祝興龍

(云南省大理州南澗縣第一中學(xué)，云南 大理 675700)

分析力的變化，研究運(yùn)動(dòng)規(guī)律

祝興龍

(云南省大理州南澗縣第一中學(xué)，云南 大理 675700)

正確的分析物體的運(yùn)動(dòng)過程是高中學(xué)生必須具備的基本能力，對物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究可以提高學(xué)生分析問題、理論聯(lián)系實(shí)際的能力.通過對運(yùn)動(dòng)物體的受力情況進(jìn)行分析，可以很好的研究物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.

力的變化;力的大小;力的方向

對于物體運(yùn)動(dòng)知識(shí)的學(xué)習(xí)是高中物理的必修內(nèi)容，力的變化與物體的運(yùn)動(dòng)形式緊密相關(guān)，分析受力物體所受力的大小和方向，對于研究物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律大有幫助.準(zhǔn)確判斷物體的運(yùn)動(dòng)形式是解決問題的關(guān)鍵，這就要求學(xué)生掌握基本的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和相應(yīng)的推導(dǎo)公式.

一、力的大小不變，方向不變

如果運(yùn)動(dòng)中的物體所受的力大小和(F合=0)方向保持不變，可以看作是勻速直線運(yùn)動(dòng)，勻速直線運(yùn)動(dòng)是研究復(fù)雜問題的基礎(chǔ)，因此學(xué)好勻速直線運(yùn)動(dòng)對于學(xué)生今后的學(xué)習(xí)有很大的幫助.在勻速直線運(yùn)動(dòng)中，速度的大小和方向均不發(fā)生改變，因此位移s與時(shí)間t成正比，即：s=vt.

例1 一人騎自行車以速度ν行駛了三分之二的路程，然后以5m/s的速度跑完其余路程，若整個(gè)路程的平均速度為3m/s，求ν的大小.

評注求解此類題型需特別注意不同時(shí)間段內(nèi)的平均速度可能不同，求平均速度要用到位移和時(shí)間公式，而速度是矢量要注意方向.

二、力的大小改變，方向不變

在變速直線運(yùn)動(dòng)中，力的大小改變，而方向保持不變.變速直線運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)的遞進(jìn)，是高中物理的必考知識(shí)點(diǎn)，對變速運(yùn)動(dòng)的理解要求學(xué)生理解概念、牢記速度位移公式.變速即速度發(fā)生改變，考查最多的是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，本節(jié)內(nèi)容要求學(xué)生掌握位移公式，并可以推導(dǎo)運(yùn)用.

例2 同一軌道上有A、B兩列火車同向行駛，A以νA=10m/s的速度在前，B以νB=30m/s的速度在后.因大霧，B在距A600m時(shí)見前方的A車，B采取制動(dòng)，但需減速1800m才可停止.求：(1)B做減速運(yùn)動(dòng)的加速度.(2)若B剎車8s后，A以a=0.5m/s2的加速度加速前進(jìn)，是否會(huì)發(fā)生事故，若不會(huì)相撞則兩車最近時(shí)相距多遠(yuǎn).

分析本題考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系，B采取制動(dòng)，要1800m才可停止，由速度位移公式可求B的加速度.判斷兩車能否相撞，需根據(jù)兩車速度和位移的關(guān)系，若速度相等時(shí)兩車不發(fā)生碰撞則之后就不會(huì)碰撞.

評注該類型題是變速直線運(yùn)動(dòng)的一種，是典型的相遇追及問題.在解題中應(yīng)準(zhǔn)確把握速度相等這一時(shí)間節(jié)點(diǎn)，同時(shí)牢記速度與位移公式以及其的變換公式.

三、力的大小改變，方向改變

曲線運(yùn)動(dòng)中，力的方向發(fā)生改變，大小也發(fā)生改變.曲線運(yùn)動(dòng)是生活中最常見的一種運(yùn)動(dòng)形式，對學(xué)生而言也是難度最大的一個(gè)考點(diǎn).高中考查的曲線運(yùn)動(dòng)有平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)等.在學(xué)習(xí)中需要掌握力的合成法和分解法，總結(jié)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn).

例3 如圖所示，長為L的桿OA的一端固定小球A，另一端點(diǎn)O用鉸鏈固定，桿靠在質(zhì)量為A，高為h的物塊上.若不計(jì)地面與物塊的摩擦力，求當(dāng)物塊以ν向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球A的線速度νA(此時(shí)桿的水平夾角為θ).

分析：該題考查物體的曲線運(yùn)動(dòng)，選取物塊與桿接觸點(diǎn)為B，B位于物塊之上，運(yùn)動(dòng)方向與物塊保持一致，則B點(diǎn)的速度就為物塊的速度，對B點(diǎn)進(jìn)行速度分解即可.

評注對于曲線問題需要明確合運(yùn)動(dòng)的各個(gè)分運(yùn)動(dòng)，靈活使用力的分解和合成，學(xué)會(huì)將運(yùn)動(dòng)的效果等量替換，一般的思路是確定物體合速度的方向和實(shí)際運(yùn)動(dòng)效果，依據(jù)平行四邊形定則確定分運(yùn)動(dòng)的方向，同時(shí)可以逆向轉(zhuǎn)換.

綜上所述，通過分析力的變化，探究物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.無論是勻速直線運(yùn)動(dòng)、變速直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)，它們都是高中物理的重點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中要善于歸納總結(jié)，聯(lián)系生活實(shí)際，抓住物體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)和核心，勤于練習(xí)加深理解.

[1]王志鵬.高中物理力學(xué)核心概念學(xué)習(xí)進(jìn)階研究[J].河北師范大學(xué),2014.

[2]王恒榮.關(guān)聯(lián)體速度問題的求解策略[J].新高考,2015(01).

G632

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1008-0333(2017)22-0071-02

2017-06-01

祝興龍(1977.09-),男,云南南澗, 中學(xué)一級, 本科，從事高中物理教學(xué).

責(zé)任編輯：閆久毅]