“假设”在一列火车内,火车加速度非常大,车厢封闭,人在车内跳起后会落在原点吗?怎么证明这题呢? 数学题开火车

作者&投稿:杨政 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
这是基本的相对运动问题,但却并不简单。就是因为那个加速度——而且从理论上讲,加速度的大小并不重要,即使加速度很小,但只要有,那就和没有不同了。有没有加速度, 本质就是惯性系和非惯性系的区别。
(1)若没有加速度,即是惯性系,那相对运动计算很简单,直接用牛顿运动定律即可。比如你的例子,如果没有加速度,那么:
从火车上看,人在车厢内自由活动,与在地面上并无区别,跳起后自然能落回原点。人感觉不到火车在走,人自己在水平方向上也没有动,只是上下动了一下。
从地面上看也一样:火车在走,人跟着火车以相同的速度在走,人跳起来,有了向上的位移和速度,但水平方向上仍然保持原有的、和火车相同的速度——因为惯性。等人落下后,火车也移动到了相同的位置,也就是还是落在了“原点”。从地面看来,人的运动轨迹其实是一条抛物线段,而火车的运动轨迹是一条直线段,两两合成,人相对于火车在水平方向上还是没有动。
(2)若是有加速度,也就是你的这个问题,那火车就是一个非惯性系了。若还以火车为参照系,那就不能直接使用牛顿运动定律了。
先不说理论,单从经验来看:如果火车加速(或减速)运动,车上的人能没有感觉吗?还能在火车上行动自如、和在地面上一样吗?人必然会感觉到地板或座位给的(水平方向上的)力,不扶着恐怕都站不稳。所以,结果也就很可能不同了。
火车是非惯性系,不能直接使用牛顿运动定律;但地面还是惯性系,我们就从地面上观察:火车以加速度a向前运动,人跳起来。竖直方向不用说,水平方向上,人在空中会因为惯性以一个速度向前运动:也就是起跳时火车的速度(假设为u)。人跳离地板后,也就无法再受到火车给的力,水平速度不会再改变(空气影响可以忽略)。所以,从地面来看,人的运动轨迹还是一条抛物线。再来看火车:人跳离后,火车还是加速运动,所以后面火车的水平速度就大于人的水平速度了(若人在空中的时间为t,那么等人落回地板后,火车的速度已经变成了:v=u+at)。整个过程,人的水平速度不变,而火车的速度在变大,所以走过的距离肯定不一样。与上面(1)对比:火车的轨迹虽然还是一条直线段,但其长度已经比人对应的那条抛物线段的水平跨度要大一些了。所以当人落回后,就无法再踩到原来(在火车上)的位置了。
当然,以上推理是基于牛顿经典力学理论的。若按相对论,那算法略有不同,但结果一样。对于你的这个问题,相对论和牛顿理论误差极小,完全可以忽略,没有质的区别。

选择的参照物不同,不一定会落到原点,证明,以大地为参照物,你与火车同向同速,在你跳起到落下有一个时间,在这个时间内,火车向某个方向运行了X距离,但是你也在这个方向上走了X距离,相对于大地为参照物,你不会落回原点,如果以火车为参照物,你会落回原点。



区别一下,到底是速度非常大还是加速度非常大,如果速度非常大,因为跳起来的人在行驶方向的速度和火车是一致的,所以会落到原点,如果是加速度非常大,那么火车一定有一个力在推动,当人跳起来是这个力不再施加给人,所以人在行驶方向的速度与起跳时的速度一致,而火车在加速度前进,实际速度是初始速度+加速度乘时间,所以人在车内起跳不会落在原点

火车内与外界是两个空间,不管火车跑得多快,车内的空间也是静止的,人在车内跳起后只会落在原点,就好像车内的苍蝇一样,它并没有象火车那样高速飞行,但还是能在高速火车内自由自在的玩耍

因为人在车厢内的移动速度与车厢相同 所以起跳以后是与车厢以相同速度在前进

小学一年级数学开火车~

其实开火车就相当于接龙一样,例如:老师出一些口算题让学生接龙式的回答谁先想出答案就轮到谁先回答,一个学生回答一道题。

图片上的数字有的看不清。方法是:
18-9=12-3=16-7(后面的看不清,只要把已知的减数加上9,就是要填写的被减数。9是由18-9=9而来的。只要共同的差是9就对。)
17-7=14-4(看不清,好像是4)=15-5(看不清,好像是5)[后面的无法辨认,只要把已知的减数加上10,就是要填写的被减数。10是由17-7=10而来的。只要共同的差是10就对。)]

