高中物理教學(xué)論文 抓典型,熟方法--直線運動中的典型問題及解

1、抓典型 熟方法直線運動中的典型問題及解法直線運動部分的概念多、公式多、規(guī)律多,實際問題的情境千變?nèi)f化,但若能透過現(xiàn)象看本質(zhì),將會發(fā)現(xiàn)在眾多的“變幻”中,無非是四類典型問題在變換、重組,掌握這四類典型問題的處理策略后自然能以不變應(yīng)萬變。一、初速度為0的勻加速直線運動問題此類問題的基本解題策略是:在不能利用比值規(guī)律處理的情況下,應(yīng)設(shè)法將中間位置或中間小過程與起點相聯(lián)系,這樣可以讓絕大多數(shù)運動規(guī)律形式得到簡化。例:物體從光滑的斜面頂端由靜止開始勻加速下滑,在最后1s內(nèi)通過了全部路程的一半,則下滑的總時間為多少?分析:物體運動的典型特征為,最 解:如圖所示,有 由于解得:說明:末速度為0的勻減速直線運

2、動在變換成反方向的初速度為0的勻加速直線運動后可以采用同樣的方法處理。二、不同性質(zhì)的直線運動過程相連接的問題指勻速、勻加速、勻減速直線運動中的兩個或三個組合在一起。此類問題的解題策略是:緊扣轉(zhuǎn)折點速度。因為它既是前一運動階段的末速度,又是后一運動階段的初速度,找到它可以最大程度增加已知信息,對解題極為有利。例:質(zhì)點由A點出發(fā)沿直線AB運動,行程的第一部分是加速度大小為a1的勻加速運動,接著做加速度大小為a2的勻減速運動,到達B點時恰好速度減為零。若AB間總長度為S,試求質(zhì)點從A到B所用的時間t。 分析:整個運動過程由勻加速、勻減速兩個階段組成?；窘忸}思路是先找到轉(zhuǎn)折點速度,再利用平均速度關(guān)系

3、式或速度公式求時間。解:設(shè)第一階段的末速度為V 則由題意可知: 而 說明:只要涉及不同性質(zhì)的直線運動,不管題中待求量是什么,解題的首要任務(wù)都應(yīng)該是求出轉(zhuǎn)折點速度。三、運動性質(zhì)多變或周期性變化的問題此類問題牽涉的運動階段較多,傳統(tǒng)的分析方法過于繁瑣,而且容易導(dǎo)致思維混亂。若能首先描繪出物體的圖像,那么就可以從全局上把握住運動的特點,原本復(fù)雜的運動過程也變得形象、具體。例:一個物體原來靜止在光滑的水平地面上,從開 的加?圖像。如圖所示,從圖線下方所圍圖形的面積關(guān)系可以看出,每一秒內(nèi)物體運動的位移大小構(gòu)成等差數(shù)列,所以可以結(jié)合等差數(shù)列的求和公式進行求解。 解:物體在第1S內(nèi)的位移為 由等差數(shù)列的求和

4、公式得n(n為正整數(shù)秒內(nèi)物體的總位移之間 ,且 內(nèi)所用時間為 由于,解 說明:運動性質(zhì)周期性變化的問題借助圖像處理,方便快捷。其他運動性質(zhì)非周期性變化的問題(包括不同性質(zhì)的直線運動過程相連接的問題借助圖像處理,優(yōu)點同樣明顯。四、追及和相遇問題此類問題由于涉及的運動物體不止一個,運動性質(zhì)也往往不同,處理起來有一定的難度,但只要掌握正確的方法,還是可以化難為易,順利解決的。該類問題解題的一般策略是:(一若兩個物體在同一直線上運動1.明確每個物體的運動性質(zhì),畫出運動過程示意圖;2.利用兩者的位移關(guān)系列方程;3.結(jié)合時間關(guān)系、速度關(guān)系解方程。其中兩者速度相等是兩物體能否相遇或距離取極值的重要臨界條件。

