题还涉及到车辆之间的碰撞问题。
在车辆碰撞中,能量守恒和动量守恒原理是很重要的物理规律。
根据动能定理,车辆的动能与其速度的平方成正比。
在碰撞中,车辆的动能转化成其他形式的能量,从而影响碰撞结果。
根据动量守恒定律,碰撞前后系统的总动量保持不变。
在交通中,要想减小碰撞造成的损失,可以通过减小车辆的速度,从而减小碰撞时的动量,降低碰撞的影响力。
交通中的物理问题还涉及到交通流量和道路通行能力的问题。
根据流体力学的原理,交通中的车辆流可以类比成流体的流动。
在道路上,车辆的流动会受到阻力、摩擦力等因素的影响,从而导致交通拥堵、交通事故等问题。
为了提高道路通行能力,需要通过减小阻力、优化车辆流动等方法来改善交通状况。
根据物理学的原理,可以通过对交通流量进行模拟和优化,来提高道路的车辆通行效率,减少交通拥堵现象。
交通中的物理问题是一个复杂的系统工程问题,需要综合考虑力学、动力学、流体力学等多个物理学原理。
通过对交通中的物理问题进行分析和研究,可以有效地提高交通安全、优化交通流量,改善道路通行能力,从而为人们提供更加安全、便捷的出行环境。
对交通中的物理问题进行深入研究具有重要的理论和实际意义。
例析交通中的物理问题
例析交通中的物理问题交通中的物理问题,主要涉及到机动车、行人、自行车等各种交通工具在道路上的运动和碰撞等问题。
下面我们将结合实际情况,对交通中的物理问题进行例析。
1. 碰撞问题在道路上,发生碰撞是比较常见的事情。
碰撞的主要原因是车辆行驶速度过快、驾驶员操作不当等各种因素。
根据牛顿第三定律,碰撞过程中两个物体产生的作用力相等,方向相反。
因此,碰撞能够引起车辆的损坏,甚至造成人员伤亡。
在碰撞过程中,物理学的能量守恒定律和动量守恒定律起着重要的作用。
通过这两条定律,可以计算出碰撞前后车辆的能量和动量,并进一步评估碰撞的程度和损失情况。
在车辆设计中,也要考虑到碰撞安全性问题,采用一些防护措施,减轻碰撞对人员和车辆的伤害。
2. 刹车距离问题刹车距离是指车辆在刹车的状况下,从开始刹车到完全停下所需的距离。
刹车距离的大小与车辆的速度、质量、制动器的性能等因素有关。
在市区道路中,经常发生因车速过快而导致无法避让行人和其他车辆的情况,此时刹车距离就成为了关键因素。
根据物理学公式,刹车距离可以用以下公式计算:刹车距离 = 初始速度^2 / 2 * 制动加速度其中,初始速度是指车辆启动时的速度,制动加速度是指车辆制动时的加速度。
因此,要尽可能减少车速,提高制动器的性能,以便在紧急情况下尽快刹车停下,保证行人和其他车辆的安全。
3. 行车平稳性问题行车平稳性是指车辆行驶过程中是否平稳、稳定。
如果车辆行驶中不太平稳,会导致驾驶员控制不良,行车安全隐患增加。
行车平稳性受到车辆设计、道路状况、驾驶员操作等因素的影响。
在物理学中,行车平稳性可以由牛顿第一、二、三定律解释,即物体静止或者匀速直线运动时,会继续保持这种状态,直到受到外力作用产生加速度或者碰撞变化。
因此,保持车辆平稳行驶,需要驾驶员熟练掌握各种操作技巧,及时对车速、转向等进行调控。
综上所述,交通中的物理问题虽然比较复杂,但大多可以通过物理学的知识进行解决。
因此,我们在交通出行中,需要认真学习物理学的相关知识,提高自身安全意识,避免各种交通事故的发生。
第二节---交通安全中的一些简单物理知识
第二节交通安全中的一些简单物理知识快速列车、高速公路、立交桥、地铁、轻轨、先进的空运、海运构筑的现代交通网遍布全球,它与现代人的生活密切相关。
现代交通中的许多问题都跟物理知识有关。
自然只赋予每个人一次生命的机会,生命是多么的可贵。
现代科学技术创造出了各种各样的交通工具,给人类的生活带来了便利,同时也成为掠夺生命的工具,。
交通工具是物理知识应用的结晶,应用物理知识能够认识交通肇事成因以及预防方法,从而将交通安全根固在头脑中。
我们每天都会行走在路上,对于道路两边的标志可能熟视无睹了,其实有些标志中蕴含了许多物理知识,现举例说明:1、“上、下陡坡”标志(图1):蕴含了动能和重力势能的转化,考试时还可能假设没有其它能量转化时,则机械能守恒。
