戴操宇
物體運動的形式是多種多樣的。其中勻速直線運動是最簡單、最基本的運動。小學行程解決問題,就是反映這種運動形式的問題。行程解決問題,常見的有追及和相遇這兩種類型的解決問題,它們之間既有聯(lián)系,又有區(qū)別。下面,我們通過對物體作這種運動形式的分析,找出它們之間的辯證關系及其解答的依據(jù)。
設有兩個物體M1與M2在直線L上勻速直線運動,速度分別為v1與v2,其行走的路程(距離)分別為s1和s2。它們運動方向一致(同向),如下圖所示。M1與M2的間隔距離(路程差)為Δs、M1在B處,M2在A處,各自向右方向運動,
到達C處的時間為t1,t2。不妨設v2>v1,方向向右為正方向。根據(jù)物體作勻速直線運動的公式(路程與速度、時間三者的數(shù)量關系)得:
若兩個物體同時運動,即當t1=t2=t時,那么有
這就是說,兩個物體不在同一地點,同時沿著方向一致的直線作勻速運動,于某一地點一起到達(追到)的時間與它們同時行走的路程差成正比,與它們的速度差成反比。
上述(4)或(5)式,也就是我們所說的兩物體作追及運動的公式。在(4)或(5)式里,知道其中任意兩個量或三個量,就可以求出另外的一個量。
由于物體運動的速度及行走的路程既有大小,又有方向,因而速度與路程這兩個物理量都是矢量。當兩個物體于同一時間朝著相反方向(相向)作勻速直線運動,并在某一地點到達,其運動形式如下圖所示。這時,物體M1的速度及行走的路程都是負方向。因此,這兩個物理量都取負值。根據(jù)(1)式得:
設兩物體同時行走路程之和為∑s,速度和為∑v,則
這就是說,兩物體不在同一地點,同時沿著相反方向作勻速直線運動,并在某一點到達(相遇)的時間,與它們同時行走的路程之和成正比,與它們的速度之和成反比。
上述(13)或(14)式,就是兩物體作相遇運動的公式。在(13)或(14)式里,知道其中任意兩個或三個量,就可以求出第四個量。
綜上所述,兩個物體作追及運動或相遇運動,它們之間的相同特點就是在同一時間,不同地點作勻速直線運動。它們的區(qū)別是:作追及運動的兩物體的運動方向是同方向的;作相遇運動的兩物體的運動方向是反方向的。它們在一定的條件下可以互相轉化。
從上面的幾個公式推導過程中,可以看出,只要掌握公式(5),就可以推導(6)-(10),(13)-(18)等公式。這些公式就是我們解決行程問題中兩種類型解決問題的解答依據(jù)。
例1 汽車從甲城到乙城,每小時行走60千米,走了2小時后,摩托車才開始從甲城出發(fā),每小時行走80千米,幾小時追到?
解:設摩托車從甲城出發(fā)以后,t小時追到汽車。據(jù)(5)式:
t===6
綜合算式60×2÷(80-60)
=120÷20
=6(小時)
答:6小時追到。
例2 少先隊員騎自行車到郊外春游,每小時行走15千米,走了40分鐘后,因有事緊急通知,班主任騎摩托車前往追趕,為了在20分鐘內(nèi)追到,摩托車每小時應行走多少千米?
解:設摩托車每小時應行v2千米,據(jù)(8)式
v2=+v1=+15=45
綜合算式15×÷+15
=10×+15
=30+15
=45(千米)
答:摩托車每小時應行走45千米。
編輯 段麗君