思维特训二　参照物与相对运动

1、思维特训(二)参照物与相对运动|典|例|分|析| 相对运动例 1一列火车在雨中自东向西行驶，车内乘客观察到雨滴以一定的速度竖直下落，那么车外站在月台上的人看到雨滴的运动情况是()A沿偏东方向落下，速度比车内乘客观察到的大B沿偏东方向落下，速度比车内乘客观察到的小C沿偏西方向落下，速度比车内乘客观察到的大D沿偏西方向落下，速度比车内乘客观察到的小解析 根据题意，设左侧为东，右侧为西，火车自东向西行驶，如图2TX1所示：图2TX1(1)当乘客在A处，雨滴在A处，在乘客的正上方；当乘客在B处，雨滴在B处，在乘客的正上方；当乘客在C处，雨滴在C处，在乘客的正上方；当乘客在D处，雨滴在D处，乘客感觉雨滴

2、沿竖直方向落下。车外站在月台上的人以地面为参照物看到雨滴是从A处运动到D处的，所以月台上的人看到雨滴沿偏西方向落下。(2)雨滴总是在乘客的正上方，乘客看到雨滴运动的路程为h，月台上的人看到雨滴运动的路程为AD，在相同的时间内，hAD，故月台上的人看到雨滴的速度比车内乘客看到的大。答案 C 运动图象例 2小华同学在研究玩具小车 A 的运动情况时，描绘出了如图2TX2所示的速度时间图象。通过查阅资料，得知速度时间图象与坐标轴所包围部分(即图中阴影部分)的面积就是小车运动的距离。根据图象可以计算出小车 A 在 01 s 内的平均速度为_m/s。如果在小车 A 开始运动的同时，在 A后方 0.9 m

3、处释放一同向匀速运动的小车 B，当小车 B的速度为 1 m/s 时，经过足够长时间，两车可相遇_次；当小车 B 的速度_时，两车不可能相遇。图2TX2解析 (1)由题意和图象可知，小车A在1 s内运动的距离：svt1×0.2 m/s×1 s0.1 m，则小车A在01 s内的平均速度：v0.1 m/s。(2)设两车相遇所用的时间为t，由图象可知，小车A的速度与时间成正比，比例系数k0.2 m/s2，则小车A的速度：vA0.2 m/s2×t；由题意可得，小车A在相遇时运动的距离：sAvAt×0.2 m/s2×t×t0.1 m/s2

4、5;t2，小车B做匀速运动，则小车B在相遇时运动的距离：sBvBt1 m/s×t，由题知，在小车A开始运动的同时，在A后方0.9 m处释放一同向匀速运动的小车B，如图2TX3所示：图2TX3则两车相遇时应满足sAssB，即0.1 m/s2×t20.9 m1 m/s×t，解式可得：t1 s或t9 s，即当t1 s或t9 s时两车相遇。(3)设恰好相遇时小车B的速度为vB，则t时间内小车B运动的距离：sBvBt，则由(2)可得：01 m/s2×t20.9 mvBt，两车不相遇，则方程无解(关于t的一元二次方程)，由数学知识可知，b24ac0，即(vB)24&

5、#215;0.1 m/s2×0.9 m0，可得vB0.6 m/s。答案 0.12小于0.6 m/s 运动速度的测量例 3蚊香生产者为了节约原料和用户使用方便，要根据蚊香的燃烧速度生产规格不同的各种蚊香。有一种蚊香如图2TX4所示，请你设计一个实验，测出该蚊香正常燃烧的速度(假设蚊香燃烧的快慢是相同的)。(1)你实验中所用的器材有_。(2)实验步骤：_。(3)请设计一个表格记录实验需要测量的数据。图2TX4解析 (1)测量蚊香长度需要用刻度尺及细棉线，测量时间需要用停表，要点燃蚊香就要有火柴。(2)先用刻度尺与细棉线测出一小段蚊香的长度s，再用停表测出燃烧该小段蚊香需要的时间 t，根据

