勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用型試題賞析

王棟

摘要：在高考中聯(lián)系生活實(shí)際的物理題目是經(jīng)常出現(xiàn)的一類(lèi)題型，同時(shí)在分?jǐn)?shù)占比上也很高，而勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)又是聯(lián)系生活實(shí)際經(jīng)常出現(xiàn)的一類(lèi)應(yīng)用型題型，因?yàn)槲覀冇斜匾莆瘴锢眍}中勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的相關(guān)應(yīng)用題型?；诖?，文章主要介紹了勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)應(yīng)用型題型的三種試題的解答方式，希望可以給廣大學(xué)生以參考。

關(guān)鍵詞：勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 應(yīng)用型試題 賞析 物理應(yīng)用型 問(wèn)題 解題方法

勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是高中物理知識(shí)體系中最基礎(chǔ)的知識(shí)點(diǎn)，但是在高考中每年都會(huì)有所涉及，在出題的方式上卻不是單一的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，而是和生活實(shí)際進(jìn)行聯(lián)系，將其放在一個(gè)生活情景中進(jìn)行問(wèn)題的探討。這一點(diǎn)也充分體現(xiàn)了高考從應(yīng)試教育向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)變。但是也是因?yàn)樯钋榫暗募尤耄瑢?dǎo)致問(wèn)題的難度增大，致使很多同學(xué)的解題時(shí)會(huì)出現(xiàn)諸多失誤，進(jìn)而解題錯(cuò)誤?；诖耍恼乱宰约涸诟咧形锢韯蜃兯僦本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)中的所思所感為背景，主要介紹了三種勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用性試題的解題技巧。

一、汽車(chē)安全距離問(wèn)題

例一：我國(guó)的高速公路在行車(chē)速度上最高限速為120km/h，假設(shè)有一人正在以最高速度行駛，其在剎車(chē)時(shí)的加速度為5m/s2，司機(jī)的剎車(chē)反應(yīng)時(shí)間為0.6-0.7秒，試計(jì)算在高速公路上兩車(chē)之間的行駛安全距離為多少？

在解答該題時(shí)首先需要分析一下，在高速公路上行駛時(shí)可以出現(xiàn)追尾事故的條件，其一為行車(chē)距離過(guò)近，其二為汽車(chē)的剎車(chē)不好，其三為司機(jī)的反應(yīng)速度過(guò)慢。該題中已經(jīng)給出的已知條件中司機(jī)反映時(shí)間和剎車(chē)加速度都已經(jīng)給出，因此了可以直接討論安全距離。

解：已知該汽車(chē)的行駛速度v0為120km/h=33.3m/s，剎車(chē)反應(yīng)時(shí)間為t1=0.7s（保障行車(chē)安全選擇最大的反應(yīng)時(shí)間），在汽車(chē)剎車(chē)之前的反應(yīng)時(shí)間將會(huì)作均速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其位移距離為s1=v0*t1=0.7*33.3=23.3m。

在汽車(chē)剎車(chē)之后汽車(chē)將作均減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并且可知最后的末速度為v0=0，其滑行的時(shí)間為

t2=（v-v0）/a=6.7a

剎車(chē)后滑行位移為

s2=1/2at22+vot2=110.9m

因此可知在高速公路上汽車(chē)的行駛安全距離為s=s1+s2=134.2m

二、飛機(jī)著陸問(wèn)題

例二：對(duì)于航天飛機(jī)而言，其在著陸時(shí)的速度很大，因此必須使用阻力傘來(lái)使航天飛機(jī)減速，進(jìn)而保障飛機(jī)著陸的安全。假設(shè)有一航天飛機(jī)在一筆直道路上進(jìn)行著陸，在剛剛著陸上的速度為100m/s，此時(shí)阻力傘張開(kāi)加之地上的摩擦力，其產(chǎn)生的加速度為4m/s2，請(qǐng)問(wèn)要保障航天飛機(jī)的正常降落該跑道的長(zhǎng)度最短需要多少米？

