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        高中物理中的相對運動問題

        2013-04-29 17:01:44陳飛虎
        金色年華·教學參考 2013年5期
        關鍵詞:漂浮物參考系參量

        陳飛虎

        在運動學中特別是直線運動,會碰到不是單一的物體在地面上運動,而是二個或者更多的物體在地面上滑動。在教學中,這多個物體相互滑動求一些相關物理參量,學生不善于采用相對運動來解決問題。有的學生不了解這種思維,有的學生知道不會正確處理運用。筆者根據(jù)多年教學經驗總結了一些相對運動思維較難理解的常見題型,其具體解題方法為:以A物體為參考系研究B物體的運動,即在B物體的運動參量中減去A物體的運動參量。注意:這里所說的“減去”是矢量計算。

        一、相對運動思維方式的優(yōu)越性

        相對運動思維最大的優(yōu)越性就是將兩個物體的運動轉化成一個物體的運動,從而達到簡化問題的思維過程和計算過程的目的。

        例如:有人逆水行舟,途中從船上掉下一漂浮物,10分鐘后發(fā)現(xiàn),立即掉頭追趕,如果人劃船速度大小保持不變,則追上漂浮物需要多少分鐘?

        解析:取水為參照物,則漂浮物落水后不再運動,船以一定的速度運動10分鐘后調頭以原來的速度運動到漂浮物處,來回路程相等,故時間相同,也是10分鐘。

        點評:以水為參考系,化水動為水靜,這樣船在水中往返如同人在操場跑道上往返,答案立即可得。

        二、相對運動思維在最值問題中具有優(yōu)越性

        例如:如圖所示,某人與一平直公路的垂直距離h=50m,有一輛汽車以速度V0=10m/s沿此公路駛來,當人與汽車相距L=200m時,人開始勻速跑動。若人想以最小速度趕上汽車,人應沿與水平方向成多大的角度,以多大的速度奔跑?

        分析:將車作為參考系,人與車相遇,分析人相對于車的運動,合速度為沿著斜邊L指向車,人相對與車,參與兩個分運動:一個相對車的水平相左的V0;一個是自身的車速V,作三角形定則如圖,當車速V垂直L,V有最小值V1,則

        解得 V1=2.5m/s

        三、相對運動解題過程總結

        物體相對運動,要把握兩個物理參量:一個是相對初速度,一個是相對加速度

        其計算為:△V=|V1-V2|,△a=|a1-a2|

        標明正方向后,V1.V2.a1.a2均表示矢量

        這里僅討論△v與△a共線的直線運動,求出△V、△a就知道物體之間相對運動的性質,從而求相關參量。

        綜上所述,具體是什么問題,求什么物理參量,要看物體運動的過程及階段。相對運動思維分析問題比較優(yōu)越,但并不是所有的問題都用這種方法。作為老師需要啟發(fā)學生意識到分析相對物理量的重要性,指導他們掌握解題思路,最終達到提高學生解題能力的目的。

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