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高一物理知识点:物理速度叠加的两种经典类型

来源:101教育网整理 2015-05-14 字体大小: 分享到:

先提出一个问题。有一架飞机,其速度为V=330m/s,装有一挺机枪,向前方发射子弹,机枪的技术规格标明:子弹速度v1=340m/s,问:子弹相对地面的速度u1是多少?假定声速v2=331m/s,问:飞机发动机发出的声音(声波)相对于地面的速度是多少?相对于飞机的速度是多少?(假定风速为零)

答案是明显的:子弹相对于地面的速度u1=V+v1=670 m/s。因为v1是子弹相对于飞机的速度,加上飞机相对于地面的速度,就得子弹相对于地面的速度。

而声波相对于地面的速度就是v2=331m/s,并不需要加上飞机的速度,因为声波是指声波在空气中传播的速度,这个速度与波源(即飞机)的速度是无关的,风速为零,所以声波相对于地面的速度就是声速331m/s。

这时飞机相对于地面的速度是330m/s所以声波相对于飞机的速度只有1m/s,即飞机几乎要追上它自己发出的声音了。

子弹和声波都是飞机所发出的,但是它们的速度相加方式是不同的,一种是“粒子”的方式,一种是“波动”的方式。

飞机不可能“立即追上”它所发射的子弹,不管飞机飞得多么快。反之,当飞机的速度超过声速时,它会“立即”超过自身所发出的声波,这就是所谓的“超音速飞机”,

教师在讲相对论时用这个例子作为过渡,打破学生固有的思维定势,让学生相信:与光波有关的运动叠加,不是一个简单的加减问题。从而让学生从心理上更易接受光速不变原理。

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