专题三 相对运动问题

相对运动专题第一部分：赛题解读与训练例1：商场中有一自动扶梯，某顾客沿开动上行的自动扶梯走上楼时，数得走了16级，当他用同样的速度相对扶梯沿向下开动的自动扶梯走上楼时，数得走了48级，则静止时自动扶梯露出的级数为多少？点拨：分析人和电梯在整个过程中的运动情况，电梯在整个运动过程中的速度不变，可知人向上和向下的运动时间之比为16∶48. 由人沿电梯上行和下行所走的路程相等，都等于一个楼层的高度，建立方程即可求解.解：电梯运动速度不变，可知4816=向下向上tt 得：向下向下t t 3=而人向上和向下的路程等于梯层的高度，可知：向下梯人向上梯人t v v t v v )()(-=+得：向下梯向下人向上梯向上人t v t v t v t v ··-=+上式中，向上向下向下人向上人t 级，t t 级，v tv 34816=== 将这些数据代入上式可得：级tv 向上梯8=∴楼梯的高度为级t v v v t t v S 向上梯向上人向上梯人24·)(=+=+=答：静止时自动扶梯露级数为24级。

点评：两个物体沿同一直线运动，讨论两个物体运动速度关系，在分析每个物体运动情况时，要注意运动的相对性．明确运动的参照物。

竞赛训练 一、选择题：1．一船往返于甲、乙两码头之间，顺水行驶时速度为v1，逆水行驶时速度为v2，船往返一次的平均速度为（ ）DA.221v v + B.21v v + C. 21v v - D.21212v v v v +2．小船以速度v 从河边A 点沿河岸划至B 点又返回A 点。

不计船掉头时间，若水不流动时往返时间为t ，那么水速为v0时，往返时间为（ ）CA.t v v v 0+ B. t v v v 02- C. t v v v 2022- D. t v v v 2022+ 3. 小船往返于沿河的甲、乙两地。

若河水不流动，往返一次需要时间t1，若河水流动，则往返一次需要时间t2则（ ）C A ．t1＝t2 B ．t1＞t2 C ．t1＜t2 D ．由船速和水速决定4．甲、乙两辆车沿平直的公路通过同样的路程。

1、在公路上并列行驶的两辆汽车，甲车的乘客看到乙车向东运动，乙车的乘客看到窗外的树也向东运动，如果以楼房为参照物时则说明（）A：甲车向东运动，乙车向西运动B：甲车向西运动，乙车向东运动C：甲、乙两车都向西运动，且甲车比乙车运动得快D：甲、乙两车都向西运动，且甲车比乙车运动得慢2、甲、乙、丙三人分别乘坐直升机，甲看见地面楼房匀速下降，乙看见甲静止不动，丙看见乙匀速上升，这三架直升机各做何种运动？3、甲、乙、丙三辆汽车同时在一条东西方向的大街上行驶，甲车上的人看到丙车相对于甲车向西运动，乙车上的人看到甲、丙两辆车都相对乙车向东运动，而丙车上的人则看到路边树木向西运动，关于这三辆车行驶的方向，以下各说法中正确的是（）A：甲车必定向东行驶B：乙车必定向西行驶C：丙车可能向西行驶D：三辆车行驶的方向可能是相同的4、一条小船相对于水以3m/s的速度沿河逆流而上，水流速为1m/s，当小船在一座桥下经过时，船上的一只轻木箱被碰落水中，假设木箱落水后立即顺水漂向下游方向，过了1min 才被船上的人发现，发现后立即调转船头，仍以相对于水3m/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（）A：1min B：2minC：3min D：4min5、平直的公路上甲、乙、丙三人骑自行车沿相同方向行驶，但甲感觉顺风，乙感觉逆风，丙感觉无风，由此可判定三人中骑车速度最大的是（）6、在南北方向的平直公路上，有a、b、c三辆汽车，a车上的人看到b车匀速向南，c车上的人看到a车匀速向北，b车上的人看到路旁的建筑物匀速向南，这三辆车相对于地面可能静止的是（）A：只有a车B：只有b车C：只有c车D：a车和c车4、在向东行驶的甲车上的乘客看来，乙车向西运动；在向西行驶的丙车上的乘客看来，乙车向东运动，则乙车的运动情况可能是（）A：不动B：向西运动C：向东运动D：无法确定5、甲、乙、丙三辆汽车在同一条南北方向的公路上，甲车司机看到丙车向北运动，乙车司机看到甲车和丙车都向南运动，丙车司机看到路旁商店向北运动，下列说法正确的是（）A：甲车向南行驶B：乙车可能静止C：乙车向北行驶D：丙车速度最慢1、在一条平直的南北方向的公路上，有甲、乙、丙三辆汽车依次向北行驶，甲、丙两车快慢相同，乙车较甲、丙两车开得快。

