劉海明

【摘 要】本文從實(shí)際生活中的相同位移下節(jié)約時(shí)間的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題出發(fā)，抽象出物理模型，應(yīng)用作差、作商以及圖像法建立物理量的等量關(guān)系，進(jìn)行科學(xué)推理，解決現(xiàn)實(shí)中提高效率的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】運(yùn)動(dòng)學(xué);物理模型;提高效率

中圖分類號(hào)： G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）02-0232-003

【Abstract】This paper starts from the kinematics problem of saving time under the same displacement in real life， abstracts the physical model，applies the difference，the operator and the image method to establish the equivalent relationship of physical quantity，carries on the scientific reasoning，and solves the problem of improving the efficiency in reality.

【Key words】Kinematics;The physical model;Improving the efficiency

0 引言

2016年9月在北師大舉行的“中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)研究成果發(fā)布會(huì)”發(fā)布研究成果對(duì)中國(guó)學(xué)生身心發(fā)展核心素養(yǎng)做了界定。在發(fā)展中學(xué)生核心素養(yǎng)的指導(dǎo)下，各學(xué)科又制定了學(xué)科核心素養(yǎng)。物理學(xué)科的核心素養(yǎng)包括：物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。在科學(xué)思維中提到，“科學(xué)思維”主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素，能正確運(yùn)用科學(xué)思維方法，從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行科學(xué)推理、找出規(guī)律、形成結(jié)論，并能解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問(wèn)題[1]。本論文討論與生活中的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題，從中抽象出物理模型，建立物理量的等量關(guān)系，進(jìn)行科學(xué)推理，解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題[2]。

1 實(shí)際問(wèn)題

在現(xiàn)實(shí)生活中，我們不免遇到這樣的情景：從A地前往B地，有兩種運(yùn)動(dòng)方式可以選擇：在中間時(shí)刻休息一會(huì)，或者在中途休息一會(huì)。如果休息時(shí)間一樣長(zhǎng)，但是休息前后運(yùn)動(dòng)的速度不一樣快，那么究竟哪一種方式讓我們盡快地到達(dá)目的地B處呢？以便能更好節(jié)約時(shí)間提高效率呢？

2 建立物理模型

2.1 抽象出物理模型

為了更好研究上面實(shí)際問(wèn)題中涉及的兩種運(yùn)動(dòng)方式，把休息前，休息后的速度看作勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為分別為V1、V2。如：甲、乙兩輛汽車(chē)沿平直公路從某地同時(shí)駛向同一目標(biāo)地點(diǎn)，甲車(chē)在前一半時(shí)間內(nèi)以速度V1做勻速直線運(yùn)動(dòng)，后一半時(shí)間內(nèi)以V2做勻速直線運(yùn)動(dòng);乙車(chē)在前一半路程中以速度V1做勻速直線運(yùn)動(dòng)，后一半路程以速度V2做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知V■≠V■，則哪一輛車(chē)先到達(dá)目標(biāo)地點(diǎn)？

2.2 解決問(wèn)題的方法研究

2.2.1 平均速度法

設(shè)出發(fā)點(diǎn)到目的地的距離為x，甲運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為t1，乙運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2。

2.2.2 構(gòu)建時(shí)間等量關(guān)系

設(shè)出發(fā)點(diǎn)到目的地的距離為x，甲運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t甲，乙運(yùn)動(dòng)的時(shí)間前半段距離用時(shí)t1，后半段距離用時(shí)t2。

2.2.3 運(yùn)用x-t圖像法（先假設(shè)V1

在運(yùn)用x-t圖像法時(shí)，我們?cè)诶L制甲車(chē)、乙車(chē)的圖像時(shí)，一定要注意到：對(duì)于甲來(lái)說(shuō)，甲在前一半時(shí)間里，走的位移一定小于，所以走完前一半時(shí)間時(shí)，所處位置用X'點(diǎn)表示;而，對(duì)乙來(lái)說(shuō)，前一半的距離用速度V1走完時(shí)，所處位置在點(diǎn)，要保證后面的一半距離以速度V2走完，那么在繪畫(huà)乙車(chē)的后半程的x-t圖像時(shí)，一定與甲車(chē)速度V2相同（即保證x-t圖像的斜率相同）。在繪畫(huà)結(jié)束時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)甲車(chē)、乙車(chē)都走完x距離時(shí)，甲車(chē)的時(shí)間小于乙車(chē)的時(shí)間，如圖中的t甲，t乙對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)。綜上所述，甲先打到目的地。而且，如果假設(shè)V1>V2，都是同樣的結(jié)果。

2.2.4 運(yùn)用v-t圖像法（先假設(shè)V1

在運(yùn)用v-t圖像法時(shí)，我們?cè)诶L制甲車(chē)、乙車(chē)的圖像時(shí)，一定要注意到：對(duì)于甲來(lái)說(shuō)，甲在前一半時(shí)間里，走的距離一定小于后一半時(shí)間里走的距離，所以繪制的甲車(chē)的v-t圖像，前一半時(shí)間里圖像與時(shí)間軸圍成的面積小于后一半時(shí)間里圖像與時(shí)間軸圍成的面積[3]。對(duì)于乙車(chē)來(lái)說(shuō)，由于乙車(chē)先以速度V1走完前半程距離，所以走完前半程路程用時(shí)一定超過(guò)了，如圖中的t'點(diǎn);但是剩下的一半的距離，由v-t圖像的圖像與時(shí)間軸圍成的面積可以知道，肯定在t甲-t'里完不成，必須大于t甲-t'，所以乙車(chē)總用時(shí)肯定多于甲車(chē)的用時(shí)。綜上所述，甲先打到目的地。而且，如果假設(shè)V1>V2，都是同樣的結(jié)果。

3 結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)實(shí)生活中能節(jié)約時(shí)間是提高做事效率的一種重要方式。本文從實(shí)際出發(fā)，在運(yùn)動(dòng)位移相同情況下，抽象出物理模型，應(yīng)用作差、作商以及圖像法建立物理量的等量關(guān)系，進(jìn)行科學(xué)推理，解決現(xiàn)實(shí)中提高效率的問(wèn)題[4]。

【參考文獻(xiàn)】

[1]普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[M].人民教育出版社，中華人民共和國(guó)教育部，2017：4-6.

[2]徐彪.淺談物理教學(xué)中的情景創(chuàng)設(shè)[J].上海教育科研，2005，（7）：63-64.

[3]郭智鵬.9類運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像問(wèn)題探究[J].物理通報(bào)，2018，（10）：66-69.

[4]王樂(lè)意.物理的情景教學(xué)[J].阜陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，20（3）：81-82.