5、例:火車以速度勻速行駛,司機發(fā)現(xiàn)前方同軌道上相距處有另一火車沿同方向以速度(對地、且做緊急剎車.要使兩車不相撞,應(yīng)滿足什么條件?分析:兩輛火車恰好不相撞的條件是:后車追上前車瞬間兩者速度剛好相等。(務(wù)必注意不是后車追上前車瞬間后車速度為零,這一點可通過分析最后一段時間內(nèi)的位移大小關(guān)系搞清。解:兩車恰好不相撞的臨界條件是:后車追上前車瞬間兩者速度剛好相等。 如圖有 所以要使兩車不相撞,應(yīng)滿足 的加 后以該時刻的速度做勻速直線運動,在綠燈亮的同時,汽車B以的速 B車發(fā)生的位移為:,可知A必須再勻速運動一段時間才能追上B。設(shè)共需t時間汽車A才能追上汽車B 兩者位移關(guān)系為如圖，即 其中 解得： 說明：

6、 通過簡單的運算先明確 A 車的實際運動情況， 而借助圖像分析可以避免復(fù)雜的運 算。 （二）若兩個物體不在同一直線上運動，則應(yīng)利用兩者運動時間的關(guān)系列方程，這也是 求解兩類相遇問題的最大區(qū)別。 例：在某鐵路與公路交叉的道口外安裝的自動欄木裝置如圖所示，當(dāng)高速列車到達A點 時，道口公路上應(yīng)顯示紅燈，警告未越過停車線的汽車迅速制動，而超過停車線的汽車能在 列車到達道口前安全通過道口。已知高速列車的速度V 1 =120km/h，汽車過道口的速度 V 2 =5km/h，汽車駛至停車線時立即制動后滑行的距離是S 0 5m，道口寬度s26m，汽車長 l=15m。若欄木關(guān)閉時間t l 16s，為保障安全需多

7、加時間t 2 =20s。問：列車從A點到道口的 距離L應(yīng)為多少才能確保行車安全？ 分析：此題涉及直線運動知識在實際問題中應(yīng)用，與相遇問題有關(guān)，明確各個過程時間 之間的關(guān)系是本題的關(guān)鍵。 6 解：由題意可知，從列車到達 A 點到列車抵達道口，共經(jīng)歷三個階段，超過停車線的汽 車安全通過道口階段、欄木關(guān)閉階段、保障安全額外增加的時間階段。所以 A 點離道口的距 離應(yīng)為： 其中 所以 說明：不同一直線上運動的物體發(fā)生相遇，這類問題相對比較簡單，只要能正確找出物 體運動時間之間的關(guān)系，一般就能順利解決。 變式練習(xí)： 1從靜止開始以加速度a=10m/s 做勻加速直線運動的物體，在哪一秒內(nèi)的位移是第一 秒內(nèi)

8、位移的 3 倍？ 2一根鏈條自由下垂懸掛在墻上，放開后讓鏈條作自由落體運動。已知鏈條通過懸點 下 32m 處的一點歷時 05s，問鏈條的長度為多少？ 2 3跳傘運動員做低空跳傘表演，當(dāng)直升飛機懸停在離地面 機作自由落體運動。運動一段時間后，打開降落傘，展傘后運動員以 速下降。為了運動員的安全，要求運動員落地速度最大不得超過 高時，運動員離開飛 的加速度勻減 。求： （1）運動員展傘時，離地面的高度至少為多少？著地時相當(dāng)于從多高處自由落下？ （2）運動員在空中的最短時間為多少？（取 ） 4有一架電梯，啟動時勻加速上升，加速度為 ，樓高 問：（1）若上升的最大速度為 ，制動時勻減速上升，加速度為 ，電梯升到樓頂?shù)淖疃虝r間是 7 多少？（2）如果電梯先加速上升，再勻速上升，最后減速上升，全程共用時間為 升的最大速度是多少？ ，上 5摩托車以速度 車正以 沿平直公路行駛，突然