2、“向左或右急转弯"标志(图2):蕴含了惯性的知识,可能会考查转弯时坐在车中的乘客或物体会向哪侧倾斜。
3、“易滑"标志(图3)和“路滑慢行”标志(图4):蕴含了摩擦力的知识,地面光滑摩擦力变小,同时也可结合惯性知识考查,如由于地面易滑,由于惯性行驶的车辆在刹车后会继续前行一段距离,故应在此路段减速慢行.4、“禁止鸣喇叭”标志(图5):蕴含了声现象知识,在市区或学校、医院附近通常会有此标志,意思是鸣喇叭会产生噪音,影响人们的生活和学习,考查点是噪音及其预防为主。
5、“限制速度"标志(图6):蕴含了运动学知识,意思是该路段限制速度是40km/h,可以结合路程或时间考查速度方面的计算。
6、“限制质量"标志(图7):蕴含了质量的知识,意思是此路(桥)面承受的最大质量是10吨,可以考查质量、压强及过载造成路(桥)面毁坏等方面的问题。
【例】2008年6月6日《海峡都市报》刊登了《货车超限超载、国道不堪重负》一文,报道了“104国道设计使用年限为15年以上,但使用5年后就大修,现已伤痕累累……”(如图所示)。
有些运输单位和个人只顾自己的利益,不顾国家利益,让汽车成倍的超载是损坏路面的直接原因。
例析交通中的物理问题
例析交通中的物理问题交通中的物理问题是指与交通运输相关的物理现象和问题。
交通运输是人类社会活动中不可或缺的一环,而交通的运行与车辆、道路、气候等因素密切相关。
物理学作为研究物质运动和相互作用的科学,对交通中的物理问题进行分析和解决具有重要意义。
交通运输涉及到交通工具的运动和力学问题。
汽车在行驶过程中的加速度、速度和位移的关系,通过运动学公式可以计算得到。
汽车制动、转向等操作都需要通过力学原理来解释和分析。
交通工具的动力学性能也是物理学研究的重要内容。
汽车的引擎功率与速度的关系,可以通过动力学理论进行分析和计算。
交通运输中的摩擦力和阻力是需要考虑的物理因素。
摩擦力是阻碍交通工具运动的重要因素之一。
车辆在行驶时与地面的摩擦力决定了车辆的牵引力和制动性能。
在冰雪路面等低摩擦系数的情况下,摩擦力的减小将导致车辆的操控困难和制动距离变长。
阻力是指交通工具在行驶中受到的阻碍运动的力的总和,包括空气阻力、滑动阻力等。
优化和降低阻力是提高交通工具能效的重要途径之一。
交通运输中的碰撞和能量转化也是物理问题的重要内容。
交通事故中车辆的碰撞过程可以通过动量守恒和能量守恒原理进行分析。
两车相撞前后的速度和动能的转化关系,可以通过物理学原理进行解释。
交通运输中的能量转化也涉及到车辆的燃料消耗和动力系统的能量传递。
如何提高交通工具的能效性能是当前研究的热点问题之一。
交通运输中的道路和桥梁等基础设施也是物理问题的重要研究对象。
道路的结构和材料特性对车辆的行驶性能有重要影响。
道路的摩擦系数和形态对车辆的牵引力和转向性能有影响。
桥梁的结构和荷载分布等也需要通过物理学原理进行计算和分析。
气候对交通运输也有重要影响,恶劣的天气条件会降低交通的安全性和效率。
交通中的物理问题涉及到运动学、力学、动力学、摩擦力、碰撞、能量转化、基础设施等多个领域的物理原理和问题。
通过物理学的分析和解决,可以优化交通工具的设计和性能,提高交通运输的安全性和效率。
物理学与交通运输物理学在交通运输中的应用
物理学与交通运输物理学在交通运输中的应用近年来,交通运输事业飞速发展,人们对交通运输的效率和安全性要求越来越高。
而物理学作为一门基础科学,对交通运输的研究和应用起着重要的作用。
本文将就物理学与交通运输物理学在交通运输中的应用展开探讨,并分析其对交通运输的改进和发展所带来的影响。
一、速度与运动物理学中的速度与运动概念为交通运输提供了基础。
根据物理学运动学的原理,交通工具的速度与路程、时间以及加速度有密切关系。
通过对速度与运动的研究,交通运输系统能够更好地了解车辆在不同速度下行驶的时空关系,从而制定合理的路线规划和时间安排,提高运输的效率。
