思維特訓(xùn)(二)　參照物與相對(duì)運(yùn)動(dòng)

1、.思維特訓(xùn)二參照物與相對(duì)運(yùn)動(dòng)|典|例|分|析| 相對(duì)運(yùn)動(dòng)例 1一列火車在雨中自東向西行駛，車內(nèi)乘客觀察到雨滴以一定的速度豎直下落，那么車外站在月臺(tái)上的人看到雨滴的運(yùn)動(dòng)情況是A沿偏東方向落下，速度比車內(nèi)乘客觀察到的大B沿偏東方向落下，速度比車內(nèi)乘客觀察到的小C沿偏西方向落下，速度比車內(nèi)乘客觀察到的大D沿偏西方向落下，速度比車內(nèi)乘客觀察到的小解析 根據(jù)題意，設(shè)左側(cè)為東，右側(cè)為西，火車自東向西行駛，如圖2TX1所示：圖2TX11當(dāng)乘客在A處，雨滴在A處，在乘客的正上方；當(dāng)乘客在B處，雨滴在B處，在乘客的正上方；當(dāng)乘客在C處，雨滴在C處，在乘客的正上方；當(dāng)乘客在D處，雨滴在D處，乘客感覺雨滴沿豎直方向

2、落下。車外站在月臺(tái)上的人以地面為參照物看到雨滴是從A處運(yùn)動(dòng)到D處的，所以月臺(tái)上的人看到雨滴沿偏西方向落下。2雨滴總是在乘客的正上方，乘客看到雨滴運(yùn)動(dòng)的路程為h，月臺(tái)上的人看到雨滴運(yùn)動(dòng)的路程為AD，在一樣的時(shí)間內(nèi)，hAD，故月臺(tái)上的人看到雨滴的速度比車內(nèi)乘客看到的大。答案 C 運(yùn)動(dòng)圖象例 2小華同學(xué)在研究玩具小車 A 的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，描繪出了如圖2TX2所示的速度時(shí)間圖象。通過查閱資料，得知速度時(shí)間圖象與坐標(biāo)軸所包圍部分即圖中陰影部分的面積就是小車運(yùn)動(dòng)的間隔 。根據(jù)圖象可以計(jì)算出小車 A 在 01 s 內(nèi)的平均速度為_m/s。假如在小車 A 開場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，在 A前方 0.9 m 處釋放一同向勻速

3、運(yùn)動(dòng)的小車 B，當(dāng)小車 B的速度為 1 m/s 時(shí)，經(jīng)過足夠長時(shí)間，兩車可相遇_次；當(dāng)小車 B 的速度_時(shí)，兩車不可能相遇。圖2TX2解析 1由題意和圖象可知，小車A在1 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的間隔 ：svt1×0.2 m/s×1 s0.1 m，那么小車A在01 s內(nèi)的平均速度：v0.1 m/s。2設(shè)兩車相遇所用的時(shí)間為t，由圖象可知，小車A的速度與時(shí)間成正比，比例系數(shù)k0.2 m/s2，那么小車A的速度：vA0.2 m/s2×t；由題意可得，小車A在相遇時(shí)運(yùn)動(dòng)的間隔 ：sAvAt×0.2 m/s2×t×t0.1 m/s2×t2，小車B

4、做勻速運(yùn)動(dòng)，那么小車B在相遇時(shí)運(yùn)動(dòng)的間隔 ：sBvBt1 m/s×t，由題知，在小車A開場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，在A前方0.9 m處釋放一同向勻速運(yùn)動(dòng)的小車B，如圖2TX3所示：圖2TX3那么兩車相遇時(shí)應(yīng)滿足sAssB，即0.1 m/s2×t20.9 m1 m/s×t，解式可得：t1 s或t9 s，即當(dāng)t1 s或t9 s時(shí)兩車相遇。3設(shè)恰好相遇時(shí)小車B的速度為vB，那么t時(shí)間內(nèi)小車B運(yùn)動(dòng)的間隔 ：sBvBt，那么由2可得：01 m/s2×t20.9 mvBt，兩車不相遇，那么方程無解關(guān)于t的一元二次方程，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，b24ac0，即vB24×0.1