該題屬于較為簡(jiǎn)單的一類(lèi)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，初速度、加速度以及末速度都已經(jīng)給出，因此只需要將實(shí)際生活情景中的相關(guān)物理量提取出來(lái)，帶入相對(duì)應(yīng)的公式就可以完成解答。

解：已知航天飛機(jī)的初速度v0=100m/s，減速的加速度a=-4m/s2。

設(shè)在航天飛機(jī)著陸t秒后速度為零，此時(shí)末速度vt=0

根據(jù)vt=v0+at

可知航天飛機(jī)的著陸時(shí)間為25s

在該時(shí)間段內(nèi)航天飛機(jī)作勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度為a=-4m/s2

根據(jù)s=v0t+1/2at2

可知s=1250m

另外該題也有更為簡(jiǎn)單的一種解題方式

根據(jù)加速和初末速度之間的公式

vt2-v02=2as

已知a=-4m/s，vt=0，v0=100m/s

s=1250m

三、車(chē)輛追趕問(wèn)題

車(chē)輛追趕問(wèn)題是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中難度較大的一類(lèi)問(wèn)題，在該類(lèi)題型中需要對(duì)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)物體都進(jìn)行分析，因此需要我們?cè)谧鲱}時(shí)，特別注意。以下針對(duì)一道題目進(jìn)行講解。

例三：已知有一輛警車(chē)正在執(zhí)勤，突然警車(chē)上的警員發(fā)現(xiàn)在他旁邊有一速度為8m/s的貨車(chē)存在著嚴(yán)重的違章行為，因此警車(chē)起步開(kāi)始追趕貨車(chē)，在2.5秒后警車(chē)發(fā)動(dòng)，并且以加速度為2m/s2的速度做均加速運(yùn)動(dòng)請(qǐng)問(wèn)：

1.在警車(chē)啟動(dòng)多久之后追趕上違章貨車(chē)？

2.在警車(chē)啟動(dòng)后兩車(chē)相距的最大距離為多少？

在該題的解答時(shí)首先需要我們?cè)谀X海中對(duì)該題所描述的一個(gè)過(guò)程有一個(gè)清晰的認(rèn)知，首先將警車(chē)和違章的貨車(chē)看著一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，進(jìn)而分析可知違章貨車(chē)的質(zhì)點(diǎn)一直都是以8m/s的速度向前運(yùn)動(dòng)，而警車(chē)質(zhì)點(diǎn)一開(kāi)始為靜止，進(jìn)而用2m/s2的加速度作加速運(yùn)動(dòng)進(jìn)行追趕，在前四秒兩者的距離屬于不斷增大，在四秒之后兩者的距離開(kāi)始不斷減小，最后警車(chē)質(zhì)點(diǎn)追趕上違章貨車(chē)質(zhì)點(diǎn)。

解：1.設(shè)警車(chē)經(jīng)過(guò)t秒追上貨車(chē)，并且可知在警車(chē)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)前貨車(chē)在前面s0=20m

Vt+s0=1/2at2

t=10s

2.可知在第四秒警車(chē)和貨車(chē)速度相同，此后警車(chē)大于貨車(chē)

所在在警車(chē)運(yùn)動(dòng)第4秒時(shí)兩者的距離最大

S=（s0+4*8）-1/2a42

S=36m

四、結(jié)語(yǔ)

素質(zhì)教育的不斷推進(jìn)意味著未來(lái)在物理高考題目的出題方式上，會(huì)越來(lái)越偏向于應(yīng)用型的題型，而勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)作為高中物理中的基礎(chǔ)知識(shí)也必然會(huì)在高考中所有涉及，因此作為高中生的我們，有必要掌握勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)方面的應(yīng)用型的解題技巧和方式。希望通過(guò)文章的簡(jiǎn)單論述可以給廣大的高中生以啟迪。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅建明.勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)重要推論的證明及應(yīng)用[J].中學(xué)物理（高中版），2014，（08）.

[2]魏丞.由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的v-t圖像推導(dǎo)位移公式[J].小作家選刊（教學(xué)交流），2014，（11）.

[3]董光順.比例圖在初速度為零的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用[J].中學(xué)物理（高中版），2013，（10）.

（作者單位：沂水縣第二中學(xué)2014級(jí)21班）