高中物理专题－怎样学习物理规律：以匀变速直线运动为例

1、.怎样学习物理规律：以匀变速直线运动运动规律为例江苏省特级老师 戴儒京怎样学好物理规律呢?要重视物理规律的导出过程，抑制代公式、套公式的倾向.物理规律,包括定律、法那么、定理、公式,有的来源于前辈物理学家的实验,有的来源于已学过知识的推导就课本而言,学生要理解并应用规律,须知道规律的来龙去脉,能做实验的要尽量做实验,重视物理学家创设的物理背景；不能做实验的也要搞清推导过程.通过探究式学习,体验获得规律的过程,学习前辈物理学家探究物理规律的方法.同时,才能弄清规律的适用范围、公式的物理意义而不致于乱代公式、乱套公式,盲目地计算结果、对答案.下面以高中物理中很重要的规律匀变速直线运动的规律为例加以

2、说明.匀变速直线运动的根本规律有三个:速度时间关系速度公式: 1位移时间关系位移公式: 2速度位移关系公式: 3(1) 式在原来的课本上是从加速度的定义式:通过数学变换得来的.新课标教材通过实验探究而得到.探究方法是:用打点计时器或电火花计时器打出做匀速直线运动如用钩码拉着小车在程度桌面上的运动的一系列点,然后求出一系列计数点的速度,列出表格,再在座标系中描出一系列的点,再连这些点画出直线.这条直线说明运动物体的速度随时间均匀变化,是匀变速直线运动.而加速度a是直线的斜率,从而得出1式.通过探究式学习,不仅得到速度时间关系速度公式,而且学习计时器的使用,描点画图的方法,总结规律的途径.(2)

3、式是通过图象的变化而得到,这在新旧课本是一样的.不同的是旧课本把它作为阅读材料,新课标课本作为正文,并且是通过师生对话引入的.在对话中,以学生的语言提出解决求位移的问题的方法:要求如图1所示的匀变速运动的位移,可把每一段时间都看做匀速运动,分别求出每一段匀速运动的位移长方形的面积,各个面积之和就接近总的位移,如图2所示,如每一段时间越短,那么总面积越接近总位移,如图3所示;每一段时间足够短看要求的准确度短,那么总面积足够接近总位移;那么,每一段时间无限短,那么总面积等于总位移微积分的思想:如图4所示:位移x用v-t图象下面的梯形面积表示为:. yv00 t图1图2图3v vv00 t图4有条件

4、的学校或学生,可以用电脑的Excel通过列表画图.(3) 式是由1、2两式通过解方程组消去时间t而得到的.过程如下:由1得: 代入2式,得:, 整理后得3式.由于3式是从1、2两式推导而出的,所以又叫推论.由于3式是推论,所以这3个公式实际上只有两个是独立的,只能求出2个未知量. 以上3个公式的推导过程,特别是前两个公式的探究过程,同学们要一步一步地认真做,不要把它当作老师的讲解过程,自己只是听听而已.只有自己去做,才能体验探究规律的过程乐趣, 才能体会探究规律的成功的快乐,也才能深化地理解规律,不由自主地就记住了公式.有的同学抱怨公式难背,我说,公式不要象背语文课文和英语单词那样去背,经过探

5、究过程,你自然就记住了.例1.质量为2kg的物体静止在足够大的程度面上，物体与地面间的动摩擦因数为02，最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等。从t=0时刻开场，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的程度拉力F的作用，F随时间t的变化规律如下图。重力加速度g取10m/s2，那么物体在t=0到t=12s这段时间内的位移大小为A18m B54m C72m D198m【解析】拉力只有大于最大静摩擦力时，物体才会由静止开场运动0-3s时：F=fmax，物体保持静止，s1=0；3-6s时：F>fmax，物体由静止开场做匀加速直线运动 v=at=6m/s6-9s时：F=f，物体做匀速直线运动 s3=vt

6、=6×3=18m9-12s时：F>f，物体以6m/s为初速度，以2m/s2为加速度继续做匀加速直线运动所以0-12s内物体的位移为：s=s1+s2+s3+s4=54m，B正确【答案】B例2、如下图，以8m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2 s将熄灭，此时汽车间隔 停车线18m。该车加速时最大时速度大小为2m/s2，减速时最大加速度大小为5m/s2。此路段允许行驶的最大速度为12.5m/s，以下说法中正确的有A假如立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线B假如立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速C假如立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停

7、车线D假如距停车线处减速，汽车能停在停车线处【解析】纯熟应用匀变速直线运动的公式，是处理问题的关键，对汽车运动的问题一定要注意所求解的问题是否与实际情况相符。假如立即做匀加速直线运动，t1=2s内的位移=20m>18m，此时汽车的速度为12m/s<12.5m/s，汽车没有超速，A项正确；假如立即做匀减速运动，速度减为零需要时间s，此过程通过的位移为6.4m，C项正确、D项错误。【答案】AC例2、航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m =2，动力系统提供的恒定升力F =28 N。试飞时，飞行器从地面由静止开场竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10m/s2。 1第一次

8、试飞，飞行器飞行t1 = 8 s 时到达高度H = 64 m。求飞行器所阻力f的大小； 2第二次试飞，飞行器飞行t2 = 6 s 时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。求飞行器能到达的最大宽度h； 3为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开场下落到恢复升力的最长时间t3 。答案：14N242m32.1s【解析】1第一次飞行中，设加速度为a1t2a2v1a3t3a4v3匀加速运动由牛顿第二定律解得2第二次飞行中，设失去升力时的速度为，上升的高度为匀加速运动设失去升力后的速度为，上升的高度为由牛顿第二定律解得3设失去升力下降阶段加速度为；恢复升力后加速度为，恢复升力时速度为由牛顿第二定律 F+f-mg=ma4且V3=a3t3解得t3=s或2.1s例3、一卡车拖挂一一样质量的车厢，在程度直道上以v0=12m/s的速度匀速行驶，其所受阻力可视为与车重成正比，与速度无关。某时刻，车厢脱落，并以大小为a=2m/s2的加速度减速滑行。在车厢脱落t=3s后，司机才觉察并紧急刹车，刹车时阻力为正常行驶时的3倍。假设刹车前牵引力不变，求卡车和车厢都停下后两者之间的间隔 。解析：设卡车的质量为M，车所受阻力与车重之比为；刹车前卡车牵引力的大小为，卡车刹车前后加速度的大小分别为和。重力加速