“假设”在一列火车内,火车加速度非常大,车厢封闭,人在车内跳起后会落...
答:从火车上看,人在车厢内自由活动,与在地面上并无区别,跳起后自然能落回原点。人感觉不到火车在走,人自己在水平方向上也没有动,只是上下动了一下。从地面上看也一样:火车在走,人跟着火车以相同的速度在走,人跳起来,有了向上的位移和速度,但水平方向上仍然保持原有的、和火车相同的速度—...

如果我们在一个静止的火车上行走,突然火车加速,现在我们在行走就会感觉...
答:lz觉得在刹车的车厢里,人冲出去了,是选择了车厢作为参考系(非惯性系)。所有物体在选择非惯性系作为参考系分析受力的时候,都要额外增加一个非惯性力,这个力的大小与参考系的加速度有关,方向与参考系的加速度相反。车厢减速了,也就是说参考系的加速度向后,那么在选择车厢作为参考系的时候,要...

一列火车,向东行驶,加速度为a,车厢P和Q之间的力为F。火车向西行驶,同样P...
答:分析:设每节车厢的质量是 m,从车厢P与车厢Q之间作为分界,分界线以东共有K1节车厢,以西共有K2节车厢(不含火车头)。当火车以加速度 a 向东行驶时,火车头是在分界线的东边,那么对于分界线以西的全部车厢(K2节)来说,有 F=(K2 * m)* a 当火车以加速度 (2 / 3)a 向西行驶时,...

求解:一道高一物理加速度的题目
答:设火车的加速度为a,每节车厢的长度为L 根据题意,火车的初速度为0,设火车的第四节车厢头到达这个人眼前时的速度为V1,从启动到这时的位移为3L 根据Vt^2-Vo^2=2as 得到:V1^2=2a*3L (1)同理,设第四节车厢尾到达这个人眼前的速度为V2 ,显然有 V2^2=2a*4L (2)根据V2-V...

有一列火车正在做匀加速直线运动.从某时刻开始计时,
答:在匀加速直线运动中,连续两个相邻的时间间隔的位移之差是一定值 即由 可得 所以a=0.1m/s2

高一物理。匀加速直线运动...一列火车……
答:(1)设加速度为a,距离s = at^2/2 ,第一节火车的长度为 s1=2a,火车的长度为 s总=18a,所以火车有9节,(2) 前4秒经过的总长度s4=8a,即4节车厢,后两秒就有 5 节车厢经过他面前 (3)前5节车厢的长度为s5=10a,前5节车厢经过时间,根据s = at^2/2,可知为 2√5,有(2)...

有一列火车正在做匀加速直线运动,从某时刻开始计时,第1min内,发现火车...
答:有一列火车正在做匀加速直线运动,从某时刻开始计时,第1min内,发现火车前进了180m,第6min 有一列火车正在做匀加速直线运动,从某时刻开始计时,第1min内,发现火车前进了180m,第6min内,发现火车前进了360m。则火车的加速度为?... 有一列火车正在做匀加速直线运动,从某时刻开始计时,第1min内,发现火车前进了...

一列做匀变速直线运动的火车同,在50s内速度由10m/s增加到15m/s,求...
答:加速度a=(Vt-Vo)/t=(15-10)/50=0.1m/s^2

一辆匀速直线运动的火车,在50秒内速度由10M/s,增加到20M/s火车的加速度...
答:因为加速度a=Δv/Δt,速度变化量是20-10=10米/秒,时间是50秒,所以加速度就是10÷50=0.2米/秒²。

高一物理加速度问题求解
答:物理分析:匀减速,则速度减为一半的时间和剩余的减速时间相同 故滑行300m也用了20s 前三百米的平均速度就是减速10s的速度 那么,则其在第10s的时候的速度就是15m/s 在第40s的时候速度为0,容易得到,加速度为15(m/s)/30s=0.5m/(s*s)总平均速度为第20s速度一半时的速度,为10m/s故总距离为...