破解高三物理复习中的共同速度难题
2016-05-30夏之荷
夏之荷



在高三物理复习过程中,相对运动问题中的“共同速度”与“带动”问题中的共同速度,可以说是不少同学遇到的难点。作为一名高中物理爱好者,我下面就选择几道典型例题,谈谈自己的解题方法。
一、相对运动问题中的“共同速度”
甲、乙两质点速度随时间或其它因素变化而变化,从而使它们的相对速度發生变化,当相对速度为零时,甲、乙有共同速度。
(1)“撞车”问题。典型的叙述如下:甲火车以速度 1作匀速直线运动,突然发现正前方s米处有一列乙火车以速度 2( 2< 1)作同方向的匀速直线运动,就立即刹车,问甲火车的加速度应多大才不至撞车?
该题的 -t图像如图1所示,甲、乙两车的图线交点P的物理意义是该时刻甲、乙有共同速度。在共同速度出现时刻,系统应该有哪些特征伴随呢?如果此时刻甲、乙尚未碰撞,以后 甲< 乙,就不会撞车了,所以应有的特征是△ 1 2P的面积小于s。解题时抓住“临界”值,令S△ 1 2P=S,即可解得加速度的临界值a0,则a甲>a0为答案。
(2)追及问题。典型的叙述如下:汽车以速度 1作匀速直线运动,当它超过一辆摩托车时,摩托车即开始作加速度为a,初速为零的同方向的匀加速直线运动。问汽车与摩托车何时相距最远?最远距离为多少?
这问题从数学的角度出发,可以用二次函数△S= 1t- at2求极值的方法解决,但物理意义不够清楚。作出该题中两车的 -t图像,如图2所示,可以看出,两图线的交点P以左各时刻 汽> 摩,两车距离越来越远;P点以右各时刻 汽< 摩,两车距离不断减小。P点时刻两车有共同速度,对应的特征是两车相距最远。据此问题即可解决。
二、“带动”问题中的共同速度
所谓“带动”,指B的运动由A引起,是A拉着或推着B运动。根据带动原因的不同,可分几种情况:
(1)摩擦带动。经常遇到的问题为:质量为m、速度为 0的子弹打入静止在光滑水平面上质量为M的木块,并嵌在其内与木块一起沿原方向运动。这……
