廖俊淇
摘 要:相遇問題在物理直線運動學習過程中經常出現,我們不僅要運用物理知識來解決物理學習過程中的問題,還要將物理問題轉化成數學問題來進行解決。物理學習中的相遇問題在考試中經常會遇到,本篇文章就相遇問題做出了較為詳細的講解,并根據具體的題型作出了具體的解題技巧。
關鍵詞:高中物理;相遇問題;解題技巧
一、相遇問題
高中物理的難點之一就是相遇問題,相遇問題簡單來說就是指兩個運動的物體從不同的地方出發(fā),相向而行,當物體運動一段時間后,會在特定的時間點上相遇,類似于這樣的物理題型我們就稱之為相遇問題。相遇問題無非是研究路程、速度和時間三者數量之間的關系,只要將這三者之間的關系研究透徹,就可以在整體上掌握相遇問題的類型。在物理學習過程中相遇問題的解決,我們可以看出當兩個物體同時從不同地點進行運動時,如果是相向而行,那么經過一段時間后,他們總會在某一個時間點相遇。相遇問題不可以當做一般的物體運動問題來解決,因為他不是一個物體在做運動,當多個物體同時做運動時,我們需要考慮物體的重量、加速度、初始速度和位移。相遇問題的關系式是:速度和×相遇時間=路程;路程÷速度和=相遇時間;路程÷相遇時間=速度和。在物理學習過程中相遇問題的解題思路和方法,如果是簡單的題目我們可以直接利用公式,如果是較為復雜的相遇問題,我們就需要將題目中的物理知識轉化為數學知識,然后運用數學計算技巧,再結合物理相遇問題的公式,這樣就可以解決物理學習中的相遇問題。
二、相遇問題中極值問題的處理
(一)物理方法
物理學習的過程中處理相遇問題時經常出現棘手的時候,對于處理相遇問題極值問題,我們需要采用物理方法進行求解。在所有的物理相遇問題中我們不難看出,所有的相遇極值問題求解的思路基本上是相同的,這些極值大體上具有相同的特點,我們只有將這些特點總結起來找出極值,才可以更好的解決物理中的相遇問題。
(二)數學方法
處理物理學習中相遇問題的另一個方法就是數學方法,如果我們根據題型的特點將物理問題轉化成簡單的數學問題,這樣在一定程度上就會降低物理相遇問題的難度。轉換成數學問題后,我們就可以輕而易舉地求出極值,數學工具頻繁的運用到求極值問題上,如果再加上圖像分析和數學計算,這樣,物理學中的相遇問題就迎刃而解了。
三、物理學習中相遇問題處理方法
(一)相對運動法
對于解決高中物理學習中相遇問題,最常用到的就是相對運動法,一般情況下我們對運動的物體進行觀察,都是把地面作為運動物體的參考系。如果我們是在解決物體相遇問題,就不可以把地面作為參考系,而是要選擇其中的一個物體作為相遇問題運動中參考系。這樣在一定程度上就會簡化問題,在求解的過程中也會省去許多繁瑣的步驟,這種方法就是相對運動法。
(二)物理分析法
物理分析法首先需要通過例題來進行講解,我們通過一個簡單的例題對物理分析法進行詳細的講解。例:甲、乙兩個小車在同一豎直線上進行運動,甲小車從距地面高a處自由下落,與此同時乙小車從地面以初速度b豎直上拋,不計空氣阻力,試求在下述要求下,乙小車初速度B的取值范圍。(1)乙小車在上升階段中與甲小車相遇(2)乙小車在下落階段且未落到初始拋點之前與甲小車相遇。首先我們需要先求出甲、乙兩小車相遇所需要的時間:
甲:a甲=?gt2
乙:a乙=BT -?gt2
相遇時:a甲+a乙=a
聯立之后我們就可以得出相遇的時間了,再加上我們知道甲、乙兩個小車的加速度,推導后得知兩個小車的加速度為零,所以兩個小車相遇的時間也就不難求出了。
(三)圖像法
解決物理相遇問題,圖像法也是最佳的解決方法,圖像可以使我們在做題的時候更加直觀的理解題意,一般做題我們會將矢量坐標正向定為豎直向下,這樣就將向上運動物體的上升速度定為負值。
(四)特殊情況
在解決相遇問題過程中,有可能會出現,一個運動物體在相遇前已經停止運動,這時上述的部分公式和技巧不再適用,而直接套用會導致最終結果錯誤,此時,應該先計算出某個物體運動了多遠的路程停止運動,然后,再運動公式計算出另外一個物體在總路程減去物體停止運動時所運動的路程差,此時得出的結果才是正確的。
四、結語
綜上所述,我們可以將高中物理學習中遇到的相遇問題的解題技巧做出一個簡單的總結,在這些相遇問題中無非是一個臨界條件和兩個等量關系,首先一個臨界條件就是速度相等,兩個物體在運動過程中往往會存在著一個臨界條件。在做題之前要對問題進行整體的分析和判斷,找出相遇問題解決的切入點,然后再找出其中存在的等量關系。
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