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1、從一題多解看運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的靈活運(yùn)用深圳市光明新區(qū)高級(jí)中學(xué)(518106)平功遠(yuǎn)學(xué)生學(xué)完運(yùn)動(dòng)學(xué)一章后,普遍反映的問題是公式多,解題時(shí)無法選用合適公式。本文擬從一道例題入手,談如何分析運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)題,并用多種解法求解,達(dá)到鞏固公式、靈活運(yùn)用公式的目的?!纠}】屋檐定時(shí)滴出雨滴,當(dāng)?shù)?滴正欲滴下時(shí),第1滴剛好到達(dá)地面,而第3滴與第2滴正分別位于高為1m的窗戶的上下沿。取g=10m/s2,問(1)此屋檐離地面的高度。(2)滴水的時(shí)間間隔是多少?如何分析求解此題呢?首先,要畫出題設(shè)情景的示意圖,如圖所示,然后在圖中標(biāo)注有關(guān)物理量,從中找出幾何關(guān)系。要引入一個(gè)參數(shù),即設(shè)兩
2、滴雨滴之間的時(shí)間間隔為T,然后列方程求解。解法一:常規(guī)方法,學(xué)會(huì)做減法第2滴與第3滴雨滴之間的距離等于這兩個(gè)雨滴的位移之差。即s32=s2-s3。54321s32s1s3s2雨滴2下落的時(shí)間為3T,運(yùn)動(dòng)的位移為(1)雨滴3下落的時(shí)間為2T,運(yùn)動(dòng)的位移為(2)由幾何關(guān)系,有s32=s2-s3(3)由(1)(2)(3)解得(4)此屋檐離地面的高度為(5)對本題也可以這么看:把圖中同一時(shí)刻5個(gè)雨滴的位置,看成一個(gè)雨滴在5個(gè)不同時(shí)刻的位置。即某一雨滴在t=0時(shí)在位置5,到達(dá)位置4、3、2、1的時(shí)間分別為T、2T、3T、4T,因此本題又有以下解法。解法二:用初速為
3、零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解——比例法初速為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移比為1:3:5:…因此有s54:s43:s32:s21=1:3:5:7所以得由,得解法三:用位移公式求解雨滴經(jīng)過位置3時(shí),速度為v3=g·(2T)=2gT(1)由位移公式,有(2)由(1)(2)得(3)此屋檐離地面的高度為(4)第3頁共3頁解法四:用速度位移公式求解雨滴經(jīng)過位置3時(shí),速度為v3=g·(2T)=2gT(1)雨滴經(jīng)過位置2時(shí),速度為v2=g·(3T)=3gT(2)由速度位移公式,有(3)由(1)(2)(3)得(4)此屋檐離地面的高度為(5)解法五:用平
4、均速度等于速度的平均值求解雨滴經(jīng)過位置3時(shí),速度為v3=g·(2T)=2gT(1)雨滴經(jīng)過位置2時(shí),速度為v2=g·(3T)=3gT(2)則雨滴經(jīng)過位置3、2時(shí)間內(nèi)的平均速度為(3)又(4)由(1)(2)(3)(4)得(5)此屋檐離地面的高度為(6)解法六:用平均速度等于中間時(shí)刻速度求解(先求時(shí)間間隔)雨滴運(yùn)動(dòng)到位置3、2中間時(shí)刻的時(shí)間為t=2.5T此時(shí)雨滴的速度為vt=gt=2.5gT(1)由于中間時(shí)刻的速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度,所以雨滴在位置3、2間運(yùn)動(dòng)的平均速度為(2)又(3)由(1)(2)(3)得(4)此屋檐離地面的高度為(5)解法七:用平均
5、速度等于中間時(shí)刻速度求解(先求高度)雨滴在位置3、2間運(yùn)動(dòng)的平均速度等于該段過程中間時(shí)刻的速度,即(1)雨滴在整個(gè)運(yùn)動(dòng)中的平均速度等于全過程中間時(shí)刻的速度,即(2)有(3)第3頁共3頁由(1)(2)(3)得(4)t/sv/(m·s-1)0T2T3T4T2gT3gT4gT由,得(5)解法八:用圖象法求解畫出某一雨滴運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖。在v-t圖象中,面積等于位移。由圖可知(1)屋檐離地面高度為(2)由(1)(2)解得T=0.2ss1=3.2m(3)從以上解題過程可以看出,用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題,方法具有多樣性。要注意以下幾點(diǎn):一、首先要畫出運(yùn)動(dòng)的示意圖,并注意
6、幾何關(guān)系;二、公式要熟練,才能靈活運(yùn)用;三、可以適當(dāng)引入一個(gè)參數(shù),便于求解。正可謂條條道路通羅馬。在解題時(shí),可以多訓(xùn)練一題多解,這樣才能更好的鞏固和運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式。2007-11-9于光明新區(qū)高級(jí)中學(xué)2008-1-5修改作者簡介:平功遠(yuǎn):物理高級(jí)教師荊州市骨干教師,湖北省教育學(xué)會(huì)物理專業(yè)委員會(huì)會(huì)員聯(lián)系方式:電子郵箱hhpgy@sina.com,QQ190610394本文發(fā)表于《物理教學(xué)探討》高一年級(jí)學(xué)研期2008年下半月第9期http://www.cqvip.com/QK/81620X/#tlistanchor第3頁共3頁