题目
阿虚骑着自行车以5(m/s)向正北行驶,感受到了5(m/s)的西风,则实际上风的方向为?A. 东南风B. 西南风C. 西北风D. 东北风
阿虚骑着自行车以$5\text{m/s}$向正北行驶,感受到了$5\text{m/s}$的西风,则实际上风的方向为?
A. 东南风
B. 西南风
C. 西北风
D. 东北风
题目解答
答案
C. 西北风
解析
考查要点:本题主要考查相对运动中风向的判断,需要结合矢量合成的知识,理解风向的定义(风的来向)。
解题核心思路:
- 明确实际风速与运动方向:西风的实际方向是自西向东,阿虚向北骑行。
- 合成相对风速:将实际风速与阿虚的运动速度进行矢量合成,得到风相对于阿虚的速度。
- 判断风的来向:根据合成后的风速方向,确定风的实际来向。
破题关键点:
- 风向定义:风向指风的来向,需根据合成后的风速方向反向判断。
- 矢量运算:正确分解并合成东西、南北方向的速度分量。
步骤1:确定实际风速与运动方向
- 实际风速:西风为自西向东吹,速度大小为$5\text{m/s}$,方向为东。
- 阿虚运动:向北骑行,速度大小为$5\text{m/s}$,方向为北。
步骤2:计算相对风速
风相对于阿虚的速度为实际风速减去阿虚的速度(矢量运算):
$\vec{V}_{\text{相对}} = \vec{V}_{\text{风}} - \vec{V}_{\text{阿虚}}$
- 实际风速:向东$5\text{m/s}$(记为$+x$方向)。
- 阿虚速度:向北$5\text{m/s}$(记为$+y$方向)。
- 相对风速:
$\vec{V}_{\text{相对}} = (5\text{m/s}, 0) - (0, 5\text{m/s}) = (5\text{m/s}, -5\text{m/s})$
即风速为东$5\text{m/s}$和南$5\text{m/s}$的合成。
步骤3:判断风的来向
合成后的风速方向为东南方向(东偏南$45^\circ$),但风向是风的来向,因此实际风来自西北方向(东南的反方向)。