5、m/s2×0.9 m0，可得vB0.6 m/s。答案 0.12小于0.6 m/s 運(yùn)動(dòng)速度的測(cè)量例 3蚊香消費(fèi)者為了節(jié)約原料和用戶使用方便，要根據(jù)蚊香的燃燒速度消費(fèi)規(guī)格不同的各種蚊香。有一種蚊香如圖2TX4所示，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，測(cè)出該蚊香正常燃燒的速度假設(shè)蚊香燃燒的快慢是一樣的。1你實(shí)驗(yàn)中所用的器材有_。2實(shí)驗(yàn)步驟：_。3請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)表格記錄實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的數(shù)據(jù)。圖2TX4解析 1測(cè)量蚊香長度需要用刻度尺及細(xì)棉線，測(cè)量時(shí)間需要用停表，要點(diǎn)燃蚊香就要有火柴。2先用刻度尺與細(xì)棉線測(cè)出一小段蚊香的長度s，再用停表測(cè)出燃燒該小段蚊香需要的時(shí)間 t，根據(jù)速度公式v就可算出蚊香燃燒的速度。答案 1

6、刻度尺、細(xì)棉線、停表、蚊香、火柴2取一小段蚊香，用細(xì)棉線與蚊香緊貼，在兩端點(diǎn)處做標(biāo)記，拉直棉線，用刻度尺測(cè)出兩標(biāo)記間的間隔 為s；用火柴點(diǎn)燃蚊香，并計(jì)時(shí)，測(cè)出該小段蚊香完全燒完所用的時(shí)間為t；那么蚊香的燃燒速度為v3如下表所示蚊香長度/cm燃燒時(shí)間/s 燃燒速度v/m·s1|思|維|集|訓(xùn)|1在晴朗的夜空，我們很容易找到北斗星與北極星，如圖2TX5所示。天剛暗下來的時(shí)候，我們觀察并記錄一次北斗星與北極星相對(duì)于地面的位置；半夜的時(shí)候，我們?cè)俅斡^察并記錄北斗星與北極星相對(duì)于地面的位置。比較這兩次的記錄結(jié)果，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)圖2TX5A北斗星和北極星都是運(yùn)動(dòng)的B北斗星和北極星都是靜止的C北斗星是

7、運(yùn)動(dòng)的，北極星是靜止的D北斗星是靜止的，北極星是運(yùn)動(dòng)的2你坐在游樂場(chǎng)的轉(zhuǎn)椅上，當(dāng)轉(zhuǎn)椅快速地按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，你看到的周圍的景物A按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)B按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)C靜止不動(dòng)D以上說法都不對(duì)3如圖2TX6所示，電視節(jié)目中“闖關(guān)游戲的筆直通道上每隔8 m設(shè)有一個(gè)關(guān)卡，各關(guān)卡同步放行和關(guān)閉，放行和關(guān)閉時(shí)間分別為5 s和2 s，當(dāng)小強(qiáng)正通過關(guān)卡1左側(cè)9 m遠(yuǎn)的A處時(shí)，關(guān)卡剛好放行，假設(shè)他全程以2 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么最先擋住他前進(jìn)的關(guān)卡是圖2TX6A關(guān)卡4 B關(guān)卡3 C關(guān)卡2 D關(guān)卡14交通部門常用測(cè)速儀來檢測(cè)車速。測(cè)速原理是測(cè)速儀前后兩次發(fā)出并接收到被測(cè)車反射回的超聲波信號(hào)，再根據(jù)兩次

8、信號(hào)的時(shí)間差，測(cè)出車速，如圖2TX7甲所示。某次測(cè)速中，測(cè)速儀發(fā)出與接收超聲波的情況如圖乙所示，x表示超聲波與測(cè)速儀之間的間隔 。假設(shè)超聲波的速度為340 m/s，且保持不變，那么該被測(cè)汽車的速度是圖2TX7A28.33 m/s B13.60 m/sC14.78 m/s D14.17 m/s5甲、乙兩人同時(shí)從寢室到教室，甲一半路程步行，一半路程跑步，乙一半時(shí)間步行，一半時(shí)間跑步，假如兩人步行速度、跑步速度均一樣，那么A甲先到教室B乙先到教室C兩人同時(shí)到教室D誰先到教室不確定6如圖2TX8所示，小婷乘汽車到姥姥家去度假，汽車在平直公路上行駛，小婷的感覺是：遠(yuǎn)處的村莊相對(duì)于電線桿在向_運(yùn)動(dòng)；近處的