二、摩擦与空气阻力摩擦和空气阻力是交通运输中常见的物理现象。
通过对物体运动过程中的摩擦和空气阻力的研究,可以提高车辆的能源利用效率和降低能源消耗。
例如,通过降低轮胎和路面之间的摩擦力,可以减少车辆在运输过程中的能耗。
此外,减小车辆的空气阻力,可以提高车辆的速度,减少时间和资源的浪费。
三、能源利用与环境保护能源利用和环境保护是当前社会所面临的重要问题。
物理学在交通运输中的应用,能够帮助减少能源的消耗,并降低对环境的污染。
通过对燃料的燃烧过程和能源转换的研究,交通运输系统可以选用更加高效的动力系统,提高能源利用效率,从而减少对有限能源资源的过度消耗,同时降低对环境的负面影响。
四、碰撞与安全交通事故是交通运输中一直存在的隐患。
而物理学对碰撞和安全性的研究,可以帮助改进交通运输系统的安全性能。
通过对碰撞过程的模拟和分析,交通运输系统可以制定更科学合理的安全标准,并提供更加安全的交通工具和设施。
此外,物理学还可以帮助设计和改进汽车安全系统,如智能刹车和碰撞预警系统,提高驾驶员和乘客的安全性。
五、信号与通讯交通信号与通讯系统是现代交通运输不可或缺的一部分。
在物理学的帮助下,交通信号与通讯系统得以更好地发展和应用。
利用物理学原理,交通信号与通讯系统可以更准确地控制信号灯、路标和交通设施,从而提高交通的流畅度和效率。
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交通中的物理学知识(二)大同县一中物理组魏建华一.:交通中的物理学知识(二)二. 知识重点:1、了解交通中物理知识的应用,能够归纳各类有关交通问题所考查的知识点,找出解决方法。
2、能够恰当地构建物理模型解决交通工具或交通中的实际问题。
3、理论联系实际,能够将物理知识交通规则、交通安全、交通中的实际问题有效联系到一起,并合理地解决实际问题。
4、关于交通现象的物理情景的构建,能够形象、规范地画出交通示意图。
三. 知识难点:1、将各种交通现象、交通问题抽象成合理的物理模型,并能够分类归纳不同的交通问题所考查的物理知识点。
2、关于交通情境的构建,示意图的正确画出,以及相应的物理学公式的合理运用。
【典型例题】(一)交通安全问题:例1、为了安全,在行驶途中,车与车之间必须保持一定的距离。
因为,从驾驶员看见某一情况到采取制动动作的时间(反映时间)里,汽车仍然要通过一段距离(称为思考距离);而从采取制动动作到车完全停止的时间里,汽车又要通过一段距离(称为制动距离)。
下表距离”是指思考距离和制动距离之和,而思考距离内汽车做匀速直线运动,制动距离内汽车做匀减速直线运动。
所以,当汽车以时速为75km/h 运动时,停车距离 m 53m )3815(s s s 21=+=+=由表中第一组数据可知,驾驶员的反映时间为:s72.0456.39v s t 1=⨯==当汽车的时速为90km/h 运动时,思考距离为:m18m 72.06.390vt s 1=⨯==时速为90km/h 运动时的制动距离为:m 55m )1873(s s s 12=-=-=例2、(2005中山)某航空公司的一架客机,在正常航线上做水平飞行时,由于突然受到强大垂直气流的作用,使飞机在10s 内高度下降了1700m 。
造成众多乘客和机组人员的伤害事故,如果只研究飞机在竖直方向上的运动,且假定这一运动是匀变速直线运动,取2s /m 10g =,试计算(1)乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力才能使乘客不脱离座椅?(2)未系安全带的乘客,相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人体的什么部位?解析:在竖直方向上,飞机做初速度为零的匀加速直线运动2at21h =(1)设安全带对乘客向下的拉力为F ,对乘客,由牛顿第二定律:ma mg F =+联立以上两式解出4.2mgF=(2)若乘客未系安全带,因由2at21h =,求出2s /m 34a =,它大于人向下的重力加速度2s /m 10,所以人相对飞机将向上运动,会使其头部受到严重伤害。
