夯實(shí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)

何萬齡

勻變速直線運(yùn)動(dòng)，是最基本最典型的運(yùn)動(dòng)。學(xué)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)，首先要夯實(shí)基礎(chǔ)，這是掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)用的關(guān)鍵。下面從四個(gè)方面結(jié)合例子進(jìn)行討論。

一、熟記基本公式，打好關(guān)鍵基石

勻變速直線運(yùn)動(dòng)有三個(gè)基本公式：速度時(shí)間公式，位移時(shí)間公式，位移速度公式。這是解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題的基石。不少同學(xué)學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)學(xué)時(shí)感到困難，原因之一就是沒有熟記運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本公式。

例1 某乘客用手表估測(cè)火車的加速度，他先觀測(cè)3min，發(fā)現(xiàn)火車前進(jìn)了540m；隔3min后又觀測(cè)1min，發(fā)現(xiàn)火車前進(jìn)了360m。若火車在這7min內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則這列火車的加速度大小為（）。

分析與解答：設(shè)初速度為。代人數(shù)據(jù)解得。故選項(xiàng)B正確。

點(diǎn)撥：不少同學(xué)遇到實(shí)際問題時(shí)，不知道如何下手，究其原因，主要是不熟悉基本公式，沒有掌握基本公式的應(yīng)用。

二、掌握公式應(yīng)用，明確選擇方向

解決運(yùn)動(dòng)學(xué)的問題，必須要明確公式的選擇。通常，在計(jì)算勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移z時(shí)，如果有時(shí)間t，選用公式比較方便；如果不涉及時(shí)間的問題，用計(jì)算比較方便；如果沒有加速度a，用計(jì)算比較方便。

例2 某航母跑道長(zhǎng)200m，飛機(jī)在航母上滑行的最大加速度為6m/s²，起飛需要的最低速度為50m/s。那么，飛機(jī)在滑行前，需要借助彈射系統(tǒng)獲得的最小初速度為（）。

A.5m/s B.10m/s C.15m/s D.20m/s

分析與解答：首先明確起飛需要的最低速度為末速度，最小初速度為初速度，因?yàn)閱栴}不涉及時(shí)間，用方便。代人數(shù)據(jù)解得最小初速度為10m/s。故選項(xiàng)B正確。

點(diǎn)撥：運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式，除了三個(gè)基本公式，還有加速度的定義式，平均速度，實(shí)驗(yàn)公式等，公式多容易造成初學(xué)者不知選用哪一個(gè)比較好。因此，我們要有意識(shí)地熟悉選用公式的思想方法，明確方向。

三、理解矢量性質(zhì)，掌握處理方法

運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式均為矢量式，公式中的物理量x、a、v。、v均為矢量。在應(yīng)用時(shí)，一般以初速度方向?yàn)檎较?，凡是與v。方向相同的x、a、v均為正值，反之為負(fù)值。當(dāng)v0=0時(shí)，一般以a的方向?yàn)檎较?。這樣就可將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算，使問題簡(jiǎn)化。

例3 汽車遇緊急情況剎車，經(jīng)1.5s停止，剎車距離為9m。若汽車剎車后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則汽車停止前最后Is的位移是（）。

A.4.5m

B.4m

C.3m

D.2m

分析與解答：以汽車前進(jìn)的方向?yàn)檎较?，汽車做勻減速運(yùn)動(dòng)，則加速度為負(fù)，根據(jù)位移公式，解得。又根據(jù)對(duì)稱性，逆向思維可得，汽車停止前最后1s的位移。故選項(xiàng)B正確。

點(diǎn)撥：在解決運(yùn)動(dòng)學(xué)問題時(shí)，一般要先規(guī)定正方向，化矢量運(yùn)算為標(biāo)量運(yùn)算。有的問題，如果按正常解法求解有困難時(shí)，往往可以變換思維方式。例如，將末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng)通過逆向思維轉(zhuǎn)化為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

四、善于分段處理，化解復(fù)雜問題

對(duì)于包含幾個(gè)不同運(yùn)動(dòng)的問題，一般要分段分析，而各段交接處的速度往往是聯(lián)系各段的橋梁和紐帶。

例4 在某一高度以v₀=20m/s的初速度豎直上拋一個(gè)小球，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s²。當(dāng)小球速度大小為1Om/s時(shí)，以下判斷正確的是（）。

A.小球在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大小一定為15m/s，方向向上

B.小球在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大小一定為5m/s，方向向下

C.小球在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大小一定為5m/s，方向向上

D.小球的位移大小一定是15m

分析與解答：根據(jù)題給條件，小球可能處于上升階段，也可能處于下落階段，因此必須分階段考慮。如果是上升階段，平均速度，方向向上。位移。如果是下落階段，平均速度，方向向上。位移大小。故選項(xiàng)D正確。

點(diǎn)拔：對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的處理，既涉及基礎(chǔ)知識(shí)，又涉及基本方法。希望同學(xué)們一開始就養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，掌握分析解決問題的基本方法。這樣，既可以盡快破解運(yùn)動(dòng)學(xué)的問題，又可以為后續(xù)學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。