高中物理中的相对运动问题

陈飞虎

在运动学中特别是直线运动，会碰到不是单一的物体在地面上运动，而是二个或者更多的物体在地面上滑动。在教学中，这多个物体相互滑动求一些相关物理参量，学生不善于采用相对运动来解决问题。有的学生不了解这种思维，有的学生知道不会正确处理运用。笔者根据多年教学经验总结了一些相对运动思维较难理解的常见题型，其具体解题方法为：以A物体为参考系研究B物体的运动，即在B物体的运动参量中减去A物体的运动参量。注意：这里所说的“减去”是矢量计算。

一、相对运动思维方式的优越性

相对运动思维最大的优越性就是将两个物体的运动转化成一个物体的运动，从而达到简化问题的思维过程和计算过程的目的。

例如：有人逆水行舟，途中从船上掉下一漂浮物，10分钟后发现，立即掉头追赶，如果人划船速度大小保持不变，则追上漂浮物需要多少分钟？

解析：取水为参照物，则漂浮物落水后不再运动，船以一定的速度运动10分钟后调头以原来的速度运动到漂浮物处，来回路程相等，故时间相同，也是10分钟。

点评：以水为参考系，化水动为水静，这样船在水中往返如同人在操场跑道上往返，答案立即可得。

二、相对运动思维在最值问题中具有优越性

例如：如图所示，某人与一平直公路的垂直距离h=50m，有一辆汽车以速度V0=10m/s沿此公路驶来，当人与汽车相距L=200m时，人开始匀速跑动。若人想以最小速度赶上汽车，人应沿与水平方向成多大的角度，以多大的速度奔跑？

分析：将车作为参考系，人与车相遇，分析人相对于车的运动，合速度为沿着斜边L指向车，人相对与车，参与两个分运动：一个相对车的水平相左的V0；一个是自身的车速V，作三角形定则如图，当车速V垂直L，V有最小值V1，则

解得 V1=2.5m/s

三、相对运动解题过程总结

物体相对运动，要把握两个物理参量：一个是相对初速度，一个是相对加速度

其计算为：△V=|V1-V2|，△a=|a1-a2|

标明正方向后，V1.V2.a1.a2均表示矢量

这里仅讨论△v与△a共线的直线运动，求出△V、△a就知道物体之间相对运动的性质，从而求相关参量。

综上所述，具体是什么问题，求什么物理参量，要看物体运动的过程及阶段。相对运动思维分析问题比较优越，但并不是所有的问题都用这种方法。作为老师需要启发学生意识到分析相对物理量的重要性，指导他们掌握解题思路，最终达到提高学生解题能力的目的。