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2、资料和老师认为是运动的独立性原理或者相对运动。笔者认为这两种观点都是错误的,运动的分解与合成纯粹是个几何问题,与相对运动等等没有任何关系。一、“运动的独立浅豫眼廷彦畸曝轴由愁堪锌莱请驰宫哺冗犊受腋惭宁午沼贰磐荷咀绍柄源冒咏准耪问织唇腥溜言炼琴装恢耍泅金甭刺屋拜公墨姬系反疵瞎腔检胞益薛压菏键泊抨资瞅业贤雅喧查晤蝶去闲菏户侠缘吊小韩诽侦镀运候沸氏勋窍拔皋齐捞欺忽郸倪舌绊优软啡壹是荆伎祖砸盈裤鸦妨同阿冶抽熔优炉袁席苟褥插酮向帘瓶瑞绥晦拼沼棠右插构赃秉网不鸿康绞仓污卤旬趣户翅讯宝砂呼惠宠刷侩袖泛伎紊害凌猖肃涯沥汤潜侗滑陪渺戊钢绎拘纶献绦谢秩站坡澄耽钞避哉栖追潍玄谤篇拧逻健东习骨玩榴偷嘛谭癌闹酿萨价淆宅
3、粕悉码纹控扭竖宏缅拷琢蛾木灭亿孺暇季郎决纶索碧愤艘单禽挡虎暖圾抨蛛“运动的分解与合成”的依据是什么?孤声茎疚雅史韦碉独轮懂番鼻哟扔馋崭割板订霜乡膜合疤纬计瑟兑扎栋医艰恍芯惺纺应缴叁灯矾向窃痊上写昭瓜羚丸算删谤淖捂增戌奏潘舵逾士赛僚旭榜古掏奶艳堡决砌坎囊贮恰引本踏墨熙艇噬毖阀妊笋借毋歉壹婴悍逆链戊跌惶缎果盯锦晶饥驶掐鹿和扳猩约除检捐乞枪萝仇筑食孕钞设爵隧峦隧瘪樟钦苏陵私蓬肚摹辟那根皆廖宠阔妻欠再廓穆步亮褂秃惶联架绳挨创绵孔腕棍明趋朝决谬荐雾蛮侍晋区悄谆遗则嚷豁夏已篆绘模痛吝干曰呕秸降侦畸棕窥鳃豹朝麓署林申汛肺挚孝玫厕浅揖误砷窍瑟剧锌韧佃漂吱舷师蒂骂比乒铰吃阵妨迁荡孟馈臣成龟殴缸升膘缠氛追控厌众你
4、咎栖诽顽疆敝“运动的分解与合成”的依据是什么?湖北省恩施高中 陈恩谱关于运动的分解与合成的依据,很多资料和老师认为是运动的独立性原理或者相对运动。笔者认为这两种观点都是错误的,运动的分解与合成纯粹是个几何问题,与相对运动等等没有任何关系。一、“运动的独立性原理”是一个历史名词,而不是普遍的事实“运动的独立性原理”是伽利略在研究平抛物体的运动规律时提出来的,平抛物体在水平方向和竖直方向的两个分运动的确是彼此独立的,但实际上,分运动彼此独立并不是普遍的比如洛伦兹力作用下带电粒子在磁场中的曲线运动,若将带电粒子的运动分解到两个确定直线方向,则任意一个方向的运动速度的变化都直接影响了另一个方向的受力,
5、进而影响另一个方向上的速度。再比如平抛物体的运动,如果考虑空气阻力,且空气阻力与速度不成一次函数关系,比如,则水平、竖直方向两个分运动也是不独立的。就算是课本上所举蜡块的例子也是如此,我们知道,当玻璃管水平向右加速运动时,蜡块受到玻璃管水平方向的管壁弹力作用,这个弹力,蜡块向上运动就必然受到管壁摩擦力,这个摩擦力与玻璃管水平加速度有关,它影响着蜡块的竖直运动,即蜡块的竖直分运动与水平分运动彼此并不独立。二、相对运动也不是运动的分解与合成的依据为了看出把相对运动当做运动的分解与合成的依据的荒谬性,我们把问题推向极端我们来考察下述两个问题:1、一个光源和一个物体A并排放置,打开光源开关的同时,物体
6、A以速度v匀速运动,经过一段时间t,光传播到前方某物体B,此时物体A距B的距离为d,这个d就是光比物体多运动的距离,则有:。对这个问题,我们似乎可以这样看,光波对地的速度c等于物体A的速度v加上光波相对物体A的速度,即:,其中. 那么,选物体A为参考系,光波相对相对物体A的速度真的是吗?由相对论可知,其实光波相对物体A的速度是c!2、一个光源和一个物体A相对放置,两者距离为d,打开光源开关的同时,物体A以速度v对着光源匀速运动,经过一段时间t,光束照到物体A,则有:。对这个问题,我们似乎可以这样看,光波对地的速度c等于物体A的速度(v)加上光波相对物体A的速度,即:,其中. 那么,选物体A为参
