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参考系的解释和例题

更新时间:2024-06-27 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

参考系的解释和例题


参考系,为了确定物体的运动而选作标准的物体。这个用来作参考的物体叫作参考系。 参考系,就只是一种参考的基准(基准是相对的),任何物体都可以被选作参考系(参考物)。 同一个运动,选择不同的参考系,观察结果一般不同。 参考系的选择是任意的,但应以方便观察和使运动的描述尽可能简单为原则。 同一物体的运动,选择不同的参考系,如选不同的标准做参考系,我们观察的结果也就不一样了。Kdr物理好资源网(原物理ok网)


考题:一辆汽车以速度v沿水平路面行驶,突然发现前方x处有一辆自行车在以速度v自行车在以速度v自行车在以速度v沿同一直线做匀速直线运动,汽车立即以大小为a的加速度做匀减速运动,问汽车能否撞上自行车?如果能撞上,撞上时的速度是多少?如果不能撞上,它们之间的最小距离是多少?Kdr物理好资源网(原物理ok网)

参考系:地面和自行车。Kdr物理好资源网(原物理ok网)

分析:汽车和自行车相对静止,可以视为一个系统。汽车减速时,自行车仍在匀速运动,因此它们的相对速度不会改变。为了求解汽车能否撞上自行车以及撞上时的速度和最小距离,需要分别计算汽车和自行车的速度和位移,并比较它们的大小。Kdr物理好资源网(原物理ok网)

解:汽车和自行车相对静止时,它们的速度相等。设汽车撞上自行车时的速度为v',则有:Kdr物理好资源网(原物理ok网)

v' = v - at = v - a(t - 0) = v - a(v/a) = v(1 - a/v)Kdr物理好资源网(原物理ok网)

当a < v时,v' < 0,说明汽车已经停止,无法撞上自行车。此时最小距离为:Kdr物理好资源网(原物理ok网)

d = x + v^2/2a + v^2/2a = x + v^2/2(a + v)Kdr物理好资源网(原物理ok网)

当a > v时,v' > 0,说明汽车可以撞上自行车。此时最小距离为:Kdr物理好资源网(原物理ok网)

d = x + v^2/2a - v'^2/2a = x + v^2/2a(1 - 2v/a)Kdr物理好资源网(原物理ok网)

综上所述,当a < v时,汽车无法撞上自行车;当a > v时,最小距离为x + v^2/2(a + v)。Kdr物理好资源网(原物理ok网)

答案:汽车能否撞上自行车的条件是加速度a < 速度v。最小距离为x + v^2/2(a + v)。Kdr物理好资源网(原物理ok网)


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