邵偉紅
為此,我們特地選取了六道“風(fēng)雨中前行”的物理習(xí)題,分別用兩種方法對它們進(jìn)行分析求解,以培養(yǎng)、提升我們運用物理知識解決實際問題的能力.
【例1】某同學(xué)騎自行車向正東方向行駛,車速4 m/s,他感覺到風(fēng)從正北方向吹來;當(dāng)該同學(xué)以3 m/s的車速向正南方向行駛時,他感到風(fēng)從正西方向吹來.問風(fēng)對地的速度的大小是多少?方向如何?
【解法二】運用相對運動知識求解.由第一次可知,風(fēng)向東速度大小為4 m/s;由第二次可知,風(fēng)向南速度大小為3 m/s.因此,風(fēng)對地的速度大小為5 m/s,方向東偏南37。.
【例2】某同學(xué)騎自行車向正東方向行駛,當(dāng)車速為4 m/s時,他感到風(fēng)從正南方向吹來,當(dāng)車速增大到7 m/s時,他感到風(fēng)從東南方向(東偏南45°)吹來,則風(fēng)對地的速度大小是多少?方向如何?
【解法二】運用相對運動知識求解.由第一次可知,風(fēng)向東速度大小為4 m/s;由第二次可知,風(fēng)相對于車,向西速度大小為3 m/s.由題中所給相對速度的方向可知,向北,風(fēng)相對于車(同時也是相對于地),速度大小為3m/s.因此,風(fēng)對地的速度大小為5m/s,方向東偏南37。.
【例3】某種型號的飛機在無風(fēng)的情況下進(jìn)行航空測量時的飛行速度是80 km/h.某次該機在有風(fēng)的情況下進(jìn)行航空測量,要求飛行的航線嚴(yán)格地從東到西.已知風(fēng)速大小為40 km/h,方向由南向北,飛機飛行的速度方向(即機身)保持偏南且與正西方向的夾角為α =30°,則此次飛行測量時風(fēng)對飛機的速度大小是多少?方向如何?
【解法二】運用相對運動知識求解.將飛機對地的速度沿東西和南北方向進(jìn)行分解,其中東西方向速度大小為40√3km/h,南北方向速度大小為40 km/h;風(fēng)相對于飛機,東西方向速度大小為40√3 km/h(方向由西向東),南北方向速度大小為80 km/h(方向由南向北).因此,風(fēng)相對于飛機的速度大小為
【解法二】運用相對運動知識求解.由題意可知,雨滴相對于傘,豎直向下速度為4 m/s,水平向西速度為3 m/s,因此,相對速度的大小為5 m/s,方向與豎直方向成37°角,打傘的人應(yīng)將傘正對雨滴相對于傘的方向,即傘柄向前傾斜與豎直方向成37°角才能少淋到雨.
【例5】雨中速度為2m/s向東行走的人感到雨點與豎直方向成30°角迎面打來,雨中速度為4 m/s,向東行走的人感到雨點與豎直方向成60°角迎面打來,則雨點對地的速度大小是多少?方向如何?