大学物理上,质点运动学1-5相对运动概述

1、12 我们知道对运动的描述具有相对性，即同一我们知道对运动的描述具有相对性，即同一物体在不同参照系中运动状态的描述结论可能不物体在不同参照系中运动状态的描述结论可能不一样。现在我们要问：一样。现在我们要问：不同参照系上的观察者对不同参照系上的观察者对运动状态描述结果之间的关系如何运动状态描述结果之间的关系如何 ? 由于不同观察者可以选取不同参照系，所以由于不同观察者可以选取不同参照系，所以弄清楚不同参照系上的观察者，对运动描述结果弄清楚不同参照系上的观察者，对运动描述结果之间的关系是很重要的。之间的关系是很重要的。 可是，关于可是，关于相对运动的问题相对运动的问题却并不象看上去却并不象看上去那

2、么简单，它那么简单，它牵涉到牵涉到物理学最基本的问题之一，物理学最基本的问题之一，即即时间和空间的基本属性时间和空间的基本属性。3一、一、 时间与空间时间与空间 在两个相对作直线运动的参考系中，在两个相对作直线运动的参考系中， 时间的测时间的测量是绝对的量是绝对的，空间的测量也是绝对的空间的测量也是绝对的， 与参考系无与参考系无关，关， 时间和长度的的绝对性是经典力学或牛顿力学时间和长度的的绝对性是经典力学或牛顿力学的基础的基础。ABv 小车以较低的速度小车以较低的速度 沿水平轨道先后通过点沿水平轨道先后通过点 A 和点和点 B。地面上人测得车通过。地面上人测得车通过 A、B 两点间的距两点间

3、的距离和时间与车上的人测量结果相同。离和时间与车上的人测量结果相同。v4物体运动的轨迹依赖于观察者所处的参考系。物体运动的轨迹依赖于观察者所处的参考系。二、二、 相对运动相对运动5zz*yyxxuoo0tp puvv速度变换：速度变换：utrtrDrr位移关系：位移关系： rP质点在相对作匀速直线运动的两个坐标系中的位移质点在相对作匀速直线运动的两个坐标系中的位移tuuxxy yz ztto orQQS 系系 系系 ) (zyxO)(OxyzSD p车车对对地地球球对对车车球球对对地地rrr6 伽利略速度变换：伽利略速度变换：0ddaatu若若则则 注意注意当当 接近光速时，伽利略速度变换不成

4、立！接近光速时，伽利略速度变换不成立！u加速度关系加速度关系tuttddddddvv绝对速度绝对速度trddv相对速度相对速度trddv牵连速度牵连速度uuvvuvv rtuuxxy yz ztt o orQQD p车车对对地地球球对对车车球球对对地地vvv7例：例：图示，一实验者图示，一实验者 A 在以在以 10 m/s 的速率沿水平轨道的速率沿水平轨道前进的平板车上控制一台射弹器，此射弹器以与车前进前进的平板车上控制一台射弹器，此射弹器以与车前进方向呈方向呈 度角斜向上射出一弹丸。此时站在地面上的度角斜向上射出一弹丸。此时站在地面上的另一实验者另一实验者 B 看到弹丸铅直向上运动，看到弹丸

5、铅直向上运动，求：求：弹丸上升的高度。弹丸上升的高度。60uvvxy yuox60 oA Bvxyvvtan速度变换速度变换xxu vvyyvv 解：解：地面参考系为地面参考系为 S 系系 平板车参考系为平板车参考系为 系系S8xvvuxyyvv 1sm10uxxv0vtanxvvvyy1sm3 .17yv弹丸上升高度弹丸上升高度m3 .1522gyyvxvvytanS解：解：地面参考系为地面参考系为 系，平板车参考系为系，平板车参考系为 系系Suvvxy yuox60 oA Bv9一辆汽车以一辆汽车以 v1 速度在雨中行使，雨滴落下的速度与速度在雨中行使，雨滴落下的速度与竖直方向成角竖直方向成角 ，问：问：在什么条件下车后的一长方形物在什么条件下车后的一长方形物体刚好不会被淋湿？（设行李伸出车外的长度为体刚好不会被淋湿？（设行李伸出车外的长度为 l，距，距车顶的距离为车顶的距离为 h。）。）lhv1 v2 v1v2v雨车雨车 lh tg = h / l 行李不被淋湿的条件：行李不被淋