相对运动问题解题技巧相对运动是指两个物体相对于彼此的运动状态。

在解决相对运动问题时，我们需要考虑两个物体之间的相对速度和相对位置，以便准确地描述它们之间的运动关系。

下面介绍一些解决相对运动问题的技巧：1. 确定相对参照物：在解决相对运动问题时，首先需要确定一个参照物，作为位置和速度的基准。

这个参照物可以是其中一个物体，也可以是外部的固定物体。

通过选择一个参照物，可以简化问题的分析和计算。

2. 绘制图示：在解决相对运动问题时，可以通过绘制图示来帮助理清物体之间的相对位置和速度关系。

将问题中的物体和参照物在坐标系中标明，可以更直观地理解它们之间的相对运动。

3. 分解速度：将问题中的速度分解成平行和垂直于参照物的分量，可以更方便地计算物体之间的相对速度。

通过分解速度，可以准确描述物体之间的相对运动方向和速度大小。

4. 使用相对运动公式：在解决相对运动问题时，可以使用相对位移和相对速度的公式来计算物体之间的相对运动关系。

通过将物体的位移和速度代入公式中，可以得到它们之间的相对位置和速度的关系。

5. 注意方向问题：在解决相对运动问题时，需要注意物体之间的相对方向关系。

确定物体相对于参照物的运动方向，可以避免出现计算错误和混淆物体之间的相对位置关系。

6. 注意时间关系：在解决相对运动问题时，需要考虑物体之间的相对时间关系。

确定物体在不同时间点的位置和速度，可以帮助准确描述它们之间的相对运动过程。

7. 考虑相对加速度：在某些情况下，物体之间的相对运动可能受到加速度的影响。

在解决相对运动问题时，需要考虑物体的加速度对相对速度和位移的影响，以便更准确地描述它们之间的相对运动状态。

总的来说，解决相对运动问题需要考虑物体之间的相对位置、速度和加速度关系，通过选择适当的参照物、绘制图示、分解速度、使用公式等方法，可以更清晰、准确地描述物体之间的相对运动关系，从而解决相关问题。

希望以上介绍的技巧能够对解决相对运动问题有所帮助。

相对运动问题解题技巧一、相对运动问题的基本概念1.相对运动的定义相对运动是指两个物体之间的相对运动状态。

当两个物体之间有相对运动时，我们称其中一个物体相对于另一个物体的运动状态为相对运动。

在相对运动中，我们通常会考虑两个物体之间的相对速度、相对加速度等物理量。

2.相对速度的概念相对速度是指一个物体相对于另一个物体的速度。

在相对运动中，我们通常用一个固定参照物体作为参考，通过比较两个物体的速度来确定它们之间的相对速度。

相对速度的方向可以是同向、相反或者垂直等不同情况。

3.相对加速度的概念相对加速度是指一个物体相对于另一个物体的加速度。

在相对运动中，两个物体之间的相对加速度可以反映它们之间的加速度差异。

相对加速度可以是同方向、相反方向或者垂直等不同情况。

二、相对运动问题的解题技巧1.确定参照物体在解决相对运动问题时，首先需要确定一个固定的参照物体作为参考。

这个参照物体可以是地面、某个物体或者某个坐标系，通过确定参照物体可以更清晰地描述两个物体之间的相对运动关系。

2.建立坐标系在确定参照物体之后，我们需要建立一个适当的坐标系来描述两个物体的位置和运动情况。

建立坐标系是解决相对运动问题的关键步骤，可以帮助我们更准确地计算两个物体之间的相对速度、相对加速度等物理量。

3.分析相对运动的方向在解决相对运动问题时，需要分析两个物体之间的相对运动方向。

根据相对运动的方向不同，我们可以将问题转化为同向、相反或者垂直等不同情况，从而更好地理解两个物体之间的相对运动关系。

4.应用运动方程在确定参照物体、建立坐标系和分析相对运动方向之后，我们可以根据运动方程来解决相对运动问题。

通过应用运动方程，我们可以计算出两个物体之间的相对速度、相对加速度等物理量，从而解决相对运动问题。

5.考虑相对速度和相对加速度在解决相对运动问题时，需要考虑两个物体之间的相对速度和相对加速度。

相对速度和相对加速度可以反映两个物体之间的速度差异和加速度差异，通过这些物理量可以更清晰地描述两个物体之间的相对运动状态。

相对运动与相关速度【相对运动】运动的合成包括位移、速度和加速度的合成。

一般情况下把质点对地面上静止的物体的运动称为绝对运动，质点对运动参照系的运动称为相对运动，而运动参照系对地的运动称为牵连运动，由坐标系的变换公式 B C C A B A v v v 对对对+= 可得到 牵连相对绝对v v v +=。