6、速度公式v就可算出蚊香燃烧的速度。答案 (1)刻度尺、细棉线、停表、蚊香、火柴(2)取一小段蚊香，用细棉线与蚊香紧贴，在两端点处做标记，拉直棉线，用刻度尺测出两标记间的距离为s；用火柴点燃蚊香，并计时，测出该小段蚊香完全烧完所用的时间为t；则蚊香的燃烧速度为v(3)如下表所示蚊香长度/cm燃烧时间/s 燃烧速度v/(m·s1)|思|维|集|训|1在晴朗的夜空，我们很容易找到北斗星与北极星，如图2TX5所示。天刚暗下来的时候，我们观察并记录一次北斗星与北极星相对于地面的位置；半夜的时候，我们再次观察并记录北斗星与北极星相对于地面的位置。比较这两次的记录结果，我们会发现()图2TX5A北

7、斗星和北极星都是运动的B北斗星和北极星都是静止的C北斗星是运动的，北极星是静止的D北斗星是静止的，北极星是运动的2你坐在游乐场的转椅上，当转椅快速地按顺时针方向转动时，你看到的周围的景物()A按顺时针方向转动B按逆时针方向转动C静止不动D以上说法都不对3如图2TX6所示，电视节目中“闯关游戏”的笔直通道上每隔8 m设有一个关卡，各关卡同步放行和关闭，放行和关闭时间分别为5 s和2 s，当小强正通过关卡1左侧9 m远的A处时，关卡刚好放行，若他全程以2 m/s的速度做匀速直线运动，则最先挡住他前进的关卡是()图2TX6A关卡4 B关卡3 C关卡2 D关卡14交通部门常用测速仪来检测车速。测速原理

8、是测速仪前后两次发出并接收到被测车反射回的超声波信号，再根据两次信号的时间差，测出车速，如图2TX7甲所示。某次测速中，测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示，x表示超声波与测速仪之间的距离。假设超声波的速度为340 m/s，且保持不变，则该被测汽车的速度是()图2TX7A28.33 m/s B13.60 m/sC14.78 m/s D14.17 m/s5甲、乙两人同时从寝室到教室，甲一半路程步行，一半路程跑步，乙一半时间步行，一半时间跑步，如果两人步行速度、跑步速度均相同，则()A甲先到教室B乙先到教室C两人同时到教室D谁先到教室不确定6如图2TX8所示，小婷乘汽车到姥姥家去度假，汽车在平直

9、公路上行驶，小婷的感觉是：远处的村庄相对于电线杆在向_运动；近处的小树相对于电线杆在向_运动；电线杆周围的景物看起来好像在绕电线杆_时针转动。图2TX87小明想探究足球滚动的快慢和什么因素有关，进行了相关实验探究，请回答下列问题。(1)小明想到自行车轮胎充气不足时很难骑快，于是猜想：足球充的气越足，滚动得就越_。(2)如图2TX9所示，小明在一个斜坡上进行实验，他测出足球从A处由静止释放，滚动10 m到B处所用的时间为8 s；将足球用气针放掉一些气后，从B处由静止释放，测出足球滚动10 m到C处所用的时间为14 s。小明在实验时需要用到的测量工具有停表和_。图2TX9(3)足球在AB段的平均速

10、度为_m/s。(4)小明实验中存在不足之处，请你指出一点：_。8小明看到滑雪运动员从越陡的坡滑下时，越快滑到底端，对此他提出猜想：“物体离地面高度一定时，斜面坡度越大，物体从静止开始滑到底端的平均速度也就越大。”请你设计实验证明其猜想。图2TX10(1)实验用到的公式：_。(2)实验器材：_。(除图2TX10中以外的器材)。(3)写出实验步骤(可画图或文字表述)。9甲、乙两列火车在两条平直的铁轨上行驶，甲车速度为54 km/h，乙车速度为72 km/h，甲车车长150 m，两列火车同向行驶时的超车时间比相向行驶时的错车时间多1 min，则乙车的车长为多少米？相向行驶时，甲车上的旅客看到乙车从他

