力学中往返运动问题综述
2021-09-10杨晓丹
杨晓丹






摘 要:速度的改变贯穿于往返运动全过程之中,从这一维度出发将往返运动进行分类和归纳,探讨各类问题的运动规律和解题技巧,以便于总结和深度学习.
关键词:力学;对称思想;v-t图;周期运动;往返问题
中图分类号:G632文献标识码:A文章编号:1008-0333(2021)04-0087-06
在高中物理的复习和考试中,单个物体或多物体体系做往返运动的实例屡见不鲜.根据该类问题中研究物体的速度变化规律,我们把往返运动基本可分为:类上抛型(“v零v”型)、“零v零”型和“鹿回家”三大类型,下面将对这三种类型问题的运动规律以及求解思路等展开具体描述.
一、类上抛型(v零v型)
有这样一种往返运动,它虽然不是严格的竖直上抛运动,却可以采用类似的方法来处理;它的初末速度虽然不一定表现出严格的对称性,却也呈现出“非零—零—非零”的变化趋势,这类运动被统称为“类上抛”或“v零v”运动.表1总结了几种典型类上抛运动的运动规律和对应v-t图.
表1 典型类上抛模型的物理规律对比
运动规律结论v-t图像
竖直上抛运动
全过程:v=v0-gt h=v0t-12gt2
v2-v02=-2gh上升的最大高度:H=v20/2g,上升到最高点的时间:t=v0/g,回到抛出点时的速度v=-v0.(严格的对称性)
光滑斜面往返、传送带上往返(v传≥v0)
全过程:v=v0-at
x=v0t-12at2
v2-v02=-2ax
离出发点的正向最大距离:x=v20/2a,刚要返回时的运动时间:t=v0/a,回到出发点时的速度v=-v0.(严格的对称性)
阻力恒定的上抛运动、粗糙斜面往返运动
减速段:
v=v0-a1t x=v0t-12a1t2
v2-v02=-2a1x
加速段:v=a2t
x=12a2t2
v2=2a2x
离出发点的正向最大距离:x=v20/2a1,刚要返回时的运动时间:t=v0/a1,vv0=a2a1=t1t2.(除往返距离相等外,不具备对称性)
阻力与……
