高一物理掌握物理規(guī)律 巧解運動學(xué)習(xí)題 上教版

1、高一物理掌握物理規(guī)律 巧解運動學(xué)習(xí)題佛山市高明區(qū)第一中學(xué) 周兆富怎樣合理地選用運動學(xué)規(guī)律解題呢？首先要根據(jù)題意找準(zhǔn)研究對象，明確已知和未知條件，復(fù)雜的題可畫出運動過程圖，并在圖中標(biāo)明此位置和物理量。再根據(jù)公式特點選用適當(dāng)?shù)墓交蛲普摻忸}。如果題目涉及不同的運動過程，則重點要尋找各段運動的速度、位移、時間等方面的關(guān)系。在解決這類問題時如果巧用圖像法、巧選參考系等方法會使問題變得簡單易解，這需要同學(xué)們在今后的實踐中逐步體會。一、 巧用圖像解決運動學(xué)問題運用s-t和v-t圖像時，要理解圖像的正確含義，看清坐標(biāo)軸的物理意義。在具體解決有些問題時，如果能夠根據(jù)題意畫出圖像，解題就方便了。-32O8162

2、4323264v/(m.s-2)s/t圖1例1：一宇宙空間探測器從某一星球的表面垂直升空，宇宙探測器升到某一高度，發(fā)動機關(guān)閉，其速度隨時間變化如圖1所示，升空后8秒，24秒，32秒時的探測器運動速度分別是多少？探測器所能達(dá)到的最大高度是多少？該行星表面的重力加速度是多少，上升加速過程中的加速度是多少？解析：由圖像可知升空后，8s,24s,32s的速度分別是64m/s,0,-32m/s探測器達(dá)到的高度，可以從024秒內(nèi)圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示，探測器上升加速過程的加速度關(guān)閉發(fā)動機后僅探測器僅在重力作用下運動，其加速度即為該星球的重力加速度，則由圖像可知負(fù)號表示其方向與運動方向相反。例2： 一個

3、質(zhì)點沿直線運動，第1s內(nèi)以加速度a運動，位移s1=10m，第2s內(nèi)以加速度-a運動，第3s、第4s又重復(fù)上述的運動情況，以后如此不斷地運動下去，當(dāng)經(jīng)歷T = 100s時，這個質(zhì)點的位移是多少？圖2Vtv0O解析：畫出質(zhì)點運動的vt圖像，如圖2所示，由于每1s內(nèi)的加速度相等，即每1s內(nèi)v-t圖線的斜率相等，因此，圖像呈周期性變化，根據(jù)圖線下方與t軸的面積等于位移的關(guān)系可得點評：在解本題時不能設(shè)初速度為零。本題有多種解法，同學(xué)們可對各種解法進(jìn)行比較。BC圖3-1VAAVVVOOOt/2t/2tttBDAt/2t/2圖3-2CVOt例3：（1998年上海）有兩個光滑的固定斜面AB和BC。A和C兩點在

4、同一水平面上，斜面BC比斜面AB長（如圖3-1所示），一個滑塊從A點以速度VA上滑，到達(dá)B點時速度減小為零，緊接著沿BC滑下，設(shè)滑塊自A點到C點的總時間是to，那么在下列（圖3-2）四個圖中，正確的表示滑塊速度V大小隨時間t變化的規(guī)律是（ ） 解析：滑塊在AB段上做勻減速運動，在BC段上做初速度為零的勻加速運動，在AB段上加速度大于在BC段上的加速度大于在BC段的加速度，由機械能恒定律可知滑塊在A、C兩點速度相等，滑塊在AB段的運動時間小于在BC段的運動時間，由此可知答案C正確。 點評：本題的關(guān)鍵是判斷加速度的大小，知道加速度是v-t圖像中圖線（或切線）的斜率。二、 巧選參考系解決運動學(xué)問題物

5、體運動都是相對參考系而言的，有時為了研究問題的方便，可巧選參考系，如兩車追及問題或自由落體運動等，這樣可以簡化求解過程。例4. 列火車從靜止開始勻加速直線運動，一個人站在第一節(jié)車廂的前頭觀察，第1節(jié)車廂通過用了2s，列車全部通過他用了6s，則這列火車共有車廂（ ）節(jié)。解析：選取火車為參考系，人做初速度為零的勻加速直線運動，設(shè)1節(jié)車廂長為s，則n節(jié)車廂長為ns，因為，所以n = 9，即這列火車共有9節(jié)車廂。例5. 汽車在十字路口等綠燈，當(dāng)綠燈亮?xí)r，恰有一自行車以6m/s的速度勻速行駛并從后邊趕過汽車，求：（1）汽車啟動后，在追上自行車前何時兩車相距最遠(yuǎn)？距離是多少？（2）何時候車追上自行車，此時

6、速度是多少？解析：（1）選勻速運動的自行車為參考系，則從運動開始到相距最遠(yuǎn)這段時間內(nèi)，汽車相對參考系的各個物理量為：初速度末速度加速度相距最遠(yuǎn)（負(fù)號表示汽車落后）（2）汽車追上自行車時，二車位移相等，則：，解得t/ = 4s,例6：電梯以v0勻速豎直上升，某時刻有一螺帽電梯的天花板上脫落，掉到電梯的底板上，天花板與底板的距離為h，則在此過程中相對于地面的位移為（ ）解析：選電梯為參考系，螺帽做自由落體運動，從天花板落到地面所用的時間，選地面為參考系，在t時間內(nèi)，電梯向上的位移為，螺帽位移是向下位移h與向上位移h/之和，所以螺帽位移的大小為。點評：以上三題都有多種解法，其解題的難易和繁簡程度是不

7、同的，其中巧選參考系是最佳解題方法。三、巧用勻變速運動規(guī)律推論解題物體作勻變速直線運動時除了遵守幾個基本公式外，運用不同的直線運動的特點會在許多情況下收到事半功倍的效果。（1）勻變速直線運動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度，即。例7. 質(zhì)點做初速度為零的勻加速直線運動，若運動后在第3s末到第5s末質(zhì)點的位移為40m，求質(zhì)點在前4s內(nèi)的位移是多少？解析：由前面結(jié)論可知，物體在第4s末的瞬時速度為：所以質(zhì)點前4s內(nèi)的位移為：點評：靈活運用平均速度進(jìn)行解題，可以使復(fù)雜問題簡單化。（2）做勻變速直線運動的物體，在連續(xù)相等時間的間隔（T）內(nèi)，位移之差為一恒量，即SS= SS =

8、 = SNSN-1 = S = aT2例8. 物體以某一速度沖上一光滑斜面，前4s的位移為1.6m，隨后4s的位移為零，那么物體的加速度多大？解：由于整個過程A保持不變，是勻變速直線運動，由S = aT2得物體加速度大小為：點評：用S = aT2求解會使問題變的簡單，在利用紙帶測量加速度時要用到此結(jié)論。此結(jié)論是解決各種動力學(xué)實驗問題的一個重要手段，同學(xué)們要學(xué)會靈活運用。例9從斜面上某一位置，每隔0.1秒釋放一個小球，在連續(xù)釋放幾個小球后，對在斜面上滑動的小球拍下照片，如圖4所示，沒得，試求：ACB圖4小球的加速度。拍攝時B球的速度VB。拍攝時CD間的距離。A球上面滾動的小球還有幾個。解析：小球做勻變速直線運動，按處理紙帶的方法，應(yīng)用和S =