火车上的相对运动理论

易垣龙

一、相对运动的相关理论

相对运动的基础知识：所谓相对运动主要是指在某一物体相对其他物体而发生的运动，也就是以某一物体作为参照物，并将其视为保持恒定不动的运动状态，另一物体相对参照物体所发生运动的状态。

二、火车上的相对运动

火车相对运动不论是在生活中，还是在高中物理中都是非常常见的，也是高中物理中重要的考查内容。从货车相对运动来说，其主要包括火車与人、火车与地面以及火车与火车三个方面内容。

（一）火车与人

在我们日常生活中，火车是一个十分重要的交通工具，其不仅节省了人们在旅途上所消耗的时间，还为人们提供了一个安稳、舒适的环境。为了能够使我们在物理学习过程中与生活更加贴近，常常利用火车来设置相对运动问题。

人在火车上的运动一共包括两个方面：第一，当人坐在行驶的火车当中，将火车设置为参照物，人相对于火车来说是保持相对静止的状态，此时不论火车的行驶速度为多少，人相对于火车的速度为零；第二，人在火车中行走。我们在乘坐火车时常常会来回行走，此时还将火车设置为参照物，我们相对于火车来说就是运动的。要想知道我们在某一段时间后距离最初位置的距离，我们可以引用参考坐标系来解答此类问题，设我们座位为原点，行驶方向为正方向，在已知人行走速度的情况下，我们就能够计算出在某一段时间结束后人在火车上的具体位置。针对于火车和人之间的相对运动问题，既可以选择火车作为参考物，也将人视作参照物，根据以往的学习经验如果采用后者，那么此问题将会变得十分复杂，所以在解决物理相对运动问题时选择前者将非常有利于问题的解决，也能够将问题变得更加简单。

（二）火车与地面

我们经常能够看到火车在飞驰，之所以会产生这种感觉，是我们都默认地面为参照物，火车是相对地面进行了运动。并且，火车在行驶时会有一个速度，这个速度的多少也是相对地面而言的。针对于火车和地面的相对运动问题，是所有物理相对运动问题中最简单的问题，在对火车行驶位置进行计算时，可以将火车起点作为参考坐标系的原点，以地理方位为基础来设置坐标正方向，通常选择东为正方向，然后再已知火车行进速度和具体方向，以及在各个方向上的具体行驶时间，便能够有效解答出在某一时间末火车的具体位置。而火车上人在往窗外看时，其发现不管是树木还是地面都是向自己的身后运动，这种感觉的出现是火车上的人将自己和火车看成了一个整体系统，并将该系统当作是参照物，因此火车上的人才会出现这种错觉。火车和地面的相对运动问题是非常普遍的问题，也是较为简单的物体，只要正确选择和应用相对运动要素便能够获得理想效果，也能够使问题变得更加简单。

（三）火车与火车

在火车行驶过程中，常常会出现两个火车相遇或是同方向行驶的情况，在对两辆火车的相对问题进行分析和解答是一个较为复杂的过程，在参照物和参照坐标系的选择上都相对较为困难，这使得我们在解答此类相对运动问题时将会变得更加困难。

针对于两火车相遇情况来说，根据具体问题选择出最适当的解决方法。例如，在求解两个火车从碰面开始到错开时两点之间的距离时，此时便能够应用到相对运动理论。在两辆火车相对运动中，我们可以选择其中一辆火车作为参照物，此时我们依然可以选择地面为参照物，并以两个火车相遇的地点作为参考坐标系的原点，由于是相向而行，这使得该坐标系中速度将会出现正负，再加上车身长度是固定不变的，要想计算出前后两点之间距离，只需要根据已知条件、借用参考坐标系就能够计算得出，首先需要计算出从相遇到分开时的时间，然后再以正方向火车为基础计算出其行驶的距离，这也就是从相遇到分开后两点间的距离。

除了相遇以外，还有同方向运动的情况，其在分析和计算上与火车相向运动的情况类似，只需要我们能够抓住关键点，选择和设置关键的参照物和参考坐标系，那么此问题将变得十分简单。当我们在高中物理学习过程中，能够充分掌握和应用相对运动理论知识，那么当再遇到此情况时，也将会变得十分简单。

三、总结

总之，我们在高中物理知识的学习过程中，要想有效提高物理成绩不仅需要投入更多的精力，还需要我们能够扎实掌握相关知识理论，并将其准确应用在问题的分析和解答中。endprint