位移、加速度也存在类似关系。

运动的合成与分解，一般来说包含两种类型，一类是质点只有绝对运动，如平抛物体的运动；另一类则是质点除了绝对运动外，还有牵连运动，如小船过河的运动。

解题中难度较大的是后一类运动。

求解这类运动，关键是列出联系各速度矢量的关系式，准确地作出速度矢量图。

【例题1】如图所示，两个边长相同的正方形线框相互叠放，且沿对角线方向，A 有向左的速度v ，B 有向右的速度2v ，求交点P 的速度。

【例题2】一人以7m/s 的速度向北奔跑时，感觉风从正西北方向吹来，当他转弯向东以1m/s 的速度行走时，感觉风从正西南方向吹来，求风速。

【例题3】 一人站在到离平直公路距离为d=50m 的B 处，公路上有一汽车以v 1=10m/s 的速度行驶，如图所示。

当汽车在与人相距L=200m 的A 处时，人立即以v 2=3m/s 的速率奔跑。

为了使人跑到公路上时，能与车相遇。

问：（1）人奔跑的方向与AB 连线的夹角θ为多少？（2）经多长时间人赶上汽车？（3）若其它条件不变，人在原处开始匀速奔跑时要与车相遇，最小速度为多少？【练习】1、一艘船在河中逆流而上，突然一只救生圈掉入水中顺流而下。

经过t0时间后，船员发现救生圈掉了，立即掉转船头去寻找丢失的救生圈。

问船掉头后要多长时间才能追上救生圈？2、平面上有两直线夹角为θ（θ<90°），若它们各以垂直于自身大小为v1和v2的速度在该平面上作如图所示的匀速运动，试求交点相对于纸面的速率和相对于每一直线的速率。

3、如图所示，一辆汽车以速度v1在雨中行驶，雨滴落下的速率v2与竖直方向偏前θ角，求车后一捆行李不会被雨淋湿的条件。

相对运动高中物理和初中物理都提到了描述运动需要依靠参考系，对于同一物体的运动，选择不同参考系，运动情况是不一样的，我们把A物体相对于B物体的位置的连续变动，称为相对运动，即A物体相对于固定在B物体上的参考系的运动。

参考系的选取是任意的，绝大部分物理问题，我们都选择地面为参考系，例如，以前做过的小船流水问题、火车追上或超越火车的问题等等，这样做，一来符合我们的日常生活经验，二来思路更加清晰，不致于紊乱。

但，有些问题，我们选地面作为参考系，将会使问题变得异常复杂，二维追及相遇问题就是一类。

通常我们选择地面作为最大的参考系，并认为地面是绝对静止的，任何物体相对于地面的运动，称之为绝对运动，其相对于地面的位移和速度分别称为绝对位移和绝对速度，而相对于非地面的参考系的运动，称之为相对运动，其相对于该参考系的位移和速度分别称为相对位移和相对速度，参考系的运动，我们称之为牵连运动，其位移和速度分别称之为牵连位移和牵连速度。

绝对运动、相对运动和牵连运动之间的关系是：绝对运动=相对运动+牵连运动，可进一步写成：绝对位移=相对位移+牵连位移；S绝=S相+S牵绝对速度=相对速度+牵连速度；v绝=v相+v牵〔等于把上式左右各除以时间t〕我们用一个简单的例子来做说明，大家请看下列图a部分。

A、B两车在水平地面上沿同一方向做匀速运动，长度为别为L1和L2，速度分别是v1和v2，某时刻B在A的后方，且刚好到达A车尾部，经过时间t后，B刚好超过A，设A、B的位移分别是S1和S2，很显然，依据几何关系有：S2=S1+ L1+ L2 ①这是我们选择地面作为参考系的结果。

如果我们选择A车作为参考系，如图b部分。

被选作参考系的A车，我们认为其静止不动，那么B车只是从A车车尾到达A车车头，B车相对于A车的相对位移是S相，A车位移S1为牵连位移，B车位移S2为绝对位移，B车相对A车的相对速度为v相，根据几何关系有：S相= L1+ L2 ②② ② 两式联合得：S2=S1+ S相，就是上面的S绝=S相+S牵再把这个等式除以时间t，就得：v1= v2+v相，就是上面的v绝=v相+v牵这跟我们以前求时间的方法：t=(L1+ L2)/( v1- v2) 是一致的，这种方法也正是相对运动的结论。