9、小樹相對(duì)于電線桿在向_運(yùn)動(dòng)；電線桿周圍的景物看起來好似在繞電線桿_時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。圖2TX87小明想探究足球滾動(dòng)的快慢和什么因素有關(guān)，進(jìn)展了相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究，請(qǐng)答復(fù)以下問題。1小明想到自行車輪胎充氣缺乏時(shí)很難騎快，于是猜測(cè)：足球充的氣越足，滾動(dòng)得就越_。2如圖2TX9所示，小明在一個(gè)斜坡上進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，他測(cè)出足球從A處由靜止釋放，滾動(dòng)10 m到B處所用的時(shí)間為8 s；將足球用氣針放掉一些氣后，從B處由靜止釋放，測(cè)出足球滾動(dòng)10 m到C處所用的時(shí)間為14 s。小明在實(shí)驗(yàn)時(shí)需要用到的測(cè)量工具有停表和_。圖2TX93足球在AB段的平均速度為_m/s。4小明實(shí)驗(yàn)中存在缺乏之處，請(qǐng)你指出一點(diǎn)：_。8小明看到滑雪運(yùn)發(fā)動(dòng)

10、從越陡的坡滑下時(shí)，越快滑到底端，對(duì)此他提出猜測(cè)：“物體離地面高度一定時(shí)，斜面坡度越大，物體從靜止開場(chǎng)滑到底端的平均速度也就越大。請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明其猜測(cè)。圖2TX101實(shí)驗(yàn)用到的公式：_。2實(shí)驗(yàn)器材：_。除圖2TX10中以外的器材。3寫出實(shí)驗(yàn)步驟可畫圖或文字表述。9甲、乙兩列火車在兩條平直的鐵軌上行駛，甲車速度為54 km/h，乙車速度為72 km/h，甲車車長150 m，兩列火車同向行駛時(shí)的超車時(shí)間比相向行駛時(shí)的錯(cuò)車時(shí)間多1 min，那么乙車的車長為多少米？相向行駛時(shí)，甲車上的旅客看到乙車從他眼前駛過的時(shí)間為多少秒？10一條小船相對(duì)于水流以3 m/s的速度逆流而上，水流速度為1 m/s。當(dāng)小船

11、從一座橋下經(jīng)過時(shí)，船上的一只木箱被碰落水中，假設(shè)木箱落水后立即順?biāo)蛳掠畏较?，過了1 min才被船上的人發(fā)現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)后立即調(diào)轉(zhuǎn)船頭，仍以相對(duì)于水流3 m/s的速度去追木箱。那么從調(diào)頭開場(chǎng)到追上木箱需要的時(shí)間為多少分鐘？詳解詳析1C解析 北極星差不多正對(duì)著地軸，從地球北半球上看，它的位置幾乎不變；北斗星在不同的季節(jié)和夜晚不同的時(shí)間，出現(xiàn)于天空不同的方位。所以天剛暗下來的時(shí)候，我們觀察并記錄一次北斗星與北極星相對(duì)于地面的位置，半夜的時(shí)候，我們?cè)俅斡^察并記錄北斗星與北極星相對(duì)于地面的位置，比較這兩次的記錄結(jié)果，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)北斗星相對(duì)于地面的位置發(fā)生了改變，而北極星相對(duì)于地面的位置沒變，所以說北斗星是運(yùn)

