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如何解运动学问题

2016-04-18曹国丽吉林省敦化市延边第三中学

新课程(中学) 2016年2期
关键词:运动学图象物体

曹国丽(吉林省敦化市延边第三中学)



如何解运动学问题

曹国丽
(吉林省敦化市延边第三中学)

摘要:高中物理难学是每一位教师面临的课题,如何化解它,各位同仁各抒己见,试图化解之。

关键词:瞬时性;分析;思维导图

对于刚刚步入高中的学生,物理学习是很难的,这就给学生学习带来了很大压力,如何让学生更好地学习,让学生适应并学会高中物理的学习方法,是每一位教师的责任和义务。我在多年的教学中,针对不同层次的学生和五花八门的问题,总结出对运动学有帮助的方法,请同行指正。

一、学会看图象(图象的四看)

(1)看轴:函数(纵轴或位移轴、速度轴);自变量(横轴或时间轴)

对应关系:时刻—位置—瞬时速度

(2)看截距:初始情况(初始时刻多为零时间的位置和速度)

(3)看斜率:(一段时间—位置变化“位移”—“速度变化”)

(4)看面积:v-t图中图象与坐标轴所围面积是运动的位移

牢记特例1:匀速直线运动

(1)相等时间,位移相等(或反之)

(2)速度不变(大小和方向都不变)

(3)X-t图是一次函数,也称是倾斜的直线或斜率不变

(4)运动快慢不变

(5)位置变化率不变

牢记特例2:匀变速直线运动:

(1)相等时间,速度改变相等(或反之)(2)加速度不变(大小和方向都不变)

(3)v-t图是一次函数也称是倾斜的直线或斜率不变

(4)速度变化快慢不变

(5)速度变化率不变

二、做题的思路(思维导图)

匀变速直线运动的公式

方程列表:

若初速度v0=0:

若自由落体运动a=g,x=h

(有二推论、二反推论)

一段、二段、三段相等时间内的位移比

1∶22∶32

第一个、第二个、第三相等时间位移比

1∶3∶5∶(2n-1)

三、解题时常用的思想方法

(1)理想化法(如质点模型、匀速直线运动、匀变速直线运动、自由落体运动等)。

(2)假设法(有多种可能时常用)依题意从某一假设入手,然后运用物体规律得出结果,再进行适当讨论,从而找出正确答案,这样解题科学严谨,合乎逻辑,而且可以拓宽思路。

(3)极端法(也称特殊值法或临界与极值):把握特殊情况,可使所分析问题更全面,利用临界值来作为解题思路的起点是一种很有用的思考途径,这种方法称为临界条件法。这种方法是将物体的变化过程推至极端——临界状态,抓住满足临界值的条件,分析物理过程进行求解。

(4)程序法:按顺序对题目给出的物体运动过程分析的方法简称“程序法”,程序法要求我们从读题开始,注意题中能划分多少个不同的状态,然后对各个过程或各个状态分析。

(5)一题多解——发散性思维训练;有利于熟悉各物理量和公式。

(6)多题一解——收敛性思维训练;有利于确定运动学的题型。

例:一小汽车从静止开始以3 m/s2的加速度行驶,恰有一自行车以6 m/s的速度从车边匀速驶过。(1)汽车从开动后到追上自行车之前,要经多长时间两者相距最远?此时距离是多少?(2)汽车什么时候追上自行车,此时汽车的速度是多少?

解析画简图如下:是二物体的单过程组合,根据程序分析画简图或(和)图象,关键词是“静止、匀速、相距最远”,由题中所给条件选取相应的方程;分析时要重点把握极端法——当两物体速度相等时的情况。

解法一:汽车开动后速度由零逐渐增大,而自行车速度是定值,当汽车的速度还小于自行车的速度时,两者距离越来越大,当汽车的速度大于自行车的速度时,两者距离越来越小。所以当两车的速度相等时,两车之间距离最大。

解法二:利用相对运动求解

以自行车为参考系,汽车追上自行车之前初速v0=v汽-v自=0-6m/s=-6m/s,加速度a=a汽-a自=3m/s2

汽车远离自行车减速运动(与自行车对地运动方向相反),当末速度为vt=0时,相对自行车最远

负号表示汽车比自行车落后

解法三:极值法

设汽车在追上自行车之前经时间t相距最远

利用二次函数求极值条件知

总的来说,在高中物理教学中,思想方法很重要,在我的理论体系中,瞬时性分析是重中之重,应予以高度重视。合理的方法加建模(如上题中相遇问题)再加上学生的努力,相信我们的明天会更好。

·编辑孙玲娟

作者简介:曹国丽(1966.4.18-),女,吉林省卡伦镇,学历:本科,现职称:中教一级,研究方向:物理教学。

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