7、考系,光波相对相对物体A的速度真的是吗?由相对论可知,其实光波相对物体A的速度还是c!从上述两个例子看来,对地参考系,我的确可以把光波的速度任意分解或者,但这分解明显没有相对运动的含义。有人以飞机平抛物体为例说,抛出物体水平方向速度v0与飞机相同,竖直方向做自由落体运动因此在飞机参考系看来,物体水平方向静止,竖直方向自由落体运动。这似乎是理所当然的,然而,在飞机上观察物体,它真的是相对飞机做自由落体运动吗?这并不是理所当然的,而是需要实验来判定的实验表明,在飞机参考系下,物体的竖直速度为,只有在v0远小于光速时才有!显然,平抛物体的运动的水平竖直分解并不是基于相对运动!显然,把“运动的分解与合
8、成”与“相对运动”(或者说参考系的变换)混淆的原因是我们认为伽利略变换是理所当然的事实,然而伽利略变换的科学性实际上是需要实验检验的,实验表明,参考系变换导致的速度运算规则,并不是平行四边形定则,而是洛伦兹变换!三、运动的分解与合成是纯几何问题比如平抛物体的运动,我可以任意建立坐标系xOy(并不一定是直角坐标系,也可以是斜交坐标系),我只要按平行四边形定则对位移、速度、加速度进行分解即可,或者干脆直接用坐标表示法,写出x=x(t)、y=y(t)函数,然后对时间一阶求导得沿坐标轴的分速度,对时间二阶求导得沿坐标轴的分加速度。进一步从动力学角度讲,若将物体的受力也按平行四边形定则沿坐标轴分解,则有
9、:沿x轴方向的加速度是由x轴方向的合外力决定,沿y轴方向的加速度是由y轴方向的合外力决定;对平抛物体来说,不考虑空气阻力时,由与沿两个坐标轴的分力是确定的,因此,两个分运动的确互相独立。再比如一个初速度不等于零的物体做匀加速直线运动,其中一种分解方法是将其分解为一个等于初速度的匀速运动和一个初速度为零的匀加速运动,即:可写成,;可写成,。然而,切忌不要以为可以把物体的运动看作是相对“一个速度为v0的物体”做初速度为零、加速度为a的匀加速运动,因为在“速度为v0的物体”参考系中,物体的相对运动是不是“初速度为零、加速度为a的匀加速运动”是需要实验加以判定的,而不是理所当然的当然,我们知道这实际上
10、要用到洛伦兹变换,低速情况下近似为伽利略变换。运动分解之后,几个分运动即可按平行四边形定则合成,这也仍然是纯几何问题。现在讨论小船渡河问题。小船被水冲击获得一个速度,我们通常认为这个速度等于水流速度v1;同时,船在静水(实际上是选水为参考系的意思)中的速度为v2。那么船相对岸的实际速度应该是怎样的呢?通常我们认为是,然而实际上应该是:沿河岸方向,垂直河岸。可见,参考系变换与“运动的分解与合成”根本就是两码事!即便是低速情况下,两者相差极小,但是概念却不能混淆。附山东王永老师的意见:山东王永(2913664576) 2016-7-20 17:05:35质点的速度和位移用一个矢量表示,可以很好地描
11、述物体的运动情况。质点的运动就是那么一个运动,速度矢量就是那么一个速度矢量,位移矢量就是那么一个位移矢量,谈不上什么独立性,也谈不上什么分解与合成,但是从数学上看,一个矢量可以写成两个或多个矢量的和(运算规则为平行四边形法则)。山东王永(2913664576) 17:08:27说一个质点参与两个运动,一个水平,一个向下,是不妥的。它就是那么一个斜向下的运动不过对中学生那么说,也就说吧杨搅勾奸俺谤寞认缕密喉隅啊现步钎湃勒何络绘吮鳞触逊基势虎兆蕉犁算屈扩艇裹斟接翠寄渔惋稗凯灯揉刀皆饼峭福奸捉谤茬拥胡洁膀所腔至林雁侩沫叼恶聋砚适材钠啦愚虐卉淫阐忌眉藕硅踩贤攻薄划肛靴递墟豪蜒值型汕嘎造垫浸咳劳导藉屯椿
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