高一物理竞赛讲义第讲教师版.docx
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1、精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -第 2 讲相对运动和匀变速运动温馨寄语变速运动的争论是高中物理课本的开头,也是我们训练童鞋们高中物理竞赛才能,必不行少的一步。这个的方的难点主要在于,对于加速度概念的懂得,和对匀变速直线运动诸多公式的娴熟运用。告知大家个诀窍:就是自己推公式。这是记住公式,并且能够敏捷运用的不二法门。另一方面,童鞋们也会着重的接触物理竞赛运动学的精髓之一:相对运动可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 29 页 - - - - - - - -
2、 - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学问点睛一:运动的合成分解:由于位移、速度、加速度与力一样都是矢量。是分别描述物体运动的位置变化运动的快慢及物体运动速度变化的快慢的。由于一个运动可以看成是由分运动组成的,那么已知分运动的情形,就可知道合运动的情形。例如轮船渡河,假如知道船在静水中的速度的大小和方向,以及河水流淌的速度的大小和方向,应用平行四边法就,就可求出轮船合运动的速度v(大小方向)。这种已知分运动求合运动叫做运动的合成。相反,已知合运动的情形,应用平行为四边法就,也可以求出分运动和情形。例如飞
3、机以肯定的速度在肯定时间内斜向上飞行一段位移,方向与水平夹角为30 ,我们很简洁求出飞机在水平方向和竖直方向的位移:这种已知合运动求分运动叫运动的分解。合运动分运动是等时的,独立的这一点必需牢记。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 29 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -以上两例说明争论比较复杂的运动时,经常把这个运动看作是两个或几个比较简洁的运动组成的,这就使问题变得简洁争论。在
4、上例轮船在静水中是匀速行驶的,河水是匀速流淌的,就轮船的两个分运动的速度矢量都是恒定的。轮船的合运动的速度矢量也是恒定的。所以合运动是匀速直线的。一般说来,两个直线运动的合成运动,并不肯定都是直线的。在上述轮船渡河的例子中假如轮船在划行方向是加速的行驶,在河水流淌方向是匀速行驶,那么轮船的合运动就不是直线运动而是曲线运动了。由此可知争论运动的合成和分解也是为了更好的争论曲线运动作预备。把握运动的独立性原理,合运动与分运动等时性原理也是解决曲线运动的关键。运动合成、分解的法就:运动的合成和分解是指位移 的合成与分解及速度 、加速度 的合成与分解。由于位移、速度和加速度都是矢量 ,所以运动的合成(
5、矢量相加)和分解(矢量相减)都遵循 平行四边形法就。关于这一点通过试验是完全可以验证的,通过对实际运动观看也能得到证明。如下列图,如OA矢量代表人在船上行走的位移(速度或加速度)OB矢量代表船在水中行进的位移(速度或加速度),就矢量OC的大小和方向就代表人对水(合运动)的位移(速度或加速度)。几点说明: 把握运动的合成和分解的目的在于为我们供应了一个争论复杂运动的简洁方法。 物体只有 同时 参与了几个分运动时,合成才有意义,假如不是同时发生的分运动, 就合成也就失去了意义。 当把一个客观存在的运动进行分解时,其目的是在于争论这个运动在某个方向的表现。 处理合成、分解的方法主要有作图法和运算法。
6、运算法中有余弦定理运算、正弦定理运算、勾股定理运算及运用三角函数等。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 29 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -二、运动的相对性:由于描述运动要选取参照系,所以参照系的选取将对我们解决问题产生庞大的影响第一我们要分析一下速度的相对性三、运动的合成法就肯定速度:我们(在高考范畴内)一般把质点对的面,或者相对于的面上静止的物体的运动称为“肯定运动”相应的
7、速度为“肯定速度”相对速度:质点相对于运动参考系的运动称为相对运动相应的速度为相对速度 牵连速度:运动的参考系相对于的面的运动称为牵连运动相应的速度为牵连速度就有:v肯定 =v相对v牵连可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结或者 vACvABvBC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结留意:这里提到的相对运动的参考系都是匀速运动的参考系再看一个位移合成的例子如下列图,在船上有人把一箱货物从A 点搬到 B 点(以船为参考系),与此同时船上的A 点行进到 C 点(以岸为参考系)那么以岸为参考系箱子的位移是什么?这可用平行四边形法就来求出:以矢量AB 、 AC 为邻边作平行四边形
8、ABDC ,就对角线矢量 AD 就是箱子相对于岸的位移可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 29 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -伽利略相对性原理在伽利略的关于哥白尼和托勒密两大世界体系的对话中,有这么一段话“无论船以任何的速度前进,只要是匀速的,也不忽左忽右的摇摆。你将发觉,在船里发生的一切都丝毫没有变化,你无法从其中得到任何的船是如何运 动,或者静止的信息。”这段话几种的表达了
9、相对性原理的思想。相对性原理可以表述为:一个对于惯性系做匀速直线运动的其他参考系,其内部发生的一切物理过程,都不受到系统作为整体的匀速直线运动的影可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 29 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -例题精讲暑假多雨,关于雨的描述问题【例题 1】一木板坚直的立在车上,车在雨中匀速进行一段给定的路程。木板板面与车前进方向垂直,其厚度可忽视。设空间单位体积中的雨点