初中相对运动试题及答案一、选择题1. 在研究物体运动时，我们通常选择一个物体作为参照物，这个参照物被称为：A. 参照物B. 参考系C. 基准点D. 坐标系答案：B2. 以下哪个选项描述的是相对运动？A. 地球绕太阳公转B. 飞机在天空中飞行C. 火车在铁轨上行驶D. 月亮绕地球旋转答案：C3. 一艘船在河中以一定的速度向东行驶，河水流速是向西的，那么船相对于河岸的速度是：A. 船速加上水速B. 船速减去水速C. 船速乘以水速D. 船速除以水速答案：B二、填空题4. 当我们说一个物体是静止的，这意味着它相对于______是不动的。

答案：参照物5. 如果一个物体在运动，那么它相对于______是在改变位置的。

答案：参照物三、判断题6. 运动和静止是相对的，没有绝对静止的物体。

（）答案：正确7. 一个物体的运动状态取决于它相对于参照物的位置是否发生变化。

（）答案：正确四、简答题8. 描述一下在没有参照物的情况下，如何判断一个物体是在运动还是静止的。

答案：在没有参照物的情况下，我们无法判断一个物体是在运动还是静止的，因为运动和静止是相对的概念，需要有一个参照物来比较物体的位置变化。

9. 为什么说“地球绕太阳转”是一个相对运动的例子？答案：因为地球绕太阳转是一个描述地球相对于太阳的位置不断变化的过程，这种描述是基于太阳作为参照物的，所以它是一个相对运动的例子。

五、计算题10. 一辆汽车以60公里/小时的速度向东行驶，同时遭遇到向西风速为20公里/小时。

求汽车相对于地面的实际速度。

答案：汽车相对于地面的实际速度是40公里/小时。

计算方法为：汽车速度减去风速，即60公里/小时 - 20公里/小时 = 40公里/小时。

中考物理运动的相对性历年真题及答案详解相对性是物理学中的基本概念之一，也是中学物理教学中的重点内容。

掌握相对性的概念和运用是理解和解决与物体运动有关问题的关键。

下面将为大家总结近几年中考物理试题中涉及到相对性的题目，并给出详细的解析和答案，以供参考。

1. 题目一题目描述：某人从A地以5 m/s的速度往东走，另一人从B地以3 m/s的速度往西走，如果两人相距100 m，请问多长时间后两人相遇？解析：这道题涉及到的是相对速度的概念。

首先我们需要确定一个相对参考系，假设以A地为参考点，那么A地相对于自己是静止的，B地相对于自己以6 m/s的速度向东运动。

所以两人的相对速度为5m/s + 6 m/s = 11 m/s。

根据题目中给出的相对距离100 m，用相对速度除以相对距离，即可得到所需的时间。

计算过程如下：时间 = 相对距离 / 相对速度= 100 m / 11 m/s ≈ 9.09 s答案：两人相遇的时间约为9.09秒。

2. 题目二题目描述：甲乘坐一辆以15 m/s速度向东行驶的火车，乙相对于火车以10 m/s的速度向西跑。

若乙跑了20秒后追上了火车，请问甲在多长时间内可以走到车头？解析：同样是相对速度的问题，我们先确定一个相对参考系，假设火车为参考点。

于是，甲相对于火车以15 m/s的速度向东运动，乙相对于火车以5 m/s的速度向东运动。

题目中给出甲走到车头需要的时间，我们可以通过相对速度与相对距离的关系来求解。

计算过程如下：时间 = 相对距离 / 相对速度= 20 s × 5 m/s ≈ 100 m答案：甲需要走约100米的距离才能走到车头。

3. 题目三题目描述：小明骑自行车以10 km/h的速度向东行驶，小红骑自行车以8 km/h的速度向北行驶，他们同时出发，请问他们相遇后，两人的相对速度是多少？解析：这道题有一个关键词“同时出发”，这就意味着两人的时间是相同的。

