動態(tài)速度的計算題解析

熊飛娥

物理這門學(xué)科是為了幫助人類解決一些實際問題而逐步建立起來的自然科學(xué)，隨著科技的發(fā)展、社會的進(jìn)步，物理已經(jīng)深入人類生活的各個領(lǐng)域。初二教材“物體的運動”這章，要求學(xué)生掌握速度的計算題，很多教師以為學(xué)生數(shù)學(xué)已經(jīng)學(xué)了關(guān)于速度的計算，現(xiàn)在物理只要加上公式和書寫規(guī)范就可。其實不然，這部分有很多聯(lián)系現(xiàn)代科技和生活的動態(tài)速度的計算題，學(xué)生不容易理解，很容易混淆各物理量之間的對應(yīng)關(guān)系，從而計算錯誤或無從下手。下面我就幾個歷年的物理中考題為例來分析。

例1：一門反坦克炮瞄準(zhǔn)一輛坦克，開炮后1s看到炮彈擊中坦克爆炸，3.5s后聽到爆炸聲，若當(dāng)時的聲速是340m/s，求炮彈的飛行速度。

正確的解題過程是先分析出聲音傳播的路程就是反坦克炮和坦克之間的距離，那就要先算出聲音傳播的路程，問題就出在這里，有三分之二的學(xué)生把聲音傳播的時間對應(yīng)成3.5s，從而算出坦克和反坦克的距離為3.5s乘以340m/s，其實3.5s還包括炮彈飛行的Is。所以，應(yīng)該用聲音傳播的時間25s乘以340m/s，得出聲音傳播的路程，這個路程也就是炮彈飛行Is對應(yīng)的路程，最后算速度。這個題目要求學(xué)生分清楚炮彈和聲音兩個動態(tài)對應(yīng)的時間和路程，就可以正確解題了。

例2：（2014年大慶中考題）超聲測速儀向障礙物發(fā)射時間極短的脈沖超聲波，根據(jù)接收到的反射信號時間關(guān)系可以測量物體速度。如圖所示，測速儀B向迎面勻速行駛的汽車A發(fā)生兩次脈沖波的時間間隔為4.5s，發(fā)射第一個脈沖后1.4s后收到反射信號，發(fā)射第二個脈沖后0.4s收到反射信號，則汽車行駛的速度是多少？（超聲波在空氣中傳播的速度為340m/s）

題目出來后不到三分之一的學(xué)生能正確把題目解出來。其實大部分學(xué)生解不出來題目的原因是不能完全理解題意，這時教師要和學(xué)生一起分析題意。

分析：求汽車的速度必須知道其行駛的距離和相應(yīng)的時間。測速儀第一次發(fā)出超聲波時，經(jīng)過了0.7s到達(dá)了汽車處，而信號從汽車處返回測速儀，也行駛了0.7s的時間；在第二次發(fā)出的信號，在與汽車相遇返回到測速儀時，超聲波行駛了0.2s；這兩次汽車與測速儀的距離差就是汽車行駛的距離，再找出行駛這段距離所用的時間，測速儀第一次發(fā)出超聲波，運動了0.7sA'和汽車相遇，0.7s在4.5s內(nèi)，要用4.5s減掉0.7s，當(dāng)測速儀發(fā)出第二次超聲波完畢后，超聲波向汽車運動了0.2s遇到汽車，這0.2s沒有在4.5s肉，所以要加上0.2s。求出汽車運動的距離和時間，利用速度公式即可得解。

教師要想辦法走進(jìn)學(xué)生的思維世界，感知他們的思維和他們的困惑，才能解決他們存在的思維障礙，從而幫助他們解決問題，這樣既能增長學(xué)生的智慧，也能培養(yǎng)他們的情感、態(tài)度和價值觀，大大地激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動機(jī)。例題2明白之后，接著請學(xué)生們看看例題3和例4，結(jié)果果然出乎意料，大部分同學(xué)能快速正確分析題意并給出正確的答案。

例3：（2013年紹興中考題）交通部門常用測速儀來檢測車速。測速原理是測速儀前后兩次發(fā)出并接收到被測車反射回的超聲波信號，再根據(jù)兩次信號的時間差，測出車速，如圖甲。某次測速中，測速儀發(fā)出與接收超聲波的情況如圖乙所示，x表示超聲波與測速儀之間的距離。則該被測汽車速度是（假設(shè)越聲波的速度為340m/s，且保持不變）（

）

動態(tài)速度計算加圖像的分析竟然一半以上的同學(xué)讀完題目后能正確得出結(jié)論。當(dāng)然，我觀察到三分之一的學(xué)生還是比較茫然。

分析：如果能確定超聲波第一次與汽車相遇的地點4和第二次與汽車相遇的地點B之間的距離SARS，并能得到此過程所用的時間，其實這段路程對應(yīng)的時間是關(guān)鍵。根據(jù)速度計算公式就能得到汽車行駛的速度，分析完寫出下面的解題過程，幫助部分沒有完全理解的學(xué)生。

由圖像可知：超聲波第一次從測試儀發(fā)出到與汽車相遇的地點A，經(jīng)過的時間為t1=0.32s/2=0.16s，超聲波通過的距離為S渡=v渡=340m/s x0.16s=54.4m。

超聲波第二次從測試儀發(fā)出到與汽車相遇的地點B，經(jīng)過的時間為t2=0.24/2=0.12s，超聲波通過的距離為S渡2=v渡t2=340m/sx0.12s=40.8m，所以AB之間的距離為SAR=S波j-S波2=54.4m-40.8m=13.6m；測試儀發(fā)出的超聲波兩次間隔時間為Is，且測試儀第一次發(fā)出超聲波記為0時刻，則超聲波第一次從測試儀發(fā)出到與汽車相遇的地點A，經(jīng)過的時間為0.16s；超聲波第二次發(fā)出的時間為Is末，超聲波第二次與車相遇在B點的時刻應(yīng)該是ls+0.12s=1.12s，汽車從A點到B點行駛的時間是t=1.12s-0.16s=0.96s，所以汽車行駛的速度為v=s/t=1 3.6m/o.96s=14.17m/s，故選D。

通過以上動態(tài)速度的計算題的透析，讓學(xué)生親自經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、突破關(guān)鍵，從而自己解決問題的過程，這才是高級的、具有創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)活動。明代陳獻(xiàn)章說得好：“小疑則小進(jìn)，大疑則大進(jìn)，疑者覺悟之機(jī)也。一番覺悟，一番長進(jìn)?！?