(二)交通中的运动图像解题问题: 逆向转换法: 即逆着原来的运动过程考虑。
如火车进站刹车滑行,逆着车行驶方向考虑时就把原来的一个匀减速运动转化为一个初速度为零的匀加速运动;物体竖直上抛,逆着抛出方向,就变成从最高点向下的自由落体运动,等等。
例3、两辆完全相同的汽车,沿水平直线一前一后匀速行驶,速度均为0v ,若前车突然以恒定加速度刹车,在它刚停车后,后车以与前车相同的加速度开始刹车,已知前车在刹车过程中所行的距离为x ,若要保证两车在上述情况下不相撞,则两车在匀速行驶时应保持距离至少为( ) A 、x B 、2x C 、3x D 、4x 解析:本题的解法很多,在这里只通过图线分析。
根据题意,做出前车刹车后两车的v —t 图线,分别为下图中的AC 和ABD ,图中三角形AOC 的面积为前车刹车后的位移x ,梯形面积ABDO 为前车刹车后后车的位移,由于前后两车刹车的加速度相同,所以图中AC//BD ,OC=CD 。
即梯形ABDO 的面积是三角形AOC 面积的三倍。
x 3S 3S AOC ABDO ==∆为了使两车不发生相撞,两车行驶时应保持的距离至少是x 2x x 3S S x AOC ABDO =-=-=∆∆ 答案:B 评价:本题中采用图象法的妙处在于,图象能形象地表示出两车位移变化的物理情景,可以说,作出上图后一眼便可看出答案。
(三)小船过河问题: 小船过河问题的分析(1)处理方法:小船在有一定流速的水中过河时,实际上参与了两个方向的分运动,即随水流的运动(水冲船的运动)和船相对水的运动(即在静水中的船的运动),船的实际运动是合运动。
(2)若小船要垂直于河岸过河,过河路径最短,应将船头偏向上游,如图甲所示,此时过河时间θ==sin v d v d t 1合;若使小船过河的时间最短,应使船头正对河岸行驶,如图乙所示,此时过河时间1v d t =(d 为河宽)。
例4、一条宽度为l 的河流,已知船在海水中的速度为船v ,水流速度为水v 。
那么:(1)怎样渡河时间最短?(2)若船v >水v ,怎样渡河位移最小;(3)若水船v v <,怎样渡河船漂下的距离最短? 解析:(1)如图甲所示,设船头斜向上游与河岸成任意角θ,这时船速在垂直于河岸方向的速度分量为θ=sin v v 1船,渡河所需的时间为1v t l =θ=sin v 船l可以看出:l 、船v 一定时,t 随sin θ增大而减小;当θ=90°时,1sin =θ(最大)。
所以,船头与河岸垂直时渡河时间最短船v /t min l =(2)如图乙所示,渡河的最小位移即河的宽度。
为了使渡河位移等于l ,必须使船的合速度v 的方向与河岸垂直。
这时船头应指向河的上游,并与河岸成一定的角度θ。
根据三角函数关系有0v cos v =-θ水船船水船水,v v arccosv v cos =θ=θ因为1cos 0≤θ≤,所以只有在水船v v >时,船才有可能垂直河岸横渡。
(3)如果水流速度大于船在静水中的航行速度,则不论船的航向如何,总是被水冲向下游。
怎样才能使漂下的距离最短呢?如图丙所示,设船头船v 与河岸成θ角。
合速度合v 与河岸成α角。
可以看出:α角越大,船漂下的距离x 越短。
那么,在什么条件下α角最大呢?以水v 的末端为圆心、船v 大小为半径画圆,当合v 与圆相切时,α角最大,根据水船v /v c o s =θ,船头与河岸的夹角应为水船v v arccos=θ船漂下的最短距离为 θ⋅θ-=sin v )cos v v (x min 船船水l此时渡河的最短位移:船水v v cos s l l=θ=(四)机车启动问题:有两种不同的加速过程,但分析时采用的基本公式都是 P =Fv 和F -f = ma①恒定功率的加速。
由公式P =Fv 和F -f=ma 知,由于P 恒定,随着v 的增大,F 必将减小,a 也必将减小,汽车做加速度不断减小的加速运动,直到F =f ,a =0,这时v 达到最大值f P FP v mm m ==。