我们可以将问题转化为相对速度的问题。

物理竞赛作业（相对运动）班级 姓名1．骑自行车的人以20 km ／h 的速率向东行驶，感到风从正北方吹来，以40 km ／h 的速率向东行驶，感到风从东北方向吹来，试求风向和风速．2．假定某天刮正北风，风速为u ，一运动员在风中跑步，他对地面的速度是v ，试问，当他向什么方向跑的时候，他会感到风是从自己的正右侧吹来的？这种情况在什么条件下成为无解？在无解的情况下，运动员向什么方向跑时，感到风与他跑的方向所成夹角最大？３．从离地面同一高度h 、相距l 的两处同时各抛出一个石块，一个以速度v 1竖直上抛，另一个石块以速度v 2向第一个石块原来位置水平抛出求这两个石块在运动过程中，它们之间的最短距离．４．一条船平行于平直海岸线航行，船离岸的距离为D ，船速为v 0 ，一艘速率为υ（υ＜v 0 ＝的海上警卫小艇从港口出发沿直线航行去拦截这条船．⑴证明小艇必须在这条船驶过海岸线的某特定点A 之前出发，这点在港口后面的v v v D 220 处．⑵如果快艇在尽可能迟的瞬时出发，它在什么时候和什么地方截住这条船？５．一辆汽车的正面玻璃一次安装成与水平方向倾斜角为β1＝30°，另一次安装成倾斜角度为β2＝15°,问汽车两次速度之比v 1∶v 2为多少时，司机看见冰雹两次都是以竖直方向从车的正面玻璃上弹开？（冰雹相对地面是竖直下落的）６．如图所示为从两列蒸汽机车上冒出的两股汽雾拖尾的照片（俯视）．两列车沿直轨道分别以速度v 1＝50 km ／h 和v 2＝70 km ／h 行驶，行驶方向如图所示．求风速．７．敞开的旋转木马离转动轴距离为r ，以角速度ω转动，人站在木马上．下雨了，雨滴以速度v 0竖直下落．试问人应该怎样支撑着雨伞才能够最有效地避开雨？８．一只木筏离开河岸，初速度为v 0，方向垂直于岸，划行路线如图虚线所示，经过时间T ，木筏划到路线上A 处，河水速度恒定为u ，且木筏在水中划行方向不变，请给出出发后，木筏复合运动的速度矢量图，并用作图法找到２T 、３T时刻此木筏在航线上的确切位置．９．磁带录音机的空带轴以恒定角速度转动，重新绕上磁带．绕好后带卷的末半径r 末为初半径ｒ初的３倍．绕带的时间为t 1．要在相同的带轴上重新绕上厚度为原磁带一半的薄磁带，问需要多少时间？10．在听磁带录音机的录音时发觉：带轴上带卷的半径经过时间t 1＝20min 减小一半．问此后半径又减小一半需要多少时间t 2 ？v u v 0 x。

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相对运动在日常生活中随处可见，比如两个行人在街上擦肩而过、车辆在道路上行驶等等。

解决相对运动问题并不难，只要掌握一些基本的技巧和原理即可。

解决相对运动问题的关键在于建立一个适当的参照系，这个参照系可以是地面、运动的物体、观察者等等。

根据需要选择一个合适的参照系，将两个物体的相对运动问题转化为相对于参照系的运动问题，从而简化问题的求解过程。

相对运动专题第一部分：赛题解读与训练例1：商场中有一自动扶梯，某顾客沿开动上行的自动扶梯走上楼时，数得走了16级，当他用同样的速度相对扶梯沿向下开动的自动扶梯走上楼时，数得走了48级，则静止时自动扶梯露出的级数为多少？点拨：分析人和电梯在整个过程中的运动情况，电梯在整个运动过程中的速度不变，可知人向上和向下的运动时间之比为16∶48. 由人沿电梯上行和下行所走的路程相等，都等于一个楼层的高度，建立方程即可求解.解：电梯运动速度不变，可知4816=向下向上tt 得：向下向下t t 3=而人向上和向下的路程等于梯层的高度，可知：向下梯人向上梯人t v v t v v )()(-=+得：向下梯向下人向上梯向上人t v t v t v t v ··-=+上式中，向上向下向下人向上人t 级，t t 级，v tv 34816=== 将这些数据代入上式可得：级tv 向上梯8=∴楼梯的高度为级t v v v t t v S 向上梯向上人向上梯人24·)(=+=+=答：静止时自动扶梯露级数为24级。

点评：两个物体沿同一直线运动，讨论两个物体运动速度关系，在分析每个物体运动情况时，要注意运动的相对性．明确运动的参照物。

竞赛训练 一、选择题：1．一船往返于甲、乙两码头之间，顺水行驶时速度为v1，逆水行驶时速度为v2，船往返一次的平均速度为（ ）DA.221v v + B.21v v + C. 21v v - D.21212v v v v +2．小船以速度v 从河边A 点沿河岸划至B 点又返回A 点。

不计船掉头时间，若水不流动时往返时间为t ，那么水速为v0时，往返时间为（ ）CA.t v v v 0+ B. t v v v 02- C. t v v v 2022- D. t v v v 2022+ 3. 小船往返于沿河的甲、乙两地。

若河水不流动，往返一次需要时间t1，若河水流动，则往返一次需要时间t2则（ ）C A ．t1＝t2 B ．t1＞t2 C ．t1＜t2 D ．由船速和水速决定4．甲、乙两辆车沿平直的公路通过同样的路程。

精品基础教育教学资料，仅供参考，需要可下载使用！相对运动问题的多种解法物块在木板上滑动的问题，是相对运动问题，一般是用牛顿定律解的运动学和动力学问题，本文给出这种问题的多种解法，还给出图像研究法，以飨读者。

【例1】一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m ，如图(a)所示。

0t =时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至1t s =时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。

碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。

已知碰撞后1s 时间内小物块的v t -图线如图(b)所示。

木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g 取210m s 。

求(1)木板与地面间的动摩擦因数1μ及小物块与木板间的动摩擦因数2μ； (2)木板的最小长度；(3)木板右端离墙壁的最终距离。

【解法1】 (1) 规定向右为正方向。

木板与墙壁相碰撞前，小物块和木板一起向右做匀变速运动，设加速度为1a ，小物块和木板的质量分别为m 和M 由牛顿第二定律有1()g (m M)a m M μ-+=+ ①由图（b ）可知，木板与墙壁碰前瞬间的速度14/v m s =，由运动学公式得1011v v a t =+ ②0011112s v t a t =+ 2 ③式中，1t =1s, 0s =4.5m 是木板碰前的位移，0v 是小物块和木板开始运动时的速度。

联立①②③式和题给条件得21/1s m a = μ=0.1 ④在木板与墙壁碰撞后，木板以1v -的初速度向左做匀变速运动，小物块以1v 的初速度向右做匀变速运动。

设小物块的加速度为2a ，由牛顿第二定律有22mg ma μ-= ⑤由图可得21221v v a t t -=- ⑥ 式中，2t =2s, 2v =0,联立⑤⑥式和题给条件得22/4s m a -= 2μ=0.4 ⑦（2）设碰撞后木板的加速度为3a ，经过时间t ∆，木板和小物块刚好具有共同速度3v 。

高中物理中的相对运动问题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。

相对运动问题的多种解法物块在木板上滑动的问题，是相对运动问题，一般是用牛顿定律解的运动学和动力学问题，本文给出这种问题的多种解法，还给出图像研究法，以飨读者。

【例1】一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m ，如图(a)所示。

0t =时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至1t s =时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。

碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。

已知碰撞后1s 时间内小物块的v t -图线如图(b)所示。

木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g 取210m s 。

求(1)木板与地面间的动摩擦因数1μ及小物块与木板间的动摩擦因数2μ； (2)木板的最小长度；(3)木板右端离墙壁的最终距离。

【解法1】 (1) 规定向右为正方向。

木板与墙壁相碰撞前，小物块和木板一起向右做匀变速运动，设加速度为1a ，小物块和木板的质量分别为m 和M 由牛顿第二定律有1()g (m M)a m M μ-+=+ ①由图（b ）可知，木板与墙壁碰前瞬间的速度14/v m s =，由运动学公式得1011v v a t =+ ②0011112s v t a t =+ 2 ③式中，1t =1s, 0s =4.5m 是木板碰前的位移，0v 是小物块和木板开始运动时的速度。

联立①②③式和题给条件得21/1s m a = μ=0.1 ④在木板与墙壁碰撞后，木板以1v -的初速度向左做匀变速运动，小物块以1v 的初速度向右做匀变速运动。

设小物块的加速度为2a ，由牛顿第二定律有22mg ma μ-= ⑤由图可得21221v v a t t -=- ⑥ 式中，2t =2s, 2v =0,联立⑤⑥式和题给条件得22/4s m a -= 2μ=0.4 ⑦（2）设碰撞后木板的加速度为3a ，经过时间t ∆，木板和小物块刚好具有共同速度3v 。

话题9：相对运动的问题一、坐标系转换法相对运动的问题是运动学中一种比较难处理的类型，一般来说，选择不同的参考系物体的运动状态不同，但采用坐标转换法也可以改变物体的运动情况特别是可以把直觉看来是曲线运动的物体转换成直线运动的情况却很少学生了解，解题时采用这样的方法可以使问题简化很多。

例1、由于汽车在冰面上行驶时摩擦因数很小，所以其最大加速度不能超过20.5/a m s =．根据要求，驾驶员必须在最短时间内从A 点到达B 点，直线AB 垂直于汽车的初始速度v ，如图所示．如果点A 、B 之间的距离375AB m =，而初速度10/v m s =，那么这个最短时间为多少？其运动轨迹是什么？分析和解：本题是一个典型的相对运动问题，而且用常规的方法是很难解出此题的，然而如果用坐标系转换法解此题，其难度却可以大大降低。

坐标系转换：汽车在A 点不动，而让B 点以恒速v 向汽车运动的相反方向运动．在此坐标系内汽车为了尽快与B 点相遇，必须沿直线以恒加速度a 向B 点驶去．假设它们在D 点相遇，如图所示．设AB b =，我们可以列出：22221()()2b vt at += (1)由(1)式可得：t =(2) 将数据代人(2)式得50t s =。