11、眼前驶过的时间为多少秒？10一条小船相对于水流以3 m/s的速度逆流而上，水流速度为1 m/s。当小船从一座桥下经过时，船上的一只木箱被碰落水中，假设木箱落水后立即顺水漂向下游方向，过了1 min才被船上的人发现。发现后立即调转船头，仍以相对于水流3 m/s的速度去追木箱。则从调头开始到追上木箱需要的时间为多少分钟？详解详析1C解析 北极星差不多正对着地轴，从地球北半球上看，它的位置几乎不变；北斗星在不同的季节和夜晚不同的时间，出现于天空不同的方位。所以天刚暗下来的时候，我们观察并记录一次北斗星与北极星相对于地面的位置，半夜的时候，我们再次观察并记录北斗星与北极星相对于地面的位置，比较这两次的

12、记录结果，我们会发现北斗星相对于地面的位置发生了改变，而北极星相对于地面的位置没变，所以说北斗星是运动的，北极星是静止的。2B解析 你坐在游乐场的转椅上，当转椅快速地按顺时针方向转动时，你以自己为参照物，将看到周围的景物与自己运动的方向相反，即周围的景物按逆时针方向转动。3B解析 由题知，关卡放行和关闭时间分别为5 s和2 s，小强正通过A处时，关卡刚好放行，由v可得，小强到达关卡1时所用的时间：t14.5 s5 s，所以关卡1不会挡住他；每两个关卡间距离为8 m，所以小强通过相邻两关卡所用的时间：t4 s，小强到达关卡2的时间：t2t1t4.5 s4 s8.5 s，5 s2 st25 s2

13、s5 s，所以关卡2不会挡住他；小强到达关卡3的时间：t3t2t8.5 s4 s12.5 s，5 s2 s5 st35 s2 s5 s2 s，所以关卡3会最先挡住他。4D解析 由图知：超声波第一次从测速仪发出到与汽车相遇的地点，经过的时间为t10.16 s，由v得，超声波通过的距离为s波1v波t1340 m/s×0.16 s54.4 m；超声波第二次从测速仪发出到与汽车相遇的地点，经过的时间为t20.12 s，超声波通过的距离为s波2v波t2340 m/s×0.12 s40.8 m，汽车行驶的距离为ss波1s波254.4 m40.8 m13.6 m。测速仪发出的超声波两次间

14、隔时间为1 s，将测速仪第一次发出超声波记为0时刻，则超声波第一次从测速仪发出到与汽车相遇的地点，经过的时间为0.16 s；超声波第二次发出的时间为1 s末，第二次与汽车相遇的时刻应该是1 s0.12 s1.12 s，汽车行驶的时间是t1.12 s0.16 s0.96 s，所以汽车行驶的速度为v14.17 m/s。5B解析 因为跑步的速度大于步行速度，则一半时间的步行比一半时间的跑步通过的路程要少，即乙小部分路程步行，大部分路程跑步，所以乙先到。6右左顺解析 由题意可知，当汽车与小树、电线杆、村庄在一条直线上时，汽车在向右行驶，则人从车里往外看以电线杆为参照物时会看到村庄相对于电线杆向右运动，

15、同理，可得出小树相对于电线杆向左运动。所以，村庄和小树绕着电线杆顺时针转动。7(1)快(2)刻度尺(3)1.25(4)没有从同一位置释放足球(或没有控制变量、没有进行多次实验等)8(1)v(2)停表、刻度尺(3)实验步骤：如图所示，把木块固定在A点，用刻度尺测出滑块到木板底端的距离s；将滑块从一定高度(图示位置)由静止释放，用停表测出滑块从释放点到木板底端用的时间t；把木块移动到B点，从同一高度由静止释放滑块，重复以上步骤；把木块移动到C点，重复步骤；计算各次实验的平均速度，验证猜想是否正确。9(1)v甲54 km/h15 m/s，v乙72 km/h20 m/s，当两列火车同向行驶时，乙车超甲车，乙相对于甲的速度：vv乙v甲20 m/s15 m/s5 m/s，乙车相对于甲车要走的路程：sL甲L乙，由速度公式v可知，超车时间：t；当两列火车相向行驶时，乙相对于甲的速度为vv乙v甲20 m/s15 m/s35 m/s，乙车相对于甲车要走的路程：sL甲L乙，错车时间：t；由题