摘 要:勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是高中物理運(yùn)動(dòng)學(xué)的一個(gè)核心內(nèi)容,考試時(shí)既可以單獨(dú)考察,也可以與力學(xué)結(jié)合,與能量、動(dòng)量結(jié)合,還可以與電磁學(xué)結(jié)合,貫穿于整個(gè)高中物理,是學(xué)生必須掌握的知識(shí)點(diǎn)。勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律多,且公式間相互聯(lián)系,解題方法靈活,導(dǎo)致學(xué)生解題時(shí)容易引起思維混亂,所以需要我們系統(tǒng)掌握。
關(guān)鍵詞:勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);解題方法;高中物理
一、 應(yīng)用基本公式
勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)基本公式有三個(gè)(或者說(shuō)兩個(gè),第三個(gè)是由前兩個(gè)推導(dǎo)出來(lái)的):
三個(gè)公式,一共包含五個(gè)物理量,每個(gè)公式中都有初速度和加速度,知道其中三個(gè)可以求出剩余的兩個(gè),解題時(shí)羅列出所有題目中已知量和要求量,然后去掉初速度和加速度,如果剩余末速度vt、時(shí)間t就選擇第一個(gè)公式,如果剩余時(shí)間t和位移x就選擇第二個(gè)公式,如果剩余末速度vt和位移x就選擇第三個(gè)公式。在使用公式時(shí)需要注意:(1)三個(gè)基本公式的適用條件都是物體做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),所以應(yīng)用基本公式解題時(shí)要先明確物體做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
(2)公式中的位移、速度、加速度都是矢量,應(yīng)用它們解題時(shí)應(yīng)先根據(jù)規(guī)定的正方向確定好它們的正負(fù)值。
二、 平均速度推論法
勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的平均速度:v-=v中時(shí)=v0+vt2。平均速度等于中間時(shí)刻的速度,等于初末速度之和的一半,在知道位移和時(shí)間,或者初末速度的時(shí)候,可以求出運(yùn)動(dòng)過(guò)程的平均速度和中間時(shí)間的速度,解題更簡(jiǎn)單。
例1:某道路規(guī)定,車(chē)輛行駛的速度不得超過(guò)40 km/h。有一輛車(chē)遇到緊急情況剎車(chē)后,經(jīng)時(shí)間t=1.5 s停止,測(cè)得路面上的剎車(chē)痕跡長(zhǎng)為s=9 m,若剎車(chē)后車(chē)的運(yùn)動(dòng)看做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。求汽車(chē)剎車(chē)后的加速度有多大?試問(wèn)這輛車(chē)是否違章?
解題思路:已知總位移和總時(shí)間可以求出平均速度,然后利用平均速度等于初末速度和的一半求出初速度,再與限定速度比較。
三、 逐差法
逐差公式:做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體,在任意兩個(gè)相等時(shí)間間隔的位移之差是一個(gè)恒量Δx=aT2;若已知第m個(gè)T內(nèi)的位移,第n個(gè)T內(nèi)的位移,則有xm-xn=(m-n)aT2。
當(dāng)題目中出現(xiàn)相等的時(shí)間間隔的位移或者位移差的時(shí)候,應(yīng)該優(yōu)先考慮逐差法。
例2:一物體沿直線(xiàn)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),如圖,測(cè)得它在A(yíng)B、BC、CD三段的時(shí)間均為t,測(cè)得位移AC=L1,BD=L2,試求物體的加速度。
識(shí)圖方法:一軸、二線(xiàn)、三斜率、四面積、五交點(diǎn)。
一坐標(biāo)軸:首先明確所給的圖像的類(lèi)型。即明確圖像中坐標(biāo)軸所代表的物理量及兩個(gè)物理量之間的關(guān)系。
二圖線(xiàn):表示物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物理量的變化過(guò)程和規(guī)律,如速度—時(shí)間圖像中圖線(xiàn)若為傾斜直線(xiàn),則表示物體做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
三斜率:圖像的斜率經(jīng)常表示重要的信息。表示縱軸物理量隨橫軸物理量變化的快慢問(wèn)題。如位移—時(shí)間圖像的斜率表示速度大小,速度—時(shí)間圖像的斜率表示加速度大小。
四圖像面積:圖線(xiàn)與兩條坐標(biāo)軸圍成的面積常表示重要信息。如速度—時(shí)間圖像與橫軸包圍的“面積”大小表示位移大小。
五交點(diǎn):如位移—時(shí)間圖像的交點(diǎn)表示兩運(yùn)動(dòng)物體在該時(shí)刻相遇。速度—時(shí)間圖像的交點(diǎn)表示此時(shí)刻兩物體的速度相等。
例4:物體沿一直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程為S,它在中間位置S/2處的速度為V1,在中間時(shí)刻t/2時(shí)的速度為V2,則V1和V2的關(guān)系為()
六、 巧選參考系方法
物體做怎樣的運(yùn)動(dòng)與選取的參考系有關(guān)系。物體在地面運(yùn)動(dòng)時(shí)常常以地面為參考系,有時(shí)選擇其他的參考系,題目會(huì)變得非常簡(jiǎn)單。
作者簡(jiǎn)介:
韋成珍,甘肅省白銀市,甘肅省白銀市實(shí)驗(yàn)中學(xué)。