物理學(xué)習(xí)中的常見運(yùn)動模型

◎蔣小魯

物理學(xué)習(xí)中的常見運(yùn)動模型

◎蔣小魯

高中物理知識是在初中物理知識基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸與發(fā)展的，其主要是從表面的物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)向更加深入的物理研究。我們在對其進(jìn)行學(xué)習(xí)的時候，可以清楚感受到物理運(yùn)動知識的逐漸深入。本文就結(jié)合實(shí)際的例題，對高中物理中常見的一些運(yùn)動模型進(jìn)行分析。

物理這門學(xué)科中的知識點(diǎn)是建設(shè)在現(xiàn)實(shí)客觀事物上的，所以我們在對其進(jìn)行學(xué)習(xí)的時候需要學(xué)習(xí)觀察和思考，在實(shí)際中逐漸地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對一些物理的定義以及定律進(jìn)行深入了解與掌握。這樣才能夠?qū)\(yùn)動相關(guān)的問題進(jìn)行有效解答，并以此提升自己的解題效率和物理學(xué)習(xí)水平。

圓周運(yùn)動模型

圓周運(yùn)動是曲線運(yùn)動中十分關(guān)鍵的一個部分，我們在對其進(jìn)行學(xué)習(xí)的時候已經(jīng)先對曲線運(yùn)動的相關(guān)規(guī)律進(jìn)行了理解，在學(xué)習(xí)和解答圓周運(yùn)動時就比較簡單。而勻速圓周運(yùn)動是圓周運(yùn)動知識點(diǎn)中比較常見的部分，在對其進(jìn)行學(xué)習(xí)的時候我們要掌握線速度、角速度以及周期等相關(guān)的概念和之間的關(guān)系，這樣才能夠?qū)⒍墒褂玫綄?shí)際的例題中。在這里主要是將勻速圓周運(yùn)動作為例子進(jìn)行講解。

例題1：在地球的表面上有緯度不同的兩個點(diǎn)，其分別是a和b。若是將地球當(dāng)做一個球體，則ab兩個點(diǎn)隨著地球進(jìn)行自轉(zhuǎn)，同時進(jìn)行勻速性的圓周運(yùn)動，那么這兩個點(diǎn)在下面哪個方面的大小是一樣的？

A.線速度 B.角速度 C.加速度 D.軌道半徑

解析：這道題目是一道十分典型的運(yùn)動問題，我們在對這種題型進(jìn)行解答的時候，要首先對這種運(yùn)動的相關(guān)規(guī)律進(jìn)行理解。我們在學(xué)習(xí)勻速圓周運(yùn)動的時候就知道：線速度V、角速度 ，周期T以及頻率f之間的相互關(guān)系，在物理教材中也有詳細(xì)的描寫：，v=rω 等等相關(guān)的式子。因此在解答這道題目的時候我們就能夠根據(jù)v=rω來斷定AC都不正確，因此正確的答案只有B選項(xiàng)。

直線運(yùn)動模型

高中物理中的直線運(yùn)動分成了勻速直線運(yùn)動和勻變速直線運(yùn)動。我們在對其進(jìn)行學(xué)習(xí)的時候首先就需要對相關(guān)的基礎(chǔ)性定義進(jìn)行理解。例如其中將速度不變的直線運(yùn)動稱之為勻速直線運(yùn)動，其特點(diǎn)是物體在任何時間中經(jīng)過的路程與時間的比值是一定的，其中瞬時速度的大小與方向都不變，速度也不會發(fā)生變化，其中合外力是零，公式是：s=vt 。但是在實(shí)際生活化中是不存在絕對勻速直線運(yùn)動的，其只是將一個實(shí)際運(yùn)動進(jìn)行相似的處理，這是一種被理想化的運(yùn)動模型。在這里主要是將勻速直線運(yùn)動進(jìn)行闡述。

例題2：在一個勻速行駛的大巴中，一位同學(xué)正在往各個方向使用一樣的力進(jìn)行立定跳遠(yuǎn)，根據(jù)這個現(xiàn)象在以下選項(xiàng)中找出正確的說法。

A.朝著和大巴行駛方向一致跳的最遠(yuǎn)

B.朝著和大巴行駛方向相反進(jìn)行立定跳最遠(yuǎn)

C.朝著和大巴行駛方一致跳的最近

D.朝各個方向跳都是一樣的距離

解析：我們在對這道題進(jìn)行解答的時候，首先需要了解的是大巴和人一起進(jìn)行了勻速直線運(yùn)動，而人在進(jìn)行豎直跳的時候，因?yàn)槭艿搅藨T性的原因，人在空中的時候還需要在水平方向上與大巴用一樣的速度進(jìn)行運(yùn)動，而這個時候與人站在靜止大巴上是相同的。因此我們就可以將題目中的運(yùn)動當(dāng)做是在靜止的大巴上進(jìn)行運(yùn)動，在這種情況下朝著各個方向跳的距離都是一樣的，所以正確的答案是D。

平拋運(yùn)動模型

所謂平拋運(yùn)動，其是加速度的勻變速曲線運(yùn)動，運(yùn)動的軌跡為拋物線，其中存在的特征就是只受到重力的作用，其中加速度用g表示，具體能夠分成水平勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動。在水平方向上的公式表達(dá)為：vx=v0，x=v0t，其中運(yùn)動時間表達(dá)為，一般取決于豎直往下落的高度。

例題3：標(biāo)準(zhǔn)排球場總長度是18米，女排比賽網(wǎng)是2.24m，在一場市級比賽中，女排運(yùn)動員A在后排起跳強(qiáng)攻位置正好在距離網(wǎng)3米的正上方。之后A擊球速度不管多大，不是下網(wǎng)則是出界，試著分析出現(xiàn)這個現(xiàn)象的原因。

解析：在擊球的位置到球網(wǎng)水平距離恒定的時候，根據(jù)平拋運(yùn)動相關(guān)的規(guī)律就能夠知道，排球被水平擊出的初期速度越大，則就越不容易接觸網(wǎng)，但是如果速度過大，則擊球就會出界。若要讓球不接觸網(wǎng)，球速就需要大于一個值B，要讓球不出界，球速就要小于一個值C，要讓球不觸網(wǎng)不出界，則就必須要符合C≥V0≥B。如果根據(jù)平拋運(yùn)動相關(guān)的規(guī)律求出結(jié)果B比C大，其物理現(xiàn)象就是初期速度V0若是小于B就會觸網(wǎng)；初期速度若是大于C，則就必定大于C，因此就一定會出界，這就是題目中出現(xiàn)結(jié)果現(xiàn)象的原因。究其根本就是因?yàn)檫\(yùn)動員A擊球點(diǎn)高度不夠。設(shè)運(yùn)動員A擊球點(diǎn)高度是h，為了保障擊球不下網(wǎng)，則初期的速度要滿足于（h-24）≥，然后解得：=v1，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行推算，得出h＜2.39m就能夠不觸網(wǎng)不出界。

我們在對高中物理中一些運(yùn)動規(guī)律和知識定義進(jìn)行學(xué)習(xí)的時候，要多在實(shí)際的例題基礎(chǔ)上進(jìn)行鍛煉，對一些常見的運(yùn)動模型問題進(jìn)行深入的解析，研究其中運(yùn)動現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。然后綜合相關(guān)的定義來對題目進(jìn)行解析，在解答的過程中我們就能夠更加深入地對相關(guān)的概念進(jìn)行記憶，進(jìn)而真正達(dá)到學(xué)習(xí)的最終目的。

（作者單位：長沙市長郡中學(xué)）