高中物理教学论文 抓典型,熟方法--直线运动中的典型问题及解

1、抓典型 熟方法直线运动中的典型问题及解法直线运动部分的概念多、公式多、规律多,实际问题的情境千变万化,但若能透过现象看本质,将会发现在众多的“变幻”中,无非是四类典型问题在变换、重组,掌握这四类典型问题的处理策略后自然能以不变应万变。一、初速度为0的匀加速直线运动问题此类问题的基本解题策略是:在不能利用比值规律处理的情况下,应设法将中间位置或中间小过程与起点相联系,这样可以让绝大多数运动规律形式得到简化。例:物体从光滑的斜面顶端由静止开始匀加速下滑,在最后1s内通过了全部路程的一半,则下滑的总时间为多少?分析:物体运动的典型特征为,最 解:如图所示,有 由于解得:说明:末速度为0的匀减速直线运

2、动在变换成反方向的初速度为0的匀加速直线运动后可以采用同样的方法处理。二、不同性质的直线运动过程相连接的问题指匀速、匀加速、匀减速直线运动中的两个或三个组合在一起。此类问题的解题策略是:紧扣转折点速度。因为它既是前一运动阶段的末速度,又是后一运动阶段的初速度,找到它可以最大程度增加已知信息,对解题极为有利。例:质点由A点出发沿直线AB运动,行程的第一部分是加速度大小为a1的匀加速运动,接着做加速度大小为a2的匀减速运动,到达B点时恰好速度减为零。若AB间总长度为S,试求质点从A到B所用的时间t。 分析:整个运动过程由匀加速、匀减速两个阶段组成。基本解题思路是先找到转折点速度,再利用平均速度关系

3、式或速度公式求时间。解:设第一阶段的末速度为V 则由题意可知: 而 说明:只要涉及不同性质的直线运动,不管题中待求量是什么,解题的首要任务都应该是求出转折点速度。三、运动性质多变或周期性变化的问题此类问题牵涉的运动阶段较多,传统的分析方法过于繁琐,而且容易导致思维混乱。若能首先描绘出物体的图像,那么就可以从全局上把握住运动的特点,原本复杂的运动过程也变得形象、具体。例:一个物体原来静止在光滑的水平地面上,从开 的加?图像。如图所示,从图线下方所围图形的面积关系可以看出,每一秒内物体运动的位移大小构成等差数列,所以可以结合等差数列的求和公式进行求解。 解:物体在第1S内的位移为 由等差数列的求和

4、公式得n(n为正整数秒内物体的总位移之间 ,且 内所用时间为 由于,解 说明:运动性质周期性变化的问题借助图像处理,方便快捷。其他运动性质非周期性变化的问题(包括不同性质的直线运动过程相连接的问题借助图像处理,优点同样明显。四、追及和相遇问题此类问题由于涉及的运动物体不止一个,运动性质也往往不同,处理起来有一定的难度,但只要掌握正确的方法,还是可以化难为易,顺利解决的。该类问题解题的一般策略是:(一若两个物体在同一直线上运动1.明确每个物体的运动性质,画出运动过程示意图;2.利用两者的位移关系列方程;3.结合时间关系、速度关系解方程。其中两者速度相等是两物体能否相遇或距离取极值的重要临界条件。

5、例:火车以速度匀速行驶,司机发现前方同轨道上相距处有另一火车沿同方向以速度(对地、且做紧急刹车.要使两车不相撞,应满足什么条件?分析:两辆火车恰好不相撞的条件是:后车追上前车瞬间两者速度刚好相等。(务必注意不是后车追上前车瞬间后车速度为零,这一点可通过分析最后一段时间内的位移大小关系搞清。解:两车恰好不相撞的临界条件是:后车追上前车瞬间两者速度刚好相等。 如图有 所以要使两车不相撞,应满足 的加 后以该时刻的速度做匀速直线运动,在绿灯亮的同时,汽车B以的速 B车发生的位移为:,可知A必须再匀速运动一段时间才能追上B。设共需t时间汽车A才能追上汽车B 两者位移关系为如图，即 其中 解得： 说明：

6、 通过简单的运算先明确 A 车的实际运动情况， 而借助图像分析可以避免复杂的运 算。 （二）若两个物体不在同一直线上运动，则应利用两者运动时间的关系列方程，这也是 求解两类相遇问题的最大区别。 例：在某铁路与公路交叉的道口外安装的自动栏木装置如图所示，当高速列车到达A点 时，道口公路上应显示红灯，警告未越过停车线的汽车迅速制动，而超过停车线的汽车能在 列车到达道口前安全通过道口。已知高速列车的速度V 1 =120km/h，汽车过道口的速度 V 2 =5km/h，汽车驶至停车线时立即制动后滑行的距离是S 0 5m，道口宽度s26m，汽车长 l=15m。若栏木关闭时间t l 16s，为保障安全需多

7、加时间t 2 =20s。问：列车从A点到道口的 距离L应为多少才能确保行车安全？ 分析：此题涉及直线运动知识在实际问题中应用，与相遇问题有关，明确各个过程时间 之间的关系是本题的关键。 6 解：由题意可知，从列车到达 A 点到列车抵达道口，共经历三个阶段，超过停车线的汽 车安全通过道口阶段、栏木关闭阶段、保障安全额外增加的时间阶段。所以 A 点离道口的距 离应为： 其中 所以 说明：不同一直线上运动的物体发生相遇，这类问题相对比较简单，只要能正确找出物 体运动时间之间的关系，一般就能顺利解决。 变式练习： 1从静止开始以加速度a=10m/s 做匀加速直线运动的物体，在哪一秒内的位移是第一 秒内

8、位移的 3 倍？ 2一根链条自由下垂悬挂在墙上，放开后让链条作自由落体运动。已知链条通过悬点 下 32m 处的一点历时 05s，问链条的长度为多少？ 2 3跳伞运动员做低空跳伞表演，当直升飞机悬停在离地面 机作自由落体运动。运动一段时间后，打开降落伞，展伞后运动员以 速下降。为了运动员的安全，要求运动员落地速度最大不得超过 高时，运动员离开飞 的加速度匀减 。求： （1）运动员展伞时，离地面的高度至少为多少？着地时相当于从多高处自由落下？ （2）运动员在空中的最短时间为多少？（取 ） 4有一架电梯，启动时匀加速上升，加速度为 ，楼高 问：（1）若上升的最大速度为 ，制动时匀减速上升，加速度为 ，电梯升到楼顶的最短时间是 7 多少？（2）如果电梯先加速上升，再匀速上升，最后减速上升，全程共用时间为 升的最大速度是多少？ ，上 5摩托车以速度 车正以 沿平直公路行驶，突然