对“运动方向”和“相对运动方向”的认识
张小龙
1.相对运动
物体的空间位置随着时间的变化是自然界种最简单、最基本的运动形态,称为机械运动.高中物理课本把物体相对于地面的运动称之为对地运动,简称为运动.宇宙中一切物体都在不停地运动,运动是绝对的.选择不同的参考系,对物体运动的描述一般也不同.所谓的“相对运动”,指的是一个物体相对于另一个物体的位置随时间而改变,不一定再以地面为参考系.
选择不同的参考系来观察同一物体的运动,观察结果可能会有所不同,比如匀速运动的飞机上抛落下的重物,地面上的人看到物体是沿着曲线下落的(以地面做参考系),而飞机上的飞行员看到物体几乎是沿直线竖直下落的(以飞机做参考系).
2.运动方向与相对运动方向
一般意义的运动方向,通常就是指相对于地表(地球表面)固定物体的运动方向.相对运动方向指的是,一物体相对于另一物体的位置的变动方向.
判断“相对”运动方向关键在于理解好“相对”二字.如要判断A相对于B的运动方向,就假设B不动,来看A的运动方向.
例1 水平传送带匀速运动,用来运送一行李箱,研究行李箱如何运动?行李箱相对传送带又如何运动?
传送带上物体的运动方向非常明确,但物体相对传送带的运动方向取决于两者之间的速度关系.物体速度小,物体相对运动方向向后,将会加速受到动力;两者共速,没有相对运动,一起匀速不受力;物体速度大,物体相对运动方向向前,将会减速受到阻力.
3.摩擦力方向的判别
两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫做摩擦力.从摩擦力的定义可知:摩擦力阻碍的是物体的相对运动或相对运动趋势,摩擦力的方向与物体的相对运动方向或相对运动趋势方向相反.要判别摩擦力的方向就必须先分析物体间的相对运动.
例2 如图2所示,质量为m的物体放在水平放置的钢板C上,与钢板的动摩擦因数为μ.由于导槽4、B的控制,物体只能沿水平导槽运动.现使钢板以速度V1向右运动,同时用力F沿导槽的方向拉,致使物体以速度V2沿导槽运动,其中V1和V2大小相等,则施加作用力F的大小为()
解析 题中物体运动的方向是沿着水平导槽方向,但与此同时钢板还在向右运动,则物体相对于钢板的运动方向如图3所示,摩擦力应该与之相反.答案为C.
解决摩擦力的易错点就是在于分析摩擦力的方向.摩擦力的方向不能以物体的运动方向来分析,应该根据物体的相对运动方向相反来判别.
摩擦力的方向可能与物体运动方向相同,也可能相反,还可能与物体的运动方向成任意角.但摩擦力的方向与相对运动方向一定相反.
1.相对运动
物体的空间位置随着时间的变化是自然界种最简单、最基本的运动形态,称为机械运动.高中物理课本把物体相对于地面的运动称之为对地运动,简称为运动.宇宙中一切物体都在不停地运动,运动是绝对的.选择不同的参考系,对物体运动的描述一般也不同.所谓的“相对运动”,指的是一个物体相对于另一个物体的位置随时间而改变,不一定再以地面为参考系.
选择不同的参考系来观察同一物体的运动,观察结果可能会有所不同,比如匀速运动的飞机上抛落下的重物,地面上的人看到物体是沿着曲线下落的(以地面做参考系),而飞机上的飞行员看到物体几乎是沿直线竖直下落的(以飞机做参考系).
2.运动方向与相对运动方向
一般意义的运动方向,通常就是指相对于地表(地球表面)固定物体的运动方向.相对运动方向指的是,一物体相对于另一物体的位置的变动方向.
判断“相对”运动方向关键在于理解好“相对”二字.如要判断A相对于B的运动方向,就假设B不动,来看A的运动方向.
例1 水平传送带匀速运动,用来运送一行李箱,研究行李箱如何运动?行李箱相对传送带又如何运动?
传送带上物体的运动方向非常明确,但物体相对传送带的运动方向取决于两者之间的速度关系.物体速度小,物体相对运动方向向后,将会加速受到动力;两者共速,没有相对运动,一起匀速不受力;物体速度大,物体相对运动方向向前,将会减速受到阻力.
3.摩擦力方向的判别
两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫做摩擦力.从摩擦力的定义可知:摩擦力阻碍的是物体的相对运动或相对运动趋势,摩擦力的方向与物体的相对运动方向或相对运动趋势方向相反.要判别摩擦力的方向就必须先分析物体间的相对运动.
例2 如图2所示,质量为m的物体放在水平放置的钢板C上,与钢板的动摩擦因数为μ.由于导槽4、B的控制,物体只能沿水平导槽运动.现使钢板以速度V1向右运动,同时用力F沿导槽的方向拉,致使物体以速度V2沿导槽运动,其中V1和V2大小相等,则施加作用力F的大小为()
解析 题中物体运动的方向是沿着水平导槽方向,但与此同时钢板还在向右运动,则物体相对于钢板的运动方向如图3所示,摩擦力应该与之相反.答案为C.
解决摩擦力的易错点就是在于分析摩擦力的方向.摩擦力的方向不能以物体的运动方向来分析,应该根据物体的相对运动方向相反来判别.
摩擦力的方向可能与物体运动方向相同,也可能相反,还可能与物体的运动方向成任意角.但摩擦力的方向与相对运动方向一定相反.