12、動(dòng)的，北極星是靜止的。2B解析 你坐在游樂場(chǎng)的轉(zhuǎn)椅上，當(dāng)轉(zhuǎn)椅快速地按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，你以自己為參照物，將看到周圍的景物與自己運(yùn)動(dòng)的方向相反，即周圍的景物按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。3B解析 由題知，關(guān)卡放行和關(guān)閉時(shí)間分別為5 s和2 s，小強(qiáng)正通過A處時(shí)，關(guān)卡剛好放行，由v可得，小強(qiáng)到達(dá)關(guān)卡1時(shí)所用的時(shí)間：t14.5 s5 s，所以關(guān)卡1不會(huì)擋住他；每?jī)蓚€(gè)關(guān)卡間間隔 為8 m，所以小強(qiáng)通過相鄰兩關(guān)卡所用的時(shí)間：t4 s，小強(qiáng)到達(dá)關(guān)卡2的時(shí)間：t2t1t4.5 s4 s8.5 s，5 s2 st25 s2 s5 s，所以關(guān)卡2不會(huì)擋住他；小強(qiáng)到達(dá)關(guān)卡3的時(shí)間：t3t2t8.5 s4 s12.5 s，5

13、s2 s5 st35 s2 s5 s2 s，所以關(guān)卡3會(huì)最先擋住他。4D解析 由圖知：超聲波第一次從測(cè)速儀發(fā)出到與汽車相遇的地點(diǎn)，經(jīng)過的時(shí)間為t10.16 s，由v得，超聲波通過的間隔 為s波1v波t1340 m/s×0.16 s54.4 m；超聲波第二次從測(cè)速儀發(fā)出到與汽車相遇的地點(diǎn)，經(jīng)過的時(shí)間為t20.12 s，超聲波通過的間隔 為s波2v波t2340 m/s×0.12 s40.8 m，汽車行駛的間隔 為ss波1s波254.4 m40.8 m13.6 m。測(cè)速儀發(fā)出的超聲波兩次間隔時(shí)間為1 s，將測(cè)速儀第一次發(fā)出超聲波記為0時(shí)刻，那么超聲波第一次從測(cè)速儀發(fā)出到與汽車相遇

14、的地點(diǎn)，經(jīng)過的時(shí)間為0.16 s；超聲波第二次發(fā)出的時(shí)間為1 s末，第二次與汽車相遇的時(shí)刻應(yīng)該是1 s0.12 s1.12 s，汽車行駛的時(shí)間是t1.12 s0.16 s0.96 s，所以汽車行駛的速度為v14.17 m/s。5B解析 因?yàn)榕懿降乃俣却笥诓叫兴俣龋敲匆话霑r(shí)間的步行比一半時(shí)間的跑步通過的路程要少，即乙小部分路程步行，大部分路程跑步，所以乙先到。6右左順解析 由題意可知，當(dāng)汽車與小樹、電線桿、村莊在一條直線上時(shí)，汽車在向右行駛，那么人從車?yán)锿饪匆噪娋€桿為參照物時(shí)會(huì)看到村莊相對(duì)于電線桿向右運(yùn)動(dòng)，同理，可得出小樹相對(duì)于電線桿向左運(yùn)動(dòng)。所以，村莊和小樹繞著電線桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。71快2刻

15、度尺31.254沒有從同一位置釋放足球或沒有控制變量、沒有進(jìn)展屢次實(shí)驗(yàn)等81v2停表、刻度尺3實(shí)驗(yàn)步驟：如下圖，把木塊固定在A點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出滑塊到木板底端的間隔 s；將滑塊從一定高度圖示位置由靜止釋放，用停表測(cè)出滑塊從釋放點(diǎn)到木板底端用的時(shí)間t；把木塊挪動(dòng)到B點(diǎn)，從同一高度由靜止釋放滑塊，重復(fù)以上步驟；把木塊挪動(dòng)到C點(diǎn)，重復(fù)步驟；計(jì)算各次實(shí)驗(yàn)的平均速度，驗(yàn)證猜測(cè)是否正確。91v甲54 km/h15 m/s，v乙72 km/h20 m/s，當(dāng)兩列火車同向行駛時(shí)，乙車超甲車，乙相對(duì)于甲的速度：vv乙v甲20 m/s15 m/s5 m/s，乙車相對(duì)于甲車要走的路程：sL甲L乙，由速度公式v可知，超車時(shí)間：t；當(dāng)兩列火車相向行駛時(shí)，乙相對(duì)于甲的速度為vv乙v甲20 m/s15 m/s35 m/s，乙車相對(duì)于甲車要走的路程：sL甲L乙，錯(cuò)車時(shí)間：t；由題意可知