在地球坐标系内，它的运动是两个不同方向上的匀速直线运动和匀加速直线运动的合运动，因而它的运动轨迹是一条抛物线．例2、从离地面同一高度h 、相距L 的两处同时各抛出一个石块，一个以速度1v 竖直上抛，另一个石块以速度2v 向第一个石块原来位置水平抛出，求这两个石块在运动过程中，它们之间的最短距离．vAB分析和解：以竖直上抛的石块为参考系，另一石块以相对速度21v 做匀速直线运动，速度矢量关系如图，由图知21v =两石块最短距离sin d L L θ⎛⎫=⋅=， 这个最短距离适用于另一石块落地之前，即在()()()22212cos //L Lv v v θ=+≤二、矢量的加减运算（矢量图）法处理相对运动等复杂运动时，涉及速度、位移或加速度等矢量的加减运算，若用矢量图助解常会收到奇效．位移合成定理：=A A B S S S +对B 对地对地速度合成定理： =A A B v v v +对B 对地对地 即 =v v v +绝对相对牵连 加速度合成定理：=A A B a a a +对B 对地对地 即 =a a a +绝对相对牵连例3、假定某日刮正北风，风速为u ，一运动员在风中跑步，他对地面的速度大小是v ，试问他向什么方向跑的时候，他会感到风是从自己的正右侧吹来的？这种情况在什么条件下成为无解？在无解的情况下，运动员向什么方向跑时，感到风与他跑的方向所成夹角最大？ 分析与解设风相对于人的速度（即运动员感到的风速）为V ，根据题给条件，有u V v =+．三个速度矢量中，u 大小、方向均确定，v 大小一定，V 与v 两矢量互相垂直（所谓正右侧），故可断定三个矢量所构成的满足题意要求的关系三角形应为直角三角形.如图()a ，取一点O ，先作矢量u ，以其矢端为圆心，表示u 大小的线段长为半径作一圆，自O 点向圆引切线OA ，则矢量三角形OO A '∆,即为符合题意要求的u 、V 、v 关系．由图显见，当运动员朝南偏西arccos vuθ=方向以速率v 奔跑时会感觉风从自己右侧吹来，并且在v u <时才可能有这种感觉．若v u >，绝对风速、风相对人的速度及人奔跑速度关系如图()b ，在OO A ''∆中运用北正弦定理有sin sin v u βα=，可知当2πβ=时，arcsin uvα=为最大，即在运动员向西偏南arcsin uv方向奔跑时感觉风与自己跑的方向所成夹角最大．例4、一只木筏离开河岸，初速度为v ，方向垂直于岸，划行路线如图虚线所示，经过时间T ，木筏划到路线上A 处，河水速度恒定为u ，且木筏在水中划行方向不变．用作图法找到2T 、3T 、⋅⋅⋅⋅⋅⋅时刻此木筏在航线上的确切位置．分析与解设木筏相对于水的速度为V ，则离岸时，V v u =-，其矢量关系如图()a 所示，该图同时给出了此后木筏复合运动的速度情况：木筏相对于水的速度V 方向不变、大小是变化的；木筏的绝对速度v 大小、方向均有变化．故而我们看到木筏的运动轨迹为一曲线．现如图中()b 所示，连接OA 的有向线段是时间T 内木筏的绝对位移S 木，而=+S S S 木水对木水，其中S 水沿x 正方向，S 木对水平行于V 方向．现作满足上式关系的位移矢量三角形，在x 轴上得到B 点，有向线段OB 即为S 水．由于水速u 恒定，则各T 时间内S 水恒定，故可在x 轴上得2OB S '=水，3OB S ''=水，过B '、B ''点⋅⋅⋅⋅⋅⋅作平行于V 的直线交木筏轨迹于A '、A ''⋅⋅⋅⋅⋅⋅各点，即得2T 、3T ⋅⋅⋅⋅⋅⋅时刻此木筏的确切位置．质点做变速运动时，若初速度为0v ，末速度为t v ，则速度增量0t v v v ∆=-，这是一个矢量相减运算，其图解关系如图()c ，利用这种矢量关系图解速度增量问题有其独到之处．例5某一恒力作用在以恒定速度v 运动的物体上，经过时间t ，物体的速率减少一半，经过同样的时间速率又减少一半，试求经过了3t 时间后，物体的速度3t v 之大小．北)yv)y水()b 0v v()a uV ()c RA BR A B=-分析与解由于物体受恒力作用，故在相同时间内，速度增量相同即232t t t t t v v v v v v v ∆=-=-=-．现作满足题给条件的矢量图如图所示，图中有向线段AB BC CD v ===∆，t OB v =，2t vv =，2t OC v =，24t vv =，OD 为待求量3t v ．设恒力方向与v 方向成πα-角，由图给几何关系，在OAB ∆、OAC ∆、OAD ∆中运用余弦定理，得222()()2cos 2vv v v v α=+∆-⋅∆⋅ 2()4vv =223t v v =例6、从 分析与解物体做抛体运动时，只受重力作用．在落下h 高度的时间小为gt 落地时速度v ∆积即可．由于01sin()2t S v v θα∆=⋅+，而0v 、t v 大小确定，则当090θα+=，即θ=时，S ∆有最大值：01122t gx v v =⋅，亦即物体飞行的水平位移将达到最大，其值为maxx =． 例7网球以速度0v 落到一重球拍上后弹性地射回．为使球能沿着与原轨道垂直的方向射回，球拍应以什么样的速度P v 运动？如果速度0v 和球拍面的法线的夹角是α，速度P v 和此法线的夹角ϕ是多少？设任何时刻球拍和球都是做平动的．