王艷紅

(江蘇省鹽城市北京師范大學(xué)鹽城附屬學(xué)校 224005)

高中階段的運(yùn)動一般比較簡單，常常是以地面為參照物的直線運(yùn)動、曲線運(yùn)動.然而，當(dāng)涉及到兩個或兩個以上的物體相對運(yùn)動的時候，常規(guī)的運(yùn)動學(xué)公式或是牛頓運(yùn)動定律對物體運(yùn)動進(jìn)行分解或合成就非常復(fù)雜，因此，教師可以讓學(xué)生選擇其中一個運(yùn)動的物體作為參照物，從而簡化問題，高效解題.

一、同一方向上的相對運(yùn)動問題

同一方向上的相對運(yùn)動問題一般可以設(shè)某個運(yùn)動速度小的物體為參照物，將兩個物體的相對運(yùn)動化簡為一個物體的直線運(yùn)動，從而運(yùn)用運(yùn)動學(xué)公式進(jìn)行求解.

例題1已知一艘輪船以速度20m/s平直的行使在湖面上，這時輪船觀察員突然發(fā)現(xiàn)前方湖面上有一艘小貨船以10m/s的速度同向前行，輪船馬上關(guān)閉動力系統(tǒng)并制動，輪船開始做勻減速運(yùn)動，加速度大小為-10m/s2，假設(shè)兩船不相碰，那么輪船和貨船之間的距離最短為多少？

分析本題如果選地面為參照物的話，比較繁瑣，需要計(jì)算輪船和貨船的各自運(yùn)動，因此，可以設(shè)運(yùn)動速度較小的貨船為參照物，取貨船的運(yùn)動方向?yàn)檎?，則輪船的相對速度為v相=v輪-v貨=10m/s，輪船的相對加速度為-10m/s2，這樣相對運(yùn)動問題就簡化為輪船的減速運(yùn)動問題，當(dāng)輪船相對運(yùn)動速度為0的時候，既二者不相碰的最短距離.

解析以貨船為參照物，取貨船的運(yùn)動方向?yàn)檎?/p>

則輪船的相對速度為v相=v輪-v貨=10m/s，相對加速度為-10m/s2

二、不同方向上的相對運(yùn)動問題

在選擇參照物的時候，既可以選擇同一方向上運(yùn)動的物體，同時也可以選擇不同方向上運(yùn)動的物體，對于在不同方向上相對運(yùn)動的問題，選擇正確的參照物，往往可以化解復(fù)雜的物理運(yùn)算過程，巧妙解決物理問題.

例題2在一條流速恒定的河流中，甲船從岸邊的某一點(diǎn)以10m/s的速度順著河流運(yùn)動方向做勻速直線運(yùn)動，同時乙船從同一點(diǎn)以10m/s的速度垂直河流運(yùn)動方向做勻速直線運(yùn)動，已知甲、乙兩船通過一條長為200m的輕繩相連，不計(jì)一切阻力，求輕繩被拉直時的時間t.

分析甲、乙兩船做不同方向的運(yùn)動，其中還有河流的流速，因此對兩船進(jìn)行分別計(jì)算的話，運(yùn)算量非常大，這時，可以取甲船為參照物，將甲、乙兩船的運(yùn)動通過合成法化為一個物體的運(yùn)動，從而有效解決問題.

三、來回折返的相對運(yùn)動問題

折返運(yùn)動問題一直都是比較復(fù)雜的問題，尤其是融合了其它運(yùn)動的綜合性問題，常常讓學(xué)生找不到頭緒，而通過等量轉(zhuǎn)化，可以找出折返運(yùn)動的關(guān)鍵因素，從而有效解決問題.

例題3A、B兩位自行車手分別從相距50千米的甲、乙兩地同時開始做相向運(yùn)動，已知A的運(yùn)動速度為10 km/h，B的運(yùn)動速度為15 km/h，在甲、乙開始運(yùn)動的時候，有一輛觀察車從甲地出發(fā)，以25km/h的速度向乙地運(yùn)動，當(dāng)觀察車與B相遇之后便反向以同樣的速度向甲地運(yùn)動，遇到A后反向，這樣觀察車一直在A、B之間折返運(yùn)動，直到A、B相遇，那么觀察車運(yùn)動的總路程是多少？

解析由于觀察車一直在A、B之間折返運(yùn)動，按照常規(guī)的運(yùn)動計(jì)算，需要對三者的運(yùn)動進(jìn)行分別的計(jì)算，從而陷入無限循環(huán)的運(yùn)動中.其實(shí)，通過對問題的觀察，不難發(fā)現(xiàn)，觀察車運(yùn)動的總時間就是A、B兩位車手相遇的時間，這樣通過時間和速度解決觀察車路程的問題，既簡單，又高效.

總而言之，在進(jìn)行高中物理相對問題解決的時候，要注意對問題進(jìn)行觀察，選取正確的參照物，將兩個或兩個以上的物體運(yùn)動轉(zhuǎn)化為單一的物體運(yùn)動，將不同方向的物體運(yùn)動轉(zhuǎn)化為同一方向的物體運(yùn)動，然后再運(yùn)用運(yùn)動學(xué)相關(guān)公式進(jìn)行問題的分析和解決，既能夠避免多個物體運(yùn)動之間的復(fù)雜計(jì)算，也能夠掌握運(yùn)動的本質(zhì)規(guī)律，提高學(xué)生的解題效率.