一、运动的相对性
运动具有相对性,因此在运动学中的运动学物理量也具有相对性.
加速度a,速度v,位移x都具有相对性.
在不同的参考系中看到的结果可能是不一样的,在运用运动学公式的时候一定要统一参考系(相对同一参考系)!
二、如何求相对运动
相对即相减(矢量差)。A相对B的速度即A的速度与B的速度的矢量差.
三、应用举例
例:改装后的“瓦良格”号航空母舰进行出海航行试验,中国成为又一个拥有航空母舰的国家。已知该航空母舰的飞行甲板长度为L=300m,某型号的战斗机在航空母舰上起飞过程中的最大加速度为a=4.5m/s²,战斗机的速度达到v=60m/s才能安全起飞。
(1)如果航空母舰静止,战斗机被弹射装置弹出后开始加速运动,要保证战斗机能安全起飞,战斗机被弹射装置弹出时的速度至少是多大?
(2)如果航空母舰匀速前进,在没有弹射装置的情况下,要保证战斗机能安全起飞,航空母舰前进的速度至少是多大?
(3)如果航空母舰匀速前进,并且有弹射装置的情况下,要保证战斗机能安全起飞,航空母舰前进的速度至少是多大?
【分析】
根据题意提供的物理量分析:
飞行甲板长度L是相对航母的,加速度a也是相对航母的,起飞速度v是相对地面的。
☞注意:
①以地面为参考系,则所有的量都必须相对地面;
②以航母为参考系,则所有的量都必须相对航母.
【解答】
(1)航母是静止的情况,以航母为参考系,因为航母是匀速的,飞机加速度a相对航母和相对地面是一样的.
v²-v₀²=2aL
代入数据,
解得v₀=30m/s.
(2)
方法一:以地面为参考系,没有弹射装置,即飞机相对地的初速度和航母速度是一样的.
v²-v₁²=2ax(v₁为航母速度,x为飞机相对地面的位移)
v=60m/s,a=4.5m/s²
x-v₁t=L
v=v₁ at
联立求解得:
v₁=8.04m/s
方法二:以航母为参考系,没有弹射装置,飞机的初速度为0,飞机对航母的位移为飞行甲板的长度L,起飞速度为对地速度.
(v-v₁)²=2aL
v₁≈8.04m/s
(3)弹射速度是相对航母的,以航母为参考系
(v-v₁-v₂)²=2aL(设弹射速度为v₂)
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