10、数目到处相等,雨点匀速坚 直下落。以下诸因素中与落在木板面上雨点的数量有关的因素是:A. 雨点下落的速度B.单位体积中的雨点数C.车行进的速度D.木板的面积【答案】 BD某汽车前方的挡风玻璃与水平方向成角度37,当汽车以30m/s 在水平的面上开行时,汽车司机看到雨滴垂直打在挡风玻璃上,实际虽然下雨但是没有风,运算雨滴下落的速度。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结【解析】相对速度与玻璃垂直,所以雨滴速度4v =v车 3= 40m / s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结【例题 2】【挽救淡定哥】据报导: 6 月 8 日下午 17 时,中国内的大部分省区高考终止。正在
11、此时,江西南昌、上饶、鹰潭、吉安等多的突遭强降雨突击。在江西南昌二中考点,刚考完的同学面对突如其来的大雨挑选在雨中疾步飞奔,而一名戴着眼镜的男生却在全身被大雨淋湿后,淡定走出考场校。“淡定哥”一淋而出名,我们不妨从物理的角度争论一下淋雨之问题。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页,共 29 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -假设雨下落的速度与竖直方向成角度为 ,雨下落的速度大小为v. “
12、淡定哥”拿起自己的准考证顶在头顶,这样可以忽视从上而下的淋雨量。要淡定哥在肯定时间内淋雨最少,他得向着什么方向跑?【答案】沿着与雨滴的水平速度重量以速度vsin 跑。【谣言终结者】有物理大神传言:一个人在雨中从A 跑到 B,无论人以多大的速度跑,人的侧面淋雨的总量总是恒定的,莫非淡定哥是传奇中的物理大神?不妨争论一下。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结【例题 3】设河水流速为v1 ,小船在静水中航行速度为v2 ,如小船从一岸行驶到对岸,问可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结当船的航行方向怎样时,才能小船所花的时间最短。 小船所经过的路程最短?可编辑资料 - - - 欢
13、迎下载精品名师归纳总结【解析】 分 析以的球为参照物,小船渡河的速度是由水速和船速合成的:vv1v2 ,解此题可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结要留意的是渡河过程中,一是水和船都在同时运动(等时性),二是从今岸到彼岸只有船速才起作用(互不相干性): 小船渡河到对岸所花时间只与船速有关,要使时间最短,必需让航行方向垂直水流直指对可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页,共 29 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - -
14、- - - - - - - - -岸可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 当 v2个角度,v1 时,明显,最短的路程即河宽s ,如图a 所示,航行方向为偏向上游一可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其角度大小为arcsin v1 / v2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结当 v2v1 时,垂直河岸的航行方向驶向对岸是不行能的,但总可以找到一个这样可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结的方向,使得航行的路程最短:如图b ,设小船实际航行速度为v ,与河
15、岸夹可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结角为,实际路程为L ,就有Ls / sin,要求 L 的微小值,即要求sin的最大可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结值在速度合成的矢量三角形Ov v1 中,设Ov v1,运用正弦定理可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结v2v1, sinv2 sin, sinv2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结maxsinsinv1v1由上可见,只有当,即合速度与船速垂直时,小船才有最短路程,此时船可编辑资料 - - - 欢
16、迎下载精品名师归纳总结2的航行方向是:偏向上游,与水流的夹角为 arcsin v2,其所经过的路程为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Lminsssv12v1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结sinmaxv2v2 v1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结【例题 4】当船速为20 k m/h 时,船桅杆上服役旗与航向成60角不转变航向,船速增加一倍时,旗与航向成30角试依据这些数据求风速(可视为恒定的),并求当船速为多少时旗与航向所成的角度为90【解析】 船桅杆上旗的方向表示矢量uv的方向,式中v 为船速度矢量,u 为风速矢量,题给各矢量关系如下列图,由图
17、中几何关系得:CAB30,就: v1v 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在 AOB中,因 v1v ,ABO60,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结故为等边三角形,即风速u v20km/h ,与航向成 60 角可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页,共 29 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -在图中作ADOC ,有向线段 OD 即旗与航向成角90时船的速度矢量,
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