吴思勉

【摘要】 涉及多个物体、多种性质运动的综合应用型问题在高中物理教学中很常见也很重要，学生学习过程中时常感到有困难。汽车两种启动方式就属于这些情况中较典型的一类情况。针对这些情况，本人与有关教师合作于2016年12月申报了广东教育学会教育科研规划小课题《变速运动和匀速运动综合应用的一些研究》，努力研究这些情况解决一些问题、促进高中物理教学等。本文总结在此课题研究过程中引导学生从运动中涉及的物理量入手，结合有关规律，对汽车两种启动方式作的一些探究的情况，使学生清晰地认识有关汽车启动和运行中运动性质情况是怎样的，功率等物理量情况是怎样的。

【关键词】 两种 启动方式 探究

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2018）01-174-01

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应用有关物理知识解决有关物理问题，可以加深对有关物理知识的理解和掌握，有助于学生对物理知识的学习。也可训练和提高学生应用知识解决实际问题的能力，还可以指导人们在现代社会更好地使用和利用有机械工具等，是很有益的，值得提倡。

一、汽车启动后的运动主要涉及哪些物理量？主要涉及哪些物理规律？

教师可引导学生们从运动、力、运动和力多角度思考，再与附近同学讨论一下，再引导学生积极思考猜想回答。再引导学生归纳总结：

汽车启动后的运动从运动的角度看涉及物理量主要有t、S、v、a等；从力的角度看涉及物理量主要有F 、F牵、f等；从运动和力的角度看涉及物理量主要有P等。以下具体讨论汽车以恒定的功率P或以恒定的加速度a启动时某一阶段的运动时主要讨论这些物理量变或不变等情况。

汽车启动后的运动从运动的角度看涉及物理规律主要有运动学规律（公式和v-t图象）等；从力的角度看涉及物理规律主要有力的平行四边形定则、正交分解法等；从运动和力的角度看涉及物理规律主要有F合=ma；P=F牵v等。以下具体讨论汽车以恒定的功率P或以恒定的加速度a启动时某一阶段的运动时主要结合这些规律等讨论有关物理量变或不变等情况。

二、汽车以恒定的功率P启动后的运动可分几个阶段？各做什么性质运动？

教师可引导学生们从运动、力分别和联系起来思考，再与附近同学讨论一下。再引导学生猜想回答并简述理由；引导 、理论验证得到结论（各阶段物理量较多，讨论总结时未加数字角标，题中加） ：

第1阶段，汽车做时间t逐渐增大、位移s逐渐增大、初速度v0=0、速度v逐渐增大、加速度a逐渐减小、合力F 逐渐减小、功率P=P不变的变加速直线运动。（这个运动在速度v=vm 、加速度a=0、合力F=0； vm= P/f F牵= f时结束）。

第2阶段，汽车做时间t逐渐增大、位移s逐渐增大、速度为vm不变、加速度a=0、合力F=0、功率P=P不变的匀速直线运动 （这个匀速直线运动速度v=vm、加速度a=0、合力F=0； vm= P/f F牵= f）。

教师再引导学生用v-t图象简要形象描述，其他图象描述让学生课后去做，以加深理解。

引导学生自主探究、分析解答下列练习1，加深对汽车以恒定功率启动后的运动的理解。

练习1、在水平路面上运动的汽车的额定功率为100kW，质量为10000kg，设阻力恒定，为f=10000N，取g=10m/s2，若汽车以额定功率从静止启动后，则（1）汽车在运动过程中能达到的最大速度多大？（2）当汽车的速度为5m/s时，加速度多大？

参考答案（1）10m/s （2） 1m/s2

三、汽车以恒定的加速度a启动后的运动可分几个阶段？各做什么性质运动？

教师可引导学生们从运动、力分别和联系起来思考，再与附近同学讨论一下。再引导学生猜想回答并简述理由；引导 、理论验证得到结论（各阶段物理量较多，讨论总结时未加数字角标，题中加） ：

第1阶段，汽车做时间t逐渐增大、位移s逐渐增大、初速度v0=0、速度v逐渐增大、加速度为a不变、合力F不变、功率P逐渐增大的匀加速直线运动（这个运动在速度v= P/（ma+f）、加速度a=a、合力F=ma、 P= P额时结束）。

第2阶段，汽车做时间t逐渐增大、位移s逐渐增大、初速度v0= P/F =P额/（ma+f）、速度v逐渐增大、加速度a逐渐减小、合力F 逐渐减小、功率P=P额不变的变加速直线运动。（这个运动在速度v=vm 、加速度a=0、合力F=0； vm= P额/f F牵= f时结束）。

第3阶段，汽车做时间t逐渐增大、位移s逐渐增大、速度为vm不变、加速度a=0、合力F=0、功率P=P额不变的匀速直线运动 （这个匀速直线运动速度v=vm、加速度a=0、合力F=0； vm= P额/f F牵= f）。

教师再引导学生用v-t图象简要形象描述，其他图象描述让学生课后去做，以加深理解。

引导学生自主探究、分析解答下列练习2，加深对汽车以恒定功率启动后的运动的理解。

练习2、在水平路面上运动的汽车的额定功率为100kW，质量为10000kg，设阻力恒定，为f=10000N，取g=10m/s2，若汽车以1m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动（启动），则（1）汽车做匀加速直线运动的末速度多大？（2）汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度多大？

参考答案（1）5m/s、（2）10m/s

四、教学小结

1、（1）汽车以恒定功率P启动后的运动可分几个阶段？（2）各做什么性质運动？

参考答案（1）2个 （2）汽车做加速度a逐渐减小、功率P=P不变的变加速直线运动；汽车做加速度a=0、功率P=P不变的匀速直线运动。

2、（1）汽车以恒定加速度启动后的运动可分几个阶段？（2）各做什么性质运动？

参考答案（1）3个 （2）汽车做加速度为a不变、功率P逐渐增大的匀加速直线运动；汽车做加速度a逐渐减小、功率P=P额不变的变加速直线运动；汽车做加速度a=0、功率P=P额不变的匀速直线运动。

（备注： 本文相关课题《变速运动和匀速运动综合应用的一些研究》编号为GDXKT9051）

[ 参 考 文 献 ]

[1]广东教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书物理（必修2）（2010年7月第1版）.

[2]广东教育学会2016年度教育科研规划小课题立项开题培训资料.endprint