分析与解本题求解的关键是作满足题给条件的矢量关系图，而矢量图的完成又有赖于准确地把握各矢量间的关系，题中给出了三个重要的关于矢量间关系的隐含条件：第一，重球拍的“重”告诉我们，可以认为拍的速度P v 在碰球前后保持不变；第二，网球是弹性地射回，则告诉我们在碰撞前后，球相对于拍的速度大小相等、方向相反；第三，由于球和拍都是作平动的，故球相对于拍只有沿拍面法向速度而无切向速度分量．现取球拍面之法线为x 轴，使y 轴沿拍面，O 为网球入射点，如图所示，从O 点沿与x 轴成α角方向作有向线段0OA v =，作射线OP OA ⊥，从A 点作x 轴平行线交OP 于B ，取AB 中点C ，则有向线段OB 即是球离拍时的速度t v ，有向线段OC 则是球拍速度P v ，而有向线段CA 、CB 则是射入时球对拍速度0P v v -和弹回时球对球拍速度t P v v -，前面已经分析到，它们是等值、反向且沿球拍法向的．根据所作的矢量图，在直角三角形OAB ∆中，斜边上的中线2AB OC =，cos OAAB α=．故02cos P v v θ=，而球拍速度与球拍法线方向夹角为2()22πϕαπα=-=-．三、方法演练1、甲、乙两船在静水中航行速度分别为v 甲和v 乙，两船从同一渡口向河对岸划去．已知甲船想以最短时间过河，乙船想以最短航程过河，结果两船抵达对岸的地点恰好相同，则甲、乙两船渡河所用时间之比=t t 甲乙：_____________．解.甲、乙船速度矢量关系如图，两船航程相同，由图得22=t v t v 甲乙乙甲．2、骑自行车的人以20/km h 的速率向东行驶，感到风从正北方吹来，以40/km h 的速率向东行驶，感到风从东北方向吹来，试求风向和风速．解、速度矢量=+v v v 风风对人人的关系如图，由图易得28/v k h ≈风．3、如图所示，一条船平行于平直海岸线航行，船离岸的距离为D ，船速为0v ，一艘速率为0()v v v <的海上警卫小艇从港口出发沿直线航行去拦截这条船．（1）证明小艇必须在这条船驶过海岸线的某特定点A之前出发，这点在港口后面的D ⋅处．（2）如果快艇在尽可能迟的瞬时出发，它在什么时候和什么地方截住这条船？ 解、(1)艇相对船的速度方向不会超过θ，如图所示，cot θ=，A 点、港口间的连线与岸的夹角即两者相对位移方向不超过θ，则A 点在港口后面cot S D D θ=⋅=．(小艇必须在这条船驶过海岸线的某特定点A 之前出发,意思是艇出发时与A点船的的距离水1v 人2v 人v 风1v 风对人2v 风对人港口最短，v 的大小一定方向可变，而0v 的大小、方向都不变，确定艇相对船的速度方向如图。

相对运动问题解题技巧Solving relative motion problems can be tricky, especially whenyou're dealing with moving objects in different directions. However, by understanding the basic principles and applying the right techniques, you can navigate through these problems effectively.解决相对运动问题可能有些棘手，特别是当你面对不同方向移动的物体时。

然而，通过理解基本原理并应用正确的技巧，你可以有效地解决这些问题。

One key technique for solving relative motion problems is breaking down the motion into its components. By treating each direction separately, you can simplify the problem and avoid getting confused by complex movements. This approach allows you to focus on the relative motion between objects in a clear and structured way.解决相对运动问题的一个关键技巧是将运动分解成其组成部分。

通过将每个方向分开处理，你可以简化问题，避免被复杂的运动所困扰。

这种方法使你可以以清晰和有条理的方式专注于物体之间的相对运动。

Another important aspect to consider when tackling relative motion problems is understanding the concept of frame of reference. By choosing the right frame of reference, you can simplify the calculations and make the problem more manageable. Different frames of reference can lead to different solutions, so it's crucial to choose the one that best fits the problem at hand.解决相对运动问题时要考虑的另一个重要方面是理解参考系的概念。