可见恒定功率的加速一定不是匀加速。
这种加速过程发动机做的功只能用W =Pt 计算,不能用W =Fs 计算(因为F 为变力)。
以恒定功率启动的运动过程是:变加速(a ↓)(a =0)匀速,在此过程中,F 牵、v 、a 的变化情况:所以汽车达到最大速度时a =0,F =f ;P =Fv m =fv m .②恒定牵引力(加速度)的加速。
由公式P =Fv 和F -f =ma 知,由于F 恒定,所以a 恒定,汽车做匀加速运动,而随着v 的增大,P 也将不断增大,直到P 达到额定功率P m ,功率不能再增大了。
这时匀加速运动结束,其最大速度为mm m mv f P FP v =<=',此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了。
可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。
这种加速过程发动机做的功只能用W=F ∙s 计算,不能用W=P ∙t 计算(因为P 为变功率)。
2)以恒定牵引力匀加速启动的运动过程是:匀加速⇒当功率增大到额定功率P m 后,变加速(a ↓)⇒(a =0)匀速。
各个量(牵引功率、牵引力、加速度、速度)的变化情况如下:……由图象来区别两种机车启动过程: A 图:恒定功率的加速 B 图:恒定牵引力的加速例5、质量m=5t 的汽车从静止出发,以a=1m /s 2的加速度沿水平直路作匀加速运动,汽车所受的阻力等于车重的0.06倍,求汽车在10s 内的平均功率和10s 末的瞬时功率。
取g=10m /s 2。
分析:汽车在水平方向受到两个力:牵引力F 和阻力f 。
根据牛顿第二定律算出牵引力,结合运动学公式算出10s 内的位移和10s 末的速度即可求解。
解:设汽车的牵引力为F ,阻力f=kmg=0.06mg .由牛顿第二定律 F -f=ma ,得F=m (0.06g+a )=5×103(0.06×10+1)N=8×103N 汽车在t=10s 内的位移和10s 末的速度分别为v t =at=1×10m /s=10m /s所以汽车在10s 内的平均功率和10s 末的功率分别为P t =Fv t =8×103×10W=8×104W 。
例6、美国通用汽车公司推出的“氢气I 型”汽车是一种使用燃料电池驱动的电动汽车。
它利用氢气和氧气直接反应,其生成物只有水,因此对环境没有污染。
该车质量为1.5t ,额定输出机械功率为55kW ,当它以额定功率行驶时的最高速度为140km/h ,求: (1)该汽车以上述最高速度行驶时所受的阻力是车受重力的多少倍?(2)设行驶中汽车所受阻力与速度大小无关,该车行驶时输出机械功率保持额定功率不变,当速度增大到72km/h 时的瞬时加速度是多大?(取重力加速度2s /m 10g =)解析:(1)汽车以正常情况下的最高速度行驶时的功率是额定功率:m 0Fv P =这时汽车做的是匀速运动,牵引力和阻力大小相等,即1F F =汽车最高速度为:s /m 9.38h /km 140v m ==设阻力是重力的k 倍,则有kmg F 1=,代入数据得:094.0k =(2)当速度增大到72km/h 时,即s /m 20h /km 72'v ==,设以额定功率行驶到速度'v 时的牵引力为'F ,则有:'v 'F P 0=而阻力大小仍为kmg F 1=,则由牛顿第二定律得:由ma 'F F 1=- 代入数据可得:2s /m 89.0a =(五)交通中的动量问题:(选做例题)例7、质量为1000kg 的轿车与质量为4000kg 的货车迎面相撞。
碰撞后两车绞在一起,并沿货车行驶方向运动一段路程后停止(如图所示)。
从事故现场测出,两车相撞前,货车的行驶速度为h /km 54,撞后两车的共同速度为18km/h 。
该段公路对轿车的限速为100km/h ,试判断轿车是否超速行驶。
解:碰撞中两车间的相互作用力很大,可忽略两车受到的其他作用力,近似认为两车在碰撞过程中动量守恒。