高一物理學(xué)習(xí)方法:物理速度疊加的兩種經(jīng)典類型
2019-04-15 12:17:57網(wǎng)絡(luò)資源
先提出一個問題。有一架飛機(jī),其速度為V=330m/s,裝有一挺機(jī)槍,向前方發(fā)射子彈,機(jī)槍的技術(shù)規(guī)格標(biāo)明:子彈速度v1=340m/s,問:子彈相對地面的速度u1是多少?假定聲速v2=331m/s,問:飛機(jī)發(fā)動機(jī)發(fā)出的聲音(聲波)相對于地面的速度是多少?相對于飛機(jī)的速度是多少?(假定風(fēng)速為零)
答案是明顯的:子彈相對于地面的速度u1=V+v1=670 m/s。因?yàn)関1是子彈相對于飛機(jī)的速度,加上飛機(jī)相對于地面的速度,就得子彈相對于地面的速度。
而聲波相對于地面的速度就是v2=331m/s,并不需要加上飛機(jī)的速度,因?yàn)槁暡ㄊ侵嘎暡ㄔ诳諝庵袀鞑サ乃俣,這個速度與波源(即飛機(jī))的速度是無關(guān)的,風(fēng)速為零,所以聲波相對于地面的速度就是聲速331m/s。
這時飛機(jī)相對于地面的速度是330m/s所以聲波相對于飛機(jī)的速度只有1m/s,即飛機(jī)幾乎要追上它自己發(fā)出的聲音了。
子彈和聲波都是飛機(jī)所發(fā)出的,但是它們的速度相加方式是不同的,一種是“粒子”的方式,一種是“波動”的方式。
飛機(jī)不可能“立即追上”它所發(fā)射的子彈,不管飛機(jī)飛得多么快。反之,當(dāng)飛機(jī)的速度超過聲速時,它會“立即”超過自身所發(fā)出的聲波,這就是所謂的“超音速飛機(jī)”,
教師在講相對論時用這個例子作為過渡,打破學(xué)生固有的思維定勢,讓學(xué)生相信:與光波有關(guān)的運(yùn)動疊加,不是一個簡單的加減問題。從而讓學(xué)生從心